垃圾渗滤液处理前景范文1篇1
【论文摘要】:随着我国经济的快速发展,城市生活垃圾产生量日益增长,如何合理的处理及管理城市生活垃圾日益引起关注。本文通过对我国生活垃圾处理方式及发展趋势的分析,根据生活垃圾的特点及管理中存在的一些问题,提出了我国城市生活垃圾处理的发展趋势及相应的管理对策。
城市生活垃圾,是指在人们日常生活或者为日常生活提供服务的活动中产生的废弃物,它伴随居民生活而产生,成分和产量也伴随居民的消费水平、消费方式的变化而改变。随着经济的快速发展及居民生活水平的不断提高,生活垃圾产生量也迅速增加;加之生活垃圾中有机物含量高、成分复杂,任意堆放或处理不当,都会对周围的大气、水体、土壤环境及景观造成严重污染。因此探讨适宜的垃圾处理方法和管理对策就成了城市管理者和广大市民极为关注和亟待解决的重大环保问题之一。
1.城市生活垃圾概况
1.1城市生活垃圾产生量及构成
近十几年来,我国城市生活垃圾的产生总量大幅度增加。据资料表明,1990年我国城市生活垃圾清运量为6766.8万吨,2000年为11818.9万吨,到2002年增至13650万吨,年均增长率为8.20%[1],少数城市的垃圾增长率则超过15%,大大高于工业发达国家的数值(2.5%-5%)[1],预计到2010年将达到3.1亿吨。城市生活垃圾的构成主要受城市的规模、性质、地理条件、居民生活习惯、生活水平和居民燃料结构的影响。我国城市垃圾在产量迅速增加的同时,垃圾构成也发生了很大的变化,表现为有机物增加,可燃物增多,可利用价值增大[2]。
1.2城市生活垃圾污染现状
我国传统的垃圾消纳倾倒方式是一种"污染物转移"方式。由于现有的垃圾处理场数量和规模远远不能适应城市垃圾增长的要求,大部分垃圾仍呈露天集中堆放状态,对环境即时的和潜在的危害很大,污染事故频出,问题日趋严重。主要表现为以下几点:
(1)污染大气。城市生活垃圾中有50%-60%的易腐性有机物,它们能在短短的数小时之内自行降解,同时散发出硫化氢、氨、苯、丙酮等多种令人厌恶的臭味,这在集中堆放垃圾的垃圾处置场周围更为明显。
(2)污染水体。垃圾中除易腐有机物降解产生的水和自身携带的水分外,有时还接纳一些外来水(主要有降水和径流水),这些水分总量若超过垃圾对水分的吸收能力,就会渗流出来形成垃圾渗滤液,这些渗滤液若流入周围的地表水体和渗入土壤,会造成地表水和地下水的严重污染。
(3)侵占土地,对农田破坏严重。堆放在城市郊区的垃圾,侵占了大量农田;未经处理或未经严格处理的生活垃圾直接用于农田,或仅经农民简易处理后用于农田,破坏了土壤的团粒结构和理化性质,致使土壤保水保肥能力降低。
(4)垃圾爆炸事故不断发生。由于城市生活垃圾中有机物含量的提高和由露天堆放变为集中堆存,只采用简单覆盖易造成厌氧环境而使垃圾产生的沼气量增加,爆炸事故不断发生,造成重大损失。
2.城市生活垃圾处理方法
为了实现城市生活垃圾无害化、减量化、资源化的目的,国内外均在研究城市生活垃圾的处理方法,目前国内成熟且常用的方法为焚烧、堆肥和填埋三种。
2.1焚烧
焚烧是对城市生活垃圾高温分解和深度氧化的综合处理过程。将生活垃圾作为固体燃料送入炉膛内燃烧,在800℃-1000℃的高温条件下,垃圾中的可燃组分与空气中的氧进行剧烈化学反应,释放出热能并转化为高温燃烧烟气和少量性质稳定的固体残渣。热能可回收利用,烟气必须净化,性质稳定的残渣可直接填埋处理。焚烧技术的特点是处理量大,减容性好,无害化彻底,并且热能可回收利用,因此这种方法是我国和世界上大多数国家普遍采用的一种垃圾处理技术[3]。随着焚烧技术工艺研究的完善,国产化成套焚烧设备的开发,生活垃圾焚烧余热综合利用技术将进一步得到提高,焚烧处理的比例也将逐步上升,未来几年内在部分城市中将建成若干个和国外接轨的城市生活垃圾焚烧厂[4]。
2.2堆肥
堆肥是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物,人为的促进可生物降解有机物向稳定的腐殖质转化的生化过程,它不仅可以杀死垃圾中的病原菌,有效处理垃圾中的有机物,而且可生产有机肥料,特别适用农业为主的国家。但是垃圾堆肥并不能处理全部垃圾,它只针对城市生活垃圾中易腐、可被微生物降解的有机物,所以堆肥处理是垃圾中可腐有机成分的处理技术,而不是全部垃圾的最终处理技术。另外堆肥时,垃圾中的石块、金属、玻璃、塑料等废弃物不能被微生物分解,这些废弃物必须分拣出来,另行处理。而且城市生活垃圾堆肥一般周期较长,处理量小,单纯的堆肥处理不能满足日益增多的生活垃圾,并存在产品长期使用会造成"土壤渣化"、质量不稳定、销路不畅等问题,所以堆肥处理还必须优化生产工艺,提高产品质量。但由于堆肥技术具有良好的减量化和资源化效果,随着技术、设备、工艺的不断改进,生活垃圾堆肥技术将进一步得到重视,处理的比例将逐步增加[4]。
2.3填埋
填埋是城市生活垃圾处理中必不可少的最终处理手段,也是现阶段我国垃圾处理的主要方式。与其他处理方法比较,填埋是一种独立销毁垃圾的方法,填埋场是各种生活垃圾的最终处置场所。但是填埋技术也并非是一种完美的垃圾处理方式,主要存在以下问题:
(1)垃圾填埋占用大量土地;
(2)垃圾渗滤液的处理仍是难以解决的问题;
(3)填埋法的无害化程度低,对水源和大气的潜在影响较大,同时填埋法的资源回收率低,加上填埋场征地、运转费用日益上涨,此法在我国有下降的趋势,因此我国应根据具体情况,引进先进科学技术,研究适合我国城市生活垃圾的填埋技术。总之填埋法在我国生活垃圾处理领域的主导地位,在今后相当长的时期内不会改变,但处理的比例将稳步下降[4]。
根据
3.4法规不健全,全民环境意识不高
目前我国已颁布的《固体废弃物污染环境防治法》、《城市生活垃圾处理管理条例》等对防治城市垃圾污染作出了全面规定。一些城市还制定并颁布了地方性的环境卫生管理条例,作为城市环境卫生管理的法规基础和依据。但是由于缺乏相应的"子法"及实施细则,给依法管理带来了困难,执行力度不够。同时要处理好城市生活垃圾问题,全民的环境卫生意识也是一个至关重要的因素。比如在一些公共场所人们随地乱扔垃圾,人为的破坏一些环卫设施,将垃圾倾倒在禁止倾倒的地方,环境意识不高给环境管理工作也带来了一定的困难。只有在一个全民环境意识较好的社会,各项管理规章、防治措施才能得到顺利实施。
4.管理对策
4.1改革环卫体制、促进垃圾产业化发展。
按照产业化发展、市场化运作、企业化经营、法制化管理的要求,城市中行政建设主管部门要加强对环卫体制改革的力度,制定具有可操作性的改革方案,切实转变政府职能,实现政企分开、政事分开,以保障社会公众利益和城市环境效益。同时全面开放城市生活垃圾无害化处理投资、建设、运营市场,建立健全市场准入和特许经营制度,完善垃圾处理市场竞争机制和企业运作机制。
4.2建立健全垃圾处理收费制度
根据污染者负费的原则,全面开征垃圾处理费[5]。在环卫体制改革没有到位的情况下,在部分城市暂按行政事业性收费收取垃圾处理费。各地可采取供水、污水和垃圾处理费统一征收的方式,或与水费、电费、燃气费等联合征收的方式,提高城市生活垃圾处理费的收缴率,降低收费成本。逐步提高收费标准,使其可以补偿垃圾收集、运输和处理的成本,并使垃圾处理企业有合理的利润。通过垃圾处理收费方式还可增强人们的"环境消费"意识。
4.3城市生活垃圾实行分类收集方式
生活垃圾分类收集是将垃圾按照种类的不同分别收集,以提高废品回收率和便于分类处置[6]。分类收集方式在我国刚刚起步,人们对它的认识还不够,缺乏经验。可以借鉴发达国家的经验,在经济条件优越的城市先进行试点,然后向全国推广,这样"以点带线,以线带面"逐步在全国实现垃圾的分类收集。首先提倡居民在家中分类收集;其次在机关、学校、公园、车站等地设置垃圾分类收集容器,将废塑料、废纸张、废玻璃、废金属加以分类收集。为了生活垃圾的分类收集和资源回收能顺利开展,要制定与之相应的废品回收价格和奖罚制度,以保证垃圾分类收集和废品回收的可持续发展。
4.4提高公民环境卫生意识
要处理好城市生活垃圾问题,全民的环境卫生意识是一个至关重要的因素。要广泛开展环境保护系列宣传活动,教育和引导公众树立可持续发展的消费观和节约资源、保护环境的责任意识,大力提倡绿色消费,引导消费者自觉选择有利于节能、节水、节材、节粮等有利于发展循环经济的生活方式和消费方式。
5.结语
我国城市生活垃圾问题已经是一个严重的环境问题,由于经济、技术相对还比较落后,在今后相当长的时间内,城市生活垃圾处理仍将以填埋为主,但其比例会稳步下降。生活垃圾堆肥技术因其有良好的减量化和资源化效果,将会进一步得到重视,在垃圾处理中的比例也会逐步增加。由于人民生活水平的提高及城市能源结构的优化,使得利用焚烧技术的因素不断增多,焚烧技术在我国的应用前景将越来越广阔。同时针对我国城市生活垃圾管理现状中存在的问题,提出改革环卫体制、垃圾分类收集、提高公民环境意识等相应对策。在此基础上,相信我国城市生活垃圾的处理及管理水平会更上一个台阶,早日实现垃圾处理无害化、减量化、资源化的总目标。
参考文献
[1]王琪.我国城市生活垃圾处理现状及存在的问题[j].环境经济,2005,(10)23~29.
[2]臧文超.我国城市生活垃圾现状与管理问题[j].环境保护,1998,(8)41~43.
