垃圾场污水处理设备
垃圾卫生填埋由于技术工艺简单、维护费用低等优点已经被国内外广泛采用。随着城市垃圾卫生填埋技术的不断应用,其二次污染问题也越来越引起人们的重视。填埋场在使用过程中及封场后相当长时间内会产生大量填埋释放物(渗滤液和填埋气体),它们对环境的即时和潜在危害很大。如不妥善处理,污染将持续几十年甚至上百年,会对周围的大气、土壤和水体造成严重危害。美国的腊芙运河公害事件,就是填埋场二次污染事件,其危害人们至今记忆犹新。国内近些年来垃圾填埋场爆炸事故不断发生,已成为一个突出的社会问题。填埋场一般离城市较近,随着城市化范围的扩大,填埋场带来的景观问题也日趋尖锐,成为困扰城市发展的焦点问题之一。采取有效措施防治二次污染,使填埋的垃圾及其产物与周围的土壤、水体隔离,减少其对周围环境的污染,并妥善进行封场处理,具有重要的实际意义。本文介绍了填埋场二次污染源及危害,指出了在填埋场建设和填埋操作中为防止和减少填埋释放物对周围环境的二次污染所必须着眼的问题及应采取的措施。 1.1垃圾填埋气 卫生填埋场中的生活垃圾含有大量有机物,它们大多可被微生物厌氧消化、降解,产生大量的垃圾填埋气体。其主要成分为CH4和CO2,以及其他一些微量成分如N2、H2S、H2和挥发性有机气体等。若不采取适当的收集系统对填埋场释放气体进行收集,则释放气体会在填埋场内累积,并向场外释放,对周围环境和填埋场工作人员造成危害,主要有以下几个方面。 1)爆炸事故和火灾。填埋释放气体由大量CH4和CO2组成,当CH4在空气中的浓度达到5%~15%,易引起爆炸。发生在北京市昌平县阳坊镇的填埋沼气爆炸事件就是其典型代表。 2)地下水污染。填埋释放气体中挥发性有机物及CO2都会溶解进入地下水,打破原来地下水中CO2的平衡压力,促进CaCO3的溶解,引起地下水硬度升高。全封闭型填埋场的填埋气体的逸出会造成衬层泄漏,从而加剧渗漏液的浸出,导致地下水污染。 3)加剧了全球变暖。CH4和CO2是主要的温室气体,它们会产生温室效应,使全球气候变暖,而CH4对臭氧的破坏是CO2的40倍,产生的温室效应要比CO2高20倍以上,而垃圾填埋气中CH4含量达40%~60%。 4)导致植物窒息。CH4虽对维管植物不会产生直接生理影响,但它可以通过直接气体置换作用或通过甲烷细菌对氧气的消耗,从而降低植物根际的氧气水平,使植物根区因氧气缺乏而死亡。CH4在无氧的条件下还能促进C2H4的形成。 5)填埋气中含有致癌、致畸的有机挥发性气体,其恶臭气味易引起人的不适。渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵、雨水淋刷和地表水、地下水的浸泡而滤出来的污水。渗滤液组分较复杂,对地面水的污染以BOD、COD表征的有机污染和氮、磷污染为主,渗滤液中含有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物,磷酸酯、邻苯二甲酸酯,酚类化合物和苯胺类化合物等污染物,填埋场封闭后,它们对地面水的影响仍将长期存在。渗滤液通过下渗对地下水也会造成严重污染,主要表现在地下水混浊,有臭味,COD、三氮含量高,油、酚污染严重,细菌、大肠菌超标。1983年夏季,贵阳市哈马井和望城坡垃圾堆放场所在地区流行痢疾,其原因就是地下水被垃圾渗滤液污染。取样检验表明,大肠菌超过饮用水标准770倍以上,含菌量超标2600倍。哈尔滨市韩家洼子垃圾填埋场附近地下水中铁含量超过饮用水标准2ö3,锰超标3倍,汞超标29倍,细菌总数超标4.3倍,大肠菌超标410倍。 垃圾渗滤液呈淡茶色或暗褐色,色度在2000~4000之间。有浓烈的腐化臭味,成份复杂,毒性强烈,有机物含量较多。被列入我国优先污染物控制“黑名单”的就有5 种以上;氨氮浓度高,并含有重金属,BOD 和COD 浓度也远远超过一般的污水。