目前,用于废水处理的工艺很多,但由于渗沥液的浓度高和成分复杂,对处理工艺提出了特殊的要求。通常而言,垃圾渗沥液的基本处理工艺在充分利用生化处理的经济优越性的原则上,还需将几个不同的处理工艺单元进行优化组合,从而取得经济和社会生态的双重效益,因为仅仅依靠单一的处理工艺很难达到严格的出水要求或者对产生残余物的再处置要求。
一、垃圾渗滤液来源及主要特点
垃圾渗滤液是垃圾本身含的自由水和长期填埋过程中有机成分分解产生的水,在地表水和地下水的径流作用下形成的混合液体。渗滤液的性质因填埋时间长短、垃圾中有机物组分差异、气候条件的不同而存在一定区别。但其存在一定共性,比如水质成分异常复杂、氨氮含量高、重金属浓度大等特点。
我国现阶段大多数城市生活垃圾处理基本上使用的是混合处理的方式。各种垃圾混合处理,导致渗滤液的危害性进一步提升,其中毒害的物质较多,会导致周围的水质出现变化。按照我国相关规定,垃圾处理工作要防止出现二次污染,必须对其进行处理,降低其对于环境所造成的影响。
二、垃圾渗滤液的处理技术
垃圾渗滤液的主要处理工艺有物化法、生物处理法、土地处理法、深度处理技术以及几种方法的组合等。
2.1物化处理法
2.1.1物理处理
(1)吹脱法
吹脱法是将垃圾渗滤液的pH值调整为7以上,辅以空气,渗滤液中的NH3-N由离子态转变为分子态并随空气脱离渗滤液,从而达到去除NH3-N的目的。卢平等人将渗滤液的pH调整为9.5~10时,氨氮的去除率可达到60%~80%。可见,吹脱法对NH3-N的去除效果较为明显。
(2)活性炭吸附法
活性炭吸附法主要去除渗滤液中的难降解有机物和色度。研究表明,该方法对COD的去除率可达到70%~80%,对色度的去除率可达到80%~90%。活性炭吸附法可适应多种条件的变化,比如水量和有机负荷,适用范围较广。但是,该方法对预处理有较高的要求,处理费用高,活性炭很难再生利用。
(3)膜处理技术
近年来,渗滤液的成分趋于复杂,采用一般的处理方式很难达到排放标准,因此,在处理过程中,更多的引入了膜处理。某垃圾填埋场先将渗滤液进行厌氧处理,再过膜处理,所用膜为纳滤膜,结果表明,进水氨氮为~mg/L,COD为~mg/L时,NH3-N和COD的去除率可达到60%~70%和80%~90%。用反渗透膜对垃圾渗滤液进行处理,结果表明,进水压力为3.5MPa,pH为5~6,COD为~mg/L时,COD基本可以完全去除。但是,膜处理方法的投资费用较大,运行成本较高。
2.1.2化学处理
(1)混凝沉淀法
混凝沉淀法主要应用在预处理方面,可以去除COD和悬浮物,也可去除一部分重金属,可增强后续生化处理效果。常使用的药剂包括石灰、Ca(OH)2、Fe2(SO4)3和FeCL3等。
(2)化学氧化法
化学氧化法可去除垃圾渗滤液中的COD及色度,常用的氧化剂有O3、Fenton、KMnO4和Ca(CLO)2等。研究结果表明,将多种氧化剂结合使用的效果会好于单一氧化剂。
2.2生物处理法
生物处理法包括好氧处理法、厌氧处理法及将两者方法结合的处理方式,具有处理成本低、运行效果好等优势,适合于处理可生化性较好的垃圾渗滤液,是当前最有效并且使用最多的渗滤液处理方法,但该方法抗负荷冲击能力较低,对不同渗滤液有不同的处理效果。
(1)好氧处理法
好氧处理法可有效去除渗滤液中的重金属离子、COD及NH3-N,当渗滤液B/C值较高时,优先考虑生物处理。张望军等利用SBR技术对渗滤液进行处理,结果表明,COD去除率可达到90%左右,BOD和NH3-N去除率可达到95%左右,可达到国家排放的标准。
(2)厌氧处理法
厌氧生物处理主要包括分段厌氧消化、上流式厌氧污泥床反应器和厌氧生物滤池等。研究表明,利用UASB法处理渗滤液,当进水COD>0mg/L时,COD的去除率可达到80%以上。一般情况下,经过厌氧处理后,再用好氧处理法进行处理,可显著提高处理效果,确保达标排放。
(3)厌氧-好氧结合法
虽然单独的好氧处理法或厌氧处理法均可对垃圾渗滤液中污染指标有一定的去除效果,但在实际项目中,一般将二者结合后处理渗滤液,具有高效、经济等优势。张望军等研究了厌氧-好氧对渗滤液的处理,实验结果表明,NH3-N、BOD、COD的去除率分别可达到90%、95%、85%以上。
2.3土地处理法
土地处理法主要通过土壤的过滤、吸附和沉淀等作用去除垃圾渗滤液中悬浮物和其他有关成分。土壤中微生物的代谢,可使渗滤液中的N和可溶性有机物发生转化,从而达到去除污染物的目的。目前,回灌法和人工湿地是比较常用的处理渗滤液的土地处理法。
2.4深度处理技术
2.4.1光催化技术
在紫外线的照射下,阶带电子会产生迁移并参与氧化还原反应,从而去除渗滤液中的污染物。研究表明,用光催化技术处理垃圾渗滤液,渗滤液的pH值不会对处理效果产生太大影响,但中性环境会对反应产生负面影响。
2.4.2电解处理技术
电解氧化法的技术原理可归结为直接氧化和间接氧化两方面。直接氧化在阳极处进行,渗滤液中的有机物被阳极处产生的OH氧化。间接氧化在渗滤液中进行,在电解过程中,渗滤液中会产生强氧化剂,这些氧化剂可将污染物氧化,从而达到去除的目的。研究结果表明:增大渗滤液电极接触面积、降低pH值和加入一定量的CL等,均有助于提高NH3-N和COD的去除率。
三、垃圾渗滤液处理系统耐腐蚀能力论述
垃圾渗滤液水质复杂,腐蚀性强,渗滤液处理系统的抗腐蚀性关系到系统的处理效果及使用寿命。设计时针对系统的抗腐蚀性提出多项措施,所有与渗滤液接触的设备、管道、阀门均采用耐腐蚀材质,并做防腐处理,保证整个渗滤液处理系统具有优良的防腐蚀性能。
随着我国城镇化进程的加快和经济的快速增长,城市垃圾大量产生,我国垃圾的主要处理处置方式是填埋。但是,垃圾的卫生填埋会产生浓度较高的垃圾渗滤液,极易造成周围环境的二次污染,对周边生态环境造成很大威胁。因此,垃圾渗滤液的无害化处理迫在眉睫。