关键词:焚烧飞灰 渗 浓缩液 固化
随着经济的快速发展以及居民生活水平的急剧提高,城镇生活垃圾的量也在飞速发展,据调查,目前广州市的生活垃圾产量每天超过一万吨。由于土地资源的稀缺,垃圾填埋已经渐渐被淘汰,垃圾焚烧以其减量化、无害化以及资源化的优势,渐渐成为生活垃圾的主要方式。。而对于现存的垃圾填埋场来说,处理垃圾渗滤液后产生的浓缩液处理成为了新的技术。
一、垃圾焚烧飞灰及渗滤液浓缩液的的主要成分分析
以广州某垃圾焚烧厂的垃圾焚烧飞灰为例,主要重金属成分:汞
生活垃圾填埋场产生的渗滤液浓缩液,以广州某垃圾填埋场为例,COD大于3500mg/L,总氮浓度大于500 mg/L,其中盐氮大于300 mg/L。高的COD和氨氮浓度加剧了渗滤液浓缩液处理的困难度。
二、垃圾焚烧飞灰及渗滤液浓缩液的处理方式
1.垃圾焚烧飞灰的主要处理方式
目前,垃圾焚烧飞灰主要的处理处置方式有作为危废,进入危废填埋专区进行填埋;稳定化处理后,作为普通废弃物进行填埋等。
1.1作为危险废弃物进行填埋:作为危废填埋处理的成本高,且对环境的潜在威胁大,与固废处理的减量化、无害化和资源化原则相违背。
1.2稳定化处理后,作为普通废弃物进行填埋:稳定化后填埋是目前普遍采用的处理方法,主要采用水泥固化、特殊固化剂固化以及螯合-固化等稳定化处理过程。寻找高效、价格低廉的固化剂是目前主要的研究方向。
2.垃圾渗滤液浓缩液的主要处理方式
由于渗滤液浓缩液含有高浓度的氨氮以及氯离子等盐分,加剧了其处理的成本和处理的难度。普通的生物法、物化法等都无法进行有效处理,目前主要采用的处理方法是回灌法,而回灌法对环境也存在巨大的潜在威胁,会造成盐分的富集,从而使土壤板结或造成其它的环境危害。
三、垃圾焚烧飞灰与渗滤液浓缩液综合处理试验研究
1.主要工艺流程
该处理方法主要是将垃圾焚烧飞灰与固化剂按一定量的比例混合搅拌均匀后,用渗滤液浓缩液取代传统的固化反应添加水,作为固化剂与焚烧飞灰固化反应的介质,进一步混合搅拌,养护14天后,进入填埋场作为普通废弃物进行填埋。垃圾焚烧飞灰取自广州某垃圾焚烧厂,固化剂为武汉大学环境学院自行研制的HAS固化剂,渗滤液浓缩液取自广州某生活垃圾填埋场。主要工艺流程如图1所示。
2.主要试验参数
该试验固定掺入50%的渗滤液浓缩液,固化剂添加量分别为5%,10%,15%,20%,进行多组试验,分别在常温下进行14天的稳定化养护后,测其Pb、Cd的浓度。选取最佳的固化剂添加量。
3.试验结果及结果分析
根据表2的分析结果可以看出,浓缩液添加量为50%时,最佳的固化剂添加量为15%,固化后的垃圾焚烧飞灰重金属浸出浓度即可达标,具有良好的固化效果。
关键词:城市垃圾渗滤液;处理
Abstract: City of landfill leach ate is a complex composition of high concentration organic wastewater, it has become the most serious groundwater pollution sources, if to discharge untreated without treatment; it can cause serious environmental pollution. This paper analyzed the leachate treatment process to introduce a variety of leachate treatment methods, and treatment methods were comparedKey words: urban landfill leachate; processing
