垃圾渗滤液处理技术的研究进展

垃圾渗滤液处理技术研究进展1.概述2.研究现状3.科学前沿4.结语1.概述1.2产生及来源垃圾渗滤液是怎么产生的？垃圾渗滤液是什么？1.4危害垃圾渗滤液有什么危害？1.5排放标准1.概述1.3特征垃圾渗滤液具有什么特征？1.1定义国内外有什么哪些排放标准？焚烧产生大量的有害气体污染环境热解消耗大量能源，成本高堆肥成本高，技术要求高，副产品可利用性低填埋费用低，技术成熟，运输管理便捷应用广泛概述——1.1定义垃圾渗滤液是指废物在填埋或者堆放过程中因其有机物分解产生的水或者是废物中的游离水、降水、径流及地下水入渗而淋滤废物形成的成分复杂的高浓度有机废水。——《固体废物处理与处置》宁平著概述——1.1定义概述——1.2产生垃圾渗滤液的产生在垃圾填埋过程中，由于压实和微生物的分解作用，垃圾中所含的污染物溶入垃圾所含的水分中，当垃圾中所含的水分含量超出垃圾的田间持水量时，超出的那部分水就会在重力作用下通过废物和废物挤压渗透出来，形成垃圾渗滤液。污染物水分渗滤液概述——1.2来源①垃圾本身含有的大量可溶的有机物和无机物②垃圾通过生物、物理、化学作用产生的可溶性物质③覆土和周围土壤中进入渗滤液的可溶性物质污染物质的来源概述——1.2来源①直接降水②外部地表水的流入③地下水水分的来源④垃圾中的自身含水⑤垃圾在降解过程中生成的水分⑥垃圾层覆盖材料中的水分概述——1.3特征垃圾渗滤液具有与城市污水不同的水质特点，其性质取决于垃圾的成分、填埋时间、气候条件和填埋场设计等多种因素。①有机物浓度高，污染物种类繁多，水质复杂②水质、水量变化范围大③氨氮浓度高④重金属离子种类多，含量高⑤营养元素比例失调⑥随着填埋时间的延长，渗滤液水质发生明显的变化渗滤液的特征概述——1.4危害①渗滤液会通过渗透作用有填埋场底部进入含水层污染地下水②经由垃圾填埋场外排系统污染地表水③地表水体缺氧、水质恶化、富营养化，威胁饮用水和工业用水水源④渗滤液中所含有的重金属会污染填埋场附近的土壤⑤水质恶化而导致水体丧失利用价值。垃圾渗滤液的危害概述——1.5排放标准垃圾渗滤液主要成分及含量出处：蒋宝军，生活垃圾渗滤液吸附降解及催化氧化技术的研究，博士学位论文，哈尔滨工业大学概述——1.5排放标准出处：蒋宝军，生活垃圾渗滤液吸附降解及催化氧化技术的研究，博士学位论文，哈尔滨工业大学欧盟各国垃圾渗滤液废水执行的排放标准我国执行的垃圾渗滤液排放标准2.研究现状2.1常用的处理方法2.2组合工艺2.3工艺的应用实例研究现状研究现状——2.1常用的处理方法物理化学法•氨吹脱法•混凝沉淀法•高级氧化技术•膜处理法•吸附法生物法•好氧生物处理法•厌氧生物处理法•厌氧-好氧联合处理土地法•回灌法•人工湿地法研究现状——2.1常用的处理方法—物化法①氨吹脱法主要是用来去除渗滤液中的高浓度的NH3-N。②渗滤液中的氨氮存在如下的化学平衡：NH3·H2O=NH4++OH-。③当用石灰将渗滤液pH值调为11左右时，该化学平衡向左移动，渗滤液中的氨氮大多以NH3·H2O的形式存在。④此时向渗滤液中自下而上通入空气，可将渗滤液中大部分NH3·H2O吹脱到空气中，从而去除渗滤液中的氨氮研究现状——2.1常用的处理方法—物化法01吸附法是依靠吸附剂上密集的孔结构和巨大的比表面积，或通过表面各种活性基团与被吸附物质形成的各种化学键，达到有选择性地富集各种有机物和金属离子的目的。优点：吸附法对渗滤液中绝大多数有机物都有效，可去除渗滤液中难降解有机物、金属离子和色度等。此外，吸附法可适应渗滤液水量和有机负荷变化大的特点，保证渗滤液处理效果。缺点：吸附剂饱和吸附量的限制；常用的吸附剂有活性炭、沸石、粉煤灰及城市垃圾焚烧炉底渣研究现状——2.1常用的处理方法—物化法02混凝沉淀法通过外加絮凝剂降低渗滤液的浊度色度，去除大分子物质、有机物、金属离子还有其他可溶性无机盐。国内有人利用混凝气浮工艺对垃圾渗滤液进行预处理，采用PAC及PAM作为混凝剂，COD的去除率达到81.9%，BOD去除率达到73.3%，并且提高了可生化性。