垃圾渗滤液处理前景范文篇2
关键词:膜分离技术;环境工程;应用
一、膜分离技术概述
1.与传统过滤的区别
一般情况下,传统的过滤方法主要采用的是物理分离方法,该种方法通常具有较强的复杂性,且需要采用较多设备。而膜分离技术在主要是根据混合物的物理特性来完成分离工作,并且还能够通过不同速度来分离混合物。该种方法可以不需要在化学反应中进行,属于一种低能耗的分离方式,不但操作便捷,而且不会造成环境污染,所以具有极为广阔的发展前景。
2.与环境保护间的关系
膜分离技术和环境保护密切相关。其主要是通过化学位差和外部能量作为动力,并采用人工合成膜、天然膜、多分组溶剂等来实现膜的恩利。如若是要分离气态或固态气体时,可以采取针对性的膜分离技术来完成,以确保其排放标准达标,这对于保护环境而言有着极为重要意义。
二、膜分离技术在环境工程中的应用
1.微滤技术
在膜分离技术中较为常见的一项技术即微滤技术,该技术在操作压力小于0.2MPa的情况下便能够将0.1~10μm的物质或颗粒过滤掉。该技术和其他过滤工艺原理大致相同,均属于筛网过滤的范畴。其对液体具有较强的适应性,且占地面积较小,是一种经济性的微过滤方式,所以常常被用来处理饮用水。不仅如此该项技术还能替代城规的澄清过滤以及二沉池,就算出现较大的水质波动,利用微滤技术也可以连续处理。不仅如此,微滤技术还适用于各类废水的处理,从而大幅降低水中的浑浊度与悬浮物,以便于达到重复利用的目的。通常情况下,根据过滤方式的不同,可将该项技术分为死端过滤以及全量过滤两种。而第一种方式具有能耗低、产量高的特点,因而得到了广泛的应用,然而,经过长时间过滤,其中的滤饼层会逐渐便后,使得溶液的透过量下降。所以,当前对思端过滤技术的研究重点在于如何有效将滤饼清理干净从而提高溶液的透过量。
2.超滤技术
该项技术的原理与筛选原理相似,通过筛选出废水中的大分子物质、胶体、固体颗粒物以及悬浮物等以达到净化水体的目的。当前该项技术主要运用于汽车工业以及电气工业中的电泳漆废水处理当中。超滤膜属于压力驱动膜,在对电泳漆废水处理时,将其中的金属离子杂质进行有效筛选,从而实现重复利用。但是在利用该项技术时,随着时间的增长,超滤膜的通过量会逐渐下降,情况严重的还会导致膜污染以及浓差极化的情况。不仅如此,通常需要开展较为复杂的预处理方能有效利用超滤技术,并且其成本费用高昂,所以在推广与应用过程中会受到一定制约。
3.反渗透技术
反渗透技术的脱除率极高,绝大部分的溶质都能够通过该项技术脱除,以有效提升反渗透水质的质量。当前,在除盐处理中方法适用该项技术,不仅如此,在工业用水、垃圾渗滤液、城市污水以及饮用水工业的水处理中也广泛使用该项技术。其中,在垃圾渗透液中反渗透技术取得了突破性的进展。因为垃圾渗透液中含有高碱度、重金属、高浓度的有机物以及氨氮等成分,具有较强的负责性,若果采用普通的活性污泥法则难以将垃圾渗透液中的氨氮产生的毒副作用去除,但是采用该项技术则能够有效弥补普通方法中缺陷。然而反渗透技术存在一定程度的浓差极化以及膜污染等不住,使得其应用范围受限。
4.纳滤技术
纳滤技术是一种介于反渗透与超滤之间的新型膜分离技术,其属于一种压力驱动的过程,该项技术具有强大的选择离子的能力,能够清除水体中超95%的二价离子。不仅如此,纳滤在清除一价离子上也呈现出强大的功能,通常能将45%-85%的一价离子清除。当前在对河水、地下水等废水处理中应用该项技术获得了现在的成效,可以在很大程度上将硝酸盐、低分子有机物以及农药等多种含在河水与地下水在中的有害物质清楚。而且,相较于反渗透技术来说,该项技术的操作费用以及投资费用都有所降低,使得整体处理成本得以下降。然而,因为该项技术对于水质有着较高要求,因此必须开展复杂的预处理工作,并容易产生污染,所以在实际应用与推广过程中也受到了一定程度的限制。
5.液膜分离技术应用
根据笔者研究可知,液膜分离技术主要是利用浮在液体表面的乳液颗粒将废水中氨、苯胺等物质予以清除,该技术虽然多用在含特定离子或有机物环境废水处理中,但其效率却很高(通常相关物质清除可达98%以上)。与固膜比较,液膜分离技术不但具有更高清理效率,同时其传质速度与选择性也更优,另外该技术操作上十分简易、设备简单,且还可以回收废水中一些有用物质,因而凭借着如此众多优点,液膜分离技术在环境工程废水处理上有较好地应用。但目前还有一些制约液膜分离技术更广泛应用的因素,那便是其稳定性还有待提高,对此这就要求我们必须加大对快速破乳与高性能支撑膜组件这两方面的研究,从而为推动液膜分离技术在环境工程中更好地应用打下坚实基础。
6.集成膜技术应用
集成膜技术是一项新型技术,其不但拥有低能耗、高效能等优点,同时也很好地继承了传统膜分离技术所具有的高清除效率,因而集众多优点于一身的集成膜技术被广泛地应用到环境工程上。以工业废水处理为例,集成膜技术地应用首先通过浓缩废水中有毒物质,随后在将它们予以净化,这样一来不但可以很好地处理废水污染物,同时也不会对设备生产组件造成侵蚀而有效地保障其使用寿命。
三、结束语
总而言之,随着环境的不断恶化,人们环保意识的提高,污染排放问题逐步受到了各界的关注,而如何采取有效措施来处理与回收利用水资源成为了环境工程的重要任务。而应用膜分离技术不但能够提升污水废水处理效率,实现二次利用,而且还能有效提升环境质量,因而值得广泛推广与应用。
参考文献
垃圾渗滤液处理前景范文
关键词:垃圾渗滤液吹脱生物处理
垃圾渗滤液成分复杂、含有高浓度的氨氮和重金属等有害成分,其处理技术主要为生化法,但该废水中普遍存在的高浓度氨氮制约了生化法对其的处理应用和效果[1]。有研究结果表明,垃圾渗滤液中高浓度的氨氮对微生物活性有抑制作用,会降低生化系统对有机污染物的降解效率,从而导致处理出水难于达标排放[2]。因此在生物处理工艺之前,采用有效的方法预除去高浓度的氨氮尤为必要。工程中常见的的几种脱氮方法有:微生物法、氨吹脱法、折点加氯法、离子交换法、土地处理法等[3]。但对于高氨氮的垃圾渗滤液,较为经济有效的方法是吹脱法。而且渗滤液经吹脱后,不仅脱掉了大量的游离氨,还去除了部分苯酚、氰化物、硫化物及其他难生化的,对生化处理有抑制作用且毒性大的挥发物质,对后续处理较为有利[4]。吹脱法又包括空气吹脱和蒸汽吹脱,其中蒸汽吹脱效率较高,但能耗大,设备复杂,应用前景不大。本次实验采用空气吹脱进行静态实验。
对影响吹脱的各种因素进行研究,并得出最佳吹脱条件,为工程提供依据。
1实验运行条件
1.1渗滤液水质
渗滤液取自长春市某垃圾填埋场,其水温为18℃-23℃,pH为8.0-8.8,COD为2000-5000mg/L,BOD为600-1500mg/L,氨氮为1800-2300mg/L。
1.2实验装置
实验装置如图1所示,实验装置为容积1L的吹脱池,这样可以保证气水在容器中的充分混合。曝气采用曝气效率为3L/min的曝气泵。曝气强度通过曝气头的个数来控制,每个曝气头的曝气强度为m3/m2.h,pH值用硫酸或氢氧化钠调节。在连续曝气的情况下,我们在不同的时间对各个反应条件下的水样进行取样测试,测试内容主要是NH4-N。
2实验结果与分析
2.1pH值对吹脱效果的影响
为了研究渗滤液pH值对吹脱后NH4-N去除率的影响,采用NaOH和H2SO4溶液调节渗滤液的pH值为7.0、8.5和10,采用一个曝气头曝气,对NH4-N去除效果进行了研究。试验结果如图2所示,随着吹脱时间的增加,不同pH值条件下的去除率都不断增加,在同一吹脱时间下,pH=10的条件下去除率最高,其次是pH=8.5,pH=7时去除率最低。这说明NH4-N的去除率随原液pH值的升高而增大,pH值越高越有利于渗滤液中的氨氮充分虽然转化为游离氨,但是过高的pH值不仅要求在调节时投入大量NaOH,而且在吹脱处理后,还要将过高的碱性用酸调节到接近中性,才能进入后续生化处理系统,这一系列的操作无疑会增加运行费用[5]。从图2可知,pH=10条件下NH4-N去除率高于pH=8.5条件下的去除率不是很多,由于该垃圾渗滤液中重碳酸盐碱度很高,对渗滤液的pH值有很强的缓冲作用,因此吹脱过程中,经酸碱调节过的渗滤液的PH值有向原始值接近的趋势,即在原渗滤液pH=8.0-8.8条件下,可以达到相对较高的去除率。如图pH=8.5时,吹脱时间24h,NH4-N的去除率为35.3%,吹脱后NH4-N为1195mg/L。所以本次实验pH值可以不经调节直接进行吹脱,吹脱后的pH值可以满足后续生物处理的中性范围要求,节省调节装置和运行费用,同样可以脱过延长吹脱时间可以进一步提高去除率。
2.2曝气强度对吹脱效果的影响
为了研究曝气强度对吹脱效果的影响,分别在一个曝气头,两个曝气头和三个曝气头的条件下对垃圾渗滤液进行吹脱实验,实验的pH=8.5。试验结果如图3所示,随着曝气时间的增加,不同的曝气头条件下的去除率都不断增加,而在相同的曝气时间下,三个曝气头的曝气效果最好,曝气头的个数越多,曝气强度越大,曝气强度反映的是空气对渗滤液的扰动程度,随着强度的增加,游离氨从水中逸出到大气中速率增加,去除率也相应增加。根据实验结果,采用3个曝气头对渗滤液进行吹脱能达到较好的效果,在吹脱时间为24h的条件下,NH4-N的去除率为55.6%,吹脱后NH4-N为820mg/L。
2.3曝气时间对吹脱效果的影响
如图4所示,去除率随曝气时间的增加不断增加,但当曝气时间增加到一定程度时,吹脱效率的增加不显著随着曝气时间的增加,即不同的时间段增加的速度是不一样的,在24h以内增加的速度较快,而在24h以后,增加的速度明显降低。这说明去除率随时间不是呈线性变化,曝气时间达到一定程度去除率的增加受到一定限制.这和NH4-N本身的浓度有关,在吹脱的初期去除率增加快是由于初期NH4-N浓度较高,有利于吹脱的进行,而吹脱达到一定时间后,渗滤液中NH4-N浓度降低,吹脱去除率增长缓慢。
2.4最佳条件下的吹脱实验
经上述实验得出最佳实验条件为,pH=8.5,采用三个曝气头。试验结果如图5所示,最佳条件下NH4-N去除率与吹脱时间成二次函数关系,吹脱时间达24h,去除率可以达到55.6%,出水NH4-N值为820mg/L,根据后续生物处理的要求,可通过调节吹脱时间来改变吹脱后的NH4-N值,以达到后续生物处理能承受的限度。
转贴于3结论
(1)试验的影响因素为渗滤液pH、曝气强度和曝气时间,其中是曝气时间易于调节,可用来控制出水NH4-N浓度,以适应后续生物处理的要求。
(2)最佳实验条件为pH=8.5,曝气强度为180m3/(m2h)(三个曝气头),在该条件下经24h吹脱,NH4-N去除率可以达到55.6%,出水NH4-N浓度不会对后续生物处理产生抑制。
垃圾渗滤液处理前景范文1篇4
经过对全市几个公园内的景观水体调查研究发现,导致景观水水质恶化的原因有很多。总体上可分以下几种:
1.1、景观水的水源水质较差。一般景观水的水源主要来自三个方面:降水、地表水、中水。大部分日常补充水量以降水汇集为主,而四周汇集的降水把地表很多污染物都溶解在内,使得景观水源先天质量较差。
1.2、周围污染源对其污染。景观水体污染物主要来源于四周小区内居民日常生活所排放生活污水、生活垃圾、建筑垃圾及其渗滤液、漂物和施工尘土等。尤其是生活污水中含有大的有机污染物及氮、磷等植物营养物,植物营养物进入天然水体后将恶化水体水质,加速水体的富营养化过程,影响水面的利用。
1.3、水池防渗处理破坏景观水生态系统。目大部分的人工湖由于考虑到防渗等问题,湖底多为硬质底。对于需要泥土才能生长的水生植物而言,其种植、生长都会有诸多限制。很多水域由于防渗层铺设质量不过关,造成人工湖水流失过快,或管理过程中补水不及时。水生植物因干涸而生长不良甚至枯死,既没有发挥净水作用又破坏观景效果。
1.4、游客人为的破坏。游客的一些行为,也是导致水质恶化的原因之一。比如向水中丢弃垃圾;为了垂钓,向水体撒过多的鱼饵,这些多余的鱼饵也会造成水体的污染,这些种种行为都会严重地污染景观水。
1.5、设计的不合理。由于在水景设计与考虑不周,人工湖中经常会出现死角,而死角中的水由于缺乏流动,水质往往最容易恶化。各种污染物将会沉积在死角,并慢慢地污染整个人工湖,死角成人工湖的一个内部污染深,因此,在一个人湖中如果死角越多,水质恶化得越快。
1.6、地下水的污染。随着工农业的不断发展,越来越多的污染(如氮、磷、重金属离子等等)渗入了地下,污染了地下水。如今我国地下水的污染已相当普遍而严重。而大部分的景观水又是与地下水相通的,因此导致景观水的变质也是显而易见的。
2、景观水体污染预防的方法
要保持景观水体的清洁,使之达到规定的景观娱乐用水水质标要求,必须对可能造成该水体污染的上述污染物的污染源严加控制,具体主要建议措施如下:
2.1、加大政府投入,建好城市污水设施。充分利用现在国家环保的新形势,多方面筹集资金,规划建设好城市污水处理厂和雨污分离管道,使景观周围的污水经过处理达到景观水质量标准后再排入;对前10分钟的降水也要纳入污水处理厂处理,这样能有效的遏制地面沉积物对景观水的污染。
2.2、加强执法。管好周围污染源。保证水体四周区域内小区、饭店等污染源产生的生活污水必须排入城市下水道系统,进城市污水处理厂处理,不能直排入景观水体;在有些水体四周下水道系统还不完善,与现有市政下水道系统没有连接的情况下,周边污染源必须设立独立污水处理站对其污水进行处理,要求改道外排。也应严禁在湖周围附近堆放生活或建筑垃圾。以免垃圾飘浮物经风吹到湖体水面或垃圾渗滤液直接流入湖体,对湖体水质造成不同程度的污染2.3、做好调度,保证地表径流水质质量。地表径流雨水含有较多有机物和无机尘土,尤其降雨前十分钟地表径流水中污染物含量更高,应排入城市雨水管道排除。不能直接排入景观水体,若直接排入景观水体会造成淤积或水体不同程度的污染。
