MVCDI工艺处理垃圾渗滤液优质PPT课件.ppt
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1、MVC+DI工工艺艺处处理垃圾渗理垃圾渗滤滤液液 主要内容主要内容垃圾渗滤液的产生及其特点垃圾渗滤液的产生及其特点垃圾渗滤液排放标准垃圾渗滤液排放标准垃圾渗滤液处理方法垃圾渗滤液处理方法MVC蒸发蒸发+DI处理工艺处理工艺MVC蒸发蒸发+DI工艺的应用实例工艺的应用实例图1.1 垃圾渗垃圾渗滤液的液的产生生过程程1.2垃圾渗垃圾渗滤液的特点液的特点1.2.1水质特点水质特点1.水水质成分复成分复杂,污染物染物浓度高度高 在垃圾渗滤液的产生过程中,由于垃圾中原有的、以及垃圾降解后产生的大量污染物经过溶解、淋洗等作用进入垃圾渗滤液中,以致垃圾渗滤液污染物浓度特别高,而且成分复杂,下表1.1列出了国
2、内外垃圾渗滤液典型污染物组成及浓度变化。表表1.1 国内外垃圾填埋国内外垃圾填埋场渗渗滤液典型水液典型水质成分变动范围成分变动范围PH58.6K+(mg/L)283770BOD5(mg/L)4073000Ca+(mg/L)237200COD(mg/L)10090000Fe(mg/L)0.052820TOC(mg/L)2658280Mg(mg/L)171560氨氮氨氮(mg/L)610000Zn(mg/L)0.2370硝氮硝氮(mg/L)0.2124Cu(mg/L)09.9TP(mg/L)0125Cd(mg/L)0.00317TS(mg/L)059200TCr(mg/L)0.018.7SS(mg
3、/L)107000Pb(mg/L)0.0022总碱度总碱度(mg/L)025000Ni(mg/L)0.10.8Cl(mg/L)56420VFA(mg/L)101702Na+(mg/L)07700SO42-(mg/L)11600根据上表可以看出垃圾渗滤液水质成分的特点:(1)有机)有机污染物染物浓度高。度高。垃圾渗滤液中含有大量的有机物,是城市污水的10100倍,使其处理变得相当困难。(2)金属含量高。)金属含量高。其中铁的浓度可达2820mg/L,锌的浓度可达370mg/L,均大大超过了生物处理构筑物进水中有害物质容许浓度的规定,需进行预处理。(3)氨氮含量高,)氨氮含量高,营养元素比例失养元
4、素比例失调。垃圾渗滤液中的氨氮浓度通常高达1000mg/L以上,如此高的氨氮浓度,对微生物活性有很强的抑制作用。对于生物处理,污水中适宜的营养元素比例是CNP=10051,而一般垃圾渗滤液中C/N都小于10,C/P都大于300,微生物的营养元素比例严重失调。2.水水质变化大化大 垃圾渗滤液的水质受垃圾组成、垃圾填埋工艺及时间、降雨量等因素影响,变化较大。对于某一个垃圾填埋场而言,降雨量和垃圾填埋时间是影响渗滤液水质变化的主要因素。一般旱季将于较少时,垃圾填埋场所产生的渗滤液中污染物浓度相对较高;而到了雨季降雨量大时,垃圾渗滤液中污染物的浓度会江大,水质呈季节性变化。垃圾渗滤液的水质不仅随降雨量
5、而波动,而且随填埋时间及填埋场内垃圾的分解而有很大的变化。垃圾填埋初期渗滤液污染物浓度较高,至封场以后污染物浓度随垃圾中有机物不断降解而逐渐下降。下表1.2列出了垃圾渗滤液污染物随填埋时间的不变化。表表1.2 垃圾渗垃圾渗滤液液污染物随填埋染物随填埋时间的的变化化填埋时间污染物指标5年510年10年pH6.56.57.57.5COD(g/L)10105.0COD/TOC2.72.02.72.0BOD5/COD0.50.10.50.1VFA(%TOC)705305.03.持持续时间长 有研究表明垃圾中有机物降解及其缓慢,一般在垃圾填埋后垃圾渗滤液要持续2030年。1.2.2 水量特点水量特点1.
