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浅谈填埋场污水处理技术
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-02-06 14:26:31

      摘要:随着我国城市的发展,城市固体废弃物的产量急剧增加,这也给城市环境带来了巨大的污染。本文对填埋场污水处理技术提出建议和展望。 

  关键词:填埋场;污水处理 

  中图分类号:U664.9+2文献标识码:A 文章编号: 

  城市固体废弃物中含有浓度较高的有机废水,成分复杂,极难有一种经济又完善的处理方法,对其的处理已受到社会各界的普遍关注。近年来,我国城市迅猛发展,使得城市垃圾以平均每年8%~10%的速度增长,截止到2010年年底,我国城市生活垃圾已达到2.66亿吨,预计到2030年为4.09亿吨、2050年为5.28亿吨[1]。目前城市垃圾的处理方法主要是焚烧、堆积和填埋等。其中卫生填埋由于处理量大、成本低廉、技术成熟等优点被国内外应用广泛,占整个城市垃圾处理设施的87.5%[2]。但填埋场所产生的渗污水中的滤液(即污水)危害极大,它主要来源于降水及垃圾内部的内含水。若处理不当,将严重危害周边环境和污染地下水。因此对污水的收集和处理已成为急待解决的大问题。 

  渗污水中的滤液是一种高浓度有机废水,由于其水质水量的不稳定性,以及渗污水中的滤液中含有大量难降解的萘、菲等毒性物质,所以渗污水中的滤液的处理非常困难。处理方法很多,按进程可分为预处理、主处理、深度处理。预处理有物理化学方法,主处理有生物方法,如好氧处理,厌氧处理,厌氧与好氧结合,土地处理等,深度处理有物理化学法和组合的方法。笔者对土地处理技术进行了概述,并展望了污水处理渗污水中的滤液回灌处理方法发展的方向。 

  土地处理技术利用土壤、微生物和植物组成的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理填埋场渗污水中的滤液,常见的渗污水中的滤液土地处理方式有人工湿地和回灌两种。本文着重阐述回灌处理技术及其优缺点。 

  1 人工湿地处理技术 

  人工湿地是一种优化的土地处理方法,它利用了土壤及基质的快滤、吸附等功能净化废水,并通过植物对废水的吸收而增强净化的效果。在国外,人工湿地处理垃圾渗污水中的滤液在近十几年里逐渐受到重视并被应用。美国纽约州Ithaca填埋场在l989年开始采用潜流式湿地处理垃圾渗污水中的滤液。挪威、加拿大、英国、斯洛文尼和波兰等许多国家都成功地应用了人工湿地系统上艺处理垃圾渗污水中的滤液。在国内应用人工湿地处理垃圾渗污水中的滤液的实例还比较少,较大规模应用的只有上海老港填埋场等。该技术对地域限制较少的中小城市和城镇垃圾卫生填埋场渗污水中的滤液的处具有较大的优势。 

  2 回灌处理技术 

  渗污水中的滤液回灌法是一种循环处理法,就是将未经任何处理的污水直接回灌、喷洒到填埋场,利用垃圾层和覆盖土壤层的净化作用来处理填埋场的渗污水中的滤液。大量的实验表明,渗污水中的滤液回灌处理是一种较为有效的处理方法,可以通过减少污水中滤液水分实现净化污水的目的。此外,回灌处理也可以降低污水处理的成本,更能加快填埋场内垃圾降解的速度,提高甲烷的产量和产率,并可缩短填埋场的维护周期。  

  图1 垃圾填埋场中的水分循环示意图 

  2.1改善水质污水回灌处理过程中,污水中的滤液会在垃圾填埋层的作用下得到一定的净化,水中重金属离子的浓度会大大降低,水质得到大幅度提高。而且回灌不需要以其他的处理过程为前提,对技术和资金的支持要求极低。经证实,在回灌处理后,污水中的污染物质可去除95%以上,这对于改善垃圾填埋场周边的水体质量而言意义重大。 

  2.2缩短填埋场的维护周期垃圾填埋场在封场后需要进行一个为期较长的维护阶段。要对填埋气和渗污水中的滤液进行定期的处理,保证其不对周围环境造成二次污染。经过回灌处理的填埋场维护周期较短,而为经过回灌处理的填埋场一个周期可能要经历几年甚至几十年,也可能需要上百年,需要支付大量的维护费用,而经过回灌处理的填埋场则不需要较大的维护支出。 

  2.3可加速垃圾降解污水回灌可以增加垃圾层中的微生物,加速垃圾降解的速度,而且填埋场内环境潮湿,适于微生物存活。这样就加速了填埋场投入循环使用的速度,降低了填埋场对周围环境内的潜在威胁。 

  2.4可增加甲烷产量污水回灌处理,不但能在填埋场内构件起一个利于甲烷生产的环境,加快垃圾生产甲烷的速度,同时大量有机物的生产和降解也增加了填埋场内的甲烷含量。总的来说在条件相同的情况下,进行回灌处理的垃圾填埋场所生产的甲烷要比没有经过回灌处理的垃圾填埋场生产的甲烷多出至少两倍。 

