1 垃圾渗滤液的特性
垃圾渗滤液是一种高浓度有机废水,其成分复杂、水质水量变化大。垃圾渗滤液的来源主要有直接降水、地表径流、地表灌溉、地下水、垃圾自身的水分、覆盖材料中的水分和垃圾生化反应的生成水等。影响垃圾渗滤液成分的因素主要有:垃圾成分、场地气候条件、场地的水文地质降雨条件、填埋条件及填埋时间等。这就决定了垃圾渗滤液的水质水量的变化大,且变化规律复杂。CODcr、BOD5、氨氮的含量较高,且随填埋时间的延长,垃圾中的有机氮转化为无机氮,氨氮质量浓度升高。由于垃圾降解产生的CO2溶解使得垃圾渗滤液呈微酸性,这种偏酸性的环境加剧了垃圾中不溶于水的碳酸盐、金属及其金属氧化物等发生溶解,因此渗滤液中含有较高浓度的金属离子。
2垃圾渗滤液的难处理还表现为它的变化性。
一是产生量呈季节性变化,雨季明显大于旱季。
二是污染物组成及其浓度的季节性变化。平原地区填埋场干冷季节渗滤液中的污染物组成和浓度较低。
三是污染物组成及其浓度随填埋年限的延长而变化[5]。填埋层各部分物化和生物学特征及其活动方式都不同,“年轻”填埋场(使用5年以内)的渗滤液pH 值较低,BOD 、COD 、VFA、金属离子浓度和BODs/COD 较高,“年老”填埋场(使用10年以上)的渗滤液pH 值近中性,BODs、COD 、VFA浓度和BOD /CODc 较低,金属离子浓度下降,但氨氮浓度较高。
因此在选择垃圾渗滤液处理工艺时要是适应垃圾渗滤液的变化特性,由于垃圾渗滤液的复杂变化,因此只有稳定运行,才可以对其进行较好的处理。对于管式膜MBR处理工艺可以对不同时间的垃圾渗滤液进行处理,且有较好的处理效果。我国的垃圾渗滤液存在水质变化大和可生化性差的问题,而管式膜MBR技术可以解决这两个问题。
3 组合式工艺处理垃圾渗滤液
渗滤液成分复杂,仅采用普通的生物处理工艺难以达到理想的效果,因此需采用合适的预处理措施来提高它的可生化性,以改善后续工艺的运行环境。对于处理垃圾渗滤液采用物化和膜生物组合式的处理工艺,可以避免缺点
MBR工艺可提高可降解有机物的去除率和硝化率,RO工艺可去除无机离子和难降解的物质。经过MBR工艺处理后,出水的BOD5平均为9mg/L,去除率为97%左右,硝化率为68%左右,MBR工艺作为RO工艺的前处理可有效去除SS,这可以防止反渗透膜孔道堵塞,MBR工艺中硝化产生的NO3-N和NO2-N被后续的RO工艺去除。进水COD平均为1017mg/L,出水COD为32mg/L,平均去除率为97%,其中可见,垃圾渗滤液采用生物法、管式膜、卷式反渗透膜相结合的组合工艺进行处理,其处理后的出水可以达到回用标准。
4管式膜MBR工艺介绍
膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术相结合的新型废水处理技术,是废水处理技术的一项创新。由于膜的使用,彻底改变了传统生化的一些基本特性。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子物质截留住,使得活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间和污泥停留时间大大缩短,由于活性污泥浓度的较大提高,因此难降解的物质在反应器中也不断反应、降解。因此,膜-生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。由于膜的放置形式不同, 膜生物反应器分为浸没式(也叫内置式或一体式)和外置式(或分体式)。由于处理垃圾渗透液生化污泥浓度较高,常常是15~30 g/L,因此浸没式中空纤维MBR很容易造成堵塞、断丝和瘫痪。管式膜MBR技术是外置式形式,通过水泵将污泥打入膜管内,在压力的驱动下进行膜分离,出水透过膜进入产水箱,而污泥回到生化池继续参与生化。
MBR技术是用膜过滤替代传统活性污泥法中的二沉池,可使生化反应器内的污泥浓度从3~5 g/L提高到20~30 g/L,高可达到40g/L,使反应效率提高,出水无菌体及悬浮物。并且无须太多考虑污泥沉降和膨化的问题。工艺流程为:渗滤液一预处理一调节池一MBR池(管式超滤膜)一RO一出水。MBR的主要特点:主要污染物COD、BOD和氨氮有效降解,无二次污染;100%生物菌体分离;出水无细菌和固形物;工程占地面积小;剩余污泥量小;无需脱臭装置;运行费用较低。垃圾渗滤液经MBR处理,一般能满足间接排放要求,如出水需达到直接排放标准,根据不同情况,后续可用RO作深度处理。
与传统生化处理工艺相比,活性污泥通过超滤(UF)系统进行固液分离,将粒径大于0.02 m的颗粒、悬浮物等截留在系统内,超滤出水清澈。有单独循环泵以产生较大的过滤通量,流速为3-5m/s,避免膜管堵塞。超滤大压力为0.6MPa,膜管由清洗泵冲洗,清洗后的清洗水在膜环路中循环回到清洗槽,直到充分清洗,每1-3个月加化学药剂清洗一次。为了达到更好的出水水质,超滤后出水可再进入RO系统,截留那些不易降解的大分子有机物,使出水COD降到120 mg/L以下或更低的水平,出水稳定达标。
5结论
对垃圾渗滤液的处理,采用膜法处理工艺可以取得良好的处理效果,垃圾填埋场因所处地区气候(降水)、水文特点,也与填埋场运行时间密切相关,渗滤液水质是连续变化的,所以对渗滤液的处理,不仅要考虑工艺方法对渗滤液的处理效果,而且更要考虑该工艺方法对水质、水量变化的适应性。物化法控制条件灵活、调整参数方便,而生物法则对连续变化的渗滤液水质具有较好的适应性,结合两者各自特点,采用组合式工艺管式膜MBR处理垃圾渗滤液。管式膜MBR工艺对于水质水量的变化又很好的适应性,在其水质水量变化时均能够稳定的运行,同时系统可扩充性强,可根据需要增加一级、二级膜组。管式膜MBR与RO组合式工艺处理垃圾渗滤液将是一个发展方向,有着广阔的应用前景。