中图分类号:R124.3 文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)03-00
1概 述
近年来,随着我国城市化进程迅速发展,城市垃圾填埋场数量剧增,产生的生活垃圾迅速增长.垃圾渗滤液的高浓度氨氮废水,排放量大,成分复杂,毒性强,对环境危害大,处理难度又很大,使得氨氮废水的污染及其治理一直受到全世界环保领域的高度重视.因此城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。。在垃圾填埋过程中产生的污染性极强的垃圾渗滤液极易下渗污染地下水,若处理不当会对生态环境和人体健康带来巨大危害,因此垃圾渗滤液的有效处理十分迫切已成为目前国内外环境工程领域的难点之一。以保护环境为目的,对渗滤液进行处理是必不可少的。
2渗滤液处理工艺
现有的垃圾渗滤液处理技术主要分为生物法、物化法和土地法三大类。生物处理法中厌氧处理有上流式厌氧污泥床UASB、厌氧折流板反应器ABR、厌氧塘、EGSB、IC 等;好氧处理有好氧曝气塘、活性污泥法、生物转盘和滴滤池等,无氧/好氧(A/O)混合处理。物化法主要有化学混凝沉淀、活性炭吸附、化学氧化、催化氧化、膜处理、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法等。土地处理如人工湿地等主要通过土壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀等.
3渗滤液处理方法介绍
目前的渗滤液的处理方法大致可分为回灌法、物化法、生物法、土地法等.
3.1 滤液回灌法 将垃圾填埋场产生的未经处理的渗滤液或者处理不充分的滤液部分或全部喷灌至填埋场的表面,利用土壤的物化吸附作用及土壤层和填埋层中微生物的代谢净化作用,使渗滤液得到净化。但是回灌存在许多问题,滤液进水过高或者微生物过量繁殖容易造成土壤堵塞,垃圾填埋层中因厌氧消化而出现的有机酸积累水质酸化严重,同时回灌技术对氨氮的去除效果不够理想。一些地区雨季降水量大,容易随水地表径流产生二次污染,回灌时表面喷灌会散发臭味对环境造成不良影响。
3.2 物化法 物化法包括混凝、吹脱、活性炭吸附、蒸发法、化学沉淀、电解催化氧化、离子交换、膜分离等多种方法。物化法相对稳定,一般不受垃圾渗滤液水质、水量变化的影响。物化法出水水质稳定,尤其对可生化性较低的垃圾渗滤液有较好的处理效果。但由于物化法处理费用高,通常只用于渗滤液的预处理或深度处理。
3.3 生物法 在众多方法中生物法由于其投资运营费用低为各污水厂首选。生物法一般可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类,好氧处理工艺有活性污泥法、曝气氧化塘、稳定塘、生物转盘、滴滤池等。厌氧处理工艺有厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床、厌氧混合床等。生物法是垃圾渗滤液处理中最常用的一类方法,因其运行费用低、处理效率高、不会出现化学污泥等特点而被世界各国广泛采用。当渗滤液的BOD5/CODCr 值大于0.3 时,表明渗滤液的可生化性较好,可采用生化法处理。生化处理具有处理效果好、成本低等优点,它是目前应用最广泛的处理方法。 3.3. 1 好氧处理
用活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘,生物转盘等好氧法处理渗滤液都有成功的经验,好氧处理颗幼小的降低BOD5、COD和氨氮,还可以去除另一些污染物质如铁、锰等金属。在好氧法中又以延时曝气法用的最多,还有曝气稳定塘和生物转盘(主要用以去除氮)。下面将对目前主要工艺予以介绍
