FEO技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用

[摘要]對(duì)我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的特點(diǎn)、處理技術(shù)及處理現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述，重點(diǎn)介紹了FEO技術(shù)在城市垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]垃圾滲濾液FEO技術(shù)應(yīng)用

垃圾滲濾液是在垃圾填埋過(guò)程中產(chǎn)生的一種成份十分復(fù)雜的高濃度的有機(jī)廢水，目前還沒(méi)有特別有效的治理方法。傳統(tǒng)的生化處理法雖然常常用來(lái)處理滲濾液，但由于滲濾液中含有多種有毒有害的難降解有機(jī)物且水質(zhì)水量變化很大，生化法的處理效果遠(yuǎn)不及其對(duì)城市污水的處理?！癋EO技術(shù)”是我公司專門針對(duì)垃圾滲濾液開發(fā)的處理技術(shù)，在BOD5 CODcr比值低和很低時(shí)，使?jié)B濾液達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵性技術(shù)。

1垃圾滲濾液的特性

垃圾滲濾液的來(lái)源主要有直接降水、地表徑流、地表灌溉、地下水、垃圾自身的水分、覆蓋材料中的水分和垃圾生化反應(yīng)的生成水等。其具有負(fù)荷高、水質(zhì)成份復(fù)雜、濃度隨季節(jié)變化大、色度高、氨氮高、有毒性物質(zhì)較多、可生化性逐漸降低等特征。滲濾液水質(zhì)特征見(jiàn)表1。

表1 垃圾滲濾液水質(zhì)特性表

項(xiàng)目特 性

色味呈淡茶色或暗褐色，色度一般在2000～4000倍之間，有較濃的腐臭味。

pH值填埋初期pH為6-7，呈弱酸性;隨著時(shí)間的推移，pH可提高到7-8.5，呈弱堿性。若垃圾中煤灰多，呈弱堿性;煤灰成分少，有機(jī)物多，呈弱酸性。

BOD5隨著時(shí)間和微生物活動(dòng)的增加，浸出液中的BOD5也逐漸增加，一般填埋6個(gè)月至2.5年，達(dá)到最高峰值，隨后BOD5開始下降。

CODcr填埋初期CODcr略高于BOD5，隨著時(shí)間的推移，BOD5急速下降，而CODcr下降緩慢，從而CODcr高于BOD5。浸出液中的BOD5/CODcr的比值比較高，說(shuō)明浸出液較易生物降解，當(dāng)填埋場(chǎng)填滿封場(chǎng)后的2～5年中BOD5/CODcr逐步降至0.1，則認(rèn)為后期浸出液中難于生化降解的成分占主要。

TOCBOD5/CODcr值可反映浸出液中有機(jī)碳可生化狀態(tài)。填埋初期，BOD5/TOC值高，隨時(shí)間推移，填埋場(chǎng)趨于穩(wěn)定，浸出液中的有機(jī)碳以氧化狀態(tài)存在，則BOD5/TOC值降低。

溶解總固體浸出液中溶解固體總量隨填埋時(shí)間推移而變化。填埋初期，溶解性鹽的濃度可達(dá)10000mg/l，同時(shí)具有相當(dāng)高的鈉、鈣、氯化物、硫酸鹽和鐵等，填埋6～24個(gè)月達(dá)到峰值，此后隨時(shí)間的增長(zhǎng)無(wú)機(jī)物濃度降低。

SS一般在1000mg/l以下，垃圾填埋高度增加，SS值下降。

氨氮氨氮濃度較高，以氨態(tài)為主。

磷浸出液中含磷量少，生化處理中應(yīng)適當(dāng)增加與BOD5相當(dāng)比例的磷。

重金屬生活垃圾單獨(dú)填埋時(shí)，重金屬含量很低，一般不會(huì)超過(guò)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，但若滲混入工業(yè)廢物或污泥混埋時(shí)，重金屬含量增加，超標(biāo)可能性大。

細(xì)菌浸出液含有毒有害物質(zhì)及細(xì)菌病毒、寄生蟲等，其中大腸桿菌含量最大。

2垃圾滲濾液的處理技術(shù)

2.1生物處理技術(shù)

生物處理可大致分為厭氧生物和好氧生物處理兩種技術(shù)。在厭氧生物處理裝置中，滲濾液中的復(fù)雜有機(jī)分子被產(chǎn)甲烷細(xì)菌轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳，產(chǎn)生極少數(shù)量的需要處理的污泥，同時(shí)還具有低能耗、低運(yùn)行費(fèi)和所需營(yíng)養(yǎng)物少等優(yōu)點(diǎn)。成熟的工藝有厭氧濾池(AF)、升流式厭氧污泥床(UASB)、高效厭氧反應(yīng)器(UBF)等。

