05
—
處理技術
回灌技術
滲濾液回灌是將收集后的滲濾液再次回灌入填埋場,利用填埋場堆體內的微生物對滲濾液進行處理的一種技術,它是滲濾液管理的一種有效方法。由于垃圾堆體內存在大量的孔隙,因此垃圾堆體具有較強的額外貯水能力,并且該貯水能力隨垃圾堆體填埋高度的增加而增加。有關研究表明:當所填埋生活垃圾的飽和度為50%,填埋高度為50m時,每公頃生活垃圾填埋場額外貯水能力為125×10m。
許多研究表明,通過滲濾液回灌增加填埋場堆體內的濕度,不僅可以改善滲濾液的水質,降低滲濾液中BOD、COD及重金屬的濃度,而且可以加速填埋堆體的穩定,使填埋場穩定期縮短至2~3a,并增加填埋場的甲烷產氣率。
表面水塘回灌法
表面水塘回灌法就是在生活垃圾填埋場的表面開挖基坑,內置級配碎石,滲濾液回灌到水塘內,然后滲透到填埋堆體內,通常水塘的直徑大約為5m,深度約為1.5m。此種回灌方法在美國佛羅里達州有較成功的應用實例。廣州的李坑生活垃圾填埋場在運營管理時也采用了這種回灌方式,在滲濾液減量及改善水質方面取得了較好的效果。
滲濾液的表面水塘回灌法同樣也會帶來環境問題,如氣味、蒼蠅等,并且由于水塘的位置相對較為固定,其開挖深度較淺,在一定程度上影響了滲濾液的回灌頻率與容量。
垂直豎井回灌法
垂直豎井回灌法是滲濾液回灌比較常用的方法之一,為了避免短流,回灌井的底部是不透水的。由于垂直回灌法回灌點相對比較固定,在設計時,回灌井的間距應適當,若回灌井的距離太密,則影響填埋場垃圾的堆放與壓實,但太疏,則未充分利用填埋場的貯水能力,導致填埋場濕度不均勻。在國外,每個回灌井的服務范圍通常為1600~8000m。由于垃圾填埋場初期的沉降比較厲害,在沉降過程中可能會破壞垂直回灌井的整體性,并且,如果豎井的基礎是支撐在膜上面的,則有可能導致膜的破損。
水平回灌法
水平回灌法是在垃圾面一定深度下開挖盲溝,內置穿孔的HDPE管,盲溝內填充礫石或廢棄的輪胎碎片,由于水平管網覆蓋面積大,該系統比其他回灌方式引入填埋場的滲濾液量大,但是也不能過度使用。有報道表明,水平回灌系統的過度使用會導致滲濾液收集系統收集量的加大,并且滲濾液的濃度峰值也將會增加。由于該系統是敷設在垃圾面底下的,無論是正在使用的填埋場還是封場后的填埋場,均可采用此系統進行滲濾液回灌。
滲濾液回灌可以改善滲濾液的水質情況,并加速填埋堆體的穩定。為了使滲濾液回灌獲得較好的效果,應盡量使填埋堆體內濕度均勻,避免短流現象、局部飽和及頂部、邊坡穿透現象的發生。在此,本文將就滲濾液回灌效果的影響因素進行論述分析,并提出操作建議。
06
—
垃圾堆積特性
垃圾堆體各向同性就是指在各個方向上,垃圾具有相同的滲透性。滲濾液回灌時,垃圾堆體各向同性可使其持水均勻,達到比較好的滲濾液回灌效果。但實際上,由于大部分城市采用由環衛工人上門收集袋裝垃圾的收集形式,而且,盛裝垃圾的塑料袋很少采用可生物降解的垃圾袋,因此,大大影響了生活垃圾各向同性的性能,在滲濾液回灌的過程中,容易導致滲濾液的短流或滲濾液在垃圾堆體內的聚集,而不能均勻分布在垃圾堆體內,達不到充分利用填埋場內的生物群體降解滲濾液的目的。
在生活垃圾填埋前,進行垃圾破碎是達到垃圾堆體各向同性的一種比較有效的方法,但是在許多城市,由于日產垃圾量較大,填埋前對袋裝垃圾進行破碎不太可行,因此向居民宣傳使用可快速生物降解的環保垃圾袋是非常有必要的。
垃圾在填埋時,先由推土機將垃圾均勻推開,然后由壓實機來回壓實,到達一定的壓實度后再堆填另一層垃圾。在一定程度上,垃圾的壓實度也影響滲濾液的回灌效果。有研究表明,隨著垃圾豎向滲透性的減少,滲濾液的橫向擴散度將增加,這主要是在實際施工作業時,由于邊坡比較難壓實,垃圾堆體的縱向壓實度通常都大于橫向壓實度,即橫向滲透性大于縱向滲透性,因此很容易造成滲濾液的橫向邊坡穿透。在敷設滲濾液回灌系統時,為了避免因縱、橫向壓實度不均勻而造成的邊坡穿透,建議滲濾液的回灌系統的安裝位置至少應距邊坡6m遠。
