垃圾渗滤液性质透液处理后电导率高

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垃圾渗滤液性质滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分扣除垃圾、覆土层的饱和持水量,并经历垃圾层和覆土层而形成的┅种高浓度的有机废水还有堆积的准备用于焚烧的垃圾渗滤液性质漏出的水分。

甲烷发酵阶段:当填埋场H2含量下降达到点时填埋场进叺甲烷发酵阶段,此时产甲烷菌把有机酸以及H2转化为甲烷有机物浓度、金属离子浓度和电导率都迅速下降,BOD/COD下降可生化性下降,同时PH徝开始上升

垃圾渗滤液性质滤液具有不同于一般城市污水的特点:BOD5和COD浓度高、金属含量较高、水质水量变化大、氨氮的含量较高,微生粅营养元素比例失调等在渗滤液的处理方法中,将渗滤液与城市污水合并处理是最简便的方法

活性污泥法是一种废水生物处理技术,昰以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法这种技术将废水与活性污泥(微生物)混合搅拌并曝气,使废水中的有机污染物分解苼物固体随后从已处理废水中分离,并可根据需要将部分回流到曝气池中活性污泥法是向废水中连续通入空气,经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物其上栖息着以菌胶团为主的微生物群,具有很强的吸附与氧化有机物的能力

  产生于生活垃圾的收集及处悝过程垃圾自身所带水分、发酵分解产生的水分及大气降水是其主要水分来源。目前我国垃圾分类收集处理的普及程度仍然较低,垃圾中所含污染物质不仅含量高且成分复杂在微生物及水的作用下污染物慢慢从固体转移到垃圾渗滤液性质滤液中,使其 COD、氨氮、重金属、难降解有机物、盐分等物质的浓度均远远高于城市生活污水因此,垃圾渗滤液性质滤液的处理难度极大通常需要多种工艺的联合处悝才能使之达标排放,致使其工程投资及运营成本高企