6、水量水量变化大,主要受降雨影响化大,主要受降雨影响 垃圾渗滤液产生量受降雨、蒸发、垃圾含水率、场底防渗、填埋操作方式等因素的影响,其中降雨量是影响渗滤液产生量的决定性因素。对于卫生填埋场而言,垃圾渗滤液的产生主要来自三个方面:一是大气降水。二是垃圾本身所含的水分。三是垃圾填埋后由于微生物的厌氧分解作用而产生的水。2.水量水量难以准确以准确预测 渗滤液的产生量收到多种因素的影响,要准确预测渗滤液的产生量是非常困难的。目前国内外的水量估算方法主要有水量平衡法、经验公式法和经验统计法三种。(1)水量平衡法)水量平衡法 计算公式:Q=P+W+G-E式中:Q渗滤液年产生量,m3/a P降雨产生的渗滤液量
7、,m3/a。由集雨面积A和降雨量I 确定。W垃圾降解产生的渗滤液量,m3/a。由垃圾量、垃圾成分(含水率和有机物含量)确定。G地下水浸入量,m3/a。通过地址勘探确定。E蒸发蒸腾量,m3/a。蒸腾量可以通过植物水分消耗量确定。(2)经验公式法)经验公式法 计算公式:Q=CIA10-3 式中:Q渗滤液产生量,m3/d I日降雨量,mm/d。按最大月平均降雨量折算成平均日降雨量。A填埋场面积,m2。包括作业区和完成区。C渗出系数,其值在0.20.8之间,对不直接排放地表水的填埋作业区,其值为0.40.7(标准值为0.5);对直接排放地表水的完成区,其值为0.20.4(标准值为0.3)。(3)经验统
8、计法)经验统计法 根据实测相邻地区已建填埋场渗滤液产生量,由统计数据推算出单位面积产生量。计算公式:Q=qA10-4式中:Q渗滤液产生量,m3/d A填埋场面积,m2。包括作业区和完成区。q单位面积渗滤液产生量,m3/(ha.d),见下表1.3表表1.3填埋场单位面积渗滤液产量填埋场单位面积渗滤液产量名称名称q q名称名称q q名称名称q q西德西德7.47.4广州广州202025乐山乐山1515前苏联前苏联0 08.2深圳深圳3 310南充南充12.512.5上海上海5050成都成都6 69德阳德阳5 56 上述几种方法中,水量平衡法最准确,但部分参数难以确定,在我国相关资料不完整的现阶段该
9、方法的应用有限。而经验公式法的相关参数易于确定,建议采用。经验统计法的结果可作参考。2.生活垃圾填埋生活垃圾填埋场污染控制染控制标准(准(GB16889-2008)序号控制污染物排放浓度限值1色度(稀释倍数)402化学需氧量(CODCr)(mg/L)1003生化需氧量(BOD5)(mg/L)304悬浮物(mg/L)305总氮(mg/L)406氨氮(mg/L)257总磷(mg/L)38粪大肠杆菌(mg/L)100009总汞(mg/L)0.00110总镉(mg/L)0.0111总铬(mg/L)0.112六价铬(mg/L)0.0513总砷(mg/L)0.114总铅(mg/L)0.1表表 2.1 现有
10、和新建生活垃圾填埋有和新建生活垃圾填埋场水水污染物排放染物排放质量量浓度限度限值序号控制污染物排放浓度限值1色度(稀释倍数)302化学需氧量(CODCr)(mg/L)603生化需氧量(BOD5)(mg/L)204悬浮物(mg/L)305总氮(mg/L)206氨氮(mg/L)87总磷(mg/L)1.58粪大肠杆菌(mg/L)100009总汞(mg/L)0.00110总镉(mg/L)0.0111总铬(mg/L)0.112六价铬(mg/L)0.0513总砷(mg/L)0.114总铅(mg/L)0.1表表 2.2现有和新建生活垃圾填埋有和新建生活垃圾填埋场水水污染物特染物特别排放限排放限值(以下内(以