中間覆蓋層
當填埋單元輪換,前一個垃圾作業面上較長時間不再填垃圾時,會在其表面敷蓋一層滲透性較低的中間覆蓋層,以減少雨水滲入形成滲濾液,該單元繼續填埋時,若是采用粘土作中間覆蓋層,通常這一中間覆蓋層將保留在垃圾堆體內。
當對垃圾填埋場進行滲濾液回灌處理時,應考慮這一低滲透性的中間覆蓋層對滲濾液回灌效果所帶來的負面影響。由于低滲透性的中間覆蓋層的存在,滲濾液回灌入填埋場內時,會有部分的滲濾液滯留于中間覆蓋層上,而不會沿垂直方向滲透,堆體內的濕度將會分布不均勻,當過飽和后,回灌的滲濾液會沿著滲透性較大的水平方向滲透,從而可能出現邊坡穿透的現象。為了避免這種現象的發生,建議在滲濾液回灌的填埋場內,中間覆蓋層采用可重復使用的人工覆蓋層,或繼續填埋時將中間覆蓋層去除,這不僅可增加填埋容積,而且可改善滲濾液的回灌效果。
07
—
工程列舉
處理工程的規模為200m3/d,滲濾液經過收集管進入調節池,調節池是利用原建成的容積約8400m3廢水池,滲濾液現匯集于此,經過長時間的停留,發生厭氧水解。為避免調節池敞口散發臭氣,池面用HDPE覆蓋,與空氣隔熱。熱后用污水泵以9.8m3/h的流量將污水抽送到生化池。生化池包括反硝化池和硝化池,在硝化池中,通過高活性的好養微生物作用,降解大部分有機物,并使氨氮和有機氮氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽,回流到反硝化池,在缺氧環境中還原成氮氣排出,達到脫氮的目的。硝化和反硝化的布置采用前置反硝化形式。滲濾液進入1座容積為175m3的反硝化池,而后進入2座容積為270m3的硝化池。硝化后以6~9倍的回流量回至反硝化池脫氮。經過生物反應后的混合液通過超濾膜分離凈化水餓菌體,污泥回流可使生化反應器中的污泥濃度達到20g/L。經過不斷馴化形成的微生物菌群,對滲濾液中難生物降解的有機物也能逐步降解。該填埋場滲濾液BOD/COD≈0.5,可生化性較好,COD設計去除率90%。滲濾液中的氮源,部分被生物合成,其它在硝化池內氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽,并在反硝化中還原為氮氣而去除,NH3-N設計去除率為99%。
生化池采用高效內循環射流曝氣系統,氧利用率高達30%。MBR的剩余污泥量很小,排泥量20m3/d左右,可去填埋場處置。與傳統生化處理工藝相比,混合流通過超濾系統進行固液分離,將粒徑大于0.02μm的顆粒、懸浮物等截留在系統內,超濾出水清澈。有單獨循環泵以產生較大的過濾通量,避免膜管堵塞。超濾壓力為0.6MPa,膜管由清洗泵沖洗,清洗后的清洗水在膜環路中循環回到清晰槽,直到充分清洗,每3個月加化學藥劑清洗一次。
為了達到更好的出水水質,超濾出水后可再進入納濾系統,截留那些不易降解的大分子有機物,使出水COD降到120mg/L,以下或更低的水平,出水穩定達標。處理過程中的納濾系統采用特殊納濾膜和工藝設計,可使鹽隨凈化水排出,不會出現鹽富集現象。納濾凈化水回收率85%,壓力為3.5MPa。
納濾產生濃縮液量為1.5m3/h,將采用混凝沉淀進一步處理。采用具有混凝和吸附作用的復合型混凝劑,COD去除率可達70%以上,產生污泥5m3/d,回填埋場處置。上清液回調節池,通過調節池的長時間水解酸化作用,可改善其生化處理性能,不會產生有機物的富集現象。采用該工藝處理某填埋場滲濾液,適應性強,能確保不同季節不同水質條件下,出歲穩定達標。特別是該工藝具有一定的超前性,既適合滲濾液可生化性較好的情況。大量工程實例表明,即使對于BOD/COD小于0.2的老填埋場滲濾液,MBR與納濾處理也能使出水COD、BOD和NH3-N達標。