滲濾液的收集及處理

1、5、滲濾液的產(chǎn)生及收集處理5.1垃圾滲濾液概況垃圾滲濾液是指垃圾在堆放和填埋過(guò)程中由于壓實(shí)、發(fā)酵和降水滲流作用而產(chǎn)生的一種高濃度有機(jī)廢水.滲濾液包括垃圾自身所含的水分、 垃圾分解所產(chǎn)生的水及浸入的地下水.滲濾液量的大小主要受控于垃圾本身的含水率、,因而導(dǎo)致同一填埋場(chǎng)滲濾液隨時(shí)降水與徑流強(qiáng)度及填埋垃圾分解的階段過(guò)程空變化,具組成、濃度等特征均有較大不同.城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理一直是填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和治理中非常棘手的問(wèn)題.主要來(lái)源有：(1)降水的滲入,降水包括降雨和降雪,它是滲濾液產(chǎn)生的主要來(lái)源.(2)外部地表水的滲入,這包括地表徑流和地表灌溉.(3)地下水的滲入,這與滲濾液數(shù)量和性質(zhì)與地下水

2、同垃圾接觸量、時(shí)間及流動(dòng)方向等有關(guān)；當(dāng)填埋場(chǎng)滲濾液水位低于場(chǎng)外地下水水位,并沒(méi)有設(shè)置防滲系統(tǒng)時(shí),地下水就有可能滲入填埋場(chǎng).(4)垃圾本身含有的水分,這包括垃圾本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附量.(5)覆蓋材料中的水分,與覆蓋材料的類型、來(lái)源以及季節(jié)有關(guān).(6)垃圾在降解過(guò)程中產(chǎn)生的水分,與垃圾組成、pH值、溫度和菌種等有關(guān),垃圾中的有機(jī)組分在填埋場(chǎng)分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生水分.垃圾在填埋場(chǎng)產(chǎn)生的滲濾液與時(shí)間的關(guān)系可分為以下幾個(gè)階段：(1)調(diào)整期：在填埋初期,垃圾體中水分逐漸積累且有氧氣存在,厭氧發(fā)酵作用及微生物作用緩慢,此階段滲濾液量較少.(2)過(guò)渡期： 本階段濾液中的微生物由好氧性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧嫘曰?/p>

3、厭氧性,開始形成滲濾液,可測(cè)到揮發(fā)性有機(jī)酸的存在.(3)酸形成期：濾液中揮發(fā)性有機(jī)酸占大多數(shù),pH值下降,CODc濃度極高,BODs/CODcr為0.40.6,可生化性好,顏色很深,屬于初期的滲濾液.(4)甲烷形成期：此階段有機(jī)物經(jīng)甲烷菌轉(zhuǎn)化為CH4和CO2,pH值上升,COD濃度急劇降低,BODs/CODcr為0.1-0.01,可生化性較差,屬于后期滲濾液.(5)成熟期：此時(shí)滲濾液中的可利用成分大減少,細(xì)菌的生物穩(wěn)定作用趨于停止,并停止產(chǎn)生氣體,系統(tǒng)由無(wú)氧轉(zhuǎn)為有氧態(tài),自然環(huán)境得到恢復(fù).5.2垃圾滲濾液的主要水質(zhì)特性1、垃圾滲濾液中有機(jī)物種類多垃圾滲濾液中有機(jī)物又可分為3類,即低分子量的脂肪酸

4、類、 中等分子量的富里酸類物質(zhì)和腐殖質(zhì)類高分子量碳水化合物.滲濾液中除含有常規(guī)的污染物質(zhì)外,還含有包括某些致癌、 促癌和輔促致癌物質(zhì).尤其是當(dāng)生活垃圾與局部工業(yè)垃圾混合時(shí),成份更為復(fù)雜.曼英等對(duì)大田山垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行了取樣分析結(jié)果說(shuō)明,從垃圾滲濾液中檢出的主要有機(jī)污染物77種.其中被列入我國(guó)環(huán)境優(yōu)先污染物“黑的5種.2、CODcr和BOD5濃度高垃圾滲濾液的污染物濃度高,變化圍大,這是其它污水無(wú)法比較的,從而給垃圾滲濾液的處理和工藝選擇帶來(lái)了很大的難度.垃圾滲濾液中CODc最高可達(dá)80000mg/L,BOD5最高可達(dá)35000mg/L.一般而言,CODcr,BOD5,BOD5/CODcr將隨填埋

