必要采用物化处理技术,作为一种预处理或者后处理的手段,来处理渗滤液。渗滤液的物化处理过程包含了混凝吸附、蒸发、高级氧化、浮选和膜处理技术等。这些技术基本都能提高渗滤液的生物降解性或者直接使出水达到排放标准,彻底实现渗滤液的无害化。
1.混凝处理技术
混凝处理目的是通过外加混凝剂使水体中不能直接通过重力去除的微小杂质聚结成较大的颗粒,迅速得到沉降,从而使水澄清。一般来说,单纯依靠混凝来去除渗滤液中的COD到一定的排放标准是不大现实的,因为混凝处理一般对于大分子有机物(大于3000Da)具有良好的效应,而渗滤液除了大分子物质外,还有很大一部分物质是由小分子物质组成,新鲜渗滤液中小于1000Da分子量的物质占将近80%。因此,混凝处理一般可用作渗滤液的预处理或者是深度处理。
2.高级氧化技术
高级氧化技术由于具有氧化能力高、二次污染小、外界环境影响因素小、具有一定的非选择性,应用广泛。高级氧化技术包括蒸发处理、化学氧化法、光催化氧化法和电解处理等。 (1)蒸发处理
蒸发法主要利用外加能量来蒸发废水中的水分,从而大大缩小废水体积,达到处理目的。目前在染料、医药、农药等工业废水以及放射性废水处理领域中应用较广泛。近年来,在渗滤液处理中也得到了相应的应用。Ehrig[8]认为,通过蒸发作用,渗滤液可以分离成洁净的液相和含有污染物的固相,但是当固相或浓缩液中含有挥发性有机物、含氯有机物或高浓度氨氮时,由于易形成二次污染,而使得蒸发操作较为困难。 (2)化学氧化法
化学氧化法是利用强氧化剂将废水中的有机物氧化成小分子的碳氢化合物或完全矿化成CO2和H2O,其中H2O2和O3是最常用的两种氧化剂。 (3)光催化氧化法
光催化氧化反应是利用光催化半导体TiO2在紫外光照下,使得TiO2产生电子-空穴,在吸附H2O后,形成吸附态的·OH,·OH基团是一种具有强氧化活性的自由基,它与有机物结合后,能够很快发生氧化-还原反应,达到降解有机物的目的。 (4)电解技术
电催化氧化反应的基本原理也与光催化氧化反应类似,不同之处就是电解反应能量的来源是电能,并且能量的大小可以通过电流密度的调节来实现。电解过程中,渗滤液中的COD、NH3-N的去除,通常是由于阳极的直接氧化作用和溶
液中的间接氧化作用。阳极直接氧化是由于水分子在阳极表面上放电产生被吸附的·OH,·OH对被吸附在阳极上的有机物的亲电进攻而发生氧化作用;间接氧化时在电解过程中铜鼓电化学反应产生了强氧化剂。
3.膜分离技术
随着经济水平的提高和人们环境意识的增加,膜处理工艺在渗滤液尾水和老龄渗滤液处理中的应用越来越广。反渗透是一种离子/分子水平的物理分离技术,在压力作用下使渗滤液中的水分子通过半透膜,可以有效地除去其中的细菌、悬浮物、有机污染物、重金属离子、氨氯等污染物质,从而确保出水水质完全符合国家一级排放标准[9]。和其它方法相比,反渗透法具有出水水质稳定、操作简便、占地面积小等优点,因此越来越多地被用来处理生活垃圾渗滤液,日益成为垃圾渗滤液处理的主流技术。 2.2.3土地处理
土地处理是由常规的污水灌溉发展起来的,对以有机物为主的废水可以起到水肥合一、综合利用的效果。土地处理系统主要是利用土壤的物理、化学与生物化学作用,借助于土壤—微生物—植物等陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能,将污水中污染物去除,使之转化为新的水资源,达到重新回收利用的一种较为新颖的污水处理方法[10]。
用于渗滤液处理的土地处理系统主要包括人工湿地和回灌处理(污水灌溉或地下灌溉等)。
(1)人工湿地
人工湿地是利用人为手段建立起来的,具有湿地性质的污水处理系统,是人为创造的一个适宜水生植物或湿地植物生长的“环境”。它是浮水或潜水植物及处于水饱和状态的基质层和微生物组成的复合体。它具有较高的植物产率,在水生植物浸水部分的茎、叶和根系上有较大的吸附表面积,并逐渐形成生物膜,从表层到内部存在着DO梯度,相应形成好氧、缺氧和厌氧层,其中还存有大量的活性微生物,这些微生物通过生化作用将水中可溶性的有机物、固体和胶体不溶性有机质(即COD、BOD5、N、P、重金属等污染物)转变成植物所需要的营养物质,并使微生物生长繁殖,从而降解污染物。 (2)回灌处理
渗滤液回灌处理技术是指采用适当措施,将从填埋场底部收集到的渗滤液,经一定方式预处理或直接利用动力设施重新打到填埋场覆盖层表面或覆盖层下部,利用填埋场覆土层及各年龄段垃圾的物化以及生物降解作用对渗滤液进行处理的一种方法。
渗滤液回灌技术是把填埋场作为一个以各年龄段垃圾为填料的生物滤床。当
渗滤液流过覆土层和垃圾层时,发生一系列生物、化学和物理作用,使渗滤液中的有机物、重金属、无机胶体等物质,通过机械拦截吸附络合、菌合和离子交换等作用被截留,并通过覆土层及各年龄段垃圾表面所富集的各种菌胶团和土著细菌等微生物的作用,降解成为稳定和半稳定物质,同时由于蒸发作用,回灌过程也间接达到了渗滤液减量的效果。
3 渗滤液处理现状与趋势
国内外现在对垃圾渗滤液的处理多以生物-混凝沉淀法、生物-活性炭吸附等组合工艺为主。我国目前真正能满足卫生填埋标准的填埋场并不多,许多填埋场因为投资所限无法按设计要求建造能达到环境保护要求的渗滤液收集系统。因此,宜发展投资省,效果好的渗滤液处理技术。垃圾填埋场渗滤液向填埋场回灌,利用土地吸附,土壤生物降解及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解,具有投资省、效果好,无需专门处理设施投资等特点。而且渗滤液的回灌可使垃圾保持湿润,加速填埋场的稳定。回灌法目前采用较少,可作深入研究,以明确回灌法的使用条件,处理效率及回灌处理的工程设计参数。对垃圾渗滤液的处理,我国尚处于研究探索阶段,为了建设标准化的城市垃圾卫生填埋场,对其渗滤液的处理应作更深入的研究[11]。
参考文献
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