03膜处理法膜主要有反渗透、超滤、纳滤和微滤等，是利用膜所具有的筛选作用，对大分子的颗粒物进行分离，在进行深度处理时常使用此方法袁维芳等曾利用3#醋酸纤维膜对广州市大田山垃圾填埋场渗滤液进行了反渗透膜的试验研究。研究结果表明，COD和NH3-N的去除率均达到95%以上，出水COD80mg/L，NH3-N10mg/L，达到国家一级排放标准。研究现状——2.1常用的处理方法—物化法04高级氧化处理技术包括氧化剂氧化、电解氧化和光催化氧化技术。①Loizidou等人用Fenton试剂对稳定填埋场产生的渗滤液进行处理，得到了35%的COD去除率②王锋和周恭明用微电解法处理垃圾渗滤液，COD、NH3-N和色度去除率分别达到74%、79%和97.5%，BOD5/COD从0.04提高到0.29，渗滤液的可生化性增强③谭小萍等对广州李坑垃圾填埋场经氧化沟工艺处理后的渗滤液进行了TiO2光催化氧化处理试验，结果表明，在适宜的条件下，COD去除率可达42%以上，脱色率达75.6%研究现状——2.1常用的处理方法—生物法在利用生物处理法在处理渗滤液前，必须衡量水质的可生化性，可通过对BOD/COD值的变化来判断。（1）如果该值小于0.3，需要配合适宜的预处理法，待其大于0.3后才能使用生物法进行处理；（2）当BOD/COD大于0.3可以直接使用生物处理法生物法处理条件研究现状——2.1常用的处理方法—好氧生物法好氧生物处理法氧化塘法活性污泥法生物膜法研究现状——2.1常用的处理方法—好氧生物法活性污泥法传统活性污泥法、氧化沟法、SBR法、膜生物法（MBR）CASS法胡慧青采用传统活性污泥法处理杭州天子岭垃圾填埋场的渗滤液COD和BOD5的去除率可分别达62.3%～92.3%和78.6%和96.9%生物膜法生物膜法具有代表性的处理形式有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等采用生物转盘处理Pitea渗滤液处理厂的渗滤液，在进水COD为850～1350mg/L，BOD5为80～250mg/L，NH3-N为200～600mg/L时，对渗滤液COD、BOD5和NH3-N的去除率分别为84%、95%和90%研究现状——2.1常用的处理方法—好氧生物法稳定塘（氧化塘）是一种利用天然或人工池塘作为污水处理设施，在自然或半自然条件下，充分利用塘中微生物的新陈代谢活动来降解污水中的有机物，从而使污水中的污染物质得到去除的方法香港曾采用氧化塘处理进水COD为873～23800mg/L，NH3-N为180～2563mg/L的垃圾渗滤液，在停留时间在15～40d后，渗滤液COD降至76～1320mg/L，BOD5低于61mg/L，氨氮最大去除率达到99.5%研究现状——2.1常用的处理方法—厌氧生物法（1）厌氧生物处理法：主要有上流式厌氧过滤器（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧复合床反应器（UBF）、厌氧折流板反应器（ABR）等（2）厌氧生物处理技术适合处理溶解性有机物，而且在提高渗滤液可生化性方面表现出明显的优势。但经厌氧生物处理后的渗滤液出水COD和氨氮浓度仍比较高，溶解氧很低，很难达到国家规定的排放标准。研究现状——2.1常用的处理方法—厌氧生物法上流式厌氧滤器是一种厌氧生物滤池，该反应器具有启动周期短、耐冲击性好的特点COD垃圾渗滤液中的COD的去除率达90%~95%污水以一定流速从下部进入反应器，通过污泥层向上流动，在料液与污泥的接触中进行生物降解并产生甲烷等气体，然后通过三相分离器进行泥—水—气分离，从而实现去除污水中污染物的目的。是UASB和AF复合而成的上流式厌氧污泥床过滤器.复合床的上部为厌氧滤池，下部为上流式厌氧污泥床。这种设计可以集厌氧滤器和厌氧污泥床反应器的优点于一体ABR是一个由多隔室组成的高效新型厌氧反应器。运行中的厌氧折流板反应器是一个整体为推流，而各隔室为全混合的反应器，因而可获得稳定的处理效果。