早在1997年7月我國環(huán)境保護(hù)局和國家技術(shù)監(jiān)督局共同頒布《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-1997),2008年7月1日國家環(huán)保局根據(jù)我國國情對此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂(GB16889-2008)。2011年7月1日起,現(xiàn)有全部生活垃圾填埋場執(zhí)行表2標(biāo)準(zhǔn)(COD≤100mg/L;TN≤40mg/L;NH3-N≤25mg/L;TP≤3mg/L)。
垃圾滲濾液特點(diǎn)
新鮮垃圾所產(chǎn)生的滲濾液可生化性好,相對較易處理。而填埋齡在5年以上的垃圾所產(chǎn)生的滲濾液可生化有機(jī)質(zhì)含量較低,而氨氮通常高達(dá)幾千,是目前滲濾液處理行業(yè)的棘手難題。滲濾液的水質(zhì)變化與垃圾種類和垃圾在填埋過程所發(fā)生的一系列物理化學(xué)過程緊密相關(guān),國家規(guī)定能夠直接進(jìn)入生活垃圾填埋場的垃圾有:
1.由環(huán)境衛(wèi)生集夠收集或者自行收集的混合生活垃圾,以及企事業(yè)單位產(chǎn)生的辦公廢物;
2.生活垃圾焚燒爐渣(不包括焚燒飛灰);
3.生活垃圾堆肥處理產(chǎn)生的固態(tài)殘余物;
4.服裝加工、食品加工以及其他城市生活服務(wù)行業(yè)產(chǎn)生的性質(zhì)與生活垃圾相近的一般工業(yè)固體廢物。醫(yī)療廢棄物、焚燒飛灰等垃圾經(jīng)處理符合標(biāo)準(zhǔn)可進(jìn)入填埋場。
垃圾滲濾液匯入市政污水管道
眾所周知,垃圾填埋場本身就是一個(gè)生化反應(yīng)器,垃圾在垃圾填埋場的穩(wěn)定化過程通常分為五個(gè)階段,即初始化調(diào)整階段(Initial adjustment phase)、過渡階段(Transition phase)、酸化階段(Acid phase)、甲烷發(fā)酵階段(Methane fermentation phase)和成熟階段(Maturation phase),五個(gè)階段所產(chǎn)生的垃圾滲濾液也有較大的不同。
● 初始化階段主要是好氧微生物的生化反應(yīng),此時(shí)滲濾液的COD含量較高,可生化性較好。隨著氧含量下降,逐漸從過渡階段進(jìn)入酸化階段。
● 酸化階段主要是兼性微生物和轉(zhuǎn)性厭氧細(xì)菌的生化反應(yīng),滲濾液COD、VFA和金屬離子濃度繼續(xù)上升至中期達(dá)到最大值,此后逐漸下降。在甲烷發(fā)酵階段,滲濾液中的有機(jī)物濃度迅速下降,可生化的有機(jī)質(zhì)逐漸消耗殆盡,BOD/COD明顯下降。
● 在成熟階段,滲濾液pH維持在偏堿狀態(tài),可生化性進(jìn)一步下降,通常BOD/COD會(huì)小于0.1。此時(shí)垃圾滲濾液中的COD主要是以腐殖酸為代表的親水性腐殖質(zhì),該類有機(jī)物是垃圾經(jīng)過微生物的分解、轉(zhuǎn)化以及地球化學(xué)的一些列過程積累起來的一類有機(jī)物,生化法很難將其降解。
垃圾滲濾液處理方法
垃圾滲濾液的處理技術(shù)大致可分為生化法、物化法。目前生物法仍是垃圾滲濾液處理工藝的主體,主流工藝是兩級A/O+MBR+NF+RO工藝,膜工藝可穩(wěn)定有效的保證出水達(dá)標(biāo),但不可避免的產(chǎn)生一批膜濃縮液。
根據(jù)我國幾家采用反滲透工藝的項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析,要保證反滲透出水的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo),濃縮液的產(chǎn)量非常大,一般會(huì)占到進(jìn)水量的25% ~45%,濃縮液的COD濃度在1000 mg/L~5000 mg/L之間。根據(jù)對不同地區(qū)滲濾液處理項(xiàng)目發(fā)現(xiàn),濃縮液中的總氮含量在100 mg/L~1000 mg/L,濃縮液的色度一般在500倍~1 500倍之間,并且生色團(tuán)和助色團(tuán)相對物質(zhì)量越高,色度越高。