2.4、加强管理,设专人管理水面环境。必须设专人对水面漂浮物及时清除。诸如杂草树叶等腐植物不及时清除,长期浮于水面不但影响水体的自然复氧功能,而且沉于湖底腐烂变质后会引起水质变臭;同时管理垂钓人员,制止过多投放鱼饵。
2.5、湖体边坡应做毛石或预制混凝土块护砌。防止边坡土被水浪冲刷,影响水体感官指标。3、污染景观水体治理的方法
3.1、物理方法
景观水体净化的物理方法有机械过滤、疏浚底泥、水位调节、高压放电、超声波等方法,这些方法效果明显,但不易普及,难以大规模实施。过去常用的有疏浚底泥和水位调节两个方法,疏浚底泥是为了抑制泥中氮、磷的释放而污染水体。定期补水是为了稀释污染物浓度,其主要机理为稀释作用,其并不改变污染物的性质,但可为进一步的净化作用创造条件,如降低有害物质的浓度,使水体其它净化过程尤其是生物净化过程能够恢复正常。定期补充水的处理方法对于较小水面的景观水体来说是一种行之有效的方法。在经济上可行,也达到预期的效果。
3.2、化学方法
对于湖泊、河道等缓流水体,由于氮、磷等植物营养物的大量排入已经发生富营养化引起水质变臭时,可以采用直接向水中投加化学药剂的方法杀死藻类。然后通过自然沉淀后,清除淤泥层即可达到防止水体富营养化的目的。杀藻常用的药剂有硫酸铜和漂白粉。
3.3、生态净化法
3.3.1水生植物系统净化。水生植物技术以生态学原理为指导,将生态系统结构与功能应用于水质净化,充分利用自然净化与水生植物系统中各类水生生物间功能上相辅相成的协同作用来净化水质,利用生物间的相克作用修饰水质,利用食物链关系有效的回收和利用资源取得水质净化和资源化、景观效果等结合效益。但需要控制水生植物的种植密度。以防过度繁殖,适得其反。
3.3.2水生动物净化。鱼是水生食物链的最高级。在水体内利用藻类为浮游生物的食物,浮游生物又供作鱼类的饵料。使之成为菌-藻类-浮游生物-鱼的生态系统。在景观水体内宜于放养的品种应以花鲢、白鲢为主,并配以鳙、草、鲤、罗非鱼等。因此,作为景观水体适量养鱼是一种很好的方法,既有净化水质的作用,同时又能很好的发挥水体的垂钓功能。
3.3.3曝气充氧。曝气主要是向水中补充氧气,以保证水生生物生命活动及微生物氧化分解有机物所需的氧量,同时搅拌水体达到水体循环的目的。采用曝气的方法给封闭水体充氧在一定程度上可以防止因藻类大量繁殖而导致的鱼类死亡,对维持水体生态平衡起到一定的作用。曝气的方法只能延缓水体富营养化的发生,但不能从根本上解决水体富营养化。
3.3.4投加菌种PSB。这种方法是一种新颖的处理方法,具有工艺简单,无需单独建处理构筑物,一次性投资省等特点,也属生物处理方法的一种,即定期向水中投加光合细菌。光合细菌是一种在水系中生长的微生物,纯光合细菌菌体含有60%(质量分数)的蛋白质,含量相当于酵母蛋白与鱼粉蛋白时,同时还含有丰富的维生素和叶酸等。
3.3.5采用Water-Star景观水体生态集成处理系统。此法是运用生态微生物学原理和水生生态学原理,集Aquasonic超声波杀藻原理、微生物净化强化技术等技术于一身,对控制藻类(蓝绿藻)的生长和繁殖;修复并建立水体中良性的、稳定的微生物系统效果非常显著。并且此方法同时能长期稳定地保持水体自净功能,易控制,管理简单,维护费用低的优势。
垃圾渗滤液处理前景范文篇5
关键词:环境工程;膜分离技术;应用;
中图分类号:C35文献标识码:A
1.概述
社会工业化水平不断提高,也带来了一系列的环境污染问题。人类生产、生活所产生的各种废弃物严重超过了自然环境的最大净化能力,自然生态系统遭到严重破坏。膜分离技术能对排出的有用物质进行回收利用,从而起到环境保护的作用。膜分离技术的出现和发展,使经济与环境实现和谐发展成为可能。
膜分离技术是近几年来才迅速崛起的一项高新技术,经过近半个世纪的发展,膜分离技术越加成熟,并越来越多的应用到生物工程、石油化工工程、医药工业、食品工业、饮水处理工业等众多领域。与传统的过滤技术相比,膜分离技术不需要助剂的支持即可进行分离(通过混合物中不同物质的特性实现分离)。有些混合物甚至采用不同速度通过分离膜就能实现分离[1]。膜分离技术以其高效、低耗能、工艺简单、无二次污染等诸多优势,受到个领域的应用青睐。在环境工程中,应用膜分离技术能有效保护环境。膜分离技术以化学差和外部能量作为主要动力,同时结合合成膜或天然膜,将双组分和多组分的溶剂和溶质进行分离。另外,此项技术还能区分物质的等级,从而达到提纯和收集的目的。除此之外,膜分离技术还能利用多个技术过程实现物质的分离,处理气体和固液态物质中的废物,使其达到排放的标准,进而保护环境。
2.膜分离技术在环境工程中的应用
按照分离过程,膜分离技术可分为微滤、超滤、反渗透、纳滤、液膜分离、渗透汽化、集成膜等技术[2]。现对膜分离技术在环境工程中的应用情况进行分析。
2.1微滤技术的应用
此项技术是应用比较广的膜分离技术。微滤技术与其他过滤工艺的原理类似,都属于筛网过滤的范畴。一般适用于过滤大小为0.1~10μm的颗粒或物质。微滤技术在0.2MPa以内的操作压力下就可应用,该技术对液体的适应性强,仅占用较小的面积,属于经济型的微过滤方式[3]。因此,广泛用于饮用水的处理。微滤技术能够取代二沉池和常规的澄清过滤,即使在水质波动很大的情况下,也能实现连续处理。另外,此项技术还广泛应用于处理各种废水,有效减少悬浮物和浑浊度,以便更好地处理废水,从而实现废水的二次利用。按照过滤的方式进行划分,微滤又可分为全量过滤和死端过滤两种方式。其中,死端过滤方式应用较广,具有高产出、低耗能的优点。不过随着过滤时间的不断增长,滤饼层也会相应增厚,从而减少了溶液的透过量。因此,如何更好地清洗滤饼,以增加溶液的透过量是目前死端过滤技术研究的重点。
2.2超滤技术的应用
超滤的分离原理好比是一个筛选的过程,主要将悬浮物、固体颗粒物、胶体以及大分子物质等筛选出来。超滤技术目前已广泛应用于电器工业和汽车工业的电泳漆废水处理。超滤膜是一种压力驱动膜,在处理电泳漆废水时,通过超滤膜将筛选出大量的金属离子杂质,以达到二次利用的目的。例如,南京某一毛纺厂利用超滤技术处理羊毛精制废水,其中,羊毛清洗液中的COD达到25000~45000mg/L,应用超滤膜截留羊毛脂,截留率达到90%以上。另外,TDS的截留率达到50%以上,悬浮物的截留率也达到98%以上。废水的可生化性大大提升,实现了环境和经济的双重效益。不过超滤膜的膜通过量会随着运行的时间增长而降低,可能出现严重的浓差极化和膜污染现象。另外,此项技术的需要较为复杂的预处理过程,且应用价格较高,其应用推广受到一定限制。因此,研究出价格实惠、耐高温、高强度、抗氧化且寿命长的超滤膜成为重点。
2.3反渗透技术的应用
此项技术具有超强的脱除率,几乎能有效脱除所有的溶质,提高反渗透水质的质量。此项技术也因此被广泛用于除盐处理,包括饮用水工业、城市污水、垃圾渗滤液、工业用水等领域的水处理。其中,此项技术应用于垃圾渗透液的处理方面取得了突破性进展。由于垃圾渗透液的成分较为复杂,含有高浓度的氨氮、有机物,以及重金属、高碱度等,若使用传统的活性污泥去除法,则很难去除这些高浓度的氨氮所引发的毒副作用,而反渗透技术则能很好地弥补传统方法的不足。但此项技术存在膜污染、浓差极化等缺陷,在一定程度上限制了其应用范围。因此,研究耐污染、超低压、抗氧化、耐高温的材质是重点。
2.4纳滤技术的应用
此项技术在选择离子方面表现出超强的实力,它能有效清除物质中的二价离子,且清除率达到95%以上。除此之外,纳滤对一价离子也表现出很强的清除功效,清除率达到45%~85%。纳滤技术属于压力驱动过程,是一种新型的膜分离技术,介于超滤和反渗透之间。纳滤技术在处理地下水、河水等废水方面取得了很好的效果。它能有效清除地下水和河水中含有的农药、低分子有机物、硝酸盐等多种有害物质。除此之外,与反渗透技术相比,纳滤技术的投资费用和操作费用更低,从而能有效降低处理成本。但纳滤对进水的水质要求比较高,需要较为复杂的预处理,且易造成污染,从而限制了其的应用范围。不过随着科学技术的不断发展,预处理技术和膜性能的不断改善,纳滤技术在环保工程中的应用范围将会越来越广。
2.5液膜分离技术的应用
此项技术多应用于处理溶液中含有特定有机物或离子的物质。液膜一般悬浮在液体的表面,是一种乳液颗粒,能有效去除废水中的苯胺、氨等物质,其清除率达到98%以上。与固膜相比,液膜的选择性更高、传质速度更快、分离效率也更高。液膜分离技术广泛用于冶炼、医药化工和废水处理等行业。液膜分离技术具有设备简单、操作简易等优点,能实现废水中有用物质的回收利用。目前,为提高液膜分离技术的水平,需重点解决液膜稳定性问题,尽快找到能快速破乳的办法以及高性能的支撑膜组件等。
2.6集成膜技术的应用
此项技术实现了膜技术与传统工艺技术的优化组合,不仅继承了传统工艺技术的优点(对所需有害物质具有很好的清除效果),而且表现了新型膜技术的特点(高效能、低耗能等优势)。集成膜技术在环境工程中的应用也十分广泛。例如,在处理废水时,能有效清除废水中的有毒物质并对其进行浓缩,然后再进行净化处理。应用此项技术不仅能有效降低环境污染程度,而且能有效延长生产组件的使用寿命。
2.7渗透汽化技术
此项技术主要是利用液体中不同成分拥有不同的扩散系数和溶解度而实现分离的原理。渗透汽化也被称为渗透蒸发,最主要的优势特点是具有超高的单级分离度(一级分离系数高达1000)[4]。渗透汽化需要消耗热能,污染小或无污染是一大突出优点。此项技术主要应用在食品工业、航天、化工等行业。如处理啤酒脱醇后的废水、处理航天飞行中的实验室废水等。此项技术的单级分离效率较高,在回收溶剂、混合物分离以及脱除微量水等方面有很大优势。但渗透汽化技术的渗透率比较小,在今后的研究中需不断改善。
3.结语
人们的环保意识不断提高,越来越关注各类型的污染排放问题,因此,处理和回收利用问题成为环境工程关注的重点。膜分离技术的应用,能有效提高环境的质量,随着膜分离技术水平的不断提升,其发展前景也将越来越广阔。
参考文献:
[1]华玲.浅析膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].科技创业家,2013(14):167-169.
垃圾渗滤液处理前景范文篇6
2004年8月17日至19日,深圳市城管局主管环卫工作的领导和环卫处相关人员组成考察团,考察香港垃圾收集站及设备,重点针对香港兰桂坊、正街街市、兴民街、广富坊、仁兴街、侧鱼涌太古坊停车场、大埔等设在繁华街区、城镇中心区、乡村的7个垃圾收集站和沙田等1个垃圾转运站的选用设备、建设和管理情况进行了考察,通过考察全面了解香港垃圾收集站投资、建设、管理、选用设备以及发展历史和趋势。
一、总体概况
香港总面积1098平方公里,由港岛、九龙半岛和新界组成,现有人口681.60万,其中非港籍人口52.99万。全港日产垃圾14790吨(其中分类回收5380吨),分为家居垃圾和商业垃圾,其中家居垃圾每天约有5899吨(港岛区1268吨、九龙区1851吨、新界和离岛区2780吨),由香港食物环境卫生署负责收集清运和处理(其中约有52%的垃圾产生量,其委托私人公司收运),主要通过垃圾收集站(点),快速转运至大型垃圾转运站,再用大吨位的集装箱通过海、陆两路运往填埋场;其它为商业垃圾,由各公司或其委托的专业公司收运。
二、垃圾收集站基本情况
香港的垃圾收集站分为标准型、乡村型、简易型三种,共有2890座,标准型垃圾收集站158个(其中48个设于港岛区,62个设于九龙区,48个设于新界及离岛区),乡村型垃圾收集站822个,简易型垃圾收集站1910个。标准型垃圾收集站为永久型,采用离街收集方式,占地面积较大,建筑成本、保养及运作费用较高,兼有临时储存垃圾功能,对环境的污染,例如噪音、臭味及市容的影响都减至最低程度。乡村型和简易型垃圾收集站比较简单,个别属于临时收集点,采用离街收集或街上收集方式,所需用地相对较少,选址比较灵活而容易,但对环境卫生及市容有一定影响。
三、垃圾收集站规划原则及建设标准
香港垃圾收集站的规划原则与建设标准是根据《香港规划标准与准则》确定:①繁华街区每2万名人口或在直径500米范围内设置一个离街垃圾收集站。②乡郊或人口较少及分散的偏远地方,每1000名人口设置一个乡村式垃圾收集站。③大型地区发展或重建计划时需预先考虑垃圾收集站的规划,以解决垃圾收集站选址困难问题。④新规划的垃圾收集站尽可能容许垃圾收集车辆使用车头进出,以确保道路安全。⑤兴建垃圾收集站的选址必须对市民日常生活及工作的滋扰减至最低程度。⑥垃圾收集站必须配备空气及废气净化设施、高压水喉、排放渗滤污水明渠及处理设施。⑦垃圾收集站的建筑设计尽可能美化环境,例如在垃圾收集站入口加上景观屏障等。⑧兴建标准型垃圾收集站应符合最低用地标准。
标准型垃圾收集站面积大小取决于垃圾收集车辆进出垃圾站模式及拟用的垃圾收集方式,内部净高度为4.5米。垃圾站内后方最少有30平方米地方(倾斜度不大于1:100)作装卸、临时贮存垃圾用途,并预留5m×12m地方(倾斜度不大于1:100)作垃圾收集车辆停泊及装卸垃圾用途。标准垃圾收集站的基本设施包括:主车辆出入口、设置供运载垃圾用手推车使用的副出入口、储物室(10平方米)、手推车停泊位及清洗处(20平方米)、职员厕所及淋浴间、转车台(如有需要)。垃圾站内墙采用白色及易于保养的物料,柱边附设1.2米高的角铁作保护用途。每个出入口地面均有排水明渠防止污水由站内流出。
四、考察垃圾收集站情况
本次考察兰桂坊、正街街市、兴民街、仁兴街垃圾收集站属于标准型垃圾收集站,前三个设在繁华街区,最后一个设在城镇中心区。站内除垃圾收集车辆外,还放置有数十个至上百个塑胶垃圾桶,可临时储存垃圾。其中兰桂坊垃圾收集站位于繁华商业区,面积为220平方米,离住宅区不足5米,处理量约为30吨/日,总投资600万港元,其中设备投资约100万港元。
