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现行国家标准下我国垃圾渗滤液处理技术发展方向浅析-【新闻】

发布时间:2021-05-28 19:05:25 阅读: 来源:硅系厂家

现行国家标准下我国垃圾渗滤液处理技术发展方向浅析

2008年我国发布实施了新修订的GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》,对垃圾渗滤液中BOD5,CODCr,氨氮,总氮,重金属等指标提出了更严格的排放标准。这对于有效防控垃圾渗滤液对环境的危害起到十分重要的作用。分析我国垃圾渗滤液处理工程技术现状,目前仍缺少经济可行的技术以保证垃圾渗滤液的达标排放。虽然生化处理技术与膜技术相结合可实现垃圾渗滤液达标排放,但由于工程投资大、运行成本高,很难在实际工程建设中广泛应用。因此,在新标准的要求下,对垃圾渗滤液处理技术的需求显得非常迫切。笔者对垃圾渗滤液处理工程技术现状及存在的问题进行了分析,旨在为我国垃圾渗滤液处理达标排放技术的研发提供思路。

一、新标准对垃圾渗滤液的排放要求

新排放标准与旧标准相比,增加了对色度、总氮、总磷和重金属的控制,CODCr,BOD5标准实行旧标准中一级排放标准,氨氮实行旧标准中二级排放标准,悬浮物实行比旧标准中一级标准更严格的排放限值。新标准还对国土开发密度高、环境承载能力弱,环境容量较小、生态环境脆弱,容易发生严重环境问题的地区实行了更为严格的排放标准。仅从化学需氧量指标来看,我国的垃圾渗滤液排放限值相对更加严格。

二、垃圾渗滤液处理技术现状及存在问题

2.1垃圾渗滤液处理技术现状

我国垃圾渗滤液处理技术大致经历了3个阶段。20世纪90年代初,由于对垃圾渗滤液的性质认识不足及技术的局限性,垃圾渗滤液处理主要沿用城市生活污水处理技术,如普通活性污泥法、氧化沟等。到了20世纪90年代中后期,考虑到渗滤液的水质特性,如高浓度氨氮、高浓度难降解有机物等,增加了预处理技术与厌氧处理技术,采用的处理工艺一般为氨吹脱+厌氧处理+好氧处理,如香港新界西和深圳下坪垃圾填埋场。

2000年以后,城市垃圾填埋场建设飞速发展,新建的渗滤液处理厂一般远离城区,渗滤液不具备排入城市污水管网的条件;同时随着人们对垃圾渗滤液危害的逐渐认识,对垃圾渗滤液处理的要求也相应提高,要求处理后的渗滤液达到GB16889-1997《生活垃圾填埋污染控制标准》二级甚至一级排放标准。垃圾渗滤液若仅靠生物处理无法达到排放要求,通常需采取“生物处理+深度处理”方法,如大连和广东兴丰垃圾填埋场。

在预处理单元中,常采用氨吹脱技术,主要目的是去除垃圾渗滤液中的高氨氮,以消除其对生化处理的抑制影响。但氨吹脱技术运行成本高、二次污染问题严重,国内很多工程在运行一段时间后都无法正常运行,导致垃圾渗滤液无法达标排放。对于深度处理技术,现有工程主要应用的是膜技术,目的是进一步去除垃圾渗滤液中的难降解有机物、氨氮、总氮等。目前广泛采用的是“NF+RO”的“双膜法”技术,该工艺在北京阿苏卫垃圾综合处理场及六里屯垃圾卫生填埋场渗滤液处理工程中均取得良好的效果。但反渗透技术在实际应用过程中存在膜通量降低比较快、膜更换周期短、投资成本高、运行成本高和浓缩液无法处理等问题。采用反渗透技术处理垃圾渗滤液投资成本一般在8万~10万元/吨,运行成本在30~50元/吨,浓缩液处理通常采用回灌到垃圾填埋场中。浓缩液回灌造成的主要问题是污染物得不到根本去除,导致了污染物在垃圾渗滤液中的积累。

2.2垃圾渗滤液处理存在的主要问题

2.2.1垃圾渗滤液高氨氮问题难以解决

由于垃圾填埋场水文地质条件、填埋方式及垃圾成分的不同,垃圾渗滤液中的氨氮浓度从数十至几千mg/L不等。随着填埋时间的延长,垃圾渗滤液中的氨氮还有升高的趋势。高浓度氨氮造成了垃圾渗滤液C/N失衡,对垃圾渗滤液生化处理过程中微生物有抑制作用,导致垃圾渗滤液的生化处理系统不能稳定运行。

2.2.2垃圾渗滤液可生化性差

垃圾渗滤液,尤其是“老龄”垃圾渗滤液中BOD5和CODCr都较低,且BOD5/CODCr也比较低,一般BOD5/CODCr为0.05~0.2。渗滤液含有大量的难生物降解的腐殖酸和富里酸。因此不能单独采用生物处理技术处理垃圾渗滤液。

2.2.3垃圾渗滤液深度处理技术缺乏

对于“老龄”垃圾渗滤液,经过生化处理后的CODCr通常在500~800mg/L,必须进一步深度处理才能达到排放标准。目前深度处理技术以物化法为主,包括混凝沉淀、吸附、深度氧化及膜处理技术等。但在实际应用过程中由于这些技术的经济性较差而不能广泛应用。

