垃圾渗滤液处理
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垃圾渗滤液的来源主要包括以下几个方面:
一、自然降水
降雨和降雪:降雨的淋溶作用是渗滤液产生的主要原因。降雪融化后也会渗入垃圾堆体,形成渗滤液。
二、外部水源流入
地表水:包括地表径流和地表灌溉。地表径流主要指来自场址表面上坡方向的径流水,这些水流经垃圾堆体时,会携带部分水分和溶解物进入垃圾堆体,形成渗滤液。
地下水:当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水位,且没有设置到位的防渗系统时,地下水就有可能通过土壤层渗入填埋场内,与垃圾中的水分混合,形成渗滤液。
三、垃圾自身水分
垃圾本身含有的水分:这包括垃圾在收集、运输、堆放过程中携带的水分,以及从大气和雨水中吸附的水分。
垃圾分解产生的水分:垃圾填埋后,垃圾中的有机组分在微生物的厌氧分解作用下会产生水。这些水分与垃圾中的溶解物混合,形成渗滤液。
垃圾渗滤液处理的难点主要体现在以下几个方面:
一、水质复杂多变
成分复杂:垃圾渗滤液中含有多种有机物、无机物、重金属、微生物及其代谢产物等,这些成分之间相互作用,使得渗滤液的性质复杂多变。
水质波动:渗滤液的水质受多种因素影响,如垃圾种类、填埋时间、降雨情况、温度等,导致水质波动大,难以稳定处理。
二、高浓度难降解
高COD、BOD:渗滤液中的化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)浓度高,反映出渗滤液的可生化性强,但同时也意味着处理难度加大。
难降解有机物:渗滤液中含有大量难降解的有机物,这些有机物在常规的生物处理过程中难以被完全降解,导致处理效果不理想。
三、重金属与氨氮含量高
重金属:渗滤液中含有的重金属离子对生物处理构成严重阻碍,且重金属对人体的危害极大,少量重金属物质进入人体就可能造成严重影响。
氨氮:随着填埋时间的增加,渗滤液中的氨氮含量显著上升,高氨氮含量不仅增加了处理的难度,还可能对生物处理系统造成冲击。
四、处理技术与设备限制
技术与设备不匹配:由于渗滤液处理工艺复杂多变、水质条件波动以及出水水量不稳定性等因素的影响,当前的设备与技术往往难以精准匹配实际的处理需求,导致处理效果与效率不尽如人意。
投资与运营成本:渗滤液处理项目通常存量大、一次性投资困难,且生化法设备多、运行困难、运行气味难闻,这些都增加了项目的投资和运营成本。
五、处理效果与排放标准的矛盾
排放标准严格:随着环保法规的日益严格,对渗滤液处理后的排放标准也越来越高,这对处理技术提出了更高的要求。
处理效果难以保证:由于渗滤液水质复杂多变、处理难度大,使得处理后的水质难以稳定达到排放标准。
垃圾渗滤液的处理工艺多种多样,主要包括物理、化学、生物等多种方法,以及它们的组合工艺。以下是对现有处理工艺的详细归纳:
一、物理处理工艺
膜技术:包括超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)等。膜技术通过物理分离作用,实现对渗滤液中污染物的有效去除。超滤技术主要用于去除大分子物质和胶体物质,纳滤技术可进一步去除小分子有机物和无机盐,而反渗透技术则能实现对渗滤液中溶解性无机盐和有机物的深度去除。
二、化学处理工艺
混凝与沉淀:通过加入混凝剂使渗滤液中的悬浮物、胶体等聚集成较大的颗粒,进而通过沉淀去除。
吸附:利用吸附剂的吸附作用去除渗滤液中的有机物、重金属等污染物。
吹脱法:通过向渗滤液中通入气体(如空气),使挥发性污染物从液相转移到气相中,从而实现去除。
高级氧化法:利用强氧化剂(如臭氧、过氧化氢等)将渗滤液中的难降解有机物氧化成易降解的小分子物质。
三、生物处理工艺
厌氧生物处理:通过厌氧微生物的代谢作用,实现对渗滤液中有机物的降解。厌氧处理能降低COD和BOD,但出水中的COD浓度仍较高,且对氨氮无处理效果,一般需后续好氧处理。
好氧生物处理:利用好氧微生物的氧化作用,进一步去除渗滤液中的有机物和氨氮等污染物。好氧处理工艺包括活性污泥法、氧化沟、好氧不乱塘、生物转盘等。
硝化与反硝化:通过硝化与反硝化生物处理可以去除COD、BOD和NH3-N。硝化过程将氨氮转化为硝酸盐,反硝化过程则将硝酸盐还原为氮气从水中逸出。
