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三峡库区向家湾垃圾填埋场渗滤液处理方案选择

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[摘要]巴东县向家湾垃圾卫生填埋场为典型的山谷型填埋场,山谷下游约3km即为长江,是垃圾渗滤液的直接受纳水体。三峡库区内任意堆放的城市生活垃圾浸出液对蓄水后库区的水质会产生影响。必须进行最终处理以控制其污染[1,2]。垃圾渗滤液复杂的污染特性,特别是变化性,导致了各种处理技术的应用都有一定的局限性,从而使垃圾渗滤液处理成为垃圾填埋场设计、运行和管理中的棘手问题[3]。1渗滤液处理方式独立处理和合并处理是垃圾渗滤液处理的两种主要方式,其技术经济比较见表l。表1处理方式技术经济比较[4,5]2渗滤液处理工艺2.1处理工艺的研究与应用状况作为垃圾渗滤液的预处理或后处理,吸附、絮凝沉淀和膜技术较为常见,光催化氧化和电化学技术的应用是渗滤液处理技术的新发展。加碱吹脱和化学絮凝沉淀法都能使渗滤液中的氨氮大幅度降低,而将氨吹脱与厌氧滤池、序批式反应器等生化方法结合,可同时去除CODCr和氨氮。活性污泥法对BOD5、有机碳和CODCr的去除率较高,但受温度影响,能耗高,条件控制复杂,耐冲击负荷能力差。生物膜法抗

巴东县向家湾垃圾卫生填埋场为典型的山谷型填埋场,山谷下游约3km即为长江,是垃圾渗滤液的直接受纳水体。三峡库区内任意堆放的城市生活垃圾浸出液对蓄水后库区的水质会产生影响。必须进行最终处理以控制其污染[1,2]。垃圾渗滤液复杂的污染特性,特别是变化性,导致了各种处理技术的应用都有一定的局限性,从而使垃圾渗滤液处理成为垃圾填埋场设计、运行和管理中的棘手问题[3]。
1渗滤液处理方式
独立处理和合并处理是垃圾渗滤液处理的两种主要方式,其技术经济比较见表l。
表1处理方式技术经济比较[4,5]


2渗滤液处理工艺
2.1处理工艺的研究与应用状况
作为垃圾渗滤液的预处理或后处理,吸附、絮凝沉淀和膜技术较为常见,光催化氧化和电化学技术的应用是渗滤液处理技术的新发展。加碱吹脱和化学絮凝沉淀法都能使渗滤液中的氨氮大幅度降低,而将氨吹脱与厌氧滤池、序批式反应器等生化方法结合,可同时去除CODCr和氨氮。活性污泥法对BOD5、有机碳和CODCr的去除率较高,但受温度影响,能耗高,条件控制复杂,耐冲击负荷能力差。生物膜法抗冲击负荷能力强,但对渗滤液处理还有待研究。厌氧生物法因其多方面的特点和优势而在渗滤液处理中发挥着重要作用,常以单级或两级厌氧等形式与有氧生物过程结合。生物法与物化法的结合是渗滤液处理研究和应用的趋势[3]。