5、場(chǎng)的年齡增長(zhǎng)而降低,堿度含量那么逐漸升高.3、金屬含量高垃圾滲濾液含有銅、鋅、鐵、鉛等10多種金屬離子,由于國(guó)城市垃圾不像國(guó)外那樣經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選,所以國(guó)垃圾滲濾液中金屬離子濃度大大高于世界興旺國(guó)家.滲濾液中鐵的濃度可高達(dá)2050mg/L,鉛的濃度可達(dá)12.3mg/L,鋅的濃度可達(dá)130mg/L,鈣的濃度甚至高達(dá)4300mg/L.大學(xué)東升等的研究說(shuō)明,當(dāng)廢電器拆解垃圾與生活垃圾一起填埋時(shí),其滲濾液中的Cu、Zn、Pb、Ni和Hg等重金屬離子的濃度可分別到達(dá)3、11.5、1.7、1.6mg/L和65g/L.4、微生物營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào),氨氮含量高在不同年齡的垃圾滲濾液中,碳、氮兩種元素的比例C/N比有

6、較大的差異,常常出現(xiàn)比例失調(diào)的情況.隨著堆放年限的增加,垃圾滲濾液中氨氮濃度會(huì)逐漸升高.一般來(lái)說(shuō),對(duì)于生物處理,垃圾滲濾液中的磷元素總是缺乏的,例如在北美的幾個(gè)垃圾填埋場(chǎng)的BOD5/TP都大于300,此值與微生物生長(zhǎng)所需要的碳磷比100:1相去甚遠(yuǎn).同時(shí),BOD5/CODcr比值變化大,給生化處理帶來(lái)一定的難度.5、水質(zhì)變化復(fù)雜垃圾滲濾液的成分和產(chǎn)量隨季節(jié)、 時(shí)間等變化情況較復(fù)雜.其變化特性為： 產(chǎn)生量呈季節(jié)性變化,雨季明顯大于旱季.污染物組成及其濃度呈季節(jié)性變化.平原地區(qū)填埋場(chǎng)干冷季節(jié)滲濾液中的污染物組成和濃度較低.污染物組成及其濃度隨填埋年限的延長(zhǎng)而變化.填埋層各局部物化和生物學(xué)特征及其活

7、動(dòng)方式都不同,“年輕填埋場(chǎng)的滲濾液pH值較低,BOD5、CODc、VFA、金屬離子濃度和BOD5/CODCr較高,“中年老填埋場(chǎng)的滲濾涌H值中性偏堿,BOD5、CODcr、VFA濃度和BOD5/CODCr較低,金屬離子濃度下降,但氨氮濃度較高,見(jiàn)下表.垃圾滲濾液水質(zhì)特征隨填埋場(chǎng)“年齡的變化水質(zhì)指標(biāo)垃圾填埋場(chǎng)“年齡10年老年P(guān)H7.5COD/(mg.L-1)100005000100000.50.10.52.72.02.77053055.3滲濾液收集系統(tǒng)5.3.1滲濾液收集系統(tǒng)的作用滲濾液收集系統(tǒng)應(yīng)保證在填埋場(chǎng)使用年限正常運(yùn)行,收集并將填埋場(chǎng)滲濾液排至場(chǎng)外指定地點(diǎn),預(yù)防滲濾液在填埋場(chǎng)底部蓄積.滲濾