研究现状——2.1常用的处理方法—厌氧-好氧联合处理法好氧生物处理法对进水水质、水量变化的适应性较低，运行结果容易受到水质、水量变化的影响，除磷效果不太理想。厌氧生物处理后的渗滤液出水COD和氨氮浓度仍比较高，溶解氧很低，很难达到国家规定的排放标准。发挥渗滤液好氧处理和厌氧处理技术各自的优势，弥补这两种处理技术各自的不足，高浓度渗滤液的生物处理一般都采用厌氧—好氧两者结合处理工艺。实践证明，该工艺对渗滤液的处理效果远好于单纯的好氧工艺或厌氧工艺。北京市政设计院采用UASB和传统的活性污泥法组合工艺处理垃圾填埋场渗滤液，渗滤液COD和BOD5总去除率分别达到86.8%和97.2%。赵宗升采用厌氧—缺氧—好氧法（简称A2O法）工艺处理垃圾渗滤液，该法对渗滤液COD的总去除率为96%，对NH3-N的去除率99%研究现状——2.2组合工艺分析化学氧化法是将渗滤液中难生化处理有机物破坏氧化，进一步降低COD及色度，但这种方法处理效果不稳定。活性炭吸附具有强大的吸附去除能力，但活性炭耐污染性差,对于有机物浓度比较高的废水，活性炭的污染非常严重，再生困难,运行成本非常高，因此可行性低。混凝沉淀法对有机物的去除效果不大。实践表明渗滤液用常规的物化处理是难以达标的（1）单一物化处理研究现状——2.2组合工艺分析随着填埋时间的延长，渗滤液中的氨氮浓度随着垃圾填埋年限的增加而增加，可高达3000mg/L左右。当氨氮浓度过高时，会影响微生物的活性，降低生物处理的效果。较高的氨氮浓度还导致营养元素比例失调。并且由于渗滤液中含有较多难降解有机物，一般在生化处理后，COD浓度仍在500~2000mg/L范围内。实践表明，渗滤液用常规的生物处理是难以达标的。（2）单纯生物处理研究现状——2.2组合工艺分析膜分离技术包含微滤、超滤、纳滤、反渗透等，其中以反渗透膜的孔径最小、纳滤次之、微滤、超滤一般用作纳滤或反渗透的前处理。纳滤膜和反渗透膜能够有效地去除溶液中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去除率高达98%~99%)，具有强大的分离能力。实践经验表明，采用纳滤或反渗透技术能将垃圾渗滤液处理达到一级排放标准甚至是回用水标准。但由于膜分离处理不能降解、消除污染物，相应地会产生更难处理、处置的浓缩液。（3）膜分离处理研究现状——2.2组合工艺分析渗滤液处理的组合工艺一般为“预处理+生物处理+深度处理+后处理”的组合①预处理主要是物理法，处理的目的主要是去除氨氮和无机杂质，或改善渗滤液的可生化性。②生物处理主要是渗滤液中的有机污染物和氨氮等。③深度处理主要采用纳滤及反渗透，处理对象主要是渗滤液中的悬浮物、溶解物和胶体等。④后处理主要是采用浓缩、脱水、干燥、焚烧处理渗滤液处理过程产生的剩余污泥。采用浓缩液的蒸发、焚烧、混凝压滤后填埋处理纳滤和反渗透产生的浓缩液。（4）组合工艺研究现状——2.2组合工艺分析根据渗滤液的进水水质、水量不同处理工艺有不同的组合方式。主要的组合方式还有以下几种：①一般渗滤液：预处理+生物处理+深度处理+后处理;②可生化性较差的中后期渗滤液：预处理+深度处理+后处理;③水质悬浮物较少或生化性较好的渗滤液：生物处理+深度处理+后处理（4）组合工艺研究现状——2.3应用案例合肥市某生活垃圾焚烧发电项目渗滤液处理扩建工程预处理系统（预沉池+调节池）+厌氧系统（UASB）+MBR系统（两级A/O+UF）+NF日处理量：400t/d蚌埠市垃圾填埋场垃圾渗滤液处理工程预处理系统预处理+MBR（两级）+NF/RO日处理量：300t/d3.科学前沿1.Introduction（一）电凝—生物过滤混合工艺处理垃圾渗滤液①本研究中，电凝（EC）和生物过滤（BF）过程依次用于处理垃圾渗滤液。②EC工艺已经能够去除37±2％的初始总COD。分馏有机化合物表明EC对去除不溶性COD和腐殖酸特别有效。此外，其他污染物如浊度，真实颜色，锌和磷均显着降低，分别为82±2.7％，60±13％，95±2.％和82±5.5％。③通过BF工艺的后续处理导致完全