以上基于进水温度25°C及设计回收率,如前所述分析,即使水质波动也能保证去除率达到出水排放要求。
采用该工艺,也能使出水的其它水质指标如重金属、大肠菌群等达标。 从上表中可以看出,系统出水水质远优于排放标准。 5.6 装置抗冲击负荷弹性
本次所采用的设备,具有灵活多变的操作模式,可以连续24小时开机,也可以每周运行5天,在调节池无水的时候,可以长期关闭。
从处理量上来看,若在雨季渗沥液由于被雨水稀释而水量较大,此时可以通过调整高压泵转速提高设备的处理能力,系统水泵功率均有设计较大的余量,处理能力可在设计基础上再提高10%以上,由于受雨水稀释的渗沥液污染物及盐含量降低,系统出水效果更加理想。
从对污染物的去除能力上看,系统设计上有较大的设计余量,设计进水指标已在本项目的要求上作了大幅的提高,在进水COD、BOD、氨氮、悬浮物等控制指标低于本文件给定的数值时,出水可以达到排放标准。综上所述,系统设计充分考虑到渗沥液水质及水量的波动,设计预留了较大余量,具有很好的抗冲击负荷能力。
5.7 二次污染的控制措施
5.7.1通风和气味控制
处理间的通风:
处理间是操作工停留时间最长的地点,也是控制系统集中的房间,因此须严格保证处理间内的空气流通。处理车间换气方式采取上进下出式,一方面集装箱顶部的风机强制从内吸风,另一方面位于集装箱下部的轴流风机强制向外排风,一进一出保证将比空气重的有毒有害气体排出,换气次数为每小时十次。
5.7.2 废液污染控制
该处理工艺过程中的废液为DT系统产生的浓缩液,经过浓缩液储池或浓缩液罐的暂时储存后,最终由管道输送至填埋区回灌处理。
目前该填埋场已具备回灌需要的垃圾层厚度,可以结合填埋场实际情况,制订回灌方案。
一般浓缩液回灌以后,其中的有机污染物可以在填埋场得到分解,重金属类可以在填埋场的碱性环境中得到沉积。 5.7.3 噪声污染控制
本系统所有水泵选用了欧洲进口或合资的低噪声水泵,并且所有噪音大的设备均布置在室内,室内做隔音降噪处理,确保噪音指标满足《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90中的三类标准。
5.7.4 浓缩液的回灌处理
5.7.4.1浓缩液回灌的理论依据
根据PALL的经验,应用膜技术处理渗沥液能保证出水的稳定达标,而使用了膜技术,无论是卷式的还是碟管式,无论是纳滤还是反渗透,一定有浓缩液产生。
浓缩液的处理有控制回灌、焚烧、固化、蒸馏干燥和真空干燥等方法,但是和回灌法相比,其他方法的设备投资和运行费用都非常昂贵,相当于膜处理设备总投资的1/2。在德国,从1986年开始,浓缩液回灌就作为反渗透法处理垃圾渗滤液的一个有机组成部分而被广泛采用。
对于本项目而言,花费大量资金进行浓缩液的处理显然是没有必要的。因此,我们拟对本项目的浓缩液进行回灌处理。
从垃圾场接纳的物质来看,填埋场可以分为无机填埋场和有机填埋场。无机填埋场指以焚烧灰、堆肥渣、建筑垃圾等无机物为主的填埋场,有机填埋场指以生活垃圾
为主的填埋场,可以进一步分为好氧型、准好气型和厌氧型。
无机垃圾场的渗滤液是不能回灌的。比如在德国,由于欧盟规定到2010年进入垃圾场的可降解有机物不能超过5%,加之德国的循环经济政策,在垃圾填埋之前进行了细致的分选和预处理,使进入填埋场的物质大部分为不可生物降解的无机垃圾,在垃圾场也不能形成多孔的腐殖质。由于垃圾场本身没有多少有机物,渗滤液中也不会有多少有机物,显然回灌是没有意义的。
目前所有回灌的结论来自于对有机垃圾场的研究,填埋场内部是否存在有氧环境,决定着有机物分解的速度和途径,但有一点是共同的,就是回灌后有机物都会消纳分解,重金属和盐类会形成沉淀,同时加速垃圾场的迅速沉降等。
就本项目而言,可以采用准好氧的填埋工艺。随着时间的推移,底层的生活垃圾被矿化,形成多孔的生物滤床,可以实现对渗滤液中污染物质的吸附、截留、分解和再吸附的过程。