2.2.4垃圾渗滤液有毒有害物的影响

随着人们环保意识的提高,垃圾渗滤液中的有毒有害物如环境内分泌干扰物对人体的危害已越来越受到人们的关注。物质一旦进入生物体,即使含量极其微小,也将对生物体产生严重的后果,如导致生殖器官、内分泌系统、神经系统、免疫系统的异常,产生致癌、致畸、致突变等生物效应。现有的应用技术在对垃圾渗滤液进行处理过程中一般仅考虑常规污染物,而对有毒有害物鲜有考虑。

三、垃圾渗滤液处理技术的主要研发方向

按照新标准要求,我国大部分现有垃圾填埋场渗滤液处理工程都面临升级改造问题。结合垃圾渗滤液处理技术研究现状及工程应用的可行性,笔者从垃圾渗滤液预处理、生化处理及深度处理等方面总结了垃圾渗滤液处理技术的主要研发方向。

3.1垃圾渗滤液的预处理技术的研发方向

垃圾渗滤液预处理是垃圾渗滤液达标排放的关键技术环节,其主要目标是去除高氨氮及提高垃圾渗滤液的可生化性。对高氨氮垃圾渗滤液而言,工程化应用大部分采用氨氮吹脱技术,但该技术的缺陷限制了其广泛应用。氨氮处理技术主要研发方向重点在开发气膜吸收氨氮技术、氨氮化学去除技术、氨氮雾化闪蒸法及氨氮电化学催化氧化法等。对提高垃圾渗滤液的可生化性而言,以羟基自由基为基础的高级氧化技术的开发应用已成为垃圾渗滤液处理的一个研究热点,如Fenton技术,UV-H2O2,电催化氧化,湿式氧化,超声波氧化和臭氧氧化等。从实验室研究效果来看,高级氧化技术对垃圾渗滤液的处理非常理想,对提高垃圾渗滤液可生化性及降低垃圾渗滤液的毒性都有良好的效果。这些技术工程化应用的瓶颈是其经济性,高昂的投资及运行成本限制了技术的应用。因此,在提高处理效率的同时考虑其经济性是垃圾渗滤液预处理技术的主要研发方向。

3.2垃圾渗滤液生化处理技术的研发方向

垃圾渗滤液生化处理技术相对成熟,但对高氨氮垃圾渗滤液生化处理工程的实用技术研究还不够。我国大部分垃圾填埋场渗滤液处理过程中总氮的去除率均不高,主要原因是由于高氨氮对微生物的抑制及垃圾渗滤液中碳源不足造成的。因此,生化处理技术的研究重点是提高垃圾渗滤液中总氮的去除效率及弥补碳源不足,同时应加强厌氧处理技术的开发应用,以提高垃圾渗滤液的可生化性。在此基础上加大对垃圾渗滤液高效生化处理技术的开发,如短程硝化反硝化技术、厌氧氨氧化技术等,一方面降低垃圾渗滤液的处理成本,另一方面提高氨氮的去除效果。

3.3垃圾渗滤液深度处理技术的研发方向

垃圾渗滤液深度处理技术的研发应集中在膜处理技术产生的浓缩液处理技术的开发,同时积极开发其他高效实用的垃圾渗滤液深度处理技术。一方面是在现有技术的基础上开发研究,如活性炭吸附技术、混凝沉淀处理技术、过滤技术等;另一方面是加强新技术的研发。垃圾渗滤液生化处理后含有大量不易生物降解的有机物及一些有毒有害物,新技术的开发应着重围绕去除这类物质进行。以Fenton法、类Fenton法、O3氧化、光催化氧化等技术为主的高级氧化技术正是垃圾渗滤液深度处理的最有效手段,是垃圾渗滤液深度处理研究的一个重要方向。

3.4垃圾渗滤液处理技术发展的一个重要方向

高级氧化技术与生化处理技术的高效集成是垃圾渗滤液处理技术发展的一个重要方向。羟基自由基能氧化垃圾渗滤液中的氨氮和难降解的有毒有害污染物,提高垃圾渗滤液的可生化性。如单纯采用高级氧化技术处理垃圾渗滤液,势必导致工程的高运行成本。高级氧化技术与生化处理技术相联合既能降低工程的运行成本同时又能实现垃圾渗滤液的有效处理。按照垃圾渗滤液处理的技术路线,如果仅是简单的几种处理串联势必造成极大地浪费,也不一定能取得良好的效果。通过有效的技术集成,从整体上优化运行参数,提高处理效率,降低运行成本是垃圾渗滤液处理的一个重要考虑因素。如电化学氧化技术与生化处理技术的集成,电化学氧化技术与膜技术的集成Fenton技术和膜技术的集成等。

四、结语

执行新的垃圾渗滤液排放标准对有效管理和防治垃圾渗滤液对环境的危害具有重要意义,同时也能加速我国垃圾渗滤液处理技术的发展,推动其产业化进程。对现有技术的升级改造与新技术的研发及产业化应用是垃圾渗滤处理技术研究的重点,其中以羟基自由基为基础的高级氧化技术的开发与应用是垃圾渗滤液处理的重要研究方向。应加强不同技术之间的集成研究与开发,从整体上优化提高垃圾渗滤液处理技术的效率,降低投资及运行成本。

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