投入使用约半年,外型美观,门口的景观屏障色彩艳丽,与周围环境协调。收集站内设有完善的负压抽气系统,保证了臭气不会外泄。但其抽气系统噪音偏大,为避免滋扰周围居民,只在垃圾收集车运作时开启,平时封闭操作。配有水剂涤气系统,采用11%的次氯酸钠将臭气处理后排出。设有2个污水井,渗滤液经2次过滤后排入政府污水渠。因站内面积较小,设有转车台以方便垃圾收集车进出,连体压缩机和后装压缩车都可进站收集垃圾。
本次考察广富坊垃圾收集站、侧鱼涌太古坊停车场垃圾站属于较简单的垃圾收集站,完全敞开式,没有临时贮存垃圾功能。广福坊垃圾收集站为栅格型钢棚架墙,玻璃钢顶结构。侧鱼涌太古坊停车场垃圾站则是在停车场上放置了一个连体式垃圾压缩机,仅地面设有钢轨,以保护地面及定位。因为垃圾袋装实行的较好,从收集到压缩整个过程没有散落、外露现象,垃圾可即时放入车内压缩,不需等候,基本上没有臭气外溢。地面上也没有污水横溢现象。
本次考察大浦乡村型垃圾收集站基本上都是若干个塑胶垃圾桶放置在一起就形成了收集站,主要靠后装压缩车收集。
五、垃圾收集运输设备基本情况
香港垃圾收集、运输设备有三种:第一种是钩臂车配套连体垃圾压缩箱,主要用于繁华闹市区、标准垃圾收集站及私人屋苑的垃圾房,约有钩臂车150辆,连体压缩箱160个;第二种是后装压缩车,主要用于乡村及偏远地区的垃圾收集站,约有650辆;第三种是吊装车,辅助垃圾收集设施,主要用于收集大件垃圾,约有100辆。据了解,香港以前收运垃圾是以后装式压缩车为主,后来也采用过分体式垃圾压缩设备,因为运输过程中的滴漏问题无法解决,已在几年前全部淘汰,目前逐渐以钩臂车配套连体垃圾压缩箱为主。
六、垃圾收集运输设备型号、供应商和设备优缺点
其主要选用的垃圾收集车型号为:
①后装压缩车
凤凰P12(PhoenixP12)(6吨):约200辆(占30%)
罗尔巴HK130/HK180(NorbaHK130/HK180)(6吨及12吨):约200辆(占30%)
其它型号还有诗蜜(Semat)(6吨)、柏里尼(Pennelli)(4吨及6吨)、飞力MP19(FaridMP19)(12吨)、百事(Presspack)(4吨)、维澳柏(FaunVariopress)(6吨)等。
②钩臂车(拖头及拖尾)及连体垃圾压缩箱
底盘基本上采用凤凰拖车(PhoenixTrailer)及罗尔巴拖车(NorbaTrailer),钩臂系统主要采用法国吉马(占80%以上)。
连体垃圾压缩箱主要采用荷兰KIGGEN的PD系列,约131个(占80%),其主要技术参数见(左页表二)。
在所考察的设备中,侧鱼涌太古坊停车场垃圾站的PD731连体式垃圾压缩机已投入使用3年,但车厢无变形、表面没有掉漆脱色、压缩过程顺畅、噪音小,走近压缩机才能感觉出压缩机的运作声音。外观整洁与普通集装箱相差不大,在停放、运输过程中不易引起周围居民的反感。
目前食环署及其承办商的垃圾收集模式大致可分为传统垃圾车收集(包括后装压缩车及吊装车)及挂接式垃圾车收集(即钩臂车及连体垃圾压缩箱)。两种收集模式各有优缺点,后装压缩车的优点为:灵活性较高;可收集大件垃圾;垃圾收集站不需要加装额外供电装置。其缺点为:成本及每年运行费用(燃油及保养维修)相对较高(见表3);在等候垃圾收集车到站前,垃圾需暂存于站内的垃圾桶,影响环境卫生;
运作时所产生的噪音相对较高。
连体垃圾压缩箱的优点为:运作时所产生的噪音相对较低;垃圾可即时放入拖斗内压缩,不需等候,从而减低对环境卫生的滋扰;成本、每年运行费用(燃油及保养维修)相对较低。其缺点为:灵活性低,不适合大件垃圾的收集;需较大面积放置电动拖斗;垃圾收集站需要加装额外电力装置供拖斗使用。
七.环保措施
食环署对辖下的垃圾收集站采取多种有效措施以防止污染。
在控制噪音方面:规定垃圾收集车辆需定时进行维修及保养;进行垃圾收集时要求垃圾收集站所有窗户关上及将大门卷闸放下至地面,减少噪音外泄;尽量在合适的垃圾收集站内使用电动拖斗收集垃圾,以减少噪音的产生。
对为防止垃圾收集站的臭气(包括垃圾收集车辆排放的废气及收集垃圾时所产生的臭气)外溢,食环署及外判承包商工人需严格执行除臭系统及车辆废气抽气系统操作守则。具体措施为:设置抽风系统,运作时工人把抽风系统胶管套在车辆废气排出口上,把废气抽出垃圾收集站外;设置水剂涤气系统等除臭设备,防止臭味排出垃圾收集站外。
对渗滤液的处理,食环署要求垃圾收集车在开车前将所有渗滤液彻底排进垃圾站内排水明渠,如垃圾站没有排水明渠,垃圾收集车需驶往下一个设有排水明渠的垃圾站,将渗滤液彻底排出,避免车斗内积存太多渗滤液,导致在运输时溢出污染路面。在离开垃圾收集站前,必须检查及确保渗滤液排出阀门关闭。
站内所有渗滤液由排水明渠收集后汇流至地下的沉淀池,滤掉垃圾残渣后排放到政府污水渠作最后处理。部分乡村型垃圾收集站附近没有污水渠,收集站的污水包括渗滤液会被引流到附设的污水池作临时储存并等候清理。
八、垃圾收集站的管理及运作模式
垃圾收集站每天收集住宅垃圾1次或以上,垃圾收集站的开放时间是每天上午7时至下午3时30分,而在繁忙地区,则延长至晚上11时30分。垃圾收集车会根据既定的路线到食环署垃圾收集站及各公共屋村及私人屋苑的垃圾房收集垃圾。垃圾收集车每天分2班工作,由早上6:30至晚上11:30提供服务,大约三分之二的垃圾是在日班收集。在开放时间内,所有垃圾收集站均收纳住宅垃圾,至于其它类别的废物,须自行运往由环境保护署管理的堆填区、废物收集站或由土木工程署管理的公共填土设施。
垃圾收集站内的清洁及操作人员一般为外判承包商工人,食环署派驻工作人员监管:对大型垃圾收集站会派驻一名工作人员协助清洁及管理工作,对小型垃圾收集站则一个工作人员负责监管2~3个。并制定严格的管理规定:站内所有垃圾及废物,必须每天清理,不得堆积在站内;每次垃圾收集工作完成后,站内地方必须妥为清洗;塑胶垃圾桶内外必须每天清洗一次;严禁员工把废物留起作为私用;垃圾收集站不应接受任何行业交来超过0.1立方米的行业废物或其他危险品;所有垃圾收集站需经常维修,并采取有效防治虫鼠措施。
香港目前外判的垃圾收集服务范围为9个区。根据外判合约,香港政府负责垃圾收集站的建设及运行,垃圾收集服务承办商自行备置垃圾收运设备。食环署主要负责监管。垃圾收集车辆如在路上滴漏将被处以罚金,如不及时整改,除罚金逐次递增外,最终将剥夺承办商承办资格。目前香港垃圾收运服务商为卫龙废料处理有限公司、惠康废料处理有限公司、碧瑶废料处理有限公司3家。其中卫龙公司负责大浦等5个区的垃圾收运,拥有后装压缩车60台、连体垃圾压缩机70台、钩臂车10台、吊车10台、吸粪车5台。以大浦区为例,日产垃圾约280~300吨,中标价约为40万港元/月。香港的垃圾收集服务外判将逐渐增加,直至全部由私人公司承办。
九、香港垃圾收运处理设施建设与管理方面值得借鉴的经验
①投资方面。香港政府财力雄厚,能根据城市发展需求及时给予环卫设施足额投入,并能保证运营费用。设施的设计、建设费用均由财政投资,承包商运营,保证了设施的高水平。
②规划与建设方面。香港能集中统筹规划设施,无区域限制,设施的规划能贯彻落实;实行标准化、规范化建设,建成的设施水平高,能保持多年不落后。
③设备方面。对进入的设备要求标准化,统一配置,例如都配备了符合欧洲工业标准的环保型垃圾桶通用提升装置,保证了设备的通用性。香港现在主要使用的连体垃圾压缩箱容积为15m3、20m3、25m3三种,只采用一种规格的钩臂车运输,充分挖掘了设备潜力。另外,采用连体式压缩设备,减少了对土建设施的要求,使得后装压缩式垃圾车也可进站使用,在最终后装压缩车淘汰后,可直接换入连体垃圾压缩箱,而不需改变土建。
④环保措施。对垃圾收集站从设计、建设到运行都有详细的环保措施要求,并强制执行,保证了环保措施的落实。在垃圾收集过程实行严格的袋装、桶装措施,尽量避免垃圾的,最大程度地减少了对环境的污染。
垃圾渗滤液处理前景范文篇7
关键词:厌氧消化;微生物电解;有机废物回收利用;环境友好
中图分类号:X705文献标识码:A
生活生产垃圾中的物质含量变化很大,不同时期的垃圾中物质含量不一样,不同来源的垃圾中的物质种类和含量都不一样。但是无论如何,垃圾中的成分主要是有机物和无机物两大类。由于有机物固有的反应活性低、降解速率低、对催化剂的专一性要求高、反应后的产物多样性等原因,特别是反应后产物多样性与不可控性,使得垃圾中有机物的处理非常困难。对于垃圾中有机物的降解需要寻找科学、可靠、可持续发展的处理方法。目前对待有机废物的处理方法通常就是利用有机物易燃的性质采用焚烧的方法。有机物的焚烧带来的环境负影响很大,焚烧所产生的有毒有害物质造成更加严重的二次污染。在此背景下,长沙加中环保科技有限公司和湖南大学化学化工学院联合研发出了厌氧消化-微生物电解工艺来处理垃圾中的有机废物。
一、厌氧消化-微生物电解法反应技术
厌氧消化是一种微生物转化技术,尤其适合于易降解有机废物的处理和能源化转化。因此,特别适合食品加工、厨余和餐厨垃圾及畜禽粪便等有机废物的处理。该方法不仅可把这类有机废物高效率地转化为可再生能源――生物燃气,同时,还可产生有机肥料,从而实现有机废物的完全循环和高效利用。
我们利用电化学和生物有机化学的学科交叉,结合有机废物主成分-碳、氢元素的性质,设计了一种有机废物厌氧消化-微生物电解耦合的反应系统,该系统由微生物催化电解、厌氧消化、主产物收集利用和副产物脱离技术复合而成。其设备示意图如图1所示。
预处理废物通过磨碎机进入搅动式厌氧消化反应器,厌氧消化反应器的工作温度为55℃~60℃,有机废物的固含率达到20%以上,经过连续式反应,释放生物燃气,将所得到的生物燃气收集利用。厌氧消化反应后的残渣进入微生物电解反应器。微生物电解设备内设有微生物电解装置和电解水装置,电解水装置的输出端与厌氧消化反应器相连接,该设备通过阀门控制水流方向,排出的水通过水管可以提供生活用水,也可以输送回预处理装置,达到零排放的目的。脱水后的有机废物成为肥料,可做固体有机肥而出售。微生物电解装置包括阳极、阴极和电源。厌氧消化设备与微生物电解催化设备相连接并产生一系列反应,该设备主要是加快厌氧消化,缩短其自身反应所需要的时间,而得到的沼气用于发电,从而达到化废为宝的目的。厌氧消化器实物如图2所示。
二、厌氧消化-微生物电解耦合技术工艺
厌氧消化-微生物电解耦合技术工艺包括预处理、厌氧消化-微生物电解耦合、脱水以及后续收集利用等程序。
1.预处理(絮凝):在装有垃圾渗滤液的预处理池中投加混凝剂,把其中的悬浮物生成絮状体,且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚,其尺寸和质量不断变大,沉降速度不断增加,使其沉淀并去除,得到较为清澈的液体流入厌氧发酵池中。
2.厌氧消化-微生物电解耦合反应:包括搅拌装置、厌氧消化反应器和微生物催化电解装置。
搅拌:在厌氧消化反应器中设有能转动的搅拌装置,对有机废物进行充分混合,增加物料与微生物接触概率,使系统内的物料和温度分布均匀,防止局部出现堆积和局部温度过高,使生物反应生成的硫化氢、甲烷等对厌氧菌活动有阻碍的气体迅速排出,使产生的浮渣被充分破碎。
厌氧消化-微生物电解:首先电解水产氢,从电解水装置中得到大量的氢气和氧气。有机废物经过进料口输入厌氧消化反应器,进行有机废物的微生物电解和厌氧消化,利用电解水产生的氢气,结合二氧化碳生成甲烷气体,反应式如下:H2+CO2CH4(甲烷)+2H2O,从而增加了甲烷的生成量。利用电解水生成的氧气用于厌氧生物反应器内,不仅能提高有机物的水解速率,还加速了氧和硫化氢反应,使硫化氢浓度降低,减少了硫化氢对细菌的伤害。
3.脱水:厌氧消化-微生物电解后的产物,首先进行固液分离。分离后的液体通过纳米过滤膜处理,在常压下对液体进行过滤,纳米过滤膜能有效阻隔不带电溶质等大分子(分子、原子等尺寸大于1nm)物质,只允许单价离子和水分子通过,从而获得洁净的盐水和液肥。盐水经纳米过滤膜后,接着经过反渗透膜设备,经加压后,盐水中的水经过反渗透膜得到纯水,用于浇灌花草、清洗道路、冲洗厕所等用水,而剩下压缩后的高浓度的盐水将与漂水结合,用于湿式喷淋塔中,用于烟气净化,从而达到零排放效果。
三、厌氧消化-微生物电解法反应技术优点
厌氧消化-微生物电解法可以用于降解广泛的废弃有机化合物,特别适合处理COD浓度高(超过152gCOD/L)的废水,有机固体悬浮液或浆(15%总固体含量)。该技术提供了一种生物反应器,包括微生物电解与厌氧消化反应技术的耦合,比传统厌氧发酵设备产生更多富含甲烷的沼气。电解效率高,而且避免使用贵金属催化剂。
电解水在厌氧降解的微生物作用下,产生氢气,将有机物降解,提高了沼气的质量,增加了硫化氢和氧结合成二氧化硫的速度,消除了有毒硫化氢,同时电解水和二氧化碳还原成甲烷。
发酵池内的碳水化合物、蛋白质、脂肪被分解成甲烷和NH4OH,所产生的NH4OH和二氧化硫结合,生成硫酸铵。
电解催化有利地减少了高效电解所需功率。使用间隔分开的电极,一对或几个电极成对(如堆栈上的顺序放置阴极和阳极电极)实现电解,既可以保持优秀的电解效率,同时达到造价低廉,腐蚀性小的优点。
Y语
通过实验室小试,工业化中试和放大,我们的有机废物厌氧消化-微生物电解偶合的反应系统,能够有效降解垃圾中的有机废物,充分利用了有机物中的碳和氢原子,把垃圾变成了燃气和有机肥料,综合利用效率高,经济效益和社会效益高。是目前为止国内外先进的垃圾处理方法。
参考文献
[1]刘君寒,胡光荣,李福利,等.厌氧消化系统微生物菌群的研究进展[J].工业水处理,2011,31(10):10-14.