對(duì)于BOD與COD比值遠(yuǎn)大于0.5的早期滲濾液，含有大量易于生物降解的脂肪酸，好氧系統(tǒng)是非常有效的。微生物在氧氣存在的條件下作用于有機(jī)物質(zhì)，為保持好氧階段生物活性，特別是處理含有高濃度有機(jī)物的早期滲濾液時(shí)，提供大量的氧氣是非常必要的，當(dāng)滲濾液有機(jī)負(fù)荷隨時(shí)間變化時(shí)，系統(tǒng)可通過(guò)改變氧氣供應(yīng)來(lái)調(diào)整。好氧生物處理方法包括活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤、滴濾池和氧化塘等。

2.2 物化處理技術(shù)

物化處理技術(shù)是指通過(guò)物理化學(xué)的方法去除滲濾液中的C0D、SS、色度、重金屬等。相對(duì)于生物法，物理化學(xué)法不受滲濾液水質(zhì)水量的影響，抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，尤其在廢水可生化性較差的時(shí)候有比較好的處理效果。近年來(lái)，用于滲濾液處理的物化法主要有活性炭吸附、化學(xué)沉淀法、吸附法、化學(xué)氧化法、反滲透法、電滲析、FEO技術(shù)等多種方法。其可作為預(yù)處理或深度處理而為滲濾液的達(dá)標(biāo)排放和生物處理系統(tǒng)有效運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。

2.3 組合式工藝處理垃圾滲濾液

滲濾液成分復(fù)雜，僅采用普通的生物處理工藝難以達(dá)到理想的效果，因此需采用合適的預(yù)處理措施來(lái)提高它的可生化性，以改善后續(xù)工藝的運(yùn)行環(huán)境。對(duì)于處理垃圾滲濾液采用物化和生化組合式的處理工藝，可以避免這兩種方法的缺點(diǎn)。我公司積累近十年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，成功地開發(fā)了“厭氧+FEO+氨吹脫+好氧”的處理工藝，該處理工藝已經(jīng)成功應(yīng)用于十幾個(gè)垃圾滲濾液處理工程。實(shí)踐證明該工藝處理高濃度的垃圾滲濾液是目前確保出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的最可行技術(shù)路線之一，CODcr、BOD5、氨氮和色度的去除率均很高，是目前較先進(jìn)和比較可靠的方法之一。

3FEO處理技術(shù)介紹

“FEO處理技術(shù)”是我公司專門針對(duì)垃圾滲濾液開發(fā)的滲濾液處理技術(shù)，在BOD5/CODcr比值低和很低時(shí)，使?jié)B濾液達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵性技術(shù)。我公司將該技術(shù)應(yīng)用于漳州市九龍嶺生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程，湛江生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程、陽(yáng)江生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程、福安垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程、合肥市龍泉山垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程等工程均獲得成功，凈化效果十分顯著。

其作用如下:FEO反應(yīng)器中填料主要由Fe、Al、C、Mn、Zn、石墨等二十幾種物質(zhì)按一定的配比均勻混合而成。FEO反應(yīng)器由FE罐及高級(jí)氧化罐兩部分組成，“FE”指反應(yīng)器中的主要填料鐵(Fe)，而“O”表示氧化反應(yīng)。它主要利用電解質(zhì)溶液中鐵屑及其它金屬晶體結(jié)構(gòu)與碳之間形成的許多局部微電池，來(lái)處理工業(yè)廢水的一種電化學(xué)處理技術(shù)。FEO反應(yīng)器在沒(méi)有外加電能條件下，充分利用金屬-金屬、金屬-非金屬之間的電位差而產(chǎn)生的無(wú)數(shù)微小電池的作用，使廢水中的污染物通過(guò)電化氧化-還原反應(yīng)、凝聚、氣浮和沉降等作用，達(dá)到凈化的目的。其電極反應(yīng)式如下:

陽(yáng)極反應(yīng):Fe→Fe2++2e，E0(Fe/ Fe2+)=-0.44V

陰極反應(yīng):2H++2e→2[H]→H2，E0(H+/ H2)=0.00V(酸性介質(zhì))

O2+2H2O+4e→4OH-，E0(O2/ OH-)=0.41V(堿性介質(zhì))

O2+4H++4e→2H2O，E0(O2/ H+)=1.23V

FEO反應(yīng)器特點(diǎn)是作用機(jī)制多、協(xié)同效應(yīng)強(qiáng)、適用范圍廣、去除效果好、運(yùn)行費(fèi)用低、脫色效率高。它采用多組合工業(yè)混合原料及多元催化劑，進(jìn)行多種生物化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)反應(yīng)和凝絮吸附共沉淀效應(yīng)，從而分解難生化和不可生化的有機(jī)物，降低色度，為后續(xù)生化處理提供良好保障。

