城市垃圾填埋場滲濾液與氣體的處理課件

1、垃圾填埋場滲濾液與填埋氣處理垃圾填埋場滲濾液與第一部分 垃圾滲濾液及其處理第一部分 垃圾滲濾液？處理？“垃圾滲濾液”一詞對一般人來說顯得有些陌生，很多人在對它的認(rèn)識上存在盲區(qū)和誤區(qū)，什么原因呢？垃圾滲濾液？處理？“垃圾滲濾液”一詞對一般人來說顯得有些陌生 垃圾填埋場一般都遠(yuǎn)離市區(qū)，環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)相對封閉，垃圾滲濾液是一股潛伏的濁流，滲濾液處理又是垃圾處理的最后一道環(huán)節(jié)，多種因素導(dǎo)致了滲濾液處理一直不被公眾、媒體及全社會所關(guān)注，成為被遺忘的角落。 垃圾滲濾液是指垃圾在填埋場的堆放和填埋處理過程中由于厭氧發(fā)酵、有機(jī)物分解、雨水的淋浴、沖刷以及地表水和地下水的浸泡滲濾出來的污水。 垃圾填埋場一般都遠(yuǎn)離市區(qū)

2、，環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)相對封閉，垃圾滲濾 垃圾滲濾液并沒因人們的忽視就變得無足輕重，大量分析數(shù)據(jù)時刻提醒著我們，垃圾滲濾液將成為污染地表水、地下水、土壤和生態(tài)環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)?。而且滲濾液的成分組成，會隨著填埋時間的延長發(fā)生很大的變化，更為處理工藝的選擇增加了難度。滲濾液處理是衛(wèi)生填埋場的最后一道環(huán)節(jié)，如果不高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求，不僅對周圍環(huán)境帶來不可估量的污染和危害，對人體健康帶來威脅。滲濾液一旦進(jìn)入環(huán)境，再先進(jìn)的技術(shù)都將回天無力。 垃圾滲濾液并沒因人們的忽視就變得無足輕重，大量分析數(shù)日填埋1500噸的垃圾填埋場產(chǎn)生的滲濾液，污染物大致相當(dāng)于一座十幾萬人口的城鎮(zhèn)的生活污水。我國滲濾液的污染排放量約占年總排污量的1.

3、6，以化學(xué)耗氧量核算占到5.27%。滲濾液中含有93種有機(jī)污染物，其中有22種被列入我國國家環(huán)保署重點控制名單，1種可直接致癌，5種可誘發(fā)致癌含有10多種高濃度的重金屬，多種鹽類和病源微生物可見，垃圾滲濾液排放量雖小，但污染“威力”卻不可小視！污染物濃度很高，相當(dāng)于普通市政污水的一、二百倍滲濾液日填埋1500噸的垃圾填埋場產(chǎn)生的滲濾液，污染物大致相當(dāng)于一一 垃圾滲濾液產(chǎn)生垃圾滲濾液的來源主要包括兩個部分：1.雨水進(jìn)入填埋場后，瀝經(jīng)垃圾層和所覆蓋土層產(chǎn)生高含量污水；2.垃圾所含水分，垃圾分解所產(chǎn)生水，以及浸入的地下水一 垃圾滲濾液產(chǎn)生垃圾滲濾液的來源主要包括兩個部分：影響垃圾滲濾液水質(zhì)和水量的因

4、素：1.降水 是滲濾液的主要來源，通常降水越多、降水間隔越短滲濾液就越多；2.蒸發(fā)和蒸騰作用 填埋場垃圾和土壤的蒸發(fā)以及植物的蒸騰作用是填埋場水分損失的重要環(huán)節(jié)；3.垃圾和土壤的含水率 垃圾和土壤所帶的水分可以轉(zhuǎn)化為滲濾液，也能為垃圾的降解提供水分；4.垃圾的降解 降解過程使固體垃圾量減少，垃圾初始含水量釋放形成滲濾液，不同階段的垃圾所產(chǎn)生的降解滲濾液量和性質(zhì)都不同影響垃圾滲濾液水質(zhì)和水量的因素： 表一影響滲濾液水量的主要因素 表一影響滲濾液水量的主要因素填埋場各階段垃圾的分解形態(tài)與水質(zhì)變化：1.調(diào)整期 垃圾填埋廠初期以及垃圾填埋作業(yè)過程中，水分逐漸積累并有氧氣存在，好氧發(fā)酵作用為主，滲濾液量

