王 亞
(江門京環(huán)環(huán)??萍加邢薰荆瑥V東 江門 529000)
由于我國(guó)人口數(shù)眾多,所以垃圾的產(chǎn)生量非常大,若不及時(shí)處理干預(yù),則會(huì)影響社會(huì)的發(fā)展和人們的生產(chǎn)生活。當(dāng)前,在城市快速發(fā)展的過程中,相關(guān)部門非常重視環(huán)境保護(hù)工作,其中,垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液的處理就是重點(diǎn)工作之一。如果滲瀝液處理不合格,則會(huì)嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。隨著現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展,生活垃圾處理技術(shù)水平逐漸提升,相關(guān)研究人員按照垃圾處理現(xiàn)狀,提出了新型的滲瀝液處理技術(shù),可通過脫氮方式處理滲瀝液。一般情況下,在各類垃圾中,蛋白質(zhì)為主要成分,含有豐富的氮類物質(zhì)。如果實(shí)施生物降解處理,則會(huì)使?jié)B瀝液產(chǎn)生氨氮物質(zhì),難溶于水,無法進(jìn)行深度化學(xué)反應(yīng)。在厭氧條件下,當(dāng)生活垃圾產(chǎn)生量大,則會(huì)增加氨氮類元素。且在長(zhǎng)時(shí)間填埋中,氨氮濃度會(huì)持續(xù)升高,從而會(huì)引發(fā)滲瀝液處理難問題,極大影響了區(qū)域環(huán)境質(zhì)量,也形成了一系列生態(tài)連鎖反應(yīng)。
在傳統(tǒng)滲瀝液處理模式下,其場(chǎng)地空間有限,具體處理工藝如圖1所示。在實(shí)際處理過程,由于垃圾池空間小,所以,生化處理時(shí)的水體靜置 時(shí)間段約為7 d左右,不能確保工藝區(qū)段實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。而當(dāng)進(jìn)水濃度較高時(shí),則會(huì)造成出水質(zhì)量混亂,降低生化去除率,只可以起到30%的作用,且膜處理壓力大。一般情況下,膜不能無限期使用,使用周期約為2年,且無法確保后續(xù)處理質(zhì)量。同時(shí),可在好氧段選擇曝氣系統(tǒng),但如果在實(shí)際曝氣處理期間無法均勻攪拌,就都會(huì)導(dǎo)致泥水混合效果不佳。而在寒冷的天氣下,會(huì)無法發(fā)揮出生化段的處理效果。
圖1 傳統(tǒng)垃圾處理工藝
在處理垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液時(shí),應(yīng)用脫氮技術(shù)效果顯著。比如,在某地區(qū)垃圾填埋場(chǎng),氨氮物質(zhì)的年生產(chǎn)量為300~500 mg/L,但隨著時(shí)間推移,該填埋場(chǎng)年生產(chǎn)量增至1 100~1 600 mg/L。如果不注重科學(xué)處理,則會(huì)對(duì)城市環(huán)境質(zhì)量造成嚴(yán)重影響,因此,必須高度重視氨氮物質(zhì)的處理問題。在實(shí)際處理期間應(yīng)用吹脫法時(shí),主要包括曝氣吹脫、吹脫塔吹脫。上述技術(shù)方法的原理在于平衡滲瀝液中的氨氮物質(zhì),調(diào)節(jié)pH值。當(dāng)調(diào)節(jié)到堿性時(shí),氨氮形式會(huì)成為游離狀,所以,應(yīng)用上述方法可有效去除氨氮中的游離氨[1]。
第一,應(yīng)用曝氣吹脫法,首先調(diào)整滲瀝液的pH值,再調(diào)節(jié)池內(nèi)曝氣,使氨氮在其表面持續(xù)更新,并且以氣泡為傳遞物質(zhì),進(jìn)行脫離處理氨氮。按照相關(guān)試驗(yàn)可知,當(dāng)環(huán)境氣溫為25 ℃時(shí),則應(yīng)將pH值控制在堿性狀態(tài),吹脫時(shí)間控制在5 h,此時(shí)的氨氮去除率較高,基本可達(dá)到67%~85%。應(yīng)用這種方式實(shí)施脫氮處理,能夠顯著改善滲瀝液對(duì)環(huán)境造成的不良影響,且應(yīng)用效果顯著。第二,吹脫塔脫氮處理,需要在吹脫塔內(nèi)處理。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中,將溫度控制在25 ℃,pH值調(diào)節(jié)至10.5~11范圍內(nèi),氣液比為2 900~3 600,則吹脫率效果顯著,基本高于95%。但在其他溫度與環(huán)境因素下,吹脫率效果不顯著。所以,脫氮影響因素在于氣液對(duì)表面的接觸面積,若擴(kuò)大接觸面積,則能夠獲得顯著脫氮效果。因此,在后續(xù)處理過程中,可應(yīng)用提高氣供量的方式處理氨氮,就能夠獲得良好的處理效果,以此降低滲瀝液對(duì)環(huán)境的不良影響。