11、下内节选自生活垃圾填埋自生活垃圾填埋场污染物控制染物控制标准(准(GB16889-2008)9 污染物排放控制要求9.1 水污染物排放控制要求9.1.1 生活垃圾填埋场应设置污水处理装置,生活垃圾渗滤液(含调节池废水)等污水经处理并符合本标准规定的污染物排放控制要求后,可直接排放。9.1.2 现有和新建生活垃圾填埋场自2008年7月1日起执行表3.1规定的水污染物排放质量浓度限值。9.1.3 2011年7月1日前,现有生活垃圾填埋场无法满足表3,1规定的水污染物排放质量浓度限值要求的,满足以下条件时可将生活垃圾渗滤液送往城市二级污水处理厂进行处理:(1)生活垃圾渗滤液在填埋场经过处理后,总汞、
12、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅等污染物质量浓度达到表3.1规定的质量浓度限值。(2)城市二级污水处理厂每日处理生活垃圾渗滤液总量不超过污水处理量的0.5%,并不超过城市二级污水处理厂额定的污水处理能力。(3)生活垃圾渗滤液应均匀注入城市二级污水处理厂。(4)不影响城市二级污水处理厂的污水处理能力。2011年7月1日起,现有全部生活垃圾填埋场应自行处理生活垃圾渗滤液并执行表3.1规定的水污染物排放质量浓度限值。9.1.4 根据环境保护工作的要求,在国土开发密度已较高、环境承载能力开始减弱或环境容量较小、生态环境脆弱,容易发生严重环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区,应严格控制生活垃圾填埋场的
13、污染物排放行为,在上述地区的现有和新建生活垃圾填埋场自2008年7月1日起执行表3.2规定的水污染物特别排放限值。3.垃圾渗垃圾渗滤液的液的处理方法理方法 由于垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,不同的填埋场或同一填埋场的不同时间段,渗滤液的水量水质都有不同的特点,其处理既有常规废水处理技术的共性,又有其自身显著的特点。目前,渗滤液的处理有四种途径:(1)直接排入城市污水处理厂合并处理;(2)预处理后汇入城市污水处理厂合并处理;(3)向填埋场的循环喷洒回灌处理:(4)就地建筑污水处理系统进行处理。主要处理方法有:回灌处理法、土地处理法、物化处理法和生物处理法。3.1回灌法回灌法 回灌处理
14、法是20世纪70年代由美国的Pohland最先提出的,英国目前50的填埋场采用了回灌技术。渗滤液回灌实质是把填埋场作为一个以垃圾为填料的巨大生物滤床,通过自然蒸发,并经过垃圾层和埋土层的物理、化学、生物等作用达到处理渗滤液的目的。回灌处理方式主要有填埋期间渗滤液直接回灌至垃圾层、表面喷灌或浇灌至填理场表面、地表下回灌和内层回灌等。采用回灌技术不仅能降低渗滤液中的COD浓度,加快垃圾中有机质的降解,提高垃圾的溶解速度,且有利于降低垃圾中有机质的含量,使COD含量更为稳定。3.2土地土地处理法理法 渗滤液的土地处理主要是通过土壤颗粒的过滤、离子交换、吸附和沉淀等作用去除渗滤液中的悬浮固体颗粒物和溶
15、解成分。通过土壤的微生物作用使渗滤液中的有机物和氮发生转化,通过蒸发作用减少渗滤液的发生量。渗滤液的土地处理包括:慢速渗滤系统(SR)、快速渗滤系统(RI)、表面漫流(OF)、湿地系统(WL)、地下渗滤土地处理系统(UG)以及人工土地渗滤处理系统(ARI)等多种土地处理系统。土地处理具有投资少,操作简单,运行费用低等优点,但对土壤和地下水有长期污染作用,土壤的渗透能力也会随着时间的延长而逐渐下降,渗滤液的处理效率也会随之降低。3.3物化物化处理法理法 物化处理法即通过一系列物理、化学反应去除垃圾渗滤液中的不可溶组分和可吸附有机物,同时将垃圾渗滤液中的难生物降解有机物转化为易生物降解的有机物并将