根據(jù)反滲透截流性的特點(diǎn),100%的二價(jià)以上的無機(jī)鹽離子、85%~90% 的一價(jià)鹽離子、30% 左右的硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮都會(huì)存在于濃縮液中。通過數(shù)倍濃縮后,濃縮液中的氯離子濃度約為10000 mg/L~50000mg/L之間,TDS為20000~60000mg/L,電導(dǎo)率為40000~50000 0μs/cm,這些極難降解,且含鹽度極高的濃縮液成為了整個(gè)滲濾液處理行業(yè)的一大“痛點(diǎn)”。
如何解決濃縮液問題
目前填埋場濃縮液的處理以回灌為主,實(shí)際項(xiàng)目調(diào)研顯示回灌能夠一定程度上去除COD,然而回灌會(huì)導(dǎo)致填埋層含水率增加,垃圾場含鹽量升高,同時(shí)存在對地下水產(chǎn)生污染的風(fēng)險(xiǎn);毓噙M(jìn)入填埋場的濃縮液能夠再次轉(zhuǎn)化為垃圾滲濾液流出,往復(fù)循環(huán)無疑會(huì)極大的增加處理成本。
將濃縮液進(jìn)一步濃縮后蒸發(fā)濃縮是目前應(yīng)用較多的處理方法,MVR蒸發(fā)器是常用的對垃圾滲濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮處理的裝置,與傳統(tǒng)蒸發(fā)器相比,MVR蒸發(fā)器有它優(yōu)點(diǎn):滲透液產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)升溫升壓后能回收再利用,節(jié)約能源和水資源。但是,現(xiàn)有MVR技術(shù)對垃圾滲濾液的處理還存在一些問題,如堵塞,設(shè)備腐蝕,結(jié)焦,結(jié)垢,發(fā)泡等,投資和運(yùn)行成本都較高。
筆者認(rèn)為目前不缺乏穩(wěn)定低成本的濃縮液處理技術(shù),出于環(huán)保壓力許多業(yè)主最終選擇了能夠保證100%達(dá)標(biāo)的技術(shù)(膜、蒸發(fā))。環(huán)保人士提倡用降解的辦法將污染物徹底無害化,高級氧化技術(shù)能夠?qū)⒉豢缮挠袡C(jī)物徹底分解或者轉(zhuǎn)化為可生化的有機(jī)物,是大家目前所公認(rèn)的一類綠色環(huán)保的水處理技術(shù)。利用高級氧化技術(shù)(如,芬頓、電催化氧化、臭氧高級氧化技術(shù)等)與生化技術(shù)聯(lián)合工藝能夠經(jīng)濟(jì)有效的處理高難廢水,實(shí)際證明采用高級氧化組合技術(shù)解決垃圾滲濾液濃縮液是可行的,目前已有工程案例。
筆者認(rèn)為目前沒有大批量推廣的原因存在3個(gè):
●穩(wěn)定性問題:垃圾滲濾液水質(zhì)和水量變化,這就要求水處理技術(shù)具有較好的抗沖擊能力,從而確保出水達(dá)標(biāo),羥基自由基活性高,易受水質(zhì)變化的影響;
● 空間限制:采用高級氧化工藝需對現(xiàn)有工藝進(jìn)行改造,增加相應(yīng)的設(shè)備,生化工藝也要有相應(yīng)的調(diào)整,這對于大多業(yè)主是很難接受的;
● 成本問題:垃圾滲濾液的COD從幾百到上萬不等,高級氧化技術(shù)處理高COD的廢水成本較高,南京某公司核算高級氧化聯(lián)合生化技術(shù)全量化處理某填埋場垃圾滲濾液成本在350~500元/噸。
垃圾滲濾液的水質(zhì)變化較大,選擇何種高級氧化技術(shù)應(yīng)細(xì)致斟酌,例如在TDS較高情況下,不宜采用芬頓技術(shù),不然廢水的鹽度將對后續(xù)的生化系統(tǒng)產(chǎn)生影響。此外,采用合適的預(yù)處理技術(shù)也非常關(guān)鍵,若將廢水中的大部分有機(jī)物通過沉淀的方式去除,無疑將會(huì)極大的降低高級氧化工藝段的處理成本。
市面上深圳市長隆科技有限公司研發(fā)的滲濾液COD去除劑,通過物化螯合沉底的方法可去除垃圾滲濾液中60~80%的COD。試想將10000 mg/L COD的滲濾液通過簡單的物化沉淀將其處理至3000mg/L,后續(xù)的處理難度將會(huì)顯著降低,當(dāng)然相應(yīng)的會(huì)產(chǎn)生一定量的物化污泥。
文章來源:清啦環(huán)保圈公眾號(qinglahuanjing)