5、較少；2.過渡期 水分達(dá)到飽和容量，微生物反應(yīng)逐漸由好氧型轉(zhuǎn)變?yōu)榧嫘院蛯Ｐ詤捬跣?，滲濾液量開始增加，屬于前期滲濾液；3.酸形成期 兼性和專性厭氧型微生物迅速將有機(jī)物分解為脂肪酸，氮磷有機(jī)化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡土姿猁}，金屬與有機(jī)酸發(fā)生絡(luò)合作用，滲濾液呈深褐色，BOD5/COD為0.4-0.6，可生化性好，屬于中期滲濾液；4.甲烷形成期 產(chǎn)甲烷菌將有機(jī)酸分解為CH4、CO2等，滲濾液BOD5/COD在0.1-0.2左右，可生化性差，此時為后期滲濾液；5.成熟期 滲濾液中有機(jī)物極少，微生物反應(yīng)趨于停止，剩余腐殖質(zhì)易與金屬離子發(fā)生絡(luò)合作用，顏色還是很深。填埋場各階段垃圾的分解形態(tài)與水質(zhì)變化：1.污染物濃度

6、高 垃圾降解后生成的無機(jī)物、低分子有機(jī)物以及垃圾中的可溶污染物，大量進(jìn)入滲濾液中，使得滲濾液中污染物含量極高，再者由于垃圾降解產(chǎn)生的CO2使?jié)B濾液偏酸性，從而加速了垃圾中金屬及氧化物的溶解；2.持續(xù)時間長 垃圾中有機(jī)物降解極其緩慢，產(chǎn)生滲濾液的時間持久，一般要持續(xù)20-30年；3.流量和水質(zhì)不均勻 不同階段的垃圾滲濾液流量和水質(zhì)都有很大區(qū)別。二 垃圾滲濾液的特點1.污染物濃度高 垃圾降解后生成的無機(jī)物、低分子有機(jī)物以及垃三 垃圾滲濾液的組成和性質(zhì)1 化學(xué)組成 1）主體有機(jī)物：低分子量（0.4時，滲濾液較易生物降解；當(dāng)BOD5/COD0.1時，滲濾液難于生物降解；對于成熟的填埋場，滲濾液的此項比

7、值通常為0.050.2。垃圾滲濾液性質(zhì)(1) 色度：顏色呈淡茶色或暗褐色，色度在20(5) TOC：濃度一般為2652800mgL-1。BOD5/TOC可反映滲濾液中有機(jī)碳氧化狀態(tài)。填埋初期，BOD5/TOC值高；隨著時間的推移，填埋場趨于穩(wěn)定化，滲濾液中的有機(jī)碳以氧化態(tài)存在，則BOD5/TOC值降低。(6) 溶解性總固體：滲濾液中溶解固體總量隨填埋時間推移而變化。填埋初期，溶解性鹽的濃度可達(dá)10000mgL-1，同時具有相當(dāng)高的鈉、鈣、氯化物、硫酸鹽和鐵。填埋624個月達(dá)到峰值，此后隨時間的增長無機(jī)物濃度降低。(7) SS（Suspended Substance ）一般多在300mgL-1以

8、下。(8) 氮化物：氨氮濃度較高，一般為0.4gL-1左右，有時高達(dá)1gL-1，有機(jī)氮占總氮的1/10。(9) 重金屬：生活垃圾單獨填埋時，重金屬含量很低，不會超過環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；但與工業(yè)廢物或污泥混埋時，重金屬含量會增加，并可能超標(biāo)。(5) TOC：濃度一般為2652800mgL-1。BO以老港填埋場為例說明滲濾液性質(zhì)隨時間的變化以老港填埋場為例說明滲濾液性質(zhì)隨時間的變化城市垃圾填埋場滲濾液與氣體的處理城市垃圾填埋場滲濾液與氣體的處理城市垃圾填埋場滲濾液與氣體的處理城市垃圾填埋場滲濾液與氣體的處理 四 滲濾液的排放標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-1997)對生活

