生活垃圾滲濾液處理方法研究

何佶

摘 要：以某城市的城市集中垃圾站的垃圾滲濾液處理方法為研究樣本，研究了不借助任何智能設(shè)備對(duì)城市垃圾站的垃圾滲濾液進(jìn)行有效管理的方法。通過(guò)SAR有機(jī)質(zhì)的可逆水合交聯(lián)反應(yīng)，可使SAR較長(zhǎng)時(shí)間地重復(fù)使用，有效降低了城市垃圾滲濾液的管理成本。該系統(tǒng)仍需要對(duì)現(xiàn)有垃圾池進(jìn)行一定程度改造后，才可以實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾滲濾液的有效控制。

關(guān)鍵詞：生活垃圾；滲濾液；空氣污染；土壤污染

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.075

垃圾滲濾液是城市垃圾處理站面臨的較嚴(yán)重的問題，垃圾滲濾液的溢流現(xiàn)象導(dǎo)致大部分城市垃圾站的空氣污染和土壤污染較為嚴(yán)重。此外，受到垃圾滲濾液影響較嚴(yán)重的城市垃圾站的蚊蟲滋生現(xiàn)象較為嚴(yán)重，已成為城市的防疫重點(diǎn)單位。滲濾液處理中試裝置工藝流程如圖1所示。

1 需求分析

目前，城市均實(shí)現(xiàn)了間隔不超過(guò)50 m的居民區(qū)垃圾站和不超過(guò)1 000 m的城市垃圾集中站。居民區(qū)垃圾站的垃圾滲濾液?jiǎn)栴}可造成居民區(qū)內(nèi)的蚊蟲滋生，且垃圾滲濾液發(fā)酵后的氣味對(duì)居民區(qū)生活環(huán)境的影響較大。城市集中垃圾站一般設(shè)置在次要道路路邊，但因垃圾車會(huì)進(jìn)出通道，次要道路的寬度仍然需要支持雙車道錯(cuò)車。因此，其道路通行能力較強(qiáng)，車輛壓過(guò)溢流到道路上的滲濾液時(shí)，可能會(huì)造成打滑失控。同時(shí)，城市集中垃圾站垃圾滲濾液的氣味可能飄散200 m以上的距離，會(huì)對(duì)周邊居民的生活造成不利影響。

本文研究的城市擁有11個(gè)城市集中垃圾站，其中，日處理垃圾15 t的垃圾站有6個(gè)；日處理垃圾30 t的垃圾站有4個(gè)；日處理垃圾45 t的垃圾站有2個(gè)。以上垃圾站平均每日析出的滲濾液量可達(dá)60 t，對(duì)城市環(huán)境的污染是直接的。采用本文提出的研究系統(tǒng)后，以上60 t垃圾滲濾液可得到徹底治理。垃圾滲濾液日均產(chǎn)生量如圖2所示。

本文研究的處理系統(tǒng)可對(duì)滲濾液進(jìn)行收集和固化，方便垃圾滲濾液的處理。固化材料應(yīng)可重復(fù)使用，因此，逆水合處理系統(tǒng)也是本文的設(shè)計(jì)需求。計(jì)劃采用SAR作為水合物，使用加熱蒸發(fā)法析出大部分水分，并對(duì)水中的雜質(zhì)進(jìn)行固化。采用洗滌和重熔兩步操作，使含有較多雜質(zhì)的SAR實(shí)現(xiàn)二次復(fù)用。

2 底部水合材料的設(shè)計(jì)

城市垃圾以生活垃圾為主，據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，每噸生活垃圾的滲濾液平均滲出量約為200 kg，滲濾液雜質(zhì)濃度約為2%，含水量為98%.日處理15 t生活垃圾的城市集中垃圾站滲濾液滲出量約為3 t。

本文的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使垃圾站的滲出液不論在何種情況下均不會(huì)發(fā)生滲流，從而有效減少垃圾站的異味和蚊蟲。高吸水性樹脂（簡(jiǎn)稱SAR）是一種典型的功能高分子材料，能吸收其自身重量百倍甚至千倍的水，并具有很強(qiáng)的保水能力，又稱為超強(qiáng)吸水劑或高保水劑。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，高吸水性樹脂是具有許多親水基團(tuán)的低交聯(lián)度或部分結(jié)晶的高分子聚合物，其吸水原理方程為：

Q3/5=[（i/2VuS×1/2）×2+（1/2-x1）/V1]/（Ve/Vo）. （1）

SAR經(jīng)過(guò)翻曬后，水分會(huì)直接變?yōu)樗魵膺M(jìn)入大氣，處理方式較為簡(jiǎn)單，其他揮發(fā)分的揮發(fā)較少。因此，本文通過(guò)在垃圾站池底灑入SAR粉末進(jìn)行水分吸收，進(jìn)而通過(guò)翻曬的方式對(duì)SAR粉末進(jìn)行還原。