4FEO技術(shù)處理垃圾滲濾液工程案例

合肥龍泉山垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理站為我公司于2004年設(shè)計(jì)施工，并于2005年投入運(yùn)營(yíng)。合肥龍泉山垃圾填埋場(chǎng)位于合肥市肥東縣橋頭集鎮(zhèn)，該滲濾液處理站是垃圾填埋場(chǎng)的主要配套工程，設(shè)在填埋庫(kù)區(qū)的西北面，該項(xiàng)目由我公司設(shè)計(jì)施工，合肥市建設(shè)投資公司負(fù)責(zé)工程建設(shè)，華夏監(jiān)理公司負(fù)責(zé)工程監(jiān)理。垃圾滲濾液污水調(diào)節(jié)池容積為5萬(wàn)m3，滲濾液處理站設(shè)計(jì)處理規(guī)模為600m3/d，處理達(dá)標(biāo)后的污水，由一條約10km的管線排入店埠河，最終進(jìn)入巢湖。

垃圾滲濾液處理站設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如下:

CODcr≤6000mg/L BOD5≤3000mg/L，

SS≤500mg/LNH3-N≤800mg/L

垃圾滲濾液處理站出水排放標(biāo)準(zhǔn)如下:

滲濾液處理出水水質(zhì)執(zhí)行《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB16889-1997標(biāo)準(zhǔn)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即:CODcr≤300mg/L，BOD5≤150mg/L，SS≤200mg/L，NH3-N≤25mg/L，pH=6～9。

本處理站工藝主體路線:UASB+FEO+氨吹脫+CASS是不同于其它傳統(tǒng)處理工藝，其是以先進(jìn)的專利技術(shù)及工藝處理理論為依托，以大量的工程實(shí)例為基礎(chǔ)逐步發(fā)展改進(jìn)確立起來(lái)的，具有高度的針對(duì)性及先進(jìn)性，是目前垃圾滲濾液處理的成熟的處理工藝。而FEO技術(shù)作為我公司的專利工藝更是在該工藝主體線路中起到關(guān)鍵的作用。

經(jīng)過(guò)這幾年的運(yùn)營(yíng)實(shí)踐，F(xiàn)EO對(duì)經(jīng)過(guò)厭氧處理以后的垃圾滲濾液處理平均效果見(jiàn)表2。

表2FEO進(jìn)出水水質(zhì)對(duì)比表

水質(zhì)指標(biāo)CODcr

(mg/L)BOD5

(mg/L)氨氮

(mg/L)色度

(倍)

進(jìn)水水質(zhì)300012008003000

出水水質(zhì)22501020640150

由此可見(jiàn)FEO對(duì) CODcr有25%的去除率，對(duì)BOD5有15%的去除率，氨氮也有20%的去除率，而對(duì)色度的去除率達(dá)95%。通過(guò)測(cè)量進(jìn)出水的B/C也得到了提高。實(shí)踐證明，F(xiàn)EO有如下優(yōu)勢(shì):

4.1 垃圾滲濾液的色度很高，可達(dá)2000倍以上，工藝流程的主體系統(tǒng)采用生化為主的處理工藝，生化處理對(duì)色度的去除能力較弱，而“FEO處理技術(shù)”對(duì)有機(jī)色度的去除率可達(dá)95%以上。

4.2 垃圾滲濾液含有10%～35%難生化降解的有機(jī)物質(zhì)，特別是填埋場(chǎng)到中后期或封場(chǎng)后，難生化和不可生化物質(zhì)將占主導(dǎo)成份，只通過(guò)生化處理無(wú)法有效去除?！癋EO處理技術(shù)”中因加入特殊的催化氧化劑，可使垃圾滲濾液中的大分子難生化物質(zhì)斷鏈為小分子，同時(shí)可改變一些難生化物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，通過(guò)投加藥劑反應(yīng)可生成沉淀去除。

4.3 FEO處理技術(shù)可以去除相當(dāng)一部分CODcr、NH3-N，減少后續(xù)生化處理的負(fù)荷?？s短生化時(shí)間，降低運(yùn)行成本。

4.4 生活垃圾中可能混入一些工業(yè)垃圾，增加垃圾滲濾液中重金屬的含量，采用FEO處理技術(shù)，能有效地去除垃圾滲濾液中的重金屬離子，確保處理后的重金屬達(dá)標(biāo)排放。

5結(jié)論

垃圾填埋場(chǎng)因所處地區(qū)氣候(降水)、水文特點(diǎn)，也與填埋場(chǎng)運(yùn)行時(shí)間密切相關(guān)，滲濾液水質(zhì)是連續(xù)變化的，所以對(duì)滲濾液的處理，不僅要考慮工藝方法對(duì)滲濾液的處理效果，而且更要考慮該工藝方法對(duì)水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性。物化法控制條件靈活、調(diào)整參數(shù)方便可靠，而生物法則對(duì)連續(xù)變化的滲濾液水質(zhì)具有較好的適應(yīng)性，結(jié)合兩者各自特點(diǎn)，采用組合式工藝“厭氧+FEO+氨吹脫+好氧”處理垃圾滲濾液。FEO技術(shù)對(duì)于水質(zhì)水量的變化有很好的適應(yīng)性，在其水質(zhì)水量變化時(shí)均能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。FEO技術(shù)處理垃圾滲濾液將是一個(gè)發(fā)展方向，有著廣闊的應(yīng)用前景。

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