  事实上正因为垃圾渗滤液性质滤液中某些物质含量较高,不少研究人员尝试對其进行资源化利用较早开展的垃圾渗滤液性质滤液资源化研究方向有厌氧发酵生产沼气、回收氨氮、生产腐殖酸肥料等,显示出渗滤液资源化具备一定的可行性虽然当前渗滤液资源化技术尚未成熟,未得到大规模推广应用但随着国家环保政策的日益严格及水处理成夲的不断上涨,相关技术将越来越受到重视因此,本文将对近年兴起的一些渗滤液资源化技术的研究进展情况进行介绍以期为垃圾渗濾液性质滤液资源化方向的研究提供参考。
  垃圾渗滤液性质滤液中某些物质含量较高具有一定的回收价值,且回收有用物质后渗滤液的后续处理难度也相对更低但是,目前相关技术仍存在能耗高、二次污染大、设备结垢严重或产品纯度低等问题限制其实际应用。洇此寻求更加高效易行的方式提取渗滤液中的有价值物质成为渗滤液资源化领域研究的重点。
  1.1 膜吸收法回收氨氮
  李海庆等应用支撑气膜法回收垃圾渗滤液性质滤液中的氨氮其原理是利用微孔疏水性聚丙烯中空纤维膜将渗滤液与酸吸收液分隔于膜两侧,游离态氨氣化扩散进入微孔并通过微孔扩散到膜的另一侧被酸吸收液快速、不可逆吸收生成不挥发的铵根离子,使氨氮得以回收该研究试验结果显示对于氨氮浓度为 mg/L 的垃圾渗滤液性质滤液,该技术可脱除 99 %以上的氨氮同时得到硫酸铵含量为 10 %~15 %的水溶液副产品。与传统的氨氮回收工藝相比膜吸收法具有氨氮脱除率高、能耗低、二次污染少等优点,随着技术的改进及相关膜设备成本的降低该技术将得到更多的关注。
  1.2 回收金属元素
  Li 等的研究尝试从垃圾渗滤液性质滤液纳滤浓缩液中回收钾元素先以离子交换膜电解法将钾离子富集在电解池阴極室,再用磷酸镁钾结晶法将溶液中的钾元素以沉淀的形式回收处理钾离子浓度为 2761 mg/L 的浓缩液时,钾离子回收率可达 56 %区别于直接向渗滤液投加药剂,膜分离技术的引入可使物质回收效率更高且费用更低无疑更具发展前景。目前该处理技术仍处在发展阶段,如何降低渗濾液前处理及金属离子结晶回收成本、提高回收产物纯度、应用新型膜材料及提高膜运行效率等是其研究重点
  2 与固废联合处理
  對于有机物含量较高的垃圾渗滤液性质滤液,厌氧发酵处理既可生产甲烷还能降低有机物含量,有利于其后续处理是一种兼具经济及環境效益的处理方式。但是由于垃圾渗滤液性质滤液氨氮、重金属、有毒物质含量高的特性,垃圾渗滤液性质滤液在发酵产甲烷过程容噫出现反应条件不稳及甲烷产率偏低的问题因此,有研究人员尝试将垃圾渗滤液性质滤液与某些固体废物联合处理通过两者所含物质嘚互补,达到优化处理效率且同时处理两种污染物的目的
  2.1 与餐厨垃圾联合处理
  Zhang 等研究了新鲜渗滤液与餐厨垃圾共消化以提高沼氣产率和工艺稳定性的可行性。结果表明在长时间的运行过程中,餐厨垃圾与渗滤液厌氧共消化表现出更好的性能和稳定性张竣以垃圾渗滤液性质滤液浓缩液作为餐厨垃圾消化调节液,发现其水解酸化速度、产气速率、总产气量及甲烷含量都明显高于以水为调节液的消囮试验组累积甲烷产量可达餐厨垃圾单相厌氧消化理论值的 165 %,表明适量垃圾渗滤液性质滤液的加入有利于餐厨垃圾的厌氧消化
  2.2 与農业及养殖业固废联合处理
  厌氧消化是一种极具潜力的农业及养殖业固废处理技术,可避免粗放式处理带来的环境污染且能回收清洁能源尹世军等探究了碱处理后的水稻秸秆与垃圾渗滤液性质滤液进行混合厌氧消化的可行性,结果显示高浓度渗滤液的添加可使秸秆消囮过程产生相对更多的 VFA垃圾渗滤液性质滤液与碱处理后秸秆的混合消化效果良好。
  上述研究表明将渗滤液与餐厨垃圾或农业及养殖業废弃物进行联合厌氧消化具有一定的优势但若要将该处理方式应用于实际工程,一方面需要进一步优化联合消化的运行参数另一方媔也需要相关政策的引导和支持使之便于实施。
  3 微生物燃料电池产电
  微生物燃料电池(MFC)是一种通过微生物的代谢作用将有机物中的囮学能直接转化为电能的装置对于MFC 的运行来说,垃圾渗滤液性质滤液不仅碳源氮源丰富而且盐分含量较高使之具有较高的电导率,可鉯作为其潜在的基质来源
  3.1 双室微生物燃料电池
  双室 MFC 一般以质子交换膜分隔电池的阴阳极室,在阳极室中产电微生物氧化分解有機物并产生电子和质子两者分别通过外电路和质子交换膜到达阴极室并与其中的电子受体结合,产生电流由于双室 MFC 存在输出功率偏低嘚问题,谢淼等尝试以二氧化锰与石墨烯(MnO2/rGO)复合催化剂修饰双室 MFC阴极电极材料并将该 MFC 用于老龄垃圾渗滤液性质滤液的处理,可获得 194   阳極(1)、阴极(2)、隔膜(3)、取样口(4)、导线(5)、阳极室(6)、阴极室(7)、进水口(8)、出水口(9)、外电路(10)、壳体(11)
  3.2 单室微生物燃料电池
  与双室 MFC 相比单室 MFC 一般呮有阳极室并以空气作为阴极,以氧气作为电子受体因此运行成本更低,具有更好的应用潜力然而,以空气作为阴极时由于氧气溶解度低和阴极存在较大过电势的问题,会使电池反应速率偏低袁浩然等以MnO2 作为阴极催化剂,尝试提高以垃圾渗滤液性质滤液为阳极液基質的MFC 产电性能当电池阴极负载 MnO2后,稳定输出电压和大功率密度分别增大到 0.43 V 和 0.89 W/m3同时 MFC 运行 7 天后BOD 和氨氮去除率分别达到 72.9 %和 91.6 %。朴明月等将聚四氟乙烯涂抹于碳布层制成以空气为阴极的单室 MFC,用于垃圾渗滤液性质滤液产电获得的较高输出电压和较高功率密度分别为2.005V 和 3.2 W/m2。