  2.5减少渗污水中的滤液水量污水作为一种高浓度的有机污染液体,其成分多数以水为主。回灌处理就是利用潜在的土地蒸发作用来削减污水中的水分含量,也减少污水总量和处理规模出了深层土壤,地表的植物也可以加速污水中水分的蒸发。在一些降雨量大、梅雨季节较长的地区,回灌处理也无法平衡大量的污水,但是较其他污水处理方法相比,回灌处理的实际效果和经济特性还是显而易见的。 

  2.6对加速填埋场沉降在垃圾填埋场进行污水的回灌处理,既能够增大填埋场沉降的总体幅度,又可以加快起沉降速率,进而延长其使用寿命,减少填埋层沉降断裂的危险。实践证明经过污水回灌处理的填埋场,沉降总幅度可以高达填埋场高度的20%,而没有经过回灌处理的填埋场只能达到8%。 

  3污水回灌应注意的主要问题 

  3.1填埋气体的处理问题 

  回灌处理是否成功关键在于填埋气体能否及时导出,如果不能及时导出而积累与垃圾层中就会减少过水面积,阻碍微生物同污水的接触,导致稳定化进程停滞,也可能诱发安全问题。所以说对于采用污水回灌技术的垃圾填埋场而言,填埋气导出系统的设计是非常重要的。 

  3.2回灌频率和密度的问题 

  在负荷相同的条件下,回灌的频率一定要掌握好,回灌频率多在八到十六小时一次。通常我们为了使污水在表面分布均匀都采用喷洒回灌的方式,均匀的喷洒可以调整不同区域的稳定化进程,逐渐使稳定的步伐整齐划一,但是大面积的喷洒对环境的影响比较大,而不进行大面积喷洒,不同区域的稳定化程度就会参差不齐,加大了回灌处理的难度。所以回灌处理的方式还有待研究。 

  3.3回灌方式和回灌量的问题 

  美国某大学环境工程系知名教授对垃圾填埋场的污水回灌进行了深入的研究,垃圾填埋层早期呈现产酸反应,在采用喷洒回灌方案时务必要掌握好喷洒方式和喷洒量,宜少不宜多,可随着填埋层进入产气阶段而逐渐增加。但是要记住,回灌负荷并不是无限度的,水力负荷过大时污水会积与地表,导致微生物无法附着于垃圾表面,容易发生短流问题。所以说在选择回灌量时一定要参考填埋场的最佳运行负荷,这个负荷值的衡量可以以填埋场的产气量为标准。另外,垃圾所处的位置不同变化的阶段也会有所差异,对回灌处理产生的反应也是不尽相同的。所以为了保证喷洒处理的效果,可将产甲烷的垃圾层中排除的污水回喷到产酸的垃圾层中,然后再将产酸区产生的污水回喷到稳定化程度高的垃圾层区循环往复。这种污水循环回喷的处理不但可以加速污染物质的分解,还可以加快垃圾层稳定化的进程。 

  4 其它处理方法的研究 

  4.1 高浓度氨氮处理技术 

  高浓度氨氮处理技术是目前为止应用相对比较多的主要是氨吹脱和生物脱氨技术。氨吹脱技术主要是以空气作为吹脱介质,并以效率不高的吹脱设备作为吹脱的方式。因此,新型的高效吹脱装置的开发和脱氨尾气的妥善处理成为了今后污水处理方法研究的主要方向。 

  4.2 污水深度处理技术 

  对于“老化”的污水,由于生物处理技术基本无效,所以应该采用以物化为主的深度处理技术处理。深度处理技术主要有深度氧化法,如臭氧氧化、臭氧+光催化氧化、臭氧催化氧化和膜处理技术等。 

  深度氧化技术的研究主要集中在高效反应器的研制,以提高单位能耗的处理效率,降低反应的能量输入,找出适合中国国情的污水深度处理技术,使填埋场的污水达到相应排放标准[3]。 

  结语 

  填埋场污水处理越来越受到关注,不断有新的污水处理技术应用到这一领域,但由于填埋场污水的特殊性,仍有大量问题有待深入研究。随着先进的科学技术在环保领域的应用,实现填埋场污水的零排放已经成为了现实。今后渗透、反渗透、超滤等先进的技术将在填埋场污水的处理中得到广泛的应用,同时多种技术结合使用也将成为填埋场污水处理的趋势。 

  参考文献 

  [1]宋晓岚.城市垃级处理与可持续发展.长沙大学学报[J].2001,15(4):36-40 

  [2]颜丽辉,吴银彪.城市生活垃极处理带来的二次污染问题.中国环保产业[J].2003,(4):16-17 

  [3]付智娟,杨万鸿.垃圾渗滤液的处理技术及研究方向[J].Environment,2009,1(80):130-132 

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