浅析垃圾填埋场渗滤液处理设计

发表时间:2021/2/3   来源:《建筑实践》2020年10月30期   作者:王鹤
[导读] 随着我国城市化进程的加快,城镇数目不断增加,城镇生活垃圾大幅度增长。
        王鹤
        天津联达市政规划设计研究有限公司  天津市  300392
        摘要:随着我国城市化进程的加快,城镇数目不断增加,城镇生活垃圾大幅度增长。作为垃圾处理过程的副产品,渗滤液问题已严重影响我国垃圾处理事业的健康发展。本文主要介绍了垃圾渗滤液的水质特点以及渗滤液处理的主要技术措施。
        关键词:垃圾填埋场;垃圾渗滤液;渗滤液处理技术

        1  垃圾渗滤液处理背景
        作为垃圾处理过程的副产品,渗滤液问题已严重影响我国垃圾处理事业的健康发展。国内外现阶段应用较成熟的处理技术主要有:卫生填埋、堆肥处理、焚烧等。卫生填埋是当前国内外广泛采用的一种垃圾处理方法。但在填埋及填埋封场期间产生的垃圾渗滤液,由于其有机物种类复杂、COD 浓度含量高、氨氮含量高、重金属种类多、水质变化大、后期可生化性差等情况,对环境造成一定的影响。
        2  垃圾填埋场渗滤液产生的主要来源
        (1)降水的渗入:降水包括降雨和降雪,是渗滤液产生的主要来源;
        (2)外部地表水的流入:这包括地表径流和地表灌溉;
        (3)地下水的渗入:当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位,并没有设置防渗系统时,地下水就有可能渗入填埋场内;
        (4)垃圾本身含有的水分:这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量;
        (5)垃圾在降解过程中产生的水分:垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。
        填埋场水量平衡原理如下图所示:

填埋场水量平衡原理图
        3  垃圾填埋场渗滤液的水质特点
        国内的垃圾填埋场主要以生活垃圾填埋为主,而且主要是以垃圾混合收集和混合填埋的方式进行,垃圾的组成成分复杂,所以垃圾渗滤液水质具有高、杂、变、难的特点。本项目中填埋场已经进入中老龄,渗滤液水质既具有填埋场渗滤液的普遍性特点,又具备中老龄填埋场渗滤液的变化特征。
3.1 污染物浓度高
        垃圾渗滤液的有机污染物浓度相当高。一般新建垃圾填埋场垃圾渗滤液的CODcr指标均会在10000mg/l以上,相比较常规的生活污水其污染物浓度是其20~80倍。本项目为中老龄填埋场渗滤液,因为垃圾填埋堆体底部形成的矿化垃圾层对有机污染物的降解作用,渗滤液有机污染物浓度显著降低,可生化性变差。
3.2 渗滤液组成成分复杂
        垃圾渗滤液组成成分复杂,其中含有大量有机酸、可溶性脂肪酸、氨氮、蛋白质、酚类物质、各种溶解盐、重金属离子和其它有机污染物。
3.3 氨氮及总氮浓度高
        由于国内收运的垃圾中含有较多的含氮有机质垃圾,所以填埋场渗滤液中氨氮和总氮浓度会特别高;而且会随着垃圾填埋龄限的增长逐步增高。一般新建的垃圾填埋场产生的渗滤液中氨氮浓度会在500~1500mg/L之间,总氮略高于氨氮;中老龄填埋场渗滤液中氨氮浓度会上升到1500mg/L~2000mg/L以上,沿海等特殊地区可达到2500mg/L以上,总氮有可能突破3000mg/L。相比排放标准及其他水质,渗滤液的氨氮和总氮浓度高是最显著的特点。
3.4 随着气候及填埋年限的变化大
        随着降雨量的变化,产生的垃圾渗滤液的水质也会受到很大的影响;不同填埋场由于垃圾的性质、垃圾填埋量等不同,产生的渗滤液水质具有较大的差异,有机污染物浓度的浓度可相差十几倍以上;即使是在同一填埋场内,其渗滤液水质也随着填埋年限的长短呈现较大的差异。
3.5 处理难度大
        基于以上水质特点,垃圾渗滤液一直被公认为水处理行业中最难处理的废水之一。而中老龄填埋场的渗滤液,由于可生化性差,碳氮比严重失衡,其处理难度比新建填埋场产生的渗滤液处理难度更高。
4 污水处理工艺选择原则
        (1)由于垃圾填埋场各类污水来源不一,水质相差较大。因此,本项目需考虑针对不同的污水水质进行相应组合后处理,既可以避免不同性质废水混合后导致的部分流程构筑物与设备布置不合理,又可提高相应流程处理效率。
        (2)垃圾渗滤液成份复杂,各种污染物浓度高。因此,要达到排放标准,应尽可能选择高效、低耗能的处理工艺。
        (3)随着垃圾填埋场填埋时间的变化,垃圾渗滤液的水质也会随着变化,因此,选取的工艺必须有较强的适应性和操作灵活性,能在短时间内进行工艺参数调整,以适应水质的变化。
        (4)选用的工艺尽可能简单、可靠,出水水质稳定,运营成本低,且管理方便。
        (5)由于污水处理厂场地面积有限,而整个处理工艺流程中动力设备较多,因此,在设计中应尽量选择占地面积小,结构紧凑的处理工艺和设施。
        通过对渗滤液处理各种方法和技术的分析,垃圾渗滤液成分复杂,仅采用单一的处理工艺难以达到理想的效果,须采用物化法、生物法、化学氧化法等各种方式的组合式工艺,才能有效处理垃圾渗滤液。结合本工程实际情况,渗滤液只能在场内建设独立的处理系统处理达标后排放。
        