9、垃圾滲濾液的排放作出了一定的限制：1.生活垃圾滲濾液不得排入GB3838-88中規(guī)定的I、II類水域和III類水域的飲用水源保護(hù)區(qū)及GB3097-82一類海域；2.對排入GB3839-88三類水域或GB3097-82二類海域的生活垃圾滲濾液，其排放限值執(zhí)行表二中的二級指標(biāo)值。3.對排入GB3838-88N，V類水域或GB3097-82三類海域的生活垃圾滲濾液，其排放限值執(zhí)行表二中的二級指標(biāo)值。4.排入設(shè)置城市二級污水處理廠的生活垃圾滲濾液，其排放限值執(zhí)行表二中的三級指標(biāo)值。 四 滲濾液的排放標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)生活垃圾填埋表二 生活垃圾滲濾液排放限值表二 生活垃圾滲濾液排放限值 四 滲濾

10、液的處理垃圾滲濾液處理中遇到的問題： 人們對垃圾滲濾液的認(rèn)識不夠，滲濾液處理沒有引起足夠重視； 滲濾液中污染物濃度極高； 滲濾液受多種因素影響，性質(zhì)隨環(huán)境條件和時間變化極大。 垃圾滲濾液具有水質(zhì)水量非周期性變化、NH3-N和有機(jī)污染物含量高、部分CODcr難以生物降解的特點，如將滲濾液和城市污水直接合并處理，可能會出現(xiàn)活性污泥膨脹、鐵的沉淀及重金屬毒性等一系列問題，將嚴(yán)重影響污水廠的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，目前一般都將滲濾液進(jìn)行現(xiàn)場獨立處理。 四 滲濾液的處理垃圾滲濾液處理中遇到的問題： 垃圾滲濾液處理的具體方法及其優(yōu)缺點1.物理化學(xué)處理方法 a.混凝沉淀法 在廢水中投加混凝劑（PAC、PFC、PFS

11、、PAS、PFP、PS等）、絮凝劑（PAM、ST絮凝劑“聚二甲基二烯丙基氯化銨”、高分子殼聚糖），通過沉淀降低廢水中的高濃度的COD、BOD、氨氮、重金屬離子、色度等。對色度的處理率達(dá)到了70以上，對COD的去除率達(dá)到了40%以上。 b.化學(xué)氧化法 利用氧化還原反應(yīng)改變水中的有毒、有害物質(zhì)的化學(xué)性狀,使其達(dá)到無害化的一種處理方法?？捎糜诿撋?、去除重金屬、酚、氰和有機(jī)化合物的降解及消毒、除藻等。氯氣、臭氧、雙氧水高錳酸鉀等通常被用作氧化劑?？梢源蟠筇岣邼B濾液的可生化性。 垃圾滲濾液處理的具體方法及其優(yōu)缺點1.物理化學(xué)處理方法 c.吸附法 吸附處理中常用的吸附劑是活性炭、硅藻土等?；钚蕴繉λ斜筋?/p>

12、化學(xué)物、酚類化學(xué)物等許多有機(jī)物有較強(qiáng)的吸附作用,對分子直徑在10-8-10-5cm或分子量在40以下的低分子溶解性有機(jī)物的吸附性好, 對一些重金屬氧化物有較強(qiáng)的吸附能力，但對極性強(qiáng)的低分子化合物及腐質(zhì)酸類高分子有機(jī)物的吸附能力差?；钚蕴课窖b置簡單,對水質(zhì)、水量變化適應(yīng)性強(qiáng)。 d.膜分離法 分為反滲透法、超濾、微孔過濾等.反滲透技術(shù)能高效截留污水中溶解態(tài)的無機(jī)污染物和有機(jī)污染物，國外污水處理工藝中廣泛采用了該技術(shù)。膜處理過程不發(fā)生相變，和其他方法相比能耗較低、裝置簡單，操作容易，易控制，便于維修管理，分離效率高，可靠性高。 c.吸附法城市垃圾填埋場滲濾液與氣體的處理物化處理一般不受水質(zhì)水量的影

13、響，出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，尤其對(BOD5)/(CODcr)比值較低（0.07-0.20）、難以生物處理的滲濾液，有較好的處理效果。但其處理成本昂貴、能耗大，不便推廣使用。物化處理一般不受水質(zhì)水量的影響，出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，尤其對(2.生物處理法 A.好氧生物處理工藝 a.SBR法 將均勻水質(zhì)、曝氣氧化、沉淀排水等功能集于一體的周期循環(huán)活性污泥法。與其他連續(xù)活性污泥法相比， 它不僅工藝系統(tǒng)簡單， 而且具有優(yōu)越的工藝特征， 適合處理垃圾滲濾液的需要。SBR法對滲濾液中COD、BOD和氨氮的處理效果顯著。 b.氧化塘法 氧化塘體積大、有機(jī)負(fù)荷低、降解速度慢， 但工程簡單， 在土地價格不高的地方比較合適。