1. 传统活性污泥法 渗滤液可用生物法、化学絮凝、炭吸附、膜过滤、脂吸附、气提等方法单独或联合处理,其中活性污泥因其费用低、效率高而得到最广泛的应用。美国和德国的几个活性污泥法污水处理厂的运行结果表明,通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷,活性污泥法可以获得令人满意的垃圾渗滤液处理效果。
2.曝气稳定塘与活性污泥法相比,曝气稳定塘体积大,有机负荷低,尽管降解进度较慢,但由于其工程简单,在土地不贵的地区,是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法.美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小试、中试及生产规模的研究都表明,采用曝气稳定塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。
3. 生物膜法 与活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点,而且生物膜上能生长世代时间较长的微生物,如消化菌之类。加拿大British Columbia 大学的C.Peddie 和J.Atwater用直径0.9m的生物转盘处理CODCr
3.3.2厌氧生物处理
厌氧生物处理的有目的运用已有近百年的历史.但直到近20年来,随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累,不断开发出新的厌氧处理工艺,克服了传统工艺的水力停留时间长,有机负荷低等特点,使它在理论和实践上有了很大进步,在处理高浓度(BOD5≥2000mg/L)有机废水方面取得了良好效果。
厌氧生物处理有许多优点,最主要的是能耗少,操作简单,因此投资及运行费用低廉,而且由于产生的剩余污泥量少,所需的营养物质也少,如其BOD5/P只需为4000:1,虽然渗滤液中P的含量通常少于1mg/L,但仍能满足微生物对P的要求,用普通的厌氧硝化,35℃、负荷为1kgCOD/(m3.d),停留时间10d,渗滤液中COD去除率可达90%。
近年来,开发的厌氧生物处理方法有:厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。
3.3.3 厌氧与好氧的结合方式
虽然实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性,但单独采用厌氧法处理渗滤液也很少见.对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧-氧处理工艺即经济合理,处理效率又高.COD和BOD的去除率分别达86.8%和97.2%。
3.3.4 处理工艺的分析比较
。COD浓度越高,好氧方法耗能越多;厌氧方法产能越多,两者的差异就越明显。⑵厌氧处理时有机物转化成污泥的比例(0.1kgMISS/kgCODCr)远小于好氧处理的比例(0.5kgMISS/kgCODCr),因此污泥处理和处置的费用大为降低。⑶厌氧处理时污泥的生长量小,对无机营养元素的要求远低于好氧处理,因此适于处理磷含量比较低的垃圾渗滤液。。⑸厌氧处理的有机负荷高,占地面积比较小。
。对于COD在5000-50000mg/L之间的垃圾渗滤液,好氧或厌氧方法均可,选择工艺时主要考虑其它因素。
3.4土地法
土地处理法包括慢速渗滤法、快速渗滤法、表面漫流、人工湿地和回灌等,其中人工湿地和回灌应用得较多。
4 结论和建议
⑴垃圾渗滤液具有成分复杂,水质水量变化巨大,有机物和氨氮浓度高,微生物营养元素比例失调等特点,因此在选择垃圾渗滤液生物处理工艺时,必须详细测定垃圾渗滤液的各种成分,分析其特点,以便采取相应的对策。还应通过小试和中试,取得可靠优化的工艺参数,以获得理想的处理效果。