通過上述分析可知,在滲瀝液處理中應(yīng)用吹脫法的效果顯著,可將該項(xiàng)處理技術(shù)推廣到多地區(qū)的填埋場(chǎng)滲濾液的處理中。在處理期間,盡管應(yīng)用效果較好,但存在的問題也比較多,所以,必須加大優(yōu)化改進(jìn)力度。需要注意的時(shí),在應(yīng)用吹脫法時(shí),可能會(huì)造成二次污染,也可能會(huì)受到溫度影響。如當(dāng)溫度較低時(shí),則無法發(fā)揮出該技術(shù)的作用,且pH值對(duì)于脫氮效果的影響較大。而且,在脫氮處理過程中會(huì)消耗大量酸堿物質(zhì),導(dǎo)致無法有效控制處理成本,還以相應(yīng)增加運(yùn)行成本。
物化法主要是用于預(yù)處理和深度處理垃圾滲濾液,可將垃圾滲濾液中的色度、難降解有機(jī)物、懸浮物去除掉。當(dāng)前的物化法處理技術(shù),主要包括電化學(xué)氧化法、吹脫法,化學(xué)沉淀法,電催化,氧化法等多種方法。在實(shí)際處理中,當(dāng)化學(xué)需氧量達(dá)到2 000~4 000 mg/L時(shí),物化法可有效去除50%~87%左右的化學(xué)需氧量。且在采用物化法處理后,出水水質(zhì)穩(wěn)定。然而,物化法也存在弊端與不足,如處理成本高,無法處理大水量的垃圾滲濾液。
這種方法主要是垃圾滲濾液處理系統(tǒng)的主體工藝,其可將滲濾液中的生物降解的有機(jī)物及營(yíng)養(yǎng)物去除掉。當(dāng)前,常用的生化法包括厭氧好氧法、MBR法等?,F(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)所應(yīng)用的垃圾滲濾液處理方法多為生化法,而且,該方法便于管理且經(jīng)濟(jì)性較高,因此,得到了廣泛應(yīng)用。
隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的提升,垃圾滲濾液處理技術(shù)獲得了新進(jìn)展。比如,在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)了垃圾生物反應(yīng)床技術(shù)。而且,在應(yīng)用垃圾生物反應(yīng)床處理技術(shù)后,垃圾滲濾液中的化學(xué)需氧量及氮磷物質(zhì)去除率均高于90%,且運(yùn)行穩(wěn)定性高。
第一,成分復(fù)雜。垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生的滲瀝液成分十分復(fù)雜,針對(duì)水質(zhì)與水量的因素不用,不同季節(jié)產(chǎn)生的水量與水質(zhì)差別較大。且在不同時(shí)期填埋垃圾中,有機(jī)物與氨氮物質(zhì)差別大。因此,在選擇滲瀝液處理工藝時(shí),必須要關(guān)注填埋季節(jié)、填埋時(shí)間以及變化因素。
第二,生物處理工藝。在對(duì)垃圾滲瀝液進(jìn)行處理時(shí),可應(yīng)用生物膜法、活性污泥法時(shí),這些工藝的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和管理經(jīng)驗(yàn)較為成熟。所以,在實(shí)際應(yīng)用中一定要選擇能充分發(fā)揮出其工藝優(yōu)勢(shì)的方法以此降低有效滲瀝液的處理運(yùn)行成本。
第三,高氨氮濃度。其會(huì)嚴(yán)重抑制微生物繁衍生產(chǎn),從而會(huì)危害生化處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中,合理選擇脫氮工藝,已成為滲瀝液處理工藝的重要因素,同時(shí),還能夠判斷滲瀝液處理是否滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
第四,滲瀝液經(jīng)過超濾、納濾、反滲透處理,極易產(chǎn)生高濃度廢水,因此,被稱為濃縮液。到目前為止,我國(guó)在處理濃縮液時(shí)多采用回灌濃縮、蒸發(fā)濃縮、焚燒濃縮等方式。但并不注重濃縮液外排處理,這不僅會(huì)增加環(huán)境污染的危險(xiǎn),還會(huì)影響滲瀝液處理設(shè)施的應(yīng)用效果。當(dāng)前,在垃圾填埋場(chǎng)處理復(fù)雜生物體系時(shí),推廣應(yīng)用濃縮液回灌處理方式,該方式可有效減少濃縮液的有機(jī)物質(zhì)。然而,針對(duì)鹽分含量、重金屬含量高的濃縮液,采用這種方式不僅會(huì)影響后續(xù)處理,還會(huì)增加施工成本。而針對(duì)濃縮液焚燒處理而言,該處理工藝的經(jīng)濟(jì)成本較高。在應(yīng)用蒸發(fā)處理工藝時(shí),可以降低濃縮液的濃度,但處理工藝的局限性較強(qiáng),且自然氣候與地域?qū)μ幚砉に嚨挠绊懸草^大。需要注意的是,滲瀝液在經(jīng)過蒸發(fā)濃縮處理后,必須要做好深度處理,且處理合格之后才可以排放[2]。