8、液的蓄積會(huì)引起以下問(wèn)題：1、場(chǎng)水位升高導(dǎo)致垃圾體中污染物更強(qiáng)烈的浸出,從而使?jié)B濾液中污染物濃度增大；2-底部襯層上的靜水壓增加,導(dǎo)致滲濾液更多的地滲漏到地下水土壤系統(tǒng)中；3、填埋場(chǎng)的穩(wěn)定性受到影響;4、滲濾液有可能擴(kuò)散到填埋場(chǎng)外.5.3.2滲濾液收集系統(tǒng)的構(gòu)造滲濾液收集系統(tǒng)通常由導(dǎo)流層、收集溝、多孔收集管、集水池、提升多孔管、潛水泵和調(diào)節(jié)池等組成.因本設(shè)計(jì)滲濾液收集管直接穿過(guò)垃圾主壩接入調(diào)節(jié)池,那么集水池、提升多孔管和潛水泵可以省略.導(dǎo)流層的目的就是將全場(chǎng)的滲濾液順利地導(dǎo)入收集溝的滲濾液收集管包括主管和支管.在導(dǎo)流層工程建設(shè)之前,需要對(duì)填埋庫(kù)區(qū)圍進(jìn)行場(chǎng)地的清理.在導(dǎo)流層鋪設(shè)的圍將植被去除,并根

9、據(jù)設(shè)計(jì)好的縱橫坡度進(jìn)行平整,根據(jù)?城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)?的要求,滲濾液在垂直方向上進(jìn)入導(dǎo)流層的最小底面坡降應(yīng)不小于2%以利于滲濾液的排放和預(yù)防在水平襯墊層上的繼續(xù).收集溝設(shè)置于導(dǎo)流層的最低標(biāo)高處,并貫穿整個(gè)場(chǎng)底,斷面通常采用等腰梯形或菱形,鋪設(shè)于場(chǎng)底中軸線上的為主溝,在主溝上依間距3050m設(shè)置支溝,支溝與主溝的夾角宜采用15的倍數(shù) 通常為60.收集溝中填充卵石或碎石,粒徑根據(jù)上大下小形成反濾,一般上部卵石粒徑采用4060mm,下部采用2540mm.多孔收集管根據(jù)埋設(shè)位置分為主管和支管,分別埋設(shè)在收集主溝和支溝中.管道需要進(jìn)行水力和靜力作用測(cè)定或計(jì)算以確定管徑和材質(zhì),其公稱

10、直徑應(yīng)不小于100mm,最小坡度應(yīng)不小于2%選擇材質(zhì)時(shí),考慮到垃圾滲濾液有可能對(duì)混凝土產(chǎn)生的侵蝕作用,通常采用高密度聚乙烯HDPEE,預(yù)先制孔,孔徑通常為1520mm,孔徑50100mm,開孔率2%5%右.為了使垃圾體的滲濾液水頭盡可能低,管道安裝時(shí)要使開孔的管道局部朝下,但孔口不能靠近起拱線,否那么會(huì)降低管身的縱向剛度和強(qiáng)度.滲濾液收集系統(tǒng)中的收集管局部,不僅指場(chǎng)底水平鋪設(shè)的局部,同時(shí)還包括收集管的垂直收集局部.滲濾液收集系統(tǒng)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是調(diào)節(jié)池,其主要作用是對(duì)滲濾液進(jìn)行水質(zhì)和水量的調(diào)節(jié),平衡豐水期和枯水期的差異,為滲濾液處理系統(tǒng)提供恒定的水量,同時(shí)可對(duì)滲濾液水質(zhì)起到預(yù)處理的作用.依據(jù)填埋