⑵多种方法应用于渗滤液的处理是可行的。在有条件的地方修筑生物塘,同时采用水生植物系统处理渗滤液,不仅投资省,而且运行费用低。
⑶我国目前真正能满足卫生填埋标准的填埋场并不多,许多填埋场因为投资所限无法按设计要求建造能达到环境保护要求的渗滤液收集系统。因此,宜发展投资省、效果好的渗滤液处理技术。垃圾填埋场渗滤液向填埋场回灌,利用土地吸附,土壤生物降解及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解,具有投资省、效果好,无需专门处理设施投资等特点。
2.1处理工艺
2.1.1处理工艺选择的建议
《生活垃圾填埋场污染控制标准》 (GB168-2008) 实施之后,对氨氮、总氨、总磷及重金属等指标要求大幅度提高或增设,目前填埋场已建垃圾渗滤液预处理与处理工程大多无法或较难满足要求,不少渗滤液处理站急需改造与新建。若不能寻找一个稳定、性价比高且易于管理的处理工艺,在渗滤液处理领域将形成 巨大的投资浪费。应在满足稳定、连续、出水达标的前提下,综合工艺的经济性 、合理性、可操作性等,经技术经济比选后确定。工艺设计及选择的几点建议如下 :
2.1.1.1设计要低能耗
根据垃圾渗滤液的性质和对各处理方法特点的比较,应该在条件允许的情况下,尽量选择能耗相对较低、污染物降解彻底的生化方法对污水进行处理。
2.1.1.2选择生物脱氮
根据污水中各污染成分的比例和微生物营养元素的比例要求,若该污水中氨氮浓度相对偏高,必须对氨氨脱除有针对性措施;氨氮脱除应该优先选用生物脱氨的工艺,吹脱工艺不仅会带来二次污染,投资和运行成本也较高。
2.1.1.3主体工艺优先选择生化法
由于物理法对污染物只是进行简单过滤,污染物都存留在浓缩液中,随即带来了浓缩液的处理问题。然而生化法对污染物能起到真正降解与削减作用,对于原水中可生化降解的污染物建议优先选用生化系统处理。此外,生化系统投资及运行成本较低,只要进水水质水量控制较好,可基本保证良好的出水水质及运行稳定性。
2.1.1.4深度处理可选用膜技术
由于渗滤液成分复杂,其中存在很多难以生化的物质,完全依靠生化不可能使污水处理达到排放的要求,同时随着填埋年限的增加,可生化性变差的特点,应该在生化后采用物化法对污水中的污染物进一步进行处理,从稳定性和成本分析来看,选择膜处理工艺较为可行。
2.1.1.5选择自动化程度高的电控系统
根据膜系统稳定运行和系统安全保证的要求,本工程自控系统 需要达到一个较高的水平,可以考虑采用上位机+PLC的控制方式,实现设备 的就地手动控制、远程控制和自动控制的3种控制方式。采用高精度的仪表,通过设备互锁、流量条件保护、压力条件保护、温度条件保护、pH条件保护等自动判断调节措施保证系统的安全稳定运行 。
2.1.1.6具备可行的污泥和浓缩方案
为了避免二次污染,对剩余污泥及老化污泥要进行储存、干燥或回灌;使用NF、RO膜工艺会产生一定比例 的浓缩液,其中含有大量难生化降解物质及重金属。NF浓缩液可回流至调节池进行二次强化处理,对于RO浓缩液,其含盐量较高,若回至调节池,将对生化系统微生物的正常代谢产生不利,故建议RO浓缩液回灌至填埋区。
基于以上建议,下面以苏州某生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺进行分析。
2.1.2项目概况