垃圾渗滤液处理前景范文
关键词:简易垃圾填埋场封场、环境影响评价、风险分析
中图分类号:TE08文献标识码:A
1总论
我国垃圾填埋场设计使用年限一般为10~20年,随着我国城镇化速度加快,居民生活垃圾产量也逐年增长,目前已有许多卫生填埋场面临封场[1]。根据我国《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》,“十二五”期间国家将会投资211亿元进行生活垃圾存量整治。这促使我国将要封场的垃圾填埋场会越来越多,2015年作为“十二五”的收官之年,存量垃圾的整治清理工作必将步入攻坚化阶段。同时,我国早期生活垃圾填埋处理多为简易填埋,对地表水、地下水、土壤及大气造成污染,影响社会环境。亟需通过规范化的封场处理来防治污染。
对简易垃圾填埋场的封场另行环境影响评价,其主要目的是对原垃圾填埋场项目进行回顾、评估,分析其污染防治措施的有效性。同时,也是针对封场后所面临的环境问题进行分析评价,提出相应的污染防治措施[2]。本文以某县垃圾场生态封场为例,参考《建设项目环境风险评价技术导则》、《生活垃圾处理场封场工程项目建设标准》及《某县垃圾场生态封场项目可行性研究报告》,对垃圾填埋场封场环境影响评价中环境风险分析主要技术要点及问题进行探讨。
2项目概况
2.1项目基本情况
某县简易垃圾填埋场于1999年6月投入使用,初期垃圾处理量约为50t/d,由于建筑渣土以及泡沫、包装材料等一般工业固体废物混入生活垃圾进入垃圾场,目前垃圾场日处理量接近140t/d。垃圾场垃圾堆体占地面积约为5.31万m2,根据地勘报告,垃圾堆体平均深度约为7.4m,现堆放量为39.3万m3。由于该县新建生活垃圾无害化处理场尚未竣工验收,目前生活垃圾仍送简易垃圾场处置,简易填埋场计划运行至2013年底,届时填埋场的垃圾量将会达到44.3万m3。
垃圾填埋场原始场地地形为由东、西、南向西北角倾斜,南面最高,西北角最低。该垃圾场未设置有效的雨污分流设施、防渗设施、渗滤液收集处理设施、填埋气收集处理设施等。垃圾堆体最高点至垃圾场底部最低点最大高差达到12m。垃圾填埋场未按照卫生垃圾场要求进行填埋覆盖等规范的卫生填埋作业,其建设、运行均不满足《生活垃圾卫生填埋技术规范》及《生活垃圾处理场污染控制标准》的要求,属于典型的“简易垃圾填埋场”。
2.2垃圾场封场方案
拟采取技术、经济合理可行的工程措施,对该填埋场进行治理以及生态恢复,控制填埋场可能对周围环境特别是对区域环境空气、地下水、地表水体的污染隐患,治理后使垃圾场场地形成绿地景观。
工程计划沿现有垃圾堆体下游新建垃圾坝,以保证现有垃圾堆体的稳定性。沿垃圾坝内侧铺设渗滤液收集层与收集管,在垃圾坝下游现有地形最低点设置容积750m3渗滤液调节池,完善渗滤液收集设施。对现有垃圾堆体进行整形处理,堆体整形完毕后,于堆体上进行钻井设置填埋气体导气石笼,随后在堆体表面设置封场覆盖层,通过铺设填埋气体收集管路将各导气石笼收集的填埋气体进行汇集,输送至填埋气体处理设施进行处理。最后,对封场覆盖层表面进行绿化、生态恢复。由于垃圾场封场后渗滤液产量将逐年减少,且新建生活垃圾无害化处理场即将投入运行,在新建处理场运行初期,渗滤液产量较小,因此新建处理场的渗滤液处理设施处理能力可满足简易填埋场渗滤液处理需求,工程设计将渗滤液收集后送至新建生活垃圾无害化处理场处理,不在原填埋场处新建渗滤液处理设施。
3环境风险识别
简易填埋场封场后主要环境风险为:填埋气(甲烷)爆炸风险及渗滤液运输线路泄漏风险。
3.1填埋气(甲烷)爆炸风险分析方法
垃圾填埋后在好氧和厌氧条件下发酵分解,产生大量的填埋气,填埋气中90%以上是甲烷和二氧化碳,甲烷是易燃易爆气体。当大气扩散条件不理想时,空气中甲烷浓度累积到5~15%时,一遇明火,包括人为因素或自然因素(如闪电),将导致火灾爆炸。
燃烧爆炸危险程度按以下公式计算:
H=(R-L)/L
式中:H为危险度;R为燃烧(爆炸)上限;L为燃烧(爆炸)下限;危险度H值越大,表示其危险性越大。
垃圾场封场过程中将设计导气石笼等导排系统,并设置火炬燃烧系统处理收集的填埋气,正常情况下不会发生事故。但如导排系统发生故障使甲烷气体聚集,达到一定浓度就极有可能发生爆炸事故,将会对周围人群和环境空气产生污染危害。
工程运行后,产生风险具有不确定性和随机性,通过查阅相关资料,可以利用利用下式和表1对风险事故发生概率进行计算:
P(AB)=P(A)P(B/A)
式中:P为事故概率。
表1风险事件概率
风险风险因子事件频率发生概率(次/年)
填埋场气体爆炸导排系统发生故障10-310-6
安全保护措施失效10-3
经计算,填埋气体爆炸发生概率为10-6次/年。
垃圾堆体爆炸包括物理性爆炸和化学性爆炸,及时通畅地导出填埋气体,适时采取燃烧排放措施可有效预防物理性爆炸的发生,而防止空气进入垃圾层和CH4混合是防止垃圾层发生化学爆炸的关键。CH4的最小点火能量为0.28MJ,当CH4达到一定浓度时,一个燃着的香烟头或一个电火花都足以引起火灾和爆炸。
本文选用Moorhowse与Pritchard提出的经验公式计算火灾热辐射通量,预测模式:
火球的最大半径:
火球燃烧持续时间:
燃烧时能量的释放率Q为:
其中:
距火球中心r处的辐射面通量I(W/m2・s):
式中:T为传导系数,取保守值为1;M为释放物料质量,kg;He为释放物料的燃烧热,J/kg;Ps为饱和蒸汽压,MPa/m2;Rf为火球最大半径,m;Q为释放出的燃烧能,J/s;tf为火球持续时间,s。
3.2运输泄漏风险分析方法
交通运输是一个复杂的系统,由运输物品、车辆、道路环境因素构成。本项目渗滤液由槽罐车运送至新建生活垃圾无害化处理场处理,由于渗滤液运输事故后果极其严重,本文考虑运输渗滤液的槽罐车交通事故导致泄漏的可能性,并分析此类事故可能造成的沿线地表水污染情况。危险品运输泄漏事故发生率公式[3]为:
P(R)i=TiVP(R/A)ili
P(R/A)i=∑P(R/A)kP(k)i
式中:P(R)i为第i段路段危险品运输泄漏事故发生率;Ti为i路段年运输事故率,次/(百万车次・km);V为具有污染风险的交通量,百万车次/a;li为i段路的长度,km;TiVli为i路段年事故率,次/a;P(R/A)i为第i路段的条件泄漏概率;P(R/A)k为对于第k类事故,特定车辆运输事故率下的危险品条件泄漏概率;P(k)i为第i类道路上发生第k类事故的概率。
我国目前尚无事故概率与泄露概率的研究,本文选用Harwood[4]等根据美国联邦公路局的重型车辆运输事故信息库作为参考。
表2美国3大州重型运输车辆事故率和危险品运输泄露事故率
表3危险品道路运输特定事故类型泄漏概率
4工程实例
4.1某县填埋场封场后填埋气(甲烷)爆炸风险分析
垃圾场导气管间距50m,填埋深度平均12m,填埋气不可能同时燃烧。当一个导气管发生堵塞时并不影响到其他导气管的正常排气,因此其填埋气量仅是一个导气管的影响半径内的填埋气,现根据填埋深度预测其爆炸事故影响。由于垃圾场有机物氧化分解放热,使堆积的填埋气温度升高在50℃~60℃,因此经计算选取其参数为甲烷的燃烧热He=5.56×107J/kg,50℃时甲烷的饱和蒸汽压Ps=38.9MPa/m2,选取影响半径R=20m,填埋深度为12m的体积内发生爆炸(甲烷气体占体积比为5%~15%)。其结果见表4、表5所示。
表4爆炸影响预测结果
表5热辐射的不同入射量所造成的损失
从表4预测结果并对照表5不同热辐射的入射量所造成的损失可以看出,当甲烷浓度达到最小爆炸极限(体积比5%)时250m远处入射通量小于对人体造成伤害的阈值4.0kJ/m2・s,对250m以内区域产生影响。不同入射量所能波及的范围见表6所示。
表6不同入射通量所能波及的范围
从表6可知,甲烷爆炸较重程度影响范围的半径为247m,轻度影响半径为560m。由此可见,本项目火灾的热辐射最大影响范围大于560m半径。
4.2封场后渗滤液运输泄漏风险分析
渗滤液运输至距7.8km的新建垃圾场处置,li为7.8km;该项目中运输路线为农村双车道,Ti取1.36;年通行车辆约100万辆,项目建成后每天运输一次渗滤液,Vi为3.65×10-4;项目渗滤液采用槽罐车运输,途径村庄、穿越河流时减速慢行,对每一类型事故P(k)i取值0.2%。根据公式,发生槽罐车运输渗滤液的泄漏事故概率为0.00133%。
渗滤液现状检测值定为未经处理直排和运输过程中泄漏的源强,预测范围主要为渗滤液入地表水体至下游5000m断面,预测模式采用《导则》[5]推荐的完全混合模式。项目渗滤液废水事故排放时对舜水的影响预测结果见表7。根据分析可知,本项目封场后渗滤液直接排放时对水质影响加大,长期排放将对水体水质造成严重影响,应严格杜绝渗滤液直接排放的事故发生。
表7渗滤液废水事故排放时对舜水水质的影响
5结论
国外对填埋场封场后存在的风险研究起步较早,V.Senese[6]根据某填埋场渗滤液监测值对填埋场进行了生态风险评价,提出土壤风险评价的分类系统。LataKoshy[7]对不同填埋场产生的渗滤液进行毒理研究发现渗滤液会对质粒DNA造成损伤。我国对填埋场风险分析起步较晚,目前主要集中在填埋场填埋气的迁移及爆炸风险,渗滤液对地下水的污染分析方面。
垃圾填埋场封场是垃圾填埋治理工程中的重要部分,根据渗滤液产量的计算,环境风险在填埋场封场后一定期限内是持续存在的。环境影响评价作为填埋场封场项目前期审批工作的关键环节,通过加强环境影响报告中环境风险分析章节的编写,对封场后填埋气(甲烷)爆炸风险及渗滤液运输过程中的泄漏风险进行一个定量的分析,将对填埋场封场后的管理工作起指导性的作用,同时,也有助于有关部门对垃圾封场的整体状况有一个清楚的了解,以便发现问题采取进一步改进措施。
参考文献
[1]谢佳婕,李忆雯,丁桑岚.简易生活垃圾填埋场封场环境风险评价综述[J].绿色科技,2014,10:210~212.
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[4]HARWOODDW,VINERJG,RUSSELLER.ProcedurefordevelopingtruckaccidentandreleaserateforHAZATrouting[J].JournalofTransportationEngineering,1993,119(2):189-199.
[5]HJ/T2.3-1993,环境影响评价技术导则地面水环境[S].