11、庫(kù)區(qū)所在地的地質(zhì)情況,調(diào)節(jié)池通常采用地下式或半地下式,調(diào)節(jié)池的池底和壁通常采用HDPE膜進(jìn)行防滲,膜上采用預(yù)制混凝土板保護(hù).為檢測(cè)滲濾液深度,生活垃圾填埋場(chǎng)設(shè)置滲濾液監(jiān)測(cè)井,保證在填埋場(chǎng)的運(yùn)行期防滲襯層上的滲濾液深度不大于30cmo5.4滲濾液的計(jì)算5.4.1滲濾液產(chǎn)生量的計(jì)算滲濾液的產(chǎn)生量為：_-3QI(C1A1C2A2)10式中Q-表示滲濾液平均日產(chǎn)量,m3/d;A1-填埋區(qū)的面積,m2;A2-封場(chǎng)區(qū)的面積,m2;C1-填埋區(qū)浸出系數(shù),取0.5;C2-為封場(chǎng)區(qū)浸出系數(shù),C2=C1X0.6=0.5X0.6=0.3I-表示年平均日降水量,6.9mm/d填埋場(chǎng)的效勞年限為20年,填埋庫(kù)區(qū)分四塊,

12、分別進(jìn)行填埋.一區(qū)為1-4年,區(qū)為5-9年,三區(qū)為10-15年,四區(qū)為16-21年.其填埋區(qū)體積見(jiàn)下表.填埋庫(kù)區(qū)填埋區(qū)體積/萬(wàn)m3一區(qū)1-4年65.7+67.15+68.62+70.13=271.6二區(qū)5-9年71.68+73.25+74.86+76.51+78.19=374.49三區(qū)10-15年79.91+81.67+83.47+85.31+87.18+89.10=506.64四區(qū)16-21年91.06+93.06+95.11+97.20+99.34+101.53=577.301第一塊填埋區(qū)：第一塊填埋區(qū)的效勞年限為4年,那么第一塊填埋區(qū)面積為滲濾液平均日產(chǎn)量:QIC1Al10-36.90.

13、5125566.310-3433.2m3d滲濾液最大日產(chǎn)量：QmaxIC1A110-38.60.5125566.310-3539.9m3d2第二塊填埋區(qū):第二塊填埋區(qū)效勞年限為5年,那么第二塊填埋區(qū)面積為V1-4271.610421.632125566.3mV5-9_4374.491021.632173134.5m2封場(chǎng)區(qū)面積:A2=第一塊填埋區(qū)面積=125656.3m2滲濾液平均日產(chǎn)量:滲濾液最大日產(chǎn)量QmaxI(C1A1C2A2)10-38.60.5173234.50.3125656.310-3maxii22(3)第三塊填埋區(qū)：第三塊填埋區(qū)效勞年限為6年,那么第三塊填埋區(qū)面積為._4AI-

14、506.6410234230.2m2封場(chǎng)區(qū)面積:滲濾液平均日產(chǎn)量:滲濾液最大日產(chǎn)量(4)第四塊填埋區(qū)：第四塊填埋區(qū)效勞年限為6年,那么第四塊填埋區(qū)面積為._4V5.3010266897.8m221.63封場(chǎng)區(qū)面積:A2=第一塊填埋區(qū)面積+第二塊填埋區(qū)面積+第三塊填埋區(qū)面積QmaxI(CIAIC2A910-38.60.5234230.20.3298790.810-31778.1m3dQI(C1A1C2A2)10-36.90.5173134.50.3125656.310-3857.4m3d1068.7m3d21.63A2=第一塊填埋區(qū)面積+第二塊填埋區(qū)面積=125656.3+173134.5=298790.8m2QI(CIAIC2A2)10-36.90.5234230.20.3298790.810-31426.6m3d=125656.3+173134.5+234230.2=533021.0m2滲濾液平均日產(chǎn)量:QI(C1A1C2A2)10-36.90,5266897.80,3533021.010-32024.2m3/d滲濾液最大日產(chǎn)量：QmaxI(C1A1C2A2)10-38.60,5266897.80,3533021.010-32522.9m3d5.4.2調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)與計(jì)算最小調(diào)節(jié)池容積的由下式確定：V?(Qmax-Q)X5其中：V調(diào)節(jié)池有效容積