苏州市某垃圾填埋场扩建工程是2007年市重点工程,垃圾渗沥液处理厂是该工程的重要子项目之一。垃圾渗沥液处理厂占地约40亩(其中包括渗沥液调节池30亩),总造价约4000万,其中渗沥液处理厂土建和设备2682万,土地征用费、调节池及其他配套设施费用1300万。渗滤液处理厂采用以A/O/O+超滤为核心的生物膜(MBR)工艺,设计规模1200 m3/d,其中填埋场渗沥液800m3/d,焚烧厂渗沥液400m3/d,处理后的渗沥液水质达到《生活垃圾填埋污染控制标准》规定的三级标准,再排入苏州高新污水处理有限公司进一步深度处理后达标排放。渗沥液处理厂于2007年7月中旬开工建设,所有土建和设备安装工作于2008年4月底完成。2008年5月初开始调试,在四个多月的调试中,共处理污水12万m3,日平均处理量为700m3,目前日处理量已达到设计要求的1200 m3。处理后出水水质达到了设计标准,系统运行稳定,各项指标控制良好。作为垃圾渗沥液处理厂的配套工程,调节池工程于2007年5月开始建设, 2007年12月底建成进水,调节池总容量为7.5万立方米,可暂存二个月的渗沥液。
2.1.2垃圾渗滤液处理厂的工艺流程
垃圾填埋场和焚烧厂的渗沥液首先进入调节池,由于调节池进行了加盖,可以避免渗沥液对大气产生污染,同时还可以起到厌氧分解作用,在调节池即可以去除约50%的COD;调节池的渗沥液经过提升泵进入渗沥液处理系统,首先进入袋式过滤器,去除部分SS;经过滤的渗沥液分别进入缺氧池、碳氧化池和强化硝池即A/O/O系统,在A/O/O系统中渗沥液中的有机物和氨氮大部分被转化为无机物(CO2、H2O、N2)从水中去除;经过A/O/O系统处理后的渗沥液加压后通过外置式超滤膜装置实现固液分离,最终处理达标。系统产生的污泥进入污泥浓缩池,通过离心脱水处理后的固体部分填埋处理,浓缩池上清液和脱水滤液回流至调节池。具体工艺流程如下图2.1-1和图2.1-2:
2.2工艺分析
2.2.1物化工艺流程分析
2.2.1.1调节池
由于渗滤液的水量受气候、季节等因素影响,变化较大,雨季,可能还会出现水量暴增等情况,所以,首先设置调节池,以调节不同时间水量的变化,使后续的各处理环节水量能趋于基本的稳定,达到较好的处理效果。调节池必须要加盖,做除臭处理。下图为调节池的加盖处理(苏州某垃圾填埋场调节池示意图)
2.2.1.2吹脱法
吹脱法是渗滤液处理的一种方法,主要用于渗滤液中氨的去除。曝气吹脱技术是直接或调整pH后在调节池或者专门吹脱池中曝气,以达到脱氨和改善营养比例的作用。曝气吹脱预处理是经济有效的,不仅可以去除氨氮,COD也大幅度下降,氨氮去除率可达68%,CODcr去除率可达76%,而在不曝气的情况下,氨氮与CODcr的去除率仅分别为27%和22%;国内曝气吹脱的研究结果表明:吹脱的时间应保证4~5h,但在气水比和调节pH方面则各不相同,这是由于研究的初始氨氮与CODcr浓度以及出水要求的不同造成的。因为就预处理的目的与要求而言,曝气吹脱的条件应根据后续生化处理对C/N比要求而调整。因此在曝气吹脱系统的运行过程中,应根据初始氨氮与CODcr,浓度运行参数进行调整。曝气吹脱技术存在的主要问题是吹脱气体的二次污染,吹脱气体会造成周围大气环境质量的下降。
预处理工艺中将NH3吹脱置于最前端,可充分利用填埋场的渗滤液贮存调节池,即可直接在贮存调节池中铺设曝气管道,以节省工程造价,并利于间歇运行。同时可利用吹脱去除渗滤液中的重金属离子[47],为其后续的吸附处理工艺运行创造条件(即当重金属离子经吹脱后去除较多,则可不必启动吸附处理工艺,使运行具有良好的灵活性);当渗滤液的CODCr/NH3-N并不过低时,吹脱可在较低的pH条件下运行,由于吹脱后pH将有所下降,因而在混凝处理时可降低pH调节的药剂用量或不必进行pH调节(图3-1中虚箭头所示)。若渗滤液CODCr/NH3-N比较低时,则吹脱需在高pH值下运行,其出水需经再次pH调节后方可进行混凝处理。往往渗滤液pH的变化与其NH3-N浓度的变化呈正相关关系[48],因而将NH3 吹脱置于预处理工艺的最前端可减少pH 调节的次数。
2.2.1.3絮凝沉淀