14、紹興市環(huán)?？蒲兴鮽ヅd采用三級氧化塘混凝的處理工藝處理模擬垃圾滲濾液，當(dāng)滲濾液進(jìn)水CODcr：5942 6743mg/L，出水CODcr在120mg/L左右，其COD去除率為97%。2.生物處理法 c.生物膜法 與活性污泥法相比，生物膜法具有抗水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷的優(yōu)點，處理穩(wěn)定性好，而且生物膜上能繁殖世代期較長的硝化菌，具有較好的脫氮效果。陳勝等對進(jìn)水CODcr在4000以上的垃圾滲濾液用生物膜法進(jìn)行處理，當(dāng)水力停留時間在2小時時，處理率為89.24，達(dá)到了較好的處理效果。 B.厭氧生物處理工藝 a.厭氧生物濾池 厭氧生物濾池（）具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性，能適應(yīng)廢水濃度和水力負(fù)荷的變化而不致引起長

15、時間的性能破壞，可在低值和含毒條件下穩(wěn)定運(yùn)行，而且啟動迅速，COD去除率高且穩(wěn)定性好。但是布水不均勻、填料昂貴且易堵。 b.上流式厭氧污泥床(UASB) 該技術(shù)首次把顆粒污泥的概念引入反應(yīng)器中，是一種懸浮生長型反應(yīng)器， 具有很高的處理能力和處理效率，尤其適用于各種高濃度有機(jī)廢水的處理。同其他厭氧反應(yīng)器相比,UASB生物量多，容積負(fù)荷高，用于垃圾滲濾液處理時效果明顯. c.生物膜法 c.厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR) ASBR具有工藝簡單、運(yùn)行方式靈活、生化反應(yīng)推動力大并耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點，該反應(yīng)器在時間上是推流式反應(yīng)器，在空間上是完全混合式反應(yīng)器.徐崢勇等對長沙市某生活垃圾填埋場的滲濾液進(jìn)行處理，

16、進(jìn)水水質(zhì)是CODcr：2000mg/L，BOD：1000mg/L，NH3-N：450mg/L，在反應(yīng)器內(nèi)保持32.0的環(huán)境溫度,并將曝氣階段溶解氧濃度控制在112114mg/L時，NH3-N的去除率達(dá)到95，COD、BOD去除率也較高。 C.厭氧好氧組合法 由于垃圾滲濾液的復(fù)雜性和有別于城市污水的獨特性，若單一使用厭氧或好氧生物法處理很難達(dá)到排放要求，因此，經(jīng)常要二者合并應(yīng)用。如A/B 復(fù)合系統(tǒng)、厭氧好氧生物流化床耦合工藝、UASBF-SBR工藝等。厭氧/好氧組合工藝處理滲濾液往往能收到比單一工藝更好的效果。 c.厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR)2001年全國288個垃圾填埋場所排放的經(jīng)過處理后的

17、滲濾液，CODcr的超標(biāo)率高達(dá)55.1%。主要原因是，這些處理設(shè)施一般都是套用稍加改造后的城市污水處理工藝路線，并不適合復(fù)雜多變的滲濾液水質(zhì)特點：（1）滲濾液進(jìn)入污水處理場之前已經(jīng)歷了較長時期的厭氧發(fā)酵過程；（2）滲濾液本身存在氨氮和BOD5比例不協(xié)調(diào)的特點，若采用好氧活性污泥處理工藝，在這種營養(yǎng)比例不協(xié)調(diào)的情況下，污泥不易培養(yǎng)，即使培養(yǎng)好的污泥也難以維持；（3）滲濾液氨氮含量高，對活性污泥具有毒害作用；（4）受氣候條件的限制，生物法在北方冬季基本沒有效果。2001年全國288個垃圾填埋場所排放的經(jīng)過處理后的滲濾液， 3.土地處理法 a.土壤植物處理系統(tǒng) 根據(jù)滲濾液水質(zhì)特征,將一定控制措施下的