2.2技术经济比较
渗滤液处理工艺采用氧化塘法、炉渣过滤法、混凝/絮凝沉淀法和厌氧/好氧固定生物膜法处理渗滤液的经验见表2,为合理选择渗滤液处理工艺或方法提供了直接的和理论的依据[6-8]。
稳定塘法处理渗滤液,处理区面积将占全场面积的l5%以上,占据大量填埋库容,降低填埋场使用寿命。化学絮凝的处理效果只能相对稳定在一定范围内且化学絮凝剂往往使处理成本偏高,过滤吸附法中吸附剂的更新和处理难度突出,膜滤技术则使填埋场负担沉重的建设投资和运行成本。目前应用比较广泛的有UASB、AF、厌氧接触氧化等,但厌氧过程对氨氮的去除几乎没有影响。对于渗滤液中高浓度的氨氮,吹脱能够造成周围大气污染,化学沉淀则只停留在试验基础上且成本偏高。生物法中A/O、A2/O、SBR、氧化沟等工艺都能通过有氧(好氧)-缺氧(厌氧)过程的交替来完成硝化和反硝化,同时获好较高的氨氮和COD去除效果。因此,不同处理技术的局限性,决定了垃圾渗滤液处理工艺的多技术集成。
3向家湾垃圾填埋场渗滤液处理方案选择
3.1向家湾填埋场渗滤液产生量
大气降水形成的渗滤液量更大、更集中、更迅速和直接,是工程设计的主要依据。对填埋垃圾稳定化过程缓慢和采取了必要的工程措施的填埋场产生的渗滤液,采用文献[9]和[10]中山谷型填埋场垃圾渗滤液产生量计算公式,经计算产生量约为74m3/d。
3.2集成工艺技术
垃圾渗滤液处理技术的应用已趋多样化[11],结合笔者的研究和应用经验,定性比较了其中几种典型的集成工艺见表3。
表3渗滤液处理工艺比较


3.3处理技术
UASB-SBR-化学絮凝处理工艺与前段厌氧调节集两级厌氧、好氧/缺氧、化学絮凝于一体。厌氧作用使渗滤液水质和污染物得以均化,直接去除COD产气,改善渗滤液的可生化性条件;SBR中好氧-兼氧-缺氧过程的交替变化,去除有机物的同时充分发挥硝化和反硝化作用脱氮;化学絮凝将生物无法去除的物质沉淀。面大VASB之前再辅以氨氮预吹脱,则能更好地提高处理效率,整个工艺过程建构筑物简单,工艺系统占地面积不足全场总面积的1.4%,技术要求低,单位处理成本主要为絮凝剂和电力消耗,可以控制在15元/m3以内。
垃圾渗滤液回淋实质是渗滤液土地处理,利用填埋层中的微生物降解渗滤液中的有机物,控制填埋层含水量,提高产甲烷速率和甲烷产生量,加快垃圾的分解和稳定,降低渗滤液的污染负荷,还可改变填埋层的水分饱和程度和土壤蒸发条件,使土壤蒸发能力接近甚至大于水面蒸发量,从而削减垃圾渗滤液量[12-14]。污染负荷和水量的降低将直接导致处理费用的降低。回淋喷灌有垃圾预湿润、垂直渗井、水平渗沟、场顶积水塘、喷淋灌溉等形式。垃圾层的回淋喷灌系统要与垃圾填埋场一起设计并在垃圾填埋过程中逐步建立,不论采取哪种形式都必须加以严格控制以保证全场清污分流的效果。向家湾垃圾填埋场可尝试采用垃圾预湿润或场顶积水塘等更易于控制的形式。 
巴东新城信陵镇的生活垃圾组成仍然是以无机物为主,垃圾渗滤液的COD和氨氮的含量均相应较低。根据研究报道和实验模拟[15-20],采用上述工艺预期达到的处理效果为CODCr和氨氮的综合去除率分别达到98.3%以上,见表4。

4结论
三峡库区已进入蓄水期,库区内将会有一批小型垃圾填埋场建成投产,为控制垃圾污染,填埋场渗滤液处理方案的选择显得尤为重要。场地条件、城市发展和技术经济水平等是选择渗滤液处理工艺技术必须考虑的因素,污染特性和不同工艺技术的局限性决定了渗滤液处理必须走技术集成的道路。巴东县向家湾填埋场必须在处理场内建立独立的垃圾渗滤液处理系统,工艺采用厌氧调节-UASB-SBR-化学絮凝沉淀处理技术将两级厌氧消化、生物硝化和反硝化等生物过程与化学过程相结合,在去除渗滤液中高浓度氨氮的同时去除COD,具有可操作性和经济性。
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来源:环境工程
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