絮凝沉淀已被广泛应用于垃圾渗滤液中难生物降解有机物和重金属的去除。研究表明.PAC混凝处理对渗滤液有良好的处理效果。在PAC投量为400 mg/L的条件下,各污染物的去除率分别为:COD 59.8%、Cu近100%、Pb 68.9%、Cd59.2%、Cr59.1%、Zn61.0%。因而它作为一种经济和运行灵活的处理工艺.应用于该渗滤液的处理是可行的。AnastaslOS等[17]采用生物絮凝剂混凝去除渗滤液中的腐殖酸,效果良好。采用生物絮凝剂和硫酸铝都可以达到45%的去除率.但使用生物絮凝剂处理垃圾渗滤液不需要调节pH,而使用硫酸铝则需要调节pH.同时生物絮凝剂需要的投加剂量少。混凝沉淀法可有效去除渗滤液中的难降解物质和重金属离子,对COD也有一定的去除效果。但其COD的去除率一般在30%~60%之间。
2.2.2生化处理工艺流程分析
废水进过物化预处理进入反硝化池,反硝化细菌在缺氧条件下,还原盐,释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程[51]。其反应方程式如下:
NO3-+ 2e-+ 2H+ = NO2-+ H2O
NO2-+e-+ 2H+ = NO+ H2O
2NO+2e-+ 2H+ = N2O+ H2O
N2O+ 2e-+ 2H+ = N2 + H2O
在反硝化(缺氧)阶段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入碳氧化(好氧)池进行好氧处理时,提高污水的可生化性,提高氧的效率;在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),之后进入强化硝化池,使氨在微生物作用下氧化为的。通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。
2.3工艺的技术可行性分析
生活垃圾渗滤液处理最基本的方法有物理、化学、生物处理方法。垃圾渗滤液处理个过程中最主要的难点是其污染物浓度高,单纯的物理、化学、生物处理工艺很难使其达到较好的水质进而实现达标排放。物化―生化结合的工艺,优势互补,充分发挥各种处理方法的长处,使污染物最大程度地得以去除。
物化―生化工艺有机地相结合,使得废水达标排放(其处理效果在第三章介绍)。因此,本工艺在技术上是切实可行的,并有着广阔的应用前景。
2.4本章小结
采用物化处理和生化(A/O/O)结合的预处理工艺是可行的,在实际工艺中生化处理工艺可以根据当地的气候、水文等条件进行调整,如可以采用 UASB、A2/O 等。
关键词:渗滤液;调节池;生物滤池;恶臭气体
收稿日期:2011-08-16
。
中图分类号:X701 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2011)09-0110-03
1 引言
海淀区六里屯垃圾填埋场作为海淀区唯一的一个生活垃圾终端处理设施,现阶段垃圾日填埋量达到了2 800t。与此同时,生活垃圾渗滤液的处理任务日益加重,渗滤液调节池除臭也逐渐成为填埋场工作的重点和难点。调节池恶臭是填埋场恶臭的重要组成部分之一,其成分主要是有机物在厌氧微生物菌作用下分解产生的气体[1]。由于垃圾渗滤液成分复杂,生物发酵产生的恶臭浓度高、成分复杂,其主要成分为硫化氢、氨气、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、甲烷等,对人体和环境均会带来较大影响[2]。
目前,恶臭气体的处理方法主要有高温裂解法、燃烧法、化学氧化法、吸收吸附法、微生物法、等离子法等[3]。微生物处理臭味技术非常适合垃圾处理场的臭味气体成分复杂、流量大、易于管理维护的特点。微生物法处理臭味气体,主要是利用微生物实现发臭物质的转换,把发臭物质吸附、吸收和生物转化为无臭的物质[4]。