垃圾填埋场是一个用垃圾作为填料的准好氧生物反应器,垃圾表面有很多菌胶团,吸附降解水中的有机物。垃圾分解过程是一个非常复杂的生物、化学和物理过程,其一部分中间产物形成填埋气排出垃圾场,另一部分被渗入的雨水冲刷、溶解,经过收集系统排出,产生了渗滤液。渗滤液回灌是让已经流出的中间产物再回到其生物反应的过程中,继续参与生物降解。因此,回灌处理从本质上讲是延续了填埋场的降解过程,不会对垃圾场产生不利的影响。
国内外大量的研究资料表明,渗滤液回灌对COD的削减非常明显,利于垃圾场内水分和营养物质的均衡分布,从而缩短了垃圾场的稳定时间(从几十年缩短到二、三年)。2002年4-6月,PALL对北京市的三个大型卫生填埋场作了渗滤液检测分析,发现唯一采用渗滤液回灌操作方式的北神树垃圾填埋场的渗滤液中的COD浓度仅为2400mg/l,远远低于没有回灌的六里屯填埋场和阿苏卫填埋场,仅为前者的1/25,
后者的1/7左右。Townsend等研究也发现,垃圾填埋场的稳定速率受诸多环境因素的影响,其中首要的是含水率,在较高含水率水平时,填埋场中的厌氧细菌活性较高,回灌处的沉降速率为不回灌处的1.5倍。
北京市三大卫生填埋场渗滤液原始样比较表
名称 六里屯 阿苏卫 北神树 填埋场类型 渗滤液回灌 沟壑型 平原型 平原型 无 无 全回灌 渗滤液原始样cod(mg/l) 64000 16500 2400 5.7.4.2 浓缩液的回灌实际应用 利用DT膜片的反渗透设备,其浓缩液的产量最少可达1%,但是随着浓缩液量的减少,设备投资和运行费用都大幅上升,在PALL ROCHEM对世界各地直接提供设备的102个渗滤液处理厂中,浓缩液量在1-10%的有14家,在10-20%的有26家,而大于20%的有62家,甚至有两家的浓缩液量为65%。可见大多数厂家在经过经济上的权衡后,选择了浓缩液在20%以上的处理方案。
当浓缩液量为15%时,浓缩液并不是一种粘稠液体,由于经过了填埋场这个生物反应器生化处理,浓缩液中的氨氮、COD、BOD值均不高于原水,而且没有悬浮物和颗粒物质,所以具有很好的流动性和渗透性,完全适于垃圾填埋场回灌。
一般认为,浓缩液回灌到垃圾场后,经过长期循环可能会导致渗滤液中无机盐的积累从而使电导率升高,不利于膜系统的正常运行。事实上在垃圾场内的碱性环境下,浓缩液中的重金属离子会形成氢氧化物沉淀,同时会被垃圾、腐殖质和土壤吸附,而且垃圾在降解过程中生成的大分子量腐殖质类有机物能与重金属离子形成稳定的螯合物。由于局部浓度很高,无机盐会结晶析出,不会随着渗滤液再排出垃圾场,比如SO42-
被还原为H2S,H2S与渗滤液中的重金属离子反应生成硫化物沉淀。此外本项目采用纳滤膜技术,由于纳滤膜对一价盐的截留率低,对高价盐的截留率高,渗沥中的溶解性固体大部份透过膜排放,所以不存在回罐导致的盐累积的问题。
德国北部的Halle-Lochau垃圾场从1993年开始使用反渗透法处理浓缩液,用浓缩液增加垃圾场内的湿度,以期加快垃圾场的生物分解和增加沼气产量。PALL ROCHEM公司从1996年9月到1999年4月对该垃圾场的渗滤液进行了监测,结果显示垃圾填埋场产生的渗滤液中的电导率、COD和硫酸盐并没有显著的增加。其中电导率的变化和气候有密切的关系,图中1997年初和1998年初电导率上升,是因为当时降雨量很大,导致渗滤液中易溶盐的大幅增加。
另外,组成COD的难降解有机物,既不能被生物法降解,也不能被活性炭吸附,常规处理时这部分物质被排放到环境,经过长期生物积累会对人体健康造成一定的危害。而回灌-膜分离法可以确保其在垃圾场-渗滤液处理厂之间循环,通过长期的自然过程逐步分解。
目前,在德国有15个RO法渗滤液处理厂使用控制回灌处理浓缩液,经过长期的观察和监测,渗滤液中的污染物质含量和电导率没有明显升高。
浓缩液回灌对渗滤液中电导率、COD、和硫酸盐含量的影响
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