16、其去除。渗滤液的物化处理法包括混凝沉淀、化学氧化、湿式氧化、气提、蒸发、中和沉淀、活性炭吸附、膜分离法、光催化氧化法和电化学法等。它具有良好的适应水质、水量变化的特点,尤其适用于填埋年限较长的垃圾填埋场排出的渗滤液。此外,物化法还可以作为预处理技术对渗滤液进行预处理,从而降低CODCr、BOD5的浓度,除去大部分氨氮、重金属离子、SS等污染物,提高CODCr、BOD5比值以改善渗滤液的可生化性,尽量减少重金属离子和氨氮对微生物活动的抑制作用,但是物化法处理成本较高,不适于大量的渗滤液的处理,通常作为渗滤液的预处理或深度处理工艺。(1)混凝沉淀法混凝沉淀法 混凝沉淀法是向废水中投加混凝剂,使废水
17、中的悬浮物和胶体聚集形成絮凝体,再加以分离的方法。混凝沉淀法可有效地去除浊度、色度和重金属离子,对COD也有一定的去除效果。目前采用的混凝剂多为Al2(SO4)3、FeSO4、FeCl3以及聚铁、聚铝等,但无论采用何种混凝剂,COD的去除率一般在3060,很难有突破性提高。蒋建国等人用复合混凝剂(90PAC+10PAM)及试剂A(一种壳聚糖)在不同pH及不同投加量的情况下,对垃圾渗滤液COD的去除效果进行了比较分析,在pH值为55和8时,复合混凝剂投加量为400 mg/L时,对COD的去除率分别为38.6和37.8;试剂A在pH值为8,投加量为100 mg/L时,对COD的去除率达到39.9。
18、(2)氧化法氧化法 氧化法包括臭氧氧化法、H2O2氧化法、光化学氧化法、辐射法、电解氧化法和电催化氧化法等。德国奥古斯丁垃圾填埋场渗滤液采用撞击式臭氧反应器工艺,渗滤液的COD为1070 mg/L,AOx(可吸附的有机卤化物)为720ug/L,总氮67mg/L,在经过4.2h的反应后,COD的去除率为67,AOx的去除率为62。张跃升等以活性炭作催化剂、H2O2作氧化剂处理垃圾渗滤液的试验结果表明:在H2O2/COD=1.5,活性炭/H2O2=O.6,pH=2的条件下反应180min,COD及色度的去除率分别为82.8和85.5。黄本生等人采用复合催化剂ZnOTiO2光催化氧化用于垃圾渗滤液的
19、深度处理,处理后的渗滤液能达到国家排放标准。王敏等人对渗滤液进行电解氧化实验结果表明:在pH值为8.0,电极材料为RuO2-IrO2TiO2/Ti,电流密度为lOAm2,电极间距为0.5cm,C1-浓度为10000mg/L条件下电解48min,COD去除率达82.6。(3)吸附法吸附法 吸附法,即利用吸附材料的巨大表面积和不规则的网孔结构,使垃圾渗滤液中的污染物质吸附在其表面而被去除。在渗滤液处理中,吸附法主要用于脱除水中难降解的有机物、金属离子和色度等。活性炭是垃圾渗滤液处理中最常用的吸附材料,能有效地去除有机物和色度,但是活性炭价格较贵,而且再生困难。Diamadopoulos E用粉末活
20、性炭处理渗滤液原水和混凝处理出水(COD5021141mg/L),在pH值为7,吸附时间4 h,活性炭用量6g/L时,COD的去除率可达73。于瑞莲采用天然膨润土20g/L吸附去除垃圾渗滤液中50以上的COD和色度。隋智慧等人用混凝与吸附联合的方法对北京安定垃圾填埋场渗滤液进行预处理的研究结果表明,该方法对废水COD的去除率稳定在70左右,且受水质变化的影响不大。(4)氨吹脱法氨吹脱法 垃圾渗滤液中高浓度的氨氮是生物处理的抑制因素,目前多采用氨吹脱来脱氮。氨吹脱,先调节污水pH值至碱性,然后以曝气的方式使游离氨从水中逸出,以降低污水中的氨氮浓度。常见的曝气方式有吹脱塔和鼓风曝气等。国内采用严格
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