常规的除臭生物反应器,主要采用细菌作为微生物的主体,细菌适用于水溶性好的污染物;真菌降解疏水性或水溶性差的污染物的效率高于细菌。而臭气中的污染物是多样而复杂的,既有疏水性物质,也有亲水性物质,单一地利用细菌或真菌都难以同时有效地去除,因此,宜使用细菌和真菌相结合的处理方式[5]。
2 生物滤池除臭工艺原理
2.1 除臭系统组成
;生物滤池与填料;喷淋系统;传感器。
2.2 除臭工艺流程及原理
除臭工艺流程见图1。调节池中的臭味气体通过管道系统由风机引至除臭系统的多孔布气管,布气管道位于生物滤池的底部。均匀布气后,臭味气体依次通过生物填料区、二次布气区和惰性填料区进行处理,气体中易溶于水的物质首先从气相转移进入液相,被不同的微生物种群吸收降解。营养液、水和接种高效除臭微生物通过泵打入生物滤池,并在顶部均匀喷洒。
运行中根据在填料层设置的湿度计、温度计等显示的数据来控制雾化喷水量,保证生物滤池内湿度在70~90%之间,维持真菌层填料湿度在60~80%。根据pH值决定投加酸碱量,以保证微生物生存在合适的酸碱范围内pH值为3~8[6]。
3 系统运行效果分析
3.1 监测分析方法
自2010年5月初至7月底,对六里屯垃圾填埋场调节池生物滤池除臭工程进行了近3个月的调试。调试初期,风机运行时间为每天8h(8:00~16:00)。系统运行基本稳定后,7月份开始风机24h开启,生物除臭系统连续运行。
恶臭气体的监测项目为氨气、硫化氢、甲烷、臭气浓度,监测时间改为9:00及15:00,检测点分布在调节池东北侧和西北侧以及东西两个生物滤池内部。见图2。采样方案依据GB 16297-1996大气污染物综合排放标准附录C和GB 14554-1993恶臭污染物排放标准执行,臭气浓度依据GB/T 14675-1993臭气浓度测定三点比较式臭袋法,氨气浓度依据HJ 534-2009 空气质量氨的测定次氯酸钠-水杨酸分光光度法,硫化氢依据GB/T11742-19 居民区大气中硫化氢卫生检验标准方法 亚甲蓝分光光度法,甲烷采用德尔格便携沼气测定仪进行监测。
3.2 恶臭气体检测结果
3.2.1 氨气
调试以来,调节池内的氨气基本上一直维持在200×10-6以上,但显色时间越来越短,证明氨气的浓度逐渐升高。7月10日以后,调节池内氨气逐渐降低到200×10-6之下。这表明调节池内氨气的浓度随季节和天气温度的变化比较明显,见图3。调节池内浓度为图2中①、②点的氨气平均值,生物滤池出口为图2中③、④点的氨气平均值。
在调试运行初期,氨气的去除效果不稳定,生物滤池出口处的氨气浓度较高,处理效果一般。见图4。七月份连续运行以后,氨气的去除率基本维持在60%以上,出口氨气浓度在30~60×10-6(约为0.08~0.16kg/h)范围内,达到了恶臭污染物排放标准值(4.9kg/h)。
在调节池的上下风向位置,分别取一个监测点。上风向选择在调节池的东南角2m处,下风向选择在调节池的西北角,靠近马路一侧。两个监测点的氨气浓度值均保持在1~2×10-6范围内(约为0.75~1.5mg/m3),符合恶臭污染物厂界标准值的二级新扩改建标准(1.5mg/m3)。
3.2.2 硫化氢
图5为调试期间调节池内及生物滤池出口的硫化氢浓度。调节池内浓度为图2中①、②点的硫化氢平均值,生物滤池出口为图2中③、④点的硫化氢平均值。
随着气温的逐渐升高,以及对调节池密封结构的逐渐完善,调节池内硫化氢的浓度逐渐升高。在阴雨天气条件下,硫化氢浓度会稍微降低。进气浓度的升高,对生物滤池的处理效果造成了较大的影响,同时,过高的负荷对生物滤池内微生物的生长液带来了一定的不利因素。。
同样,生物滤池对硫化氢的去除效果也和氨气具有一致性。见图6。7月份起,硫化氢的去除率基本维持在60%以上,出口硫化氢浓度在10~20×10-6(约为0.06~0.12kg/h)范围内,达到了恶臭污染物排放标准值(0.33kg/h)。