四、组合处理工艺
预处理+生物处理+深度处理:该工艺首先对渗滤液进行预处理(如混凝、沉淀等),提高渗滤液的可生化性;然后进行生物处理(如厌氧+好氧),去除大部分有机物和氨氮;最后通过深度处理(如膜技术)去除剩余的污染物,确保出水水质达标。
预处理+两级DTRO:该工艺首先对渗滤液进行预处理,去除悬浮物、油脂等杂质;然后通过两级反渗透膜系统对渗滤液进行深度处理,去除溶解性无机盐和有机物;最后经过进一步处理和消毒措施实现达标排放。
耦合氧化预处理+生化处理+深度处理:该工艺利用催化自电解技术进行预处理,去除有毒有害物质、降低COD等;然后进行生化处理去除有机物和氮、磷等营养物质;最后通过臭氧催化氧化技术进行深度处理,确保出水水质清澈透明并达标排放。
传统处理工艺
处理效果不理想:尽管多种方法如生物法、膜法等被用于处理垃圾渗滤液,但由于其高浓度有机物、重金属盐、SS及氨氮的复杂特性,处理效果往往不尽人意。
运行成本较高:特别是对于生物处理+膜深度处理工艺,虽然技术风险较低,但生物菌种需要培养,增加了运行成本。全膜吸附过滤处理工艺由于膜类产品更换频率高,也增加了处理成本。
出水率低:生物处理+膜深度处理工艺出水率较低,增加了回灌的难度。全膜吸附过滤处理工艺同样面临出水率低的问题。
对原水水质敏感:全膜吸附过滤处理工艺对渗滤液原水水质比较敏感,出水率容易受到外部影响,且容易堵塞。
技术局限性:对于“老龄化”渗滤液,生物处理+膜深度处理工艺处理难度很大,生化效果特别差。离心脱水的处理方式虽然出水率高,但对设备材质要求较高,尤其是需要耐强酸、强碱腐蚀性。
管理复杂:生物处理+膜深度处理工艺需要各个单元之间密切协调配合,自控程度虽然高,但管理相对复杂。
能源消耗:离心脱水的处理方式电耗稍高,增加了能源消耗。
运维费用高:蒸发法处理垃圾渗滤液的运维费用极高。例如,MVR蒸发工艺的投资成本高达15-20万元/吨水。高昂的运维费用可能包括电、蒸汽成本以及蒸发器结垢、堵塞后的清理成本等。
能耗大:蒸发过程本身就是一个能耗较大的过程,尤其是在处理高浓度、复杂成分的垃圾渗滤液时,能耗问题更加突出。垃圾渗滤液中含有多种有毒有害物质,如重金属、致癌物等,这些物质的存在增加了蒸发处理的难度和能耗。
稳定性差:蒸发工艺在处理垃圾渗滤液时,由于水质的不稳定性和复杂性,容易出现处理效果波动较大的情况。高温蒸发过程中可能产生的二次污染问题,如臭气污染等,也影响了工艺的稳定性。
型处理工艺
科力迩CDOF处理工艺
深圳科力迩科技有限公司采用了以CDOF-Cyclonic Dissolved Ozone flotation Unit(臭氧高级氧化旋流溶气气浮一体化装置)为核心技术的专利工艺对垃圾渗滤液进行深度处理,克服了传统膜处理工艺的不足,完美地解决了垃圾渗滤液深度处理的难题。
CDOF技术是科力迩公司自主开发的专利技术,该技术创造性地将氧多重催化氧化技术、旋流技术、溶气气浮技术等多种技术有机结合,能够对垃圾渗滤液的高效综合处理,可降快速降低COD、氨氮、脱色、除臭、杀菌等。该技术整体处于国际先进技术水平,目前已获得10多项国内外专利,其中国内发明专利3项,国际PCT专利1项。
CDOF技术优势
1)反应速率快,占地面积小。臭氧气体高度分散于污水中,与传统曝臭氧气体氧化相比,臭氧分散度是传统的100倍以上,反应速率得到大幅的提升,反应时间只需15min左右,传统在60~120min,仅为传统技术的1/8,设备占地面积仅关传统的1/10甚至更小。
2)臭氧利用率高,消耗量仅为传统技术的1/3~1/2。创造性地将临界催化氧化、催化剂催化、水力空化催化等多重催化技术有机结合,臭氧可快速转化为羟基自由基,羟基氧化反应比例高,臭利用率高,催化氧化效率较传统技术大幅提高臭氧消耗仅为传统技术的1/3~1/2,节约大量电能,能耗低、成本少。
3)臭氧催化氧化和气浮双重作用,污染物综合去除效率高。创造性地将臭氧催化氧化与旋流溶气气浮有机结合,,一方面臭氧能够快速破坏胶体,乳化油破乳等,大大强化气浮分离的效果,同时还能够大幅降低污泥量(危废)产生量(减少90%),另一方面旋流溶气气浮可强化臭氧与催化剂、污染物的接触效率,提高反应速率,防止催化剂污染等,延长催化剂寿命等。