18、滲濾液澆灌土壤，利用植物生長的正效應(yīng)，土壤生物對滲濾液COD和氨氮的去除作用，以及植物土壤系統(tǒng)的蒸散作用,將滲濾液作為植物灌溉水源,實現(xiàn)滲濾液的凈化，減量處理。如借助填埋場最終覆蓋層的植物土壤系統(tǒng)進(jìn)行滲濾液灌溉處理,還可實現(xiàn)其場內(nèi)處置的目標(biāo)。土壤植物處理系統(tǒng)負(fù)荷不夠高，目前缺乏設(shè)計經(jīng)驗參數(shù)和規(guī)范，且受氣候條件限制，一般只應(yīng)用于干旱地區(qū)。 b.回灌法 回灌法在近年來得到較快的發(fā)展,它既能凈化滲濾液水質(zhì)又可以減少排放水量，具有投資小，操作方便，運(yùn)行費(fèi)用低，處理效果好等優(yōu)點。但是在回灌處理過程中對氨氮（NH3-N）去除能力較低。 3.土地處理法 滲濾液調(diào)節(jié)池與城市污水合并處理;滲濾液調(diào)節(jié)池預(yù)處理與城

19、市污水合并處理;滲濾液調(diào)節(jié)池生物、物化現(xiàn)場獨立處理;滲濾液調(diào)節(jié)池預(yù)處理土地處理。滲濾液調(diào)節(jié)池與城市污水合并處理;幾種滲濾液處理工藝的比較幾種滲濾液處理工藝的比較安定衛(wèi)生填埋場滲濾液處理工程工藝流程安定衛(wèi)生填埋場滲濾液處理工程工藝流程第二部分 垃圾填埋氣及其處理第二部分 城市垃圾中含有大量的有機(jī)類垃圾，有機(jī)物由于受微生物的降解作用而產(chǎn)生氣體，氣體的主要成分是甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氨、硫化氫等。如果對釋放出的氣體不加以收集處理就會發(fā)出臭味并可能發(fā)生爆炸引起火災(zāi)，另一方面甲烷又是一種資源，如果適當(dāng)?shù)丶右允占?，會產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，所以無論作為能源還是有害物質(zhì)都要將填埋場產(chǎn)生的氣體收集處理。

20、城市垃圾中含有大量的有機(jī)類垃圾，有機(jī)物由于受微生物的一 填埋氣（LFG）的產(chǎn)生 通常把填埋氣的產(chǎn)生分成五個過程：填埋場產(chǎn)氣階段：好氧階段，：轉(zhuǎn)化階段，：酸性階段，：產(chǎn)氣階段，：穩(wěn)定階段一 填埋氣（LFG）的產(chǎn)生 通常把填埋氣的產(chǎn)生分成五個過程：二 LFG的組成 填埋氣分為主要氣體和微量氣體兩部分，表中所列為一般填埋場填埋氣的組成。二 LFG的組成 填埋氣分為主要氣體和微量氣體兩部分，表中 垃圾組分 溫度 濕度 酸度 厭氧環(huán)境 其他（水文、地質(zhì)、氣候、季節(jié)等）三 影響填埋氣產(chǎn)生的因素 垃圾組分三 影響填埋氣產(chǎn)生的因素1.打井取樣法 選擇合適的、具有代表性的位置鉆井，鉆井的數(shù)量取決于所選垃圾的量和

21、質(zhì)，對每個井取樣，分析氣體成分和流量大小。2.經(jīng)驗粗估法 根據(jù)不同運(yùn)行的填埋場的經(jīng)驗，若估計每噸垃圾年產(chǎn)氣量為6m3，則填埋場的產(chǎn)氣量=垃圾填埋量*6m3。3.School Canyon模型推算法 School Canyon模型推算法基于這樣的假設(shè)：在厭氧條件下，垃圾進(jìn)入填埋場后產(chǎn)氣速率很快達(dá)到高峰，隨后再以指數(shù)規(guī)律逐漸下降，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：四 LFG產(chǎn)量估算1.打井取樣法四 LFG產(chǎn)量估算 式中： Lt填埋氣體產(chǎn)生量，m3/(t.a); k 產(chǎn)氣速率常數(shù)，1/a; t 時間，a; L0垃圾厭氧最大產(chǎn)氣量，m3/t. 某年LFG產(chǎn)生量是各年以填垃圾產(chǎn)氣量的疊加，用下式表示： 式中： Q填埋氣體產(chǎn)生速率，m3/a; Ri填埋場封場前（從開始運(yùn)行）第i年的垃圾填埋量，t; ti垃圾填埋場開始運(yùn)行至第i年的時間，a; ki第i年所填垃圾的產(chǎn)氣速率常數(shù)，1/a； n垃圾填埋場的運(yùn)營年限，a; L0i第i年填埋垃圾的潛在