城市生活垃圾渗滤液的控制

分类号学号M201473261学校代码10487密级硕士课程论文城市垃圾填埋场渗滤液的控制学位申请人：学科专业：指导教师：日期：ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheMasterCourseLandfillLeachateControlofMSWCandidate:Major:Supervisor:HuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaNovember,2014I摘要垃圾渗滤液是垃圾填埋过程中产生的一种有机浓度高、成分复杂的污水，对周边生态环境和人们身心健康影响极大。渗滤液有机物浓度高，且水质波动大，本文详细分析了渗滤液的产生途径及其污染特性；结合国内外垃圾填埋场渗滤液的控制现状，并针对我国填埋场的具体情况，从控制渗滤液的产生、渗漏和加强渗滤液的处理三个方面，系统地阐述了填埋场渗滤液的控制措施；特别是在关于目前渗滤液的处理方式和处理技术方面也做了详细的总结。最后强调提出，渗滤液的控制必须因地制宜。关键词：填埋场渗滤液控制ABSTRACTLeachateisakindofhigh-organic-pollutingandcomplexwastewaterwhichiffromtheprocessoflandfills.Itcanaffectenvironmentandpeoples’shealth.Leachateconcentrationoforganicmatterishigh,andwaterqualityisalwaysinlargefluctuations.Thispaperanalyzesthegeneratedwaysofleachateanditscharacteristics;Combinedwithcurrentsituationsoflandfillleachateathomeandabroad,andfocusedonourspecificcircumstancesonlandfills,therearethreepartsproposedtoleadtocorrespondingcontrolmeasuresinsystems,thatis,thegraspinggeneratedways,preventionofleakage,andthestrengtheningmethodsofleachate;Especiallyinregardtothecurrentleachatetreatmentanddisposaltechnologyhasalsodoneadetailedsummary.Finally,stressedtheproposethatlandfillleachatecontrolmustbeadaptedtolocalconditions.Keywords：LandfillLeachateControl目录摘要.........................................................................错误!未定义书签。ABSTRACT................................................................................................I1引言.........................................................................................................12渗滤液的产生及其污染特性................................................................12.1渗滤液的产生...............................................................................12.2渗滤液的成分...............................................................................23渗滤液的控制........................................................................................43.1对渗滤液产生的控制...................................................................43.2对渗滤液渗漏的控制...................................................................53.3加强渗滤液的处理.......................................................................63.3.1渗滤液的处理方式..............................................................63.3.2渗滤液的处理技术..............................................................74结语.........................................................................................................8参考文献.....................................................................................................9华中科技大学2014级硕士研究生课程论文11引言随着经济的发展、城市规模的扩大和人民生活水平的提高，固体废物产量与日俱增。