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垃圾渗滤液处理前景范文篇9
关键词:城市垃圾填埋场渗滤水处理技术
以往垃圾简单填埋处理的渗滤水主要是依靠下层土地来净化,但是,日久天长或地质构造环境发生变化,渗滤水往往对地下水或周围环境造成污染。调查结果表明,所有的垃圾简单填埋处理后,在填埋场周围的地下水均受到污染,许多有毒有害物质在一般地下水中不存在,却在填埋场周围的地下水中出现。因此,现代意义的垃圾卫生填埋处理已发成底部密封型结构,或底部和四周都密封的结构,从而防止了渗滤水的流出和地下水的渗入,并且对渗滤水进行收集和处理,有效地保证了环境的安全。
垃圾渗滤水的来源
垃圾渗滤水产生的主要来源有:
(1)降水的渗入降水包括降雨和降雪,它是渗滤水产生的主要来源;
(2)外部地表水的流入这包括地表径流和地表灌溉;
(3)地下水的流入当填埋场内渗滤水水位低于场处地下水水位,并没有设置防渗系统时,地下水就有可能渗人填埋场内;
(4)垃圾本身含有的水分这包括垃圾本身携带的水份以及从大气和雨水中的吸附量;
(5)垃圾地降解过程中产生的水分垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水份;
这些含有高浓度污染物质的渗滤水是垃圾填埋处理中最主要的污染源,如果不采取有效措施加以控制,则会污染地表水或地下水。
垃圾渗滤水的产生量
渗滤水的产生量受多种因素的影响,如降雨量、蒸发量。地面流失、地下水渗入、垃圾的特征、地下层结构、表层覆土和下层排水设施情况等:
(1)降雨量和蒸发量是影响渗滤水产生的重要因素,这可以从当地的气象资料来获得。
(2)填埋场表面的斜坡恨重要,在平缓的斜坡上,水易于集结,因而大量渗滤,而在较陡的斜坡上,水容易流掉,从而减少了到达垃圾中的水量。垃圾填埋场的最终覆土层一般做成中心高、四周低的拱型,保持1-2%的坡度,这样可使部分降雨沿地表流走。但当表面准斜坡大于8%左右时,表面径流就有可能侵蚀垃圾堆的顶部覆盖物,使填埋场暴露,因此。表面斜坡应小得足以预防表面侵蚀。
(3)填埋最终覆土后,表面上长有植物,可以通过根系吸收水分,并通过叶面蒸发作用减少渗滤水发生量。
(4)地下水的渗透,要根据场内渗滤水水位和场外地下水来定,对于防渗情况良好的填埋场,可以不考虑渗滤水的渗出和外部地下水的渗入。
渗滤水产生量波动较大,但对于同一地区填埋场,其单位面积的年平均产生量是在一定范围内变化的。
垃圾渗滤水的水质特征
由于渗滤水的来源使得渗滤水的水质具有与城市污水所不同的特点:
有机物浓度高渗滤水中的BOD5和COD浓度最高可达几万mg/L,主要是在酸性发酵阶段产生,pH达到或略低于7,BOD5与COD比值为0.5-0.6。
金属含量高渗滤水中含有十多种金属离子,其中铁和锌在酸性发酵阶段较高,铁的浓度可达200mg/L左右,锌的浓度可达130mg/L左右。
水质变化大渗滤水的水质取决于填埋场的构造方式,垃圾的种类、质量、数量以及填埋年数的长短,其中构造方式是最主要的。
氨氮含量高渗滤水中的氨氛浓度随着垃圾填埋年数的增加而增加,可以高达1700mg/L左右。当氨氮浓度过高时,会影响微生物的活性,降低生物处理的效果。
营养元素比例失调对于生化处理,污水中适宜的营养元素比例是BOD5:N:P=100:5:1,而一般的垃圾渗滤水中的BOD5/P大都大于300,与微生物生长所需的磷元素相差较大。
其他特点渗滤水在进行生机处理时会产生大量泡沫,不利于处理系统正常运行。由于渗滤水中含有较多难降解有机物,一般在生化处理后,COD浓度仍在500-2000mg/L范围内。
垃圾渗滤水的影响因素
垃圾填埋场结构直接影响到渗滤水的降解和稳定。国土比较宽阔的欧美国家,由于缺乏填埋场早期稳定化或土地再利用的必要性,多采用厌氧性填埋方式,同时回收甲烷气体用于发电。但厌氧性填埋方式对渗滤水中污染物质分解速度慢,井已近年来由于甲烷气破坏臭氧层,使这些国家开始采用好氧性填埋方式。如氧性填埋是利用鼓风机直接向宽厚的填埋场中鼓风,通常情况下,好氧性结构的垃圾填埋场能够使渗滤水中污染物质快速降解,并很快达到稳定。但好氧性垃圾填埋场的建设和维护费用相当高,而且对运行操作要求十分严格。日本福冈大学的Matsufji教授根据填埋层中空气的存在状况,提出并开发了“准好氧性填埋方式”。
与垃圾的厌氧性和好氧性填埋相比,准好氧性结构能够渗滤水中污染物质快速降解,从而使渗滤水水质稳定化期间明显缩短。实际中由于准好氧性结构的垃圾填埋场在费用上与厌氧性填埋没有大的差别,而在有机物分解方面又与垃圾的好氧性填埋相近,因此,得到越来越广泛地应用。
另外,渗滤水的化学特性还取决于以下几个方面:
(1)垃圾的组成成分垃圾的组成成分直接影响到渗滤水的化学特性。
(2)垃圾的加工填埋前将垃圾破碎能增大垃圾的表面积,增加填埋场的密度,降低垃圾对水的渗透性,增大垃圾的持水能力,从而增长了垃圾与水的接触时间,加速垃圾的降解,使渗滤水中污染物的浓度增加。
(3)填埋时间垃圾填埋后,其填埋年龄不同,降解速率及持水能力和水的渗透性能均不相同,产生渗滤水的组成及其各组成浓度均不相同。通常,埋填时间越长,渗滤水的浓度越低。
(4)填埋场的供水填埋场的供水速率大小直接决定了填埋场内垃圾的湿度。当供水率很小时,垃圾场内垃圾的湿度小于60%,垃圾的降解速率不能达到最大值。当供水率很大时,渗滤水就会被供水所稀释。
(5)填埋场的深度当垃圾的透水性能相同时,填埋场越深,渗滤水的填埋场内滞留时间越长,渗滤液的强度越大(所合组分浓度越高)。
论文作者:张崇华张天成施汉昌张庆杰
摘要:带状污泥是一种在废水处理中具有实用意义的微生物聚集体。它在清华大学环境工程实验室的实验研究过程中被首次发现和命名。带状污泥的基本特点是由以丝状菌为主的微生物凝聚而成,当在水中呈悬浮状时,其长度可达数厘米。带状污泥含水率低于普通活性污泥絮体的含水率,并具有良好的沉淀性能。由于对带状污泥的实验室研究是用葡萄糖配水进行的,为了研究其在城市污水处理中的应用前景,我们在北京高碑店污水处理厂用城市污水进行了带状污泥重现的可行性研究。实验表明带状污泥在城市污水处理中是完全可以产生的,并对高有机负荷和高水力负荷条件下运行具有良好的适应能力。本文介绍了带状污泥的形成条件,水力负荷对有机物去除率的影响,水中溶解氧的影响和带状污泥的沉淀特性试验。
关键词:带状污泥在城市污水中重现可行性研究
一、前言
带状污泥是在清华大学环境工程系的实验室里发现的一种新的可以利用的微生物聚集体[1]。其基本特征是:以丝状菌为主体组成大块或条带状的活性污泥,在水平自由漂浮时,长度可达5~7cm。由于带状污泥具有含水率低,沉降速度快,不产生污泥膨胀的优点,从而使得对它的研究具有十分重要的意义。考虑到带状污泥是在实验室里以葡萄糖为基质培养出来的,我们在北京高碑店污水厂,用城市污水为进水基质进行了带状污泥的再现性研究。本文即是关于这一研究的情况总结。
二、试验工艺及方法
(一)现场试验的水质条件采用北京高碑店污水处理厂的初沉池出水作为本试验的进水。其平均水质指标如表1所示。
(二)试验工艺流程及设备采用实验室的原套设备。其工艺流程如图1。
(三)试验方法
试验从两方面进行:(1)考察带状污泥是否形成,其影响因素如何?(2)考察形成的带状污泥的一些基本特性。
试验所检测的项目:CODcr、BOD5、总固体、悬浮固体、MLSS及MLVSS、温度、pH。试验采样每隔2h一次,24h的混合水样由该厂化验室按标准方法[2]配合化验。溶解氧用溶解氧仪随时检测。
三、试验结果及分析
(一)带状污泥的再现
1.再现:城市污水在以下方面不同于实验室的葡萄糖合成废水,(1)BOD5不高,本试验的进水BOD5值一般在90~180mgL之间:(2)可生化性比葡萄糖合成废水差;(3)成份复杂。一个可以预计的困难是为了保持纤维填料池的高负荷必须提高进水水力负荷,这样,大大地提高了水力冲刷作用,加上水质的差别使我们担心带状污泥的再现。
试验结果表明,在一定条件下,带状污泥完全可以再现。下面的一组照片表明了城市污水培养出的带状污泥的情况。从外观看,城市污水培养的带状污泥更大、更密实,且颜色呈灰黑色,而不是黄色。
2.带状污泥形成的影响因素:在诸多的影响因素之中,本文着重讨论如下因素。
(1)有机负荷(水力负荷)的影响,进行了如下三方面的试验:1)将负荷从低逐步提高(其它条件不变),以观察带状污泥出现的情况;2)在一定的水力负荷下考察形成的带状污泥的稳定性;3)形成带状污泥后,把负荷逐步降下来观察带状污泥有何变化。现将试验结果分述如下。
将负荷逐步提高,带状污泥由小到大逐步稳定出现。试验结果如表2所示。一般说来,对城市污水而言,如有机负荷小于10kgCOD/M3·d,或3kgCOD/m3·d,则带状污泥不易形成,即便形成,长度也仅在1~2cm左右。如果有机负荷大于5kgBOD5/m3.d,则可以形成带状污泥。这是因为填料池中生物膜的生长状况,直接影响曝气池中带状污泥的形成。当BOD5负荷大于5kg/m3·d时,填料上的生物膜生长迅速,其长度超出纤维球上纤维长度的1~2cm或更多。在一定的水力冲刷和气体搅拌作用下,这些周边上的生物膜不断脱落。观察表明,脱落下来的生物膜本身就长达2~3cm。当它们进入曝气池后,经少量曝气及缓慢搅拌作用后,微生物一方面进一步利用吸附于其上的有机养份,一方面借助絮凝作用吸附或网捕小的菌胶团,最终发育成长为长达5~7cm左右的带状污泥。
2.一旦带状污泥形成后,只要条件不变,可以稳定存在,这一结果如图2所示。
3.形成稳定的带状污泥后,如把水力负荷逐步降下(有机负荷的平均值当然也降下了),只要时间长到足以改变填料池的生物膜的状态,则曝气池的带状污泥又逐步减小减少。试验结果如图3所示,由图3知,当水量从100L/h,减至80L/h后,仅五天时间,带状污泥的长度就从平均4-6cm降至1~2cm,并在今后稳定于此数值上。当水量从80L/h降至60L/h,带状污泥进一步变小。试验获得的MLSS和30分钟沉降比数据表明,系统的有机负荷下降(通过调节进水水量处降低负荷),则曝气池中的带状污泥量本身在减少。以上三个试验说明,有机负荷(水力负荷)对带状污泥的形成是至关重要的。
(2)溶解氧及气体搅拌作用试验表明,当曝气池溶解氧在1~6mg/L范围内,带状污泥的形成与溶解氧无关,沉降性能差别不明显。即溶解氧不是带状污泥形成的制约因素。
试验还表明,气体的搅拌作用有助于形成微生物聚集体,当曝气池内污泥浓度较低时尤其如此。
(3)温度的影响当进水温度低于15℃后,微生物的活动受到明显的影响。当水温为13℃时,BOD5负荷为5kg/m3·d,即对应进水水量为100L/h时,填料池中生物膜不可能长到伸出纤维球纤维长度外1~2cm的程度。这时要形成带状污泥就必须提高BOD5负荷至10kg/m3·d。当然,这种情况下出水效果不易保证。
综上所述可知,a.采用纤维填料池为第一级、完全混合式曝气池为第二级;b.在适当的水温条件下(水温不低于15℃):c.让第一级在高负荷下运行,形成连续性的生物膜脱落;d.脱落的生物膜进入第二级曝气池,且在一定的曝气强度下运行,e.稳定运行,即可形成带状污泥。
(二)带状污泥的基本特性
1.沉降特性带状污泥的沉降特性与普通活性污泥不同。它既不象离散颗粒那样在沉淀过程中保持其原始大小形状基本不变,彼此不发生粘结现象,也不象絮凝颗粒那样,由于不断结成新的粒度较大,沉淀速度较快的颗粒,从而原始颗粒不复存在了。带状污泥的沉降特性不能用通常的离散颗粒和絮凝颗粒的沉淀试验来概括。一般说来,生长良好的带状污泥,用1000mL量筒取样后做静置沉淀试验,可观察到如下现象:大的带状污泥(长为3~7cm)将卷裹着细小的活性污泥,在1分钟之内沉到筒底,稍小一些的带状污泥(0.5~3cm),也在3min之内沉到泥面。整个沉淀过程见不到明显的浑液面。试验还表明,带状污泥5min沉降比与30min沉降比相差极小,故它在5min内完成沉降过程。
由于带状污泥沉降性能上的特殊性,我们进行了清水中单个带状污泥沉降的试验。其方法如下:用烧杯取出带状污泥悬液,用玻璃棒挑出每根带状污泥,在滤纸上测量其长,宽后,放入2m高的清水柱内,观察其沉降速度,其结果如表3所示。单个带状污泥的沉降速度一般在1m/min。
2.含水特性试验测定了纤维填料上生物膜的含水率,其方法是:取出一串维纤填料(上含8个球),让明水滴干(滴5min),剪下每个纤维球,称重,然后,置于烤箱中在60℃下烘至恒重,称重,计算得生物膜的含水率为92.5%(不包括纤维球外延的粘液层)。用玻璃棒挑出带状污泥,测得含水率为96.5%。可见,无论是纤维上生长的生物膜,还是带状污泥本身,其含水率都很低,这种带状污泥若进入污泥处置工段,可能比传统活性污泥有优越性。
3.机械强度带状污泥具有很好的机械强度。在试验过程中,采用穿孔管大气泡曝气,气水比高达20∶1,曝气4h后,观察不到明显的带状污泥解体现象。从曝气池取出一小烧杯带状污泥悬浮液,经2h磁力搅拌,也无明显破碎现象。为此,我们在工艺流程中加了一个隔栅,可将纤维填料池出水中的稍长一些的生物膜(如1~2cm以上)隔住,其结果可以用于控制泥龄。这样做的一个好处是隔住的污泥不必进入曝气池,从而节省了稳定这部分泥所需的能量。