垃圾渗滤液不仅水量变化大,其水质受垃圾成份、处理规模、降水量、气候、填埋工艺及填埋年限等因素的影响,变化幅度也很大。处理垃圾渗滤的工艺技术要求相当高。 考虑到减少运输费用,垃圾填埋场通常建在离收集废物的城市不远的地方。随着城市规模的扩大,当初的填埋场将会被城市发展所包围。每个填埋场都有一定库容,当达到使用年限而停止使用时,这些完工的高台状的垃圾场将会带来一系列环境问题。由于填埋场释放物及封场后的安全问题处理不尽人意,公众将垃圾填埋场看成是一颗将来人为控制系统失效后会发生爆炸的“定时炸弹”,故许多城市在新填埋场选址时遇到很大阻力,郊区农民拒收垃圾和反对在当地建填埋场的事件也屡见不鲜,有时甚至激化为激烈的社会问题。 2防治与处理 针对垃圾填埋产生的二次污染物,为减少其对周围环境的危害,应对填埋气进行收集利用,对渗滤液采取措施减少其产生量并收集处理,对填埋场封场采用合适的封场技术,作好表面覆盖,尽量做到填埋场释放物减量化、资源化和无害化。 垃圾填埋气中CH4含量很高,若能采用适当的方法将其收集并加以利用,不仅能产生良好的环境效益和社会效益,还能产生一定的经济效益。 目前国内外填埋气利用的主要途径有:在蒸汽锅炉中燃烧用于室内供热和工业供热;内燃机发电;作为运输工具的动力燃料;经脱水净化处理后作为管道燃气;应用于CO2工业和甲醇工业。填埋气的利用分为填埋气的收集、填埋气的净化和终端利用3个步骤。国际组织“全球环境基金”在南京、马鞍山和鞍山开展垃圾填埋场CH4回收与综合利用示范工程.
垃圾场污水处理设备
一、地表水污染防治措施可行性分析
①废水水质及特性分析
垃圾填埋场渗滤液处理项目设计废水处理量为72m3/d,收水范围主要为垃圾填埋场渗滤液及各中转站收集的垃圾渗滤液。废水具有水量较小、排水不均匀、浓度高、杂质和悬浮物多、可生化性好等特点。主要污染物为悬浮物、化学需氧量、生化耗氧量、氨氮等。这些废水有机物浓度高、营养丰富。不经处理直接排放,极容易影响地表水的水体质量,增加其有机污染及氨氮负荷,危害生态健康及安全。必须对其进行适当处理达标排放,以降低其对环境的不良影响。
②废水治理原则
根据现有水质水量条件和处理要求,在本污水处理工程中的总体工艺方案确定中,将遵循以下原则:
A所选工艺必须技术先进、成熟,对水质变化适应能力强,运行稳定,能保证出水水质达到排放标准的要求。污水处理厂所选生物处理工艺必须保证高效去除有机物以及氨氮的要求。
B所选工艺应减少基建投资和运行费用,节省占地和降低能耗;
C所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理,根据进水水质水量,应能对工艺运行参数和操作进行适当调整;
D所选工艺应易于实现自动控制,提高操作管理水平;
E所选工艺应Zui大程度的减少对周围环境的不良影响和二次污染(气味、噪声等)。
③废水治理方案比选
本项目废水污染物中化学需氧量、生化需氧量、氨氮等指标均较高,污水水质中生化需氧量/化学需氧量接近0.5,其可生化性较好。污水的可生化性是能否采用生物处理的一个衡量指标,也是一种Zui简单易行和Zui常用的方法,一般认为生化需氧量/化学需氧量大于0.3的污水才适宜采用生化处理。该比值越高,可生化性越好。本项目可行性研究报告中对目前常用的几种污水处理工艺进行了分析对比,Zui终确定采用的工艺为物化+厌氧+MRR+反渗透(RO)工艺。
④废水治理方案
根据本垃圾渗滤液处理站进水水质及出水水质要求,渗滤液处理工艺采用HJ564-2010《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范》中的渗滤液处理常规路线“预处理+生物处理+深度处理”的组合工艺。污水处理的总体工艺流程包括预处理段、厌氧处理段、好氧处理段、深度处理段。
问:一体化污水处理设备有什么工艺流程呢?