3 水合材料的還原機(jī)制

SAR的熔點(diǎn)約為208～212 ℃，因此，輔助加熱法快速揮發(fā)SAR水合的水分是較好的選擇。采用油導(dǎo)溫控法，將還原鐵板支撐成15°，并采用小功率震動(dòng)槌的方法使斜角振動(dòng)，SAR顆粒滾下過(guò)程中可得到充分蒸發(fā)。

通過(guò)試驗(yàn)，在200 ℃的加熱條件下，當(dāng)SAR滑落距離超600 mm時(shí)，其蒸發(fā)過(guò)程基本充分。因此，本文坡道的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為600 mm。

因每噸SAR的吸水量可達(dá)到14 t，所以，本文系統(tǒng)計(jì)劃使用0.3 tSAR作為吸水材料，每天吸附雜質(zhì)量達(dá)到0.06 t，5 d后，使用SAR的雜質(zhì)含量達(dá)到50%.此時(shí)，可對(duì)SAR進(jìn)行更加深入的加工，以實(shí)現(xiàn)其復(fù)用。

SAR深入處理方法采用兩步處理法進(jìn)行，首先通過(guò)水洗去除大部分水溶性雜質(zhì)，處理溶液直接排入污水處理廠1#沉淀池；采用220 ℃的高溫對(duì)SAR進(jìn)行再熔和重新粉碎。經(jīng)過(guò)上述兩步處理的SAR的雜志含量基本小于1%，可達(dá)到復(fù)用的水平。

4 系統(tǒng)中存在的問題及處理方法

本文中提出的系統(tǒng)需要將SAR直接鋪墊在沉入式垃圾箱的池底，池底空間高度普遍為200 mm左右，長(zhǎng)度一般為5.2 m，寬度一般為1.7 m。在此情況下，可供SAR膨脹的空間只有1.768 m3，而SAR干燥的時(shí)比重一般為0.3，在此容積下，0.3 tSAR的容積已達(dá)到了1.0 m3，其飽和膨脹率12.5倍的空間無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

為了解決上述問題，將池底下臥350 mm，使現(xiàn)有空間達(dá)到4.862 m3，但仍然不能滿足0.3 tSAR的完全吸水膨脹。但繼續(xù)深挖會(huì)影響垃圾池的可維護(hù)性。因此，沿垃圾池走向開挖了深1.0 m，寬0.5 m的吸水槽，對(duì)垃圾池進(jìn)行了徹底的底部改造。洗水槽為垃圾池提供了額外5.2 m3的空間。此時(shí)，系統(tǒng)的吸水膨脹空間達(dá)到了10.062 m3，基本可滿足0.3 tSAR的膨脹需求。

此外，SAR的后期處理場(chǎng)地問題同樣亟待解決。如果完全在垃圾站進(jìn)行處理，雖然蒸發(fā)還原過(guò)程較容易實(shí)現(xiàn)，但洗滌污水的排放和重熔設(shè)備的布置中仍存在問題；如果完全運(yùn)輸?shù)骄嚯x污水處理廠較近的SAR處理車間進(jìn)行處理，則會(huì)增加SAR的在途量，導(dǎo)致運(yùn)行成本增加。

為了解決上述問題，在每個(gè)垃圾站布置SAR蒸發(fā)設(shè)備1套，用于本垃圾站的SAR處理，此過(guò)程可以在每天更換垃圾箱時(shí)進(jìn)行。雜質(zhì)含量較多的SAR由垃圾站管理員申請(qǐng)，并由上級(jí)單位負(fù)責(zé)安排更換該垃圾站的SAR，將雜質(zhì)SAR運(yùn)送到距離污水處理站較近的SAR處理車間進(jìn)行后期處理。通過(guò)不同層次結(jié)構(gòu)的SAR處理，可使SAR的循環(huán)利用路徑更加科學(xué)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)研究，使用三步復(fù)用處理的SAR垃圾滲濾液管理系統(tǒng)在沒有使用任何現(xiàn)代化智能設(shè)備的基礎(chǔ)上，有效推進(jìn)了智能城市的發(fā)展，且該系統(tǒng)在整合使用后期可有針對(duì)性地升級(jí)。目前，SAR系統(tǒng)可與環(huán)保OA系統(tǒng)對(duì)接，從而使SAR系統(tǒng)更加智能化地運(yùn)轉(zhuǎn)。智能城市并不是指在城市中部署足夠多的智能電子設(shè)備，而是指使城市更加健康。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