  微苼物燃料电池技术处理垃圾渗滤液性质滤液可在回收能量的同时去除部分污染物且运行成本较低,但仍需更好地改善产电效率低、稳定性差、电极制造成本偏高等问题方能使其更接近于实际应用
  垃圾渗滤液性质滤液特别是早期垃圾渗滤液性质滤液有机物含量较高,洇此不少研究人员尝试将其转化成 H2、CH4、CO等能源形式其中,利用垃圾渗滤液性质滤液制取氢气这一清洁能源被认为是一个颇有发展前景的方向
  在较早期的研究中,研究人员发现某些微生物在特定条件下可以利用垃圾渗滤液性质滤液中的有机物产出氢气余丽佳等利用厭氧膨胀颗粒污泥床反应器及初期垃圾渗滤液性质滤液进行发酵制氢,结果表明在运行条件为中温 35±1 ℃pH 为 5.0~5.5,水力停留时间为 24h反应器内液体上升速度为 3.7 m/h 时,系统的 COD去除率和氢气产生速率分别为 49.6 %~51.6 %和   由于生物制氢往往对运行条件的控制要求较高难以稳定保持较快的制氢速率,因此有研究人员尝试用超临界水气化技术更加高效快速地从垃圾渗滤液性质滤液中制取氢气
  4.2 超临界水气化制氢
  渗滤液超臨界水气化制氢是利用超临界水极强的传质及溶解能力,将渗滤液中的有机物质溶解后在蒸汽重整及水气转换等作用下使有机物分解和轉化成包括氢气在内的小分子物质的技术。龚为进等尝试利用超临界水气化技术从垃圾渗滤液性质滤液中制取氢气在温度、压力、反应時间分别为 470 ℃、23.1 Mpa、10 min时,超临界水气化气体产物中 CH4、CO2和 H2分别达到 32.34 %、2.72   利用超临界水气化技术处理渗滤液可大幅度降低有机物污染物浓度還可回收清洁能源氢气,是一种前景广阔的处理技术但该技术尚存在设备昂贵、运行成本较高、反应热效率偏低等问题,故暂时难以得箌实际应用
  不可再生能源日渐枯竭是人类社会继续发展面临的一大难题,因此开发更多高效新型的可再生能源刻不容缓其中,培養能源微藻进行无机碳固定和生物燃料生产是目前的研究热点之一
  5.1 光生物反应器养藻
  由于能源微藻的培养过程需要消耗大量氮、磷、水等资源,运行成本偏高因此近年来研究人员尝试利用污水作为营养源,以期达到降低微藻培养成本同时净化污水的目的垃圾滲滤液性质滤液中氨氮及总磷含量均远高于普通生活污水,对微藻的培养来说是良好的营养来源因此利用垃圾渗滤液性质滤液培养微藻引起了研究人员的关注。Zhao 等以垃圾渗滤液性质滤液与市政污水混合液作为基质利用光生物反应器培养高密度微藻菌团,用于固定无机碳忣生产生物柴油当渗滤液占混合液体积比为 10 %时,获得的生物柴油产量和二氧化碳固定率分别为 24.1 和 65.8 mg/(L·d)
  5.2 膜光生物反应器养藻
  由于垃圾渗滤液性质滤液中氨氮、重金属、有机污染物等对微藻细胞有一定的毒性,会抑制藻细胞的光合作用限制了微藻对垃圾渗滤液性质濾液营养物质的利用效率。Chang 等的研究利用 m-PBR (膜光生物反应器)和垃圾渗滤液性质滤液培养微藻与使用普通光生物反应器相比,得到的微藻生物量浓度从 0.66 提高到 0.95g/L氮磷回收效率明显提高。此外利用 m-PBR 生产的微藻制造的生物柴油十六烷值较高而亚麻酸含量较低,表明以垃圾渗濾液性质滤液为营养源时获得的生物柴油具有良好的燃烧性能。
  将 m-PBR 技术用于垃圾渗滤液性质滤液培养能源微藻利用的是膜分离、藻類及光的综合作用就氮磷回收及碳固定来说成本是极低的,无疑是垃圾渗滤液性质滤液处理及资源化极具前景的新方向然而,目前该技术仍需继续提高能源微藻的生产与回收效率以及寻求能低费高效地将生物脂质转化成生物柴油的方法
  垃圾渗滤液性质滤液成分复雜、处理难度大,在目前我国相对严格的排放标准下其妥善处理需要耗费高昂的费用。然而垃圾渗滤液性质滤液中许多污染物质也是鈳被回收利用的资源。在本文提到的研究中垃圾渗滤液性质滤液有回收氨氮、提取金属物质及制造能源等资源化利用方式,不仅可以创慥一定的经济价值还可令渗滤液得到不同程度的净化,无疑可以大幅节省渗滤液处理成本是垃圾渗滤液性质滤液处理领域非常值得继續加以深入研究的方向。
  目前渗滤液资源化技术往往存在不同程度的不足,使之尚未得到推广应用首先,相关技术仍需继续提高從垃圾渗滤液性质滤液中回收资源或能源的效率提高其经济效益。其次单靠某一种渗滤液资源化技术往往无法完全净化垃圾渗滤液性質滤液,因此考虑将多种技术有机结合在回收多种资源的同时降低渗滤液处理成本,无疑更有利于相关技术的发展与应用垃圾渗滤液性质滤液资源化技术的应用及其产品的销售使用还需得到国家相关政策的支持,以便回收得到的资源能顺利地转化成经济效益随着技术嘚不断改进及国家相关环保政策的推动,垃圾渗滤液性质滤液的资源化利用将得到更多的关注和实际应用
  广东君道环保科技有限公司是一家专注垃圾渗滤液性质滤液处理、污水处理,拥有国家实用新型专利36项、国家发明专利7项的高新技术企业我司集13年项目经验之大荿结合现代最先进的处理工艺研究制造出一款一体化可移动渗滤液处理设备,设备的型号有:50T/D、100T/D、200T/D皆可灵活组合运用,满足各种项目需求设备全国3天到场、3天调试出水、终身售后服务。我司接受渗透液处理EPC总包工程、BOT(建设运营移交)、EPC+C(总包+运营)、技改+提标投资+运營等工程模式

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