4.生物相特性带状污泥生物相的最大特点是,以丝状菌为骨架,菌胶团及固着型纤毛虫缠绕其上(见照片5)。
纤维填料的生物膜与带状污泥的生物相有一定的差别。一般纤维填料上的生物膜里丝状菌更为发达,但其束状性较差。钟虫、累枝虫、线虫较少且较小,而带状污泥内的丝状菌成良好束状。钟虫、累枝虫较多。这些均和实验室得到的带状污泥的生物相特性相似。
(三)试验运行效果分析及工艺实质
表4是试验运行的结果。本工艺在去除BOD5及CODcr方面的效果是很好的,由表4可知,当水量为100L/h(对应的纤维填料池的有机负荷为15kgCODcr/m3·d),整个工艺的水力停留时间仅为1.6h,而BOD5的去除率仍在87~90%范围内,出水BOD5小于20mg/L。对应的CODcr的去除率也在60%以上。应当指出,本试验采用的合建式曝气池,其沉淀区仅数十分钟的停留时间(对水量100L/h而言),加上水力负荷过高,托起细小悬浮物,故出水悬浮固体较多。这一问题可以通过调整填料池与曝气池的比例,控制污泥龄来解决。
通过以上分析,可对本工艺的实质作如下说明:(1)在第一级纤维填料池适当地提高负荷后,使得填料上的生物膜中优势种群为丝状菌。由于丝状菌具有很强的处理能力,故填料池可以在高负荷情况下仍完成其降解大部分有机物的任务;(2)利用第二级曝气,使纤维填料池上脱落下来的生物膜逐步稳定,而形成带状污泥。带状污泥虽仍然是丝状菌占优,由于它的密度比一般活性污泥大,含水率低,而且体积大,带状污泥中的微生物能态也低,故沉降问题得以解决,而绝不会发生污泥膨胀。因此,带状污泥的形成使得人们高效地利用丝状菌降解水中有机物成为可能。
四、结论
1.采用第一级纤维填料池,第二级曝气池工艺,在高负荷情况下运转,以城市污水为进水基质,可以形成带状污泥。
2.形成的带状污泥以丝状菌为骨架,菌胶团及固着型纤毛虫缠绕其上。
3.带状污泥在清水中的沉速为1m/min。其5min沉降比与30min沉降比相差极小。带状污泥含水率为96.5%,具有一定的机械强度可用载流或打捞的办法从曝气池中除去。
4.带状污泥的出现,使得利用丝状菌高效地去除废水中的有机物成为可能。
参考文献
垃圾渗滤液处理前景范文篇10
关键词:垃圾焚烧厂;渗沥液;渗沥液处理
中图分类号:R124.3文献标识码:A
1、引言
近年来,人们生产生活所产生的垃圾大量增加,随着城市垃圾卫生填埋场的建设,渗沥液处理站也在不断建设与发展,但存在着不少问题,焚烧厂渗滤液同填埋场渗滤液特性又存在着很多不同,所以在处置上就有一定的区别已形成的处理方法有待进一步完善,新的处理工艺和方法也有待研究开发。寻找一套经济合理,且能适应我国垃圾渗沥液处理的工艺流程,开发新型的污水处理技术,推动我国垃圾填埋场的技术发展是当前迫切的研究课题,具有广阔的前景。
2、垃圾渗沥液处理的特性
我国城市生活垃圾的含水率高、热值较低,焚烧法处理垃圾时必须将新鲜垃圾在垃圾储坑中储存3~5d进行发酵熟化,以达到沥出水分、提高热值的目的,才能保证后续焚烧炉的正常运行,因此其渗沥液污染物浓度高、水质变化大、带有强烈恶臭,呈黄褐色或灰褐色。中国城市生活垃圾中厨余物含量很高,根据中科院广州能源研究所对深圳城市生活垃圾基础分析报告,深圳的部分垃圾焚烧厂的经熟化堆放排出渗沥液后的垃圾(即进入焚烧炉进行处理的垃圾)中厨余物含量在40%~45%,含水率约50%,因此,中国城市生活垃圾的渗沥液产生量非常高,根据上海、深圳、宁波、珠海、苏州等不同地域城市的统计数据,垃圾渗沥液的产量占垃圾总量的10%~20%,平均约15%。
同时,垃圾渗沥液的处理也具有一定的复杂性,其成分取决于垃圾成分、填埋时间、气候条件、填埋场设计等多种因素。一般来说,垃圾渗沥液具有如下特点:
(1)水质较为复杂,危害性较大。渗滤液里面含有较高的浓度,而且污染物较多,还含有大量金属离子和氨氮,一些著名的专家学者采用专业联用技术鉴定出垃圾渗沥液中有将近一百种有机化合物,其中二十二种被列入我国和美国EPA环境优先控制污染物的黑名单中。与此同时,渗沥液中还含有10多种金属和植物营养素(氨氮等),水质成分十分复杂。
(2)化学需氧量的浓度较高。垃圾渗沥液中的化学需氧量和城市污水相比,浓度极高,最高浓度可以达到90000mg/L,BOD5最高达到38000mg/L。显然这就要求其处理构筑物的有机负荷率高,水力停留时间长,构筑物容积大。
(3)金属离子浓度较高。垃圾渗沥液中含有较多的金属成分,如铁,铅,锌,钾、钠,钙等,且含量都较高。在生物处理系统中,如果金属离子含量过高,对微生物会有强烈抑制作用,长时间运行,会导致污泥中的无机物含量增加,影响系统正常运行,故须先调pH值使重金属离子沉淀。
(4)氨氮浓度及含盐量较高。氨氮浓度随着垃圾污染物填埋时间的增加,氨氮的浓度也会随着相应的增加,而且最高的浓度可以达到1700mg/L。而渗沥液中的氮多以氨氮形式存在,约占TKN40%~50%。如此高浓度的氨氮,使微生物营养元素比例严重失调,仅靠硝化细菌和反硝化细菌脱氮不仅不能去除,反而会影响处理系统的正常运行,因渗沥液进入生化处理前常需用物化法脱氮。渗沥液中的盐主要为氯化物(100~4000mg/L)和磷酸盐(9~1600mg/L),若在缺水地区需对渗沥液回收利用时,应对其脱盐处理。
(5)颜色较深,气味难闻,所以需考虑脱色处理,难闻的气味会给运行操作带来较大的困难。
(6)微生物营养失衡。垃圾渗沥液虽然有较多的有机物和氨氮成分,但是磷元素少之又少。氨氮较高的含量指标加上较高的碱度,对厌氧消化不利。磷元素的缺乏也影响系统的稳定。因此,处理工艺中需在生化前进行脱氮处理,并往往需向系统投加磷等营养元素。
(7)水质波动较大。渗沥液的水质极易受填埋时间的影响,而且受季节降雨影响较大,所以整体的变化规律很难确定。渗沥液化学需氧量的浓度一般是在0.4~0.75,采用生物处理可达到良好的去除效果。但随着填埋时间的增加,垃圾层日趋稳定,垃圾渗沥液中的有机物浓度降低,可生化性差的相对分子质量大的有机化合物占优势,其BOD/COD值甚至可低于0.1。渗沥液水质如此不稳定,这就要求其处理系统要有一定的调节容积,抗冲击负荷能力要强。
3、垃圾渗沥液处理的技术方法
国内外对垃圾渗沥液的处理试验研究及实践工作已进行了多年,处理方法有回灌法、土地处理、与城市污水合并处理、生化处理、物化处理等20多种。
(1)回喷法
此方法已经被许多西方国家所应用。由于这些国家中垃圾厨余物较少,热量值较高,渗沥液产量少,一般采用将渗沥液回喷焚烧炉进行高温氧化处理。比如比利时某1000t/d的垃圾焚烧厂,其最大渗沥液产量为4t/d,平时基本没有,该厂建有300m3左右的渗沥液收集池,平时将渗沥液集中在池内,当垃圾热值较高时,用高压泵将渗沥液加压经自动过滤器、回喷系统喷入焚烧炉进行处理,当垃圾热值较低时停止。回喷法适合于渗沥液产量、垃圾热值高的场合,对于热值较低的垃圾则不适合,否则会造成焚烧炉炉膛温度过低、甚至熄火的状况。经计算,对于热值为5112kJ、含水率为48%的城市生活垃圾,理论上渗沥液最大回喷量为垃圾焚烧量的3119%。但中国垃圾的含水率太高,渗沥液产量大,因此回喷法不适用于中国。
(2)膜--生物反应器法
随着科学技术的发展,越来越多的新技术成果已经被应用在垃圾渗沥液处理过程中,并且获得了良好的认可和发展。膜技术的应用最成功和目前应用趋势最好的一类发展技术,包括超滤、纳滤和反渗透等。其中微滤(MF)孔径范围一般为011~75Lm,超滤(UF)筛分孔径为1nm~70Lm,均不能截留渗沥液中所含盐份,只能用来将微生物菌体、沉淀物从污水中分离出来,压力量在0102~017MPa之间。近来微滤和超滤在与好氧生物工艺处理组合应用,即所谓膜生化反应器(MBR)技术。MBR是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统,用膜分离(通常为超滤)替代了常规生化工艺的二沉池。与传统活性污泥法相比,MBR对有机物的去除率要高得多,在膜生物反应器中,由于分离效率提高,生化反应器内微生物质量浓度可从常规法的3~5g/L提高到15~25g/L,可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的去除效果,减小了生化反应器体积,提高了生化反应效率,出水无菌体和悬浮物,因此在提高系统处理能力和提高出水水质方面表现出很大的优势。
(3)厌氧工艺
在进行厌氧反应器设计时应对原水的生物化学甲烷势进行测定以指导设计,在进行厌氧反应器启动和对方案选择时应充分考虑生活垃圾焚烧厂渗滤液对未驯化污泥的厌氧毒性。BMP用于测定有多少有机物可以在厌氧过程中被降解生成甲烷,与BOD5结合考虑,还可以用来表达污染物中不可好氧降解但能厌氧降解的有机物组分,也能从一定程度上表达厌氧反应器的最大去除率,对于厌氧反应器,BMP比BOD5更有意义。BMP计算公式:BMP=1000@净总产气量/(395@渗滤液投加量),单位:g/L。[4]本项目中,渗滤液COD的平均值在50000mg/L左右,通过对渗滤液的BMP测定,其BMP可达到4.8g/L,由此可见,该渗滤液具有良好的厌氧可生化性。根据实验结果,对UASB设计水力停留时间为2.5d,COD去除率为60%,实践证明厌氧处理效果较好。
4、结语
通过对各种垃圾渗沥液处理方法的特性进行比较,各种处理工艺都有其一定的适应性、优点和缺点,在选择与确定中应当密切结合垃圾焚烧厂的特点等,建议进行现场试验。在渗沥液处理方案的选择和设备的选型上,还必须结合工程的实际情况,充分考虑处理工艺的经济合理性。
参考文献
垃圾渗滤液处理前景范文篇11
填埋和焚烧是我国目前生活垃圾的主要处置方法,它们对环境造成的影响是不一样的。本文利用国际标准化组织(ISO)提供的生命周期评价(LCA)方法,评估苏州市现存的两种生活垃圾处置方法对环境的影响。
杨建新、王如松等人指出产品生命周期评价将成为21世纪最有效的环境管理工具之一。目前发达国家已把LCA用于产品设计,成了CAD的一个组成部分,还用于环境标志,用于衡量一个公司的环境表现(EnvironmentalPerformance)。与发达国家相比,我国在LCA应用上还存在较大差距,但是这些年来已经出现了一些重要的研究成果。文献[2]主要依据IS014041的规定,对产品进行了清单分析;文献[3~6]对不同的产品进行了生命周期评价。
本文收集了苏州市在垃圾填埋和垃圾焚烧过程中的有关数据,依据IS014041的规定,建立垃圾填埋和垃圾焚烧的生命周期清单。我们使用日本产业技术研究所LCA研究中心开发的生命周期评价软件AIST-LCAVer.4,对上述两种处置方法的环境影响做出了评价。
1苏州市垃圾填埋的生命周期清单分析
苏州七子山垃圾填埋场于1993年建成一直运行至今,是苏州市唯一的垃圾填埋设施。苏州七子山垃圾填埋场最近又建成了二期工程,并将垃圾填埋场产生的沼气引往沼气发电装置,自2006年7月起已经开始发电。
1.1研究对象的功能单位与系统边界
本节以苏州城市生活垃圾填埋为研究对象。垃圾填埋功能单位为填埋1t城市生活垃圾。本研究系统主要包括垃圾收集、垃圾运输、垃圾填埋以及利用垃圾产生的沼气发电等几部分,系统中不包括垃圾填埋场的建造阶段。
1.2苏州市垃圾填埋的生命周期清单
苏州居民每天的生活垃圾通常由专门的人员使用人力车、部分使用小型动力车运送到垃圾中转站。苏州各区有专门的机构,负责用汽车把垃圾从中转站运送到七子山垃圾填埋场。
根据对苏州市金阊区垃圾运输能耗数据的分析,我们得到,苏州市目前每吨垃圾运输油耗为2.23L。垃圾填埋需要推土机等机械作业,为了防止渗漏,还需要HDPE等材料。为了消灭害虫,垃圾填埋场普遍使用农药。表1列出了苏州七子山垃圾填埋场填埋每吨垃圾所需要消耗的物品及其数量。
垃圾填埋后,排放的气体污染物主要有CO2和甲烷等;水污染物主要有渗滤液和洗车水中的COD、SS、NH3-N以及一些重金属等。
大气污染物CO2和甲烷等在整个生命周期中排放量无法测量,只能采用计算数据。我们采用收集的苏州市垃圾组分数据,计算获得垃圾中DOC,采用IPCC推荐模型,计算CO2和甲烷的排放量。
式中,ECH1一垃圾填理场的甲烷总排放量,t;MSW-城市垃圾量,t;η-城市垃圾填埋率,%;DOC-采用上述计算结果;r-垃圾中可降解有机碳的分解百分率(IPCC推荐为77%)。取上述计算结果最近三年的平均值,CH4和c02的排放量如表2所列。其中H2s的含量按0.2%计算。
苏州七子山垃圾填埋场的沼气收集后用于发电。沼气发电项目配备两台1250kW内燃发电机组,于2006年7月开始正式发电。发电以后,一部分甲烷被燃烧,生成CO2,并产生了微量的Nox和VOC。垃圾填埋场填埋每吨垃圾产生的大气污染物量列于表2。
垃圾渗沥液水量和污染物的浓度变化很大,主要取决于所填埋废弃物的种类、污染物的溶出速度和化学作用、降雨状况、填埋场龄以及填埋结构等,其中填埋场龄最为重要。随着垃圾填埋场场龄的增加,渗沥液的可生化降解性不断下降。对于新的填埋场(一般小于5a),其渗沥液的性质属于低pH、BOD5、COD和BOD5/COD值,较高的氨氮和重金属离子浓度;对于中、老龄的填埋场(一般大于10a),其渗沥液pH呈中性或弱碱性,低BOD5和COD,低BOD5/COD值,较低重金属离子浓度,更高的氨氮浓度。