答: 工艺流程说明:
A预处理(物化处理)
由于垃圾渗滤液中含有很高的悬浮物、氨氮,还有多种重金属,前段设置物化预处理工艺可有效降低后续处理工艺的负荷,以取得更稳定的运行效果。
项目物化处理采用混凝沉淀和氨吹脱工艺。混凝沉淀将渗滤液PH值调整到10~11时,重金属将会生成不溶性的氢氧化物的沉淀,再通过投加混凝剂和助凝剂,可以使废水中的悬浮物、重金属、胶体物质和部分有机物去除。氨吹脱工艺主要是渗滤液PH值在10~11时,水中的NH4+将会大量转化为NH3,此时利用大量的空气与渗滤液接触,促使氨气由液相传递到气相中,从而大量去除氨氮。
B厌氧处理
本项目选择厌氧UASB反应器,是目前国内运行较好的渗滤液处理工艺,该反应器具有以下特性:
Ⅰ.具有处理负荷高、耐冲击负荷的优点,将其置于好氧生化之前,能有效地降低COD,减轻好氧的处理负荷,节约投资和运行成本;
Ⅱ.厌氧微生物经驯化后对毒性、抑制性物质的耐受能力比好氧强得多,并能将大分子难降解有机物分解为小分子有机物,有利于提高好氧生化的处理效率;
Ⅲ.渗滤液中大量表面活性物质,直接采用好氧处理在曝气池往往产生大量泡沫,并加剧污泥膨胀问题。经厌氧处理后表面活性物质得到了分解,可显著减少好氧池的泡沫;
Ⅳ.在厌氧处理过程中,厌氧微生物将有机物更多地转化为热量和能源,而合成较少的细胞物质,厌氧的污染产率较低,减少了污染处理的投资和运行管理工作量;
Ⅴ.进水中悬浮物需要适当控制,不宜过高;
C好氧生化处理
项目选择的好氧生化处理工艺为“反硝化(A)—硝化(O)—超滤(UF)”,称为膜生物反应器(MBR),利用膜的截留作用是微生物完全被截留在生物反应器中,实现水利停留时间和污泥龄的完全分离,从而提高了反应器的容积负荷,使反应器容积减小。这种方法具备去除有机物和生物脱氮两大功能,对降低渗滤液中的BOD、COD和氨氮都有一定的效果。该工艺的主要特点有:
Ⅰ.出水水质稳定
由于膜的高效分离作用,分离效果远好于传统沉淀池,系统内能够维持较高的微生物浓度,不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率,保证良好的出水水质,反应器对进水负荷的各种变化具有良好的适应性,能够获得稳定的出水水质。
Ⅱ.剩余污泥产量少
该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行,剩余污泥产量低,降低了污泥处理费用。
Ⅲ.可以去除氨氮及难降解有机物
由于微生物完全被截留在生物反应器内,从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长,系统硝化率得到提高。可能增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间,有利于难降解有机物降解效率的提高。
Ⅳ.操作管理方便,易于实现自动控制
该工艺实现了水力停留时间和污泥停留时间完全分离,运行控制更加灵活稳定,是污水处理中容易实现装备化的新技术,可以实现微机自动控制,从而使操作管理更为方便。
D深度处理
项目选择反渗透(RO)作为生化处理后的深度处理工艺,该工艺具有以下特点:
反渗透膜孔径小于纳米级,能够让溶液中一种或几种组分通过,而其它组分不能通过的选择性膜,双称为半透膜。在一定的压力下,水分子可以通过RO膜,而废水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌等杂质无法通过RO膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
反渗透是目前Zui精密的液体过滤技术,反渗透膜对溶解性的盐等无机分子和分子量大于100的有机物起截留作用,另一方面,水分子可以自由的透过反渗透膜,典型的可溶性盐的脱除率为95%~99%。
反渗透是一种节能技术,过程中无变相,一般不需加热,工艺过程简单,能耗低,操作和控制容易,应用范围广泛。
⑤废水处理措施论证
垃圾填埋场渗滤液处理站建成后,处理能力达到72m3/d,根据工程分析,项目主要污染物出水浓度见下图。
由图可知,渗滤液经处理后出水达到GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》表2规定的水污染物排放浓度限值后,排入淮宁河。根据分析,本项目污水处理工艺可行,项目的建设对改善区域水环境质量起到积极作用。
⑵地下水污染防治措施可行性分析
由于渗滤液处理站及部分污水管线所处区域地下水位埋藏浅,一旦发生污水渗漏,将对渗滤液处理站及污水管网地下潜水产生影响。为此,环评对地下水污染防治措施提出以下要求:
①污水管网应严格按规范要求设计、施工,管道连接处应采取防渗漏措施;管道使用中应注意维修、管理,防治管道发生滴、漏的情况,确保污水不渗入地下,避免污染地下水。
②渗滤液处理站各类储水设施及污泥处理设施等均做防渗处理,采用三合土、土工膜铺底,上面用6~8cm水泥硬化,四周用37cm实体墙,涂沥青防渗;固体废物临时贮存场所地面做防渗处理,并保证渗透系数应≤10-7cm/s。
③加强地下水日常监测,发现监测井水质异常,应立即分析原因提出控制污染扩大的措施。垃圾场污水处理设备
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