4 渗滤液处理工艺路线选择考虑因素
        由于垃圾成份复杂,渗滤液有机物浓度高,氨氮浓度高,存在较多含难降解的COD和色度的物质。考虑到渗滤液处理的难度与复杂性,从工程应用可靠的角度,应从以下几个方面考虑工艺的组合:
        (1)适应渗滤液水质变化较大的特点
        由于生活垃圾性质的复杂性,渗滤液的水质变化幅度很大。因此,选取的工艺技术与设备必须针对各时段不同的水质特征,进行相应调整以满足稳定排放的要求。
        (2)保证高浓度污水处理后稳定达标
        尽管渗滤液排放水量不大,但浓度极高,处理难度大,如果渗滤液不能稳定达标,将给当地群众、政府、环境带来较大的影响和压力。因此,本项目对工艺选择要求严格。
        (3)在工艺可靠的前提下节省投资和运行费用
        由于渗滤液处理的高难度和工艺处理的复杂性,处理系统投资和运行费用都比较高昂,因此,在工艺可靠的前提下还是需要尽量选择投资和运行费用节省的工艺技术。
        (4)有成功的工程实例证明工艺路线和单元构筑物选择的可信度
        (5)废气、飞沫污染控制
        若主工艺采用硝化/反硝化及膜处理工艺,几乎不产生恶臭或其它废气污染。生化系统工艺过程中可能会产生一部分生化泡沫,一般是在进水水质条件突然变化或者系统运行控制不正常时会大量产生,需要设置的措施防止产生二次污染。设计可通过设置泡沫收集罐对生化系统瞬间产生的大量泡沫收集,防止泡沫溢流引起的污染;同时设置泡沫液位报警对生化系统不正常情况进行预警。另外,通过设置消泡剂投加系统可以有效控制和消除生化池表面的泡沫。
        (6)废渣污染控制
        处理工艺过程中产生的废渣主要为剩余污泥,浓缩液经经收集后可回罐填埋场处理或运外运焚烧处理,所有污泥经收集后回灌填埋区,若需进一步处理,可以进行混凝沉淀使其泥水分离,污泥经浓缩压成泥饼后可用送填埋场填埋,滤液回通过集水池收集后会系统前端进行处理。由于填埋场的垃圾物料本构层次上的随机性、性状非均质、几何高度无序,加之“罐装高盐浆液”塑料容器填埋分布的不确定性以及填埋机械的作用和塑料容器滑移与相互挤压作用,一旦塑料容器填埋场环境下失效,将导致渗滤液的处理效果难以确定,若土工膜失效影响更难预料,设计应优先选择外运焚烧处理。
        目前,渗滤液处理技术五花八门,许多专业技术单位、人员和公司纷纷提出自己的处理工艺技术和专业设备,但普遍缺乏较长时间稳定的工程实例效果数据,往往工程应用后出现各种问题。因此,应尽可能选择有较长时间稳定的成功运行经验技术。
        5 渗滤液处理建设意义
        随着城市的扩容和发展,生活中产生的垃圾日益增多,人们对生活环境质量的要求也越来越高。满足发展需求、改善生活环境,已成为城市可持续发展的必备条件。将生活所产生的垃圾进行及时、妥善地进行处理,是提高环境质量的重要措施。
参考文献
【1】王平.浅议渗沥液的处理技术【J】.化工产业,2011.9
【2】罗权.试论渗沥液的处理工艺流程【J】.现代化工,2008.5
【3】张金.渗沥液的处理技术当中存在的问题【J】.环境卫生,2011.1
【4】刘晓民.危险废物填埋场渗滤液对地下水环境的影响[J].环境工程,2014,32(12):5-9,13.
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