摘要:對城市垃圾填埋場滲濾液的國內(nèi)外處理技術(shù)結(jié)合實際作了較為詳細(xì)的闡述和系統(tǒng)的分析。重點對當(dāng)前國內(nèi)外垃圾滲濾液的生物處理、物理化學(xué)處理、上地處理等處理方法在實際運行過程中的成功與失敗的經(jīng)驗作了總結(jié)和探討。
關(guān)鍵詞:城市垃圾,滲濾液,廢水處理
近十幾年來國外學(xué)者就垃圾滲濾液的處理進行了大量的探索和研究,取得了一些成功經(jīng)驗,有的已用于工程實踐。我國在垃圾滲濾液的處理研究方面起步較晚、起點較低,有不少失敗的教訓(xùn),但也獲得了一些寶貴的經(jīng)驗。由于滲濾液水質(zhì)水量的復(fù)雜多變住,目前尚無十分完善的處理工藝,大多根據(jù)不同填埋場的具體情況及其它經(jīng)濟技術(shù)要求采取有針對性的處理工藝??v觀國內(nèi)外垃圾滲濾液處理的現(xiàn)狀,目前滲濾液的處理方案主要有場外綜合處理和場內(nèi)單獨處理兩大類。主要處理工藝有生物處理法、物化法、土地法以及上述方法的綜合[1]。
l 生物法處理滲濾液
生物法是滲濾液處理中最常用的一種方法,由于其運行費用相對較低、處理效率高,不會出現(xiàn)化學(xué)污泥等造成二次污染,因而被世界各國廣泛采用。具體的工藝形式有傳統(tǒng)活性污泥法、穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤、厭氧固定膜生物反應(yīng)器等。
1.1 活性污泥法
美國和德國幾個垃圾填埋場采用活性污泥法處理滲濾液,其實際運行結(jié)果表明,通過提高污泥濃度來降低污泥的有機負(fù)荷,可以獲得令人滿意的處理效果。如美國賓州的Fall Township污水處理廠,其垃圾滲濾液進水的ρ(CODcr)為6000~21000 mg/L,ρ(BOD5)為 3000~13000 mg/L,ρ(氨氮)為 200~2000 mg/L,曝氣池的 p(污泥)為 6000~12000 mg/L,是一般污泥的質(zhì)量濃度的3~6倍。在體積有機負(fù)荷為 1.87 kg[BOD5]/(m3·d),F(xiàn)/M 為 0.15-0.31 kg[BOD5]/kg[MLSS·d)時,BOD5的去除率為97%;在體積有機負(fù)荷為0.3kg[BOD5]/(m3·d),F(xiàn)/M為0.03-0·05 ks[BOD5]/(kg[MLSS]·d)時,BOD5的去除率為92%。該廠的數(shù)據(jù)說明,只要適當(dāng)提高活性污泥的質(zhì)量濃度,使F/M為0.03-0.31<kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d)之間采用活性污泥法能夠有效地處理垃圾滲濾液[2]。
1.2 穩(wěn)定塘
國外早在80年代就有成功運用穩(wěn)定塘技術(shù)處理滲濾液的生產(chǎn)性處理廠(Howard Robison,1992),英國在 1983年建成的 Bryn Postey填埋場滲濾液處理廠,運用曝氣氧化塘技術(shù)處理滲濾液。該氧化塘有效庫容 1000 m3,由高密度聚乙烯材料(HDPE膜)作防滲襯底,采用兩臺高效表面曝氣機進行曝氣,滲濾液最小水力停留時間 10d,滲濾液處理量D-150 m3/d。此系統(tǒng)自 1983年開始運行,滲濾液ρ(CODcr)ρ(BOD5)最大分別達(dá) 24000 mg/L和10 000 mg/L,F(xiàn)/M為 0.05~0.3 kg[BOD5]/kg[MLSS]·d)時,CODcr去除率達(dá) 97%[3]。
上海市廢棄物老港處置場,在三期工程改擴建時建成了以穩(wěn)定塘和蘆葦濕地地表漫流處理系統(tǒng)相結(jié)合的滲濾液處理系統(tǒng),設(shè)計規(guī)模為2000m3/d,實際運行流量1500 m3/d,其在冬季兩個月的典型數(shù)據(jù)見表1上海老港填埋場滲濾液水處理的運行效果:
表1 老港填埋場滲濾液水處理的運行效果 mg·L-1檢測日期 | 氧化塘出口 | 蘆葦濕地出口 |
ρ(CODcr) | ρ(NH3-N) | ρ(CODcr) | ρ(NH3-N) |
2000.10.24 | 1177 | 160 | 589 | 29 |
2000.11.02 | 1264 | 145 | 1095 | 35 |
2000.11.13 | 1297 | 133 | 745 | 48 |
2000.11.21 | 1912 | 189 | 1326 | 69 |
2000.12.05 | 640 | 91 | 905 | 150 |
平均 | 1413 | 144 | 932 | 66 |
1.3 生物轉(zhuǎn)盤
生物轉(zhuǎn)盤是所謂固定生長系統(tǒng)生物膜法中的一種,運用于常規(guī)的污水處理中可有效地解決活性污泥法的污泥膨脹問題,并且由于膜上生物量大,生物相豐富,既有表層的好氧微生物,又有內(nèi)層的厭氧微生物,因而具有抗水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的優(yōu)點,同時生物膜上還能生長世代時間較長的硝化菌等。
Pitea滲濾液處理廠即采用生物轉(zhuǎn)盤處理垃圾滲濾液,設(shè)計規(guī)模500 m3/d,設(shè)計轉(zhuǎn)盤表面積3 000 m2,平均設(shè)計負(fù)荷 4.8 g[NH3-N/(m2·d)。該廠利用填埋場氣體加熱使進人生物轉(zhuǎn)盤的滲濾液溫度保持在20℃左右,取得了良好的處理效果。
上面介紹的Pitea填埋場生物轉(zhuǎn)盤是好氧生物反應(yīng)器,英國Britannia填埋場則是運用厭氧固定膜生物反應(yīng)器處理垃圾滲濾液,也取得了良好的處理效果[4]。
1.4 厭氧氧化處理
厭氧生物處理B前采用厭氧生物濾池,厭氧接觸法,上流式厭氧污泥床反應(yīng)器及分段厭氧消化等,實踐證明厭氧處理時高質(zhì)量濃度ρ(BOD5)>2000mg/L)有機廢水的處理是有效的,但單獨采用厭氧生物處理滲濾液的情況很少見。北京市政設(shè)計院1988年進行了這方面的研究,得出的結(jié)論是建議采用厭氧一好氧法處理工藝[5]。
1.5 各種生物法比較
生物法中,好氧工藝的活性污泥法和生物轉(zhuǎn)盤的處理效果最好,停留時間較短(6~24 h)、運行經(jīng)驗豐富,但工程投資大。運行管理費用高;相對來說穩(wěn)定塘工藝比較簡單,投資省,管理方便,但停留時間長(10~30 d)、占地面積大且凈化能力隨季節(jié)變化較大。厭氧處理工藝近年來發(fā)展很快,特別適合于高濃度的有機廢水,它的缺點是停留時間長,污染物的去除率相對較低,對溫度的變化比較敏感,但通過研究表明厭氧系統(tǒng)產(chǎn)生的氣體可以滿足系統(tǒng)的能量需要,若將這部分能量加以合理利用,將能夠保證厭氧工藝有穩(wěn)定的處理效果,還能降低處理費用。因而對于高濃度有機物的垃圾滲濾液,采用厭氧和好氧I藝的組合處理,無論是對于提高處理效率,還是就降低運行費用都是有意義的。