由于七子山填埋场已经工作十几年了,因此包含了处于各个阶段的垃圾,其析出的污染物量能够较好地代表垃圾各个阶段的平均析出情况。
渗滤液和洗车水中的污染物COD、SS、和NH3-N。渗滤液排放的污染物由2004年和2005年的月平均值再求平均计算获得。洗车水根据2005年的平均值获得。为了分析通过渗滤液排放的重金属数量,我们对渗滤液中的重金属含量进行了7天的采样分析。表3列出了填埋It垃圾所排放的水污染物的量。
2苏州市垃圾焚烧的生命周期清单分析
苏州垃圾焚烧发电厂在苏州市光大环保静脉产业园内,位于七子山生活垃圾填埋场西北侧,一期工程建设规模为日处理垃圾1000t,年焚烧处理生活垃圾33.3万t。焚烧炉、烟气处理、自动化控制和在线监测等核心设备全部进口国外知名公司产品,2006年6月20日正式建成投产发电。生活垃圾焚烧发电厂二期建成后,处理规模可达1500t/日。
2.1垃圾焚烧排放清单的功能单位和边界条件
功能单位:此排放清单的功能单位定义为焚烧的每吨垃圾。
边界条件:垃圾焚烧排放清单的边界包括垃圾收集、垃圾运输以及垃圾焚烧、垃圾灰填埋四个过程。垃圾焚烧设施的建设过程不包括在边界之内。
2.2苏州市垃圾焚烧的生命周期清单
垃圾焚烧的主要物耗包括:垃圾运输的油耗、以及焚烧中点火的柴油,焚烧过程中为了处理废气的石灰和活性炭,还有部分水的消耗。我们把收集的一年数据取平均后,每吨垃圾焚烧的物耗如表4所列。
垃圾焚烧时排放的大气污染物主要有CO2、CO、SO2和极微量的PCDDs。垃圾焚烧CO2的排放量根据垃圾的含碳量计算获得,其他大气污染物利用现场监测数据,结果列于表5。垃圾焚烧前需要在垃圾贮坑内发酵,并析出垃圾中的渗滤液。渗滤液中的污染物主要包括有机物以及一些重金属。根据收集和监测的数据,我们得到每吨垃圾通过渗滤液排放的污染物如表6所列。根据现场统计资料,每吨垃圾焚烧后可发电287KWh。另外产生废渣200kg,送七子山填埋;灰6kg,送危险品填埋场填埋。
3苏州市城市生活垃圾两种处置方法的生命周期评价
苏州市城市生活垃圾的两种处置方法,会对环境造成不同的影响。我们利用上述得到的污染清单数据,采用日本产业技术研究所IEA研究中心开发的生命周期影响评价软件进行评价。
3.1生命周期环境影响评价方法
我国最早讨论生命周期影响评价的是杨建新等。他们提出的评价类别主要包括能源耗竭、资源耗竭、全球变暖、臭氧层破坏、酸化、富营养化、光化学臭氧、固体废弃物、危险废弃物、烟尘及粉尘等,通过加权,最终获得影响指数。顾道金等在对中国建筑的生命周期评价中使用的评价类别与上述类别基本相同,最后加权也得到环境影响综合指标。胡志远等在燃料乙醇的评价时除了能源资源外,采用人体毒性、气溶胶、光化学污染、酸化和全球变暖等类型进行评价,并由此得到乙醇生命周期对环境的综合影响。任辉、董进宁等也根据自己建立的评价类别分别进行了生命周期影响评价。
总的来看,我国生命周期影响评价的成果还非常有限,各自采用了自己建立的评价体系。主要的原因是到目前为止,我国还未推出较有影响力的生命周期影响评价体系。
从国际上看,生命周期影响评价体系已经投入了大量的人力物力,不但建成了庞大的评价数据库,还开发了专门的计算机软件。目前非常有影响的评价体系主要有瑞典的EPS和荷兰的Eeo_indicator。
瑞典的EPS是由瑞典查尔莫斯理工大学(ChalmersUniversityofTechnology)Steen教授为首的研究小组开发的。这一系统的开发过程中,政府和学术界投入了大量的精力,非常有特色的是获得了瑞典大型企业,例如Volvo汽车等主要产业部门的大力支持。他们开发的系统首先在这些产业部门中得到了应用,并在以后的各种国际合作中获得传播和扩散。文献[7]介绍了EPS系统的一般原理和评价方法,文献[8]介绍了污染物环境影响潜值的计算。EPS系统最终得到的是损失的生态币值,结果易于理解。
Eco-indicator是由荷兰的PReConsultants开发的,在国际上具有较大影响的有两个版本:Eco-indicator5和Eco-indicator99。文献[9]详细介绍了后一个版本的评价方法。
本文采用日本产业技术综合研究所IGA研究中心开发的评价系统AIST-IEAVer4,软件中影响评价采用的方法是LIME(Life-cycleImpactassessmentMethodbasedonEndpointModeling)。采用的原因是这一评价体系在国际上已经具有一定的影响力,具有较为完整的数据库,而且还有计算机软件;另一方面,日本与我国一衣带水,距离较近。
3.2LIME影响评价方法
由日本产业技术综合研究所LCA研究中心开发的生命周期影响评价系统LIME是为日本整个国家推出的影响评价方法。
LIME评价方法的框架如图1所示。在进行影响评价时,首先根据获得的污染清单,计算它们对城市空气污染、全球变暖等11种类型的影响,由这11种影响类型评价对我们需要保护的人类健康、社会财富、物种多样化和初级生产力等4个保护目标的危害,根据4个保护目标相应的权重,最终求得单一的生态指标:生态化的币值Yen。评价对象的损害大小,可以通过生态化的币值Yen直接表示。
3.3评价结果
利用AIST-LCAVet4进行评价,首先需按照一定格式输入上述已经分析得到的污染清单。例如垃圾填埋处理需首先选定系统包括运输、填埋和发电,从而输入的清单也会自动生成三列。AIST-LEAVet4评价软件,根据输入的污染清单和每种污染物对环境影响的潜值,计算对4个保护目标的影响。表7列出的是苏州七子山垃圾填埋场对4个保护目标的危害评价数据。表7各列具有不同的单位,相互之间不能互相比较。不过,同一列间的比较也很有意义,比如对人体健康的影响,我们可以发现,主要来自全球变暖和城市空气污染,等等。
表8列出了两种垃圾处置方法对环境的影响程度。表8将表7中各列的数据赋给一个权重,使得两种处置方法对4个环境保护目标的影响折算成共同的单位:生态货币值Yen。由表可见,对垃圾填埋而言,生态货币值较大的主要有全球变暖和城市空气污染;而对垃圾焚烧而言,放在第一位的也是全球气候变暖,其次是对人体和生态的毒害等。总体评价,垃圾填埋的生态币值要大得多。由此可见,LEA评价的结果认为,垃圾焚烧对环境的影响比垃圾填埋的影响要小。
4结论与分析
本文针对苏州垃圾处置的两种方法,首先按照国际标准的规定,对它们进行了清单分析,利用AIST-IEAVet4计算机软件,进行了环境影响评价。评价的结论表明:
(1)两种处置方法中,垃圾填埋的生态币值要大得多,由此可见,垃圾焚烧对环境的影响比垃圾填埋的影响要小;
垃圾渗滤液处理前景范文篇12
在工厂里,笔者看到一堆堆生活垃圾,在经过发酵、渗滤、焚烧之后,产生的余热用于发电,燃烧后的废渣用于制砖,污水变成了清水,用于厂区花园浇灌。每吨垃圾焚烧能发电230千瓦时,制作建筑用砖72块。
■自力更生
2005年3月28日,日处理垃圾1450吨的重庆同兴垃圾发电厂建成投产,总投资仅3.15亿元,不到上海浦东垃圾焚烧发电厂的一半。它是国内第一家完全实现关键设备国产化的垃圾焚烧发电厂,也是我国第一家以BOT(建设―运营―移交)方式运作的垃圾焚烧发电厂。
同兴垃圾发电厂终结了焚烧炉从国外引进的历史。
同兴垃圾发电厂是重钢的下属公司,说起它和垃圾“结缘”,可以追溯到上世纪90年代。
那时重庆仅有天生桥垃圾填埋场一座正规的垃圾填埋场,城市里大量的生活垃圾无法处理。
1998年,国家冶金部召开了一次会议,主题是探讨环境保护。当时的重钢集团董事长郭代仪参加了会议,会上,郭代仪敏锐地察觉到环保产业不仅是一件利民的好事,还有广阔的市场前景。
会议一结束,重钢集团便立刻开展研讨,由当时的重钢设计院(现为中冶赛迪公司)院长董林亲自带队,远赴欧洲考察环保项目。
在考察中他们发现,在国外垃圾处理已有成熟的技术,对不可再生利用的垃圾处理多采用焚烧发电,不仅可以将其中的有害物质破坏掉,还会产生大量的电力,既节能环保又具有很高的商业价值。
这让考察团茅塞顿开。
引进这些设备和技术,无疑是解决重庆垃圾问题的一剂“良药”。
但巨额的设备和技术引进费用却令他们犯了难。
在当时,国内仅有深圳、上海、宁波等几个大型城市建有垃圾发电厂,主体设备均是从国外引进购买,上海浦东垃圾焚烧发电厂仅建厂费用就高达6.7亿。
照搬其他城市的做法,对经济水平还相对落后的重庆来说显然不可行。
回国后,董林反复思考,最后果断拍板,垃圾发电厂我们要搞,但是核心的设备必须自己生产安装。
1998年,重钢集团注册资金8000万元成立重庆三峰环境产业有限公司,致力于固废、废水、废气等领域的环保治理和资源化利用。
2000年,重钢集团引进德国马丁垃圾焚烧和烟气净化设备安装技术。
“在引进之初,我们就准备自己掌握核心技术。”重钢集团董事长董林介绍,通过艰难谈判,重钢在设备安装技术引进合同中立场坚定,外方不能强制重钢购买进口设备,十年内所有技术进步必须共享。
三峰公司2001年依靠引进技术成功中标重庆同兴垃圾发电厂的投资、建设和运营,建成了西南地区第一家大型垃圾焚烧发电厂。
一场技术攻坚战开始了,兴建垃圾发电厂的关键就在于设备的安装,虽然设备的安装图纸和生产设备的高精材质都由德国马丁公司提供,但重钢仍面临一大难题:国内垃圾具有热值低、水份高的特点,和国外垃圾的成分材质有很大差异,如果完全采用外方提供的设备图纸生产配件,在焚烧过程中,将会对焚烧炉核心部件炉排件产生极大的磨损。
三峰公司调动了几乎全部研发资源和技术力量艰难攻关,经过三年研发探索,改进技术设备,终于试制出适合国内垃圾特点的垃圾发电核心部件炉排件,使垃圾在无需分选、不添加任何辅助燃料的情况下稳定燃烧。外方实验室鉴定认为炉排件完全达到质量要求。经外方一个星期的仔细测量和功能实验,炉排件各项参数均达到德国技术要求,一次性通过专家组验收。
同时,它的成本比进口产品便宜了一半,烟气排放控制达到欧洲现行环保标准。
■变废为宝
初进同兴垃圾发电厂,它的清洁、环保让人怀疑这是处理垃圾的地方。到处都能感受到机械化作业的有序和整洁。在这里,垃圾实实在在地变成了“宝贝”。
“这些设备每天可吃掉1450吨垃圾,产生33万度电,满足4万居民一天的用电需求。”正在操作吊车的工作人员一边告诉笔者,一边按动按钮,将一个悬在半空中的巨型“铁爪”伸入20多米深的垃圾池,抓起垃圾投入焚烧炉。
垃圾池上空,悬挂着两副巨型“铁爪”,一副将刚入池的垃圾抓到一边进行发酵,一副则将发酵好了的垃圾抓进焚烧炉,两副“铁爪”同时运作。
据工作人员介绍,垃圾要经过三天的发酵才能焚烧,在发酵过程中,垃圾里面的污水由池底的渗滤槽进行渗漏,渗漏出的污水就是垃圾渗滤液。在以前的垃圾填埋场,它是最严重的污染源,如果垃圾被填埋在地底,这些污水就会进入地下水乃至江河造成污染。而在同兴垃圾发电厂,它也有了用武之地。通过生化、超滤和钠滤等一整套处理后,污浊的渗滤液就成了达到国家一级排放标准的清水,它被全部用来浇灌厂区内的花园绿地。
垃圾最大的作用还在于通过焚烧产生巨大的热量,经过余热回收锅炉进行热交换,产生的蒸汽便可带动发电机组发电。靠垃圾“发”的电除供工厂自用以外,其余全部输送到国家电网。2007年,垃圾发电厂全年处理垃圾53万余吨,全年发电量达1.15亿千瓦时,上网电量达到9000万千瓦时。
而经过焚烧,垃圾的粗颗粒废渣经过严格的工艺处理,可以制成建筑用砖,现在这些砖块已经在我市的桥梁和楼房安家。经过各种处理程序,最后,一吨垃圾“缩水”为20公斤左右的废灰。目前,发电厂正在攻克灰尘这道难题,准备把它用作水泥的添加剂,让生活垃圾达到100%循环使用。
工作人员算了一笔账,它彻底颠覆了人们对垃圾的“偏见”:同兴垃圾发电厂投产至今,年产值已达到6000万元以上,一吨垃圾能产生170元左右的经济效益。
垃圾通过焚烧不仅有一系列的经济效益,而且带来了巨大的社会效益。
同兴垃圾处理有限公司总经理陈耀华介绍说,2005年3月以前,主城区市民产生的生活垃圾全部都送到填埋场填埋,至2005年3月28日同兴垃圾发电厂正式投产开始,两套焚烧设备每天要吞下来自北碚、沙坪坝、大渡口、九龙坡等九个城区的生活垃圾,占主城生活垃圾总量的50%以上。
将垃圾变成可再生资源,这条循环经济的发展路子,取得了社会效益和经济效益的双赢。
■拓展产业
让垃圾发电还不是三峰公司的最终目标。
董林在这个新兴产业上,看到了一条高效产业链。
2005年11月,上海浦东垃圾焚烧发电厂通过考察,正式采购三峰公司的国产化炉排(焚烧炉的核心部件)作为更换备件,签订了焚烧炉备件加工承揽合同。上海浦城电能源有限公司也放弃了从法国进口设备的打算,而选择采购三峰公司的炉排片,使其更换核心配件的成本比进口降低了一半。
2006年,三峰公司建立了自己的研究中心,开发具有自主知识产权的产品。
随后,三峰公司凭借强大的技术实力,与广州李坑、南沙、江苏泰兴垃圾焚烧发电厂签订技术服务和成套设备供货合同。
2007年,三峰把触角伸向了非洲。三峰公司从众多竞争对手中脱颖而出,中标承接毛里求斯垃圾焚烧发电厂设计、建设、调试工程,工艺和环境指标严格执行欧盟现行标准。