垃圾渗透液是一种成分复杂的高浓度有机废水,含有多种毒性物质和致癌物质,是世界公认的污染威胁大、性质复杂、难以处理的高浓度废水。
渗透液的水质与进入填埋场的垃圾类别有直接联系,发达国家如德国、日本垃圾分类较好。以使用DTRO膜工艺较多的德国为例,德国垃圾填埋场对有机质的填埋比例进行了严格限制,因此BOD5很低,典型的渗透液成分如下:
表1德国垃圾渗透液水质
Table 1 Leachate quality in Germany
指标 电导率(μS/cm) BOD5(mg/L) COD(mg/L) NH3-N(mg/L)
数值 15000~20000 300~500 3000~5000 1500~2000
我国除北京、上海、深圳等少数城市做了垃圾分类试点以外,其它绝大部分城市垃圾没有分类,同时我国各地气象条件各异域,因此我国垃圾渗透液的水质与德国比,相差较大,有如下特点:
1)、填埋初期NH3-N浓度高,可以到3000mg/L以上,BOD5/COD值较高可达0.5以上,可生化性好,碳源充足,较易处理。
2)、随着填埋时间的变化(通常5年左右),BOD5的浓度快速下降、COD的浓度缓慢下降,仍然保持较高浓度, BOD5/COD值较低,可生化性差,部分有机物(中等分子量的灰黄霉酸类物质)难生物降解;NH3-N浓度保持在1000mg/L左右,C/N比低,处理难度大。
3)、重金属:一般渗透液中的重金属含量很低,不会超过排放标准,但当工业垃圾与生活垃圾混合填埋时,重金属溶出数量会增加,与各地实际情况有关。
我国垃圾渗透液水质与德国相差很大, BOD5浓度高很多,可生化性相对要好,特别是填埋初期。
2,DTRO膜工艺分析
从2011年7月1日起,现有的所有渗透液处理出水按新标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)执行,新标准对COD,总氮、重金属及外运处理等方面提出了更为严格的要求,根据渗透液的水质特点,有机物和氨氮是国家排放标准规定的两个主要去除目标,它决定了渗透液处理工艺的建设成本和运行费用。
2010年4月1日起实施的《生活垃圾填埋场渗透液处理工程技术规范》(HJ 564-2010),提出了“生化处理+膜过滤”的原则性处理流程。
2.1国外DTRO工艺运行情况
1988年颇尔水技术公司在德国***推出DTRO装置用于垃圾渗透液处理,在德国应用较多,因此以德国的实际应用为例进行介绍。德国垃圾填埋场对有机质的填埋比例进行了严格限制,渗透液成分相对简单,收集的垃圾渗透液一般先经过预处理,再进入反渗透系统,同时对浓缩液进行处理,该技术取得了很好的应用效果。
两级DTRO系统具有以下优点:
1)、预处理系统简单,渗透液通过保安过滤器(精密过滤)即可进入DTRO系统。
2)、抗冲击负荷能力强、进水水质波动对其影响较小。
3)、通过碟管式反渗透膜(DTRO)将渗透液分为浓缩液(污染物含量极高)和清水(含少量盐)两部分,是纯物理分离。和生化处理比较,占地面积小、自动化程度高、对运行管理人员要求较低。
4)、发生故障时,启动和关闭时间短。
5)、采用膜组件结构,容易改建和扩建。
6)、缩短产生渗透液的时间,减少填埋场封场后的维护时间。
由于国内渗透液水质浓度高,浓缩液没采取处理措施直接回灌***埋库区,渗透过垃圾堆体,由渗透液收集系统收集再次排入调节池,进入渗透液处理站,是内部循环的,存在以下不足:
1)、污染物的降解主要依赖于垃圾堆体,垃圾堆体处于厌氧环境,系统中主要是两类细菌:产酸细菌(异养菌)和产甲烷菌(自养菌),产酸菌比产甲烷菌增长快,产甲烷菌对PH值较敏感,*适宜pH值范围约在6.8~7.2之间,如果产酸菌增长过快,垃圾堆体的PH值将低于6.5,产甲烷菌会受到抑制,两类细菌数量将不平衡(新鲜渗透液含有较高浓度的VFA,可生化性好,因此产酸菌增长很快,这种情况更容易出现),从而使渗透液停留在产酸阶段,污染物不能彻底分解,导致DTRO系统进水的有机物浓度较高,加速DTRO膜的污染。
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