固体废物造成的环境污染日益严重，控制固体废物污染已成为我国急待解决的重大环境问题之一。垃圾填埋法以费用低、技术成熟等优势，成为我国目前处理垃圾的主要方式[1]，全国90%以上的城市垃圾均采用该方法。然而，在垃圾填埋过程中产生的渗滤液是一种危害较大的高浓度有机废水，对周边水体、土壤、大气、生物等环境污染严重，其中高浓度的COD和BOD使地面水体缺氧，水质恶化，可使地下水丧失利用价值，造成严重的水资源浪费；因而对渗滤液进行有效的污染控制已成为当今城市环境中亟待解决的问题，垃圾渗滤液的处理技术是国际上的研究热点问题之一。2渗滤液的产生及其污染特性2.1渗滤液的产生垃圾填埋技术的机理是利用厌氧发酵方法，将垃圾中的有机物质通过厌氧微生物的作用，转化为二氧化碳、甲烷等无害产物。由于固体废物自身含有大量水分，在生物转化过程中会以内流水的形式渗滤出来，加上大气降水、地表水入渗及地下水径流等外来水分的影响，垃圾填埋场在使用期直至报废以后都会产生大量的渗滤液。渗滤液的产生主要来源于降雨及地表水的走向，其次是垃圾中原有的水分和填埋后垃圾在微生物的作用下，其中有机物经过好氧和厌氧反应也会产生渗滤水。垃圾渗滤液的水量主要取决于大气降水。渗滤液的水量可由下式计算：HQEEQQWPL32121式中：L—渗滤水产生量，mm/d；P—降水量，mm/d；W—垃圾中含有的水分，mm/d；Q1—外部渗入的水，mm/d；华中科技大学2014级硕士研究生课程论文2Q2—从外部地表流失的水，mm/d；Q3—从填埋场地表流失的水，mm/d；E1—从填埋场地表蒸发的水，mm/d；E2—从填埋场植物叶面蒸发的水，mm/d；H—场持水，mm/d。该式为理论计算式，在此基础上结合填埋物实际情况可衍生出许多经验公式。2.2渗滤液的成分垃圾在填埋场内经过5个阶段：调整期、过渡期、酸形成期、甲烷形成期、最后成熟期。在这些过程中存在两种主要作用[2]：一是固体垃圾中有机物分解，形成可溶或挥发性产物，进入渗滤液或大气；另一作用是稳定的腐殖质的合成，这些腐殖质一部分留在垃圾中，一部分进入渗滤液。这两个作用的综合结果是使渗滤液中浓度有机物增高，主要含有低分子量的脂肪酸，腐殖质类和高分子量的碳水化合物。中等分子量的灰黄酸类物质，约90%的可溶性有机酸是短链的。可挥发性脂肪酸中的主要成分是酷酸、丙酸和丁酸。再之由于垃圾降解产生的CO2溶于垃圾滤液以后使垃圾渗滤液偏酸性，这种酸性环境使得不溶于水的碳酸盐、金属及其金属氧化物等无机物发生溶解。污染物种类繁多，渗滤液中含量较多的有烃类及其衍生物、酸脂类、醇酚类、酮醛类和酚胺类等，其中有些物质己经列入我国环境优先控制污染物黑名单中。郑曼英[3]等对垃圾渗滤液有机污染物分析结果表明，从垃圾渗滤液中检测出的有机污染物有芳烃类29种，烯烃类18种，酸类5种，脂类5种，醇、酚类6种，醛、酮类4种，酚胺类2种，其它5种。但不同地区的填埋场、同一填埋场不同时段的渗滤液水质均有很大变化。表1我国部分城市垃圾渗滤液水质[4]华中科技大学2014级硕士研究生课程论文3一般垃圾渗滤液水质如表2[5]所示。表2城市垃圾渗滤液的水质特征发达国家的垃圾成分与我国主要城市的垃圾成分差异很大，食品垃圾和藏渣所占比例明显低于我国，而纸类、玻璃、塑料等则明显高于我国，同时国外垃圾含水率一般为20％~30％，与土壤持水能力相当，而我国垃圾含水率一般在40％～50％，夏季则更高。这种状况决定了我国垃圾填埋场渗滤液控制既要借鉴国外经验，更要考虑自身特点。2.3渗滤液的污染特征渗滤液由于其来源的特殊性，通常具有如下特征：一是，水质成分复杂、变化大。渗滤液由于受被填埋垃圾的成分，填埋场的水文地质、气候等众多因素的影响，水质很复杂，垃圾渗滤液内不仅含有有机污染物，还含有重金属和植物性营养物(以氮为主)，如果其中混有工业垃圾，渗滤液中还会含有有毒有害有机污染物，水质十分复杂。二是，氨氮含量高垃圾渗滤液中氨氮浓度很高，占总氮90%以上，且氨氮浓度在一定时期随时间的延长会有所升高，主要是因为有机氮转化为氨氮造成的。在中晚期填埋场中，氨氮浓度高是垃圾渗滤液的重要特征之一，也是导致处理难度增大的一个重要原因[6]。由于目前多采用厌氧填埋技术，因而渗滤液中的氨氮浓度在填埋场进入产甲烷阶段后不断上升，达到高峰值后延续很长的时间直至最后封场，甚至当垃圾填埋场稳定后仍可达到相当高的浓度。三是影响范围广，持续时间长。国内郑曼英等报导[3]，广州市老虎窿填埋场虽然1992年封场，但直至1995年其排放的浸出液BOD、COD、氮和磷仍然超标，其中以氮为甚。华中科技大学2014级硕士研究生课程论文43渗滤液的控制填埋在整个固体废弃物处理和处置体系中占有重要的地位，和其他方法相比，具有建设投资少、运行费用低、可回收沼气、对垃圾热值无特殊要求、土地可恢复、综合蛟益好等特点。填埋引发的主要的环境问题是渗滤液造成的污染，采用适当的设计和操作方法或以有效控制渗滤液的质和量，并减少其对周边的污染。具体地说，对渗滤液的控制可分为三大部分：首先，尽量避免污染源产生，即控制渗滤液生成的物理的、化学的、生化的反应过程；其次，绝对不产生渗滤液是不现实的，因此对可能产生的渗滤液应控制其渗漏；再次，渗滤液贮留在防渗的填埋场中是有一定限度的，从长远观点看，任何防渗材料都难以有效地防止渗滤液的渗漏。因此合理设计渗滤液控制系统，采取相关技术对渗滤液进行有效处理也是至关重要的一部分。3.1对渗滤液产生的控制渗滤液主要来源于降水、垃圾含水和分解水。要控制渗滤液的产生，即控制入场垃圾类型，减少水质变化及复杂性，可采取以下措施：（1）ThomasH．Christensen(丹麦)等人认为[7]应通过垃圾源头管理，回收中心等，将城市垃圾