傳統(tǒng)滲瀝液處理工藝在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)存在一些不足與問題,比如曝氣效果差、生化處理時(shí)間短等,所以,要相應(yīng)優(yōu)化改良滲瀝液處理工藝。
好氧生化處理的基本原理是:合理應(yīng)用活性污泥功效,比如生物聚集、吸附、氧化共有,由此合理控制滲瀝液內(nèi)部的生化耗氧量、化學(xué)需氧量、氨氮含量。且活性污泥能夠吸附和去除滲瀝液中的重金屬物質(zhì),比如銅、錳等。因此,采用這種方法,可以滿足滲瀝液的處理要求。其優(yōu)化處理過程,在滲瀝液進(jìn)入流向處理系統(tǒng)前,需要在厭氧環(huán)境內(nèi)放置一段時(shí)間,此時(shí)要對(duì)滲瀝液的化學(xué)需氧濃度予以控制,下降幅度要達(dá)到4 000 mg/L。通過這種方式,能夠?qū)捬醭厝莘e進(jìn)行控制,延長(zhǎng)好氧生化反應(yīng)時(shí)間。這種改造方法的操作模式如下:拆掉攔截在反硝化池、沉淀池中間的木板行,確保整個(gè)空間范圍成為厭氧池,同時(shí),對(duì)應(yīng)設(shè)置泥水分離設(shè)備,攪拌設(shè)備,由此深度改造和建設(shè)初始狀態(tài)厭氧池,使其成為純氧生化區(qū),并增加曝氣管,擴(kuò)展曝氣池面積,實(shí)現(xiàn)滲瀝液內(nèi)部雜質(zhì)處理合格的目標(biāo)[3]。
在傳統(tǒng)曝氣模式,需要應(yīng)用純氧曝氣法。在這種模式下,不能保證泥水混合效果,所以,需要優(yōu)化調(diào)整曝氣方式,增加新型鼓風(fēng)機(jī),確保功率達(dá)到18.5 kW。而初始制氧系統(tǒng),可以應(yīng)用到曝氣與備份處理中;純氧生化池,可應(yīng)用新型曝氣模式,以有效融合純氧與空氣,實(shí)現(xiàn)曝氣效果;生化曝氣池,可應(yīng)用空氣曝氣模式,以保證泥水相互融合,形成均勻質(zhì)地的泥水混合物。而且,在開啟鼓風(fēng)機(jī)后,可以產(chǎn)生熱量,無需擔(dān)心因溫度降低所致的生化反應(yīng)不良問題[4]。
目前,污水處理已提出了新的指標(biāo),所以,必須全面提升標(biāo)準(zhǔn)要求,且重金屬檢測(cè)成為重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),這就需要從滲瀝液污水處理沉淀環(huán)節(jié)入手,深度優(yōu)化升級(jí)初期純氧池,使其成為生化沉淀池。同時(shí),增加進(jìn)水、出水管道,污泥回流管道,擴(kuò)大物化沉淀池面積,完善內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施,比如斜管填料、排污管道等,以此實(shí)現(xiàn)有效地沉淀目標(biāo),以及排除內(nèi)部重金屬與有害物質(zhì)。
若污水處理系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài),就可以保證出水質(zhì)量,水質(zhì)變化不明顯,因此,在優(yōu)化改造時(shí),可以增設(shè)二級(jí)膜系統(tǒng),同時(shí),并聯(lián)反滲透膜、單個(gè)模體,串聯(lián)反滲透膜,具體的工藝流程如圖2所示。
圖2 改造后的滲瀝液處理工藝
在優(yōu)化改造滲瀝液處理工藝后,監(jiān)測(cè)生化時(shí)期的出水質(zhì)量,滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,且水質(zhì)質(zhì)量穩(wěn)定,無浮動(dòng)性變化,符合排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝在進(jìn)水、出水中,其化學(xué)需氧量、氨氮物質(zhì)數(shù)值與指標(biāo),如表1所示。
表1 優(yōu)化改造后的水質(zhì)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)
在改造處理之后,明顯提升了出水質(zhì)量、生化去除率。且經(jīng)過二級(jí)膜處理之后,水體可以合格排放。同時(shí),延長(zhǎng)了生化反應(yīng)時(shí)長(zhǎng),又改良了曝氣模式,保證了泥水混合的均勻性,最后,將污泥濃度控制在2 500 mg/L,增加了生化反應(yīng)溫度,維持了生化反應(yīng)。
綜上所述,在垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液的處理工作中,要注重優(yōu)化改造滲瀝液系統(tǒng),以此加強(qiáng)污水的處理質(zhì)量,保證生化段的出水質(zhì)量,從而滿足標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)質(zhì)量,且生化系統(tǒng)的高效運(yùn)行,提升了出水排放效果。