在调节池的上下风向位置,分别取一个监测点。上风向选择在调节池的东南角2m处,下风向选择在调节池的西北角,靠近马路一侧。两个监测点的硫化氢浓度值均未检出(检测下限:1×10-6)。
3.2.3 甲烷
在调试的初期,甲烷浓度一直都未检出。从6月7日起,开始检测出甲烷,其浓度迅速升高,到6月14日,达到最高值(4.6V%),接近爆炸极限(5~15 V%)。随后逐级降低,6月20日以后,甲烷均未检出或极低。见图7。调节池内浓度为图2中①、②点的甲烷平均值。
以6月12日为例,见表1。风机开启后,调节
表1 六里屯调节池甲烷检测结果记录(CH4,vol%)
。这表明,在生物除臭系统运行过程中,调节池内的甲烷含量能够保持在一个安全的范围内,不会存在爆炸等危险情况的发生。后连续运行过程中,甲烷的浓度一直维持在一个很低的水平。
3.2.4 臭气浓度
臭气浓度监测结果见表2。
表2 臭气浓度监测结果
4 结语
经过近3个月的调试试运行,六里屯渗滤液调节池生物滤池除臭系统效果显著。经检测,氨气的出口值为0.027kg/h,厂界值为上风向0.349mg/m 下风向为0.365mg/m 去除率达90%以上;硫化氢的出口值为0.072kg/h,厂界值为上风向0.008mg/m 下风向为0.017mg/m3;臭气浓度的出口值为26,厂界值为上风向<10,下风向为<10,均符合《恶臭污染物排放标准 GB 14554-93》二级新改扩建标准,对周边环境的改善起到了重要的作用。
参考文献:
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Research on Deodorant Works of Regulating Reservoir Biofilter in
Liulitun Landfill
Wang Yanqiu,Fu Shuangli,Han Donghui
(Haidian Environmental Sanitation Scientific Research Institute of Beijing,100086,China)
年工作总结
一、深化改革创新,开创全新局面
(一)创新推出骑自行车巡街方式。领导带头、全员发动骑自行车上街巡查,着力解决“看不见、见不管、管不好、好不久”的问题。制定《自行车巡街办法》,着力把自行车巡街队打造成“法规的宣传队、市政市容的护卫队、为民惠民的服务队”。。
(二)创新城市管护方式。建议市对工作实行定额管理,写进了文件,养事不养人的管护机制初步建立。对通等重点工程实行面向社会公开拍卖管理权。对雕像广场实行招商引资落实管理责任。
(三)全面落实责任制。执法管理实行街面责任制,环卫处等事业单位实行管护作业承包责任制,机关科室实行岗位责任制,层层签订责任书400余份。建立综合巡查机制、督查督办机制和绩效考核机制,初步实现了全天候、全覆盖、精细化管理,城市环境秩序不断改善。“热线”受理、办理市民诉求1件,较去年下降27.4%,市民对工作的满意度明显提升。
(四)积极开展“主题月”活动。先后开展内部建设月、责任制落实月、乱倒建筑垃圾整治月、抛洒滴漏整治月、创卫迎检等活动,集中力量打“攻坚战”,分阶段、有步骤推进管理。
(五)富民惠民有新举措。按照“市容、民生、稳定三不误”的思路,规划建设广场夜市摊区,确保了饭店迎宾大道的整洁美观。与经开区共同建设了红豆园与科工园创业街,规范了田家炳中学创业点。
(六)改革行政审批制度。将16项许可(审批)项目精简为5项,办理时限从法定20天全部缩减为3天,来件即办,一般件当天办结,平均每件办结时间节约18天。建立领导带班制,实现了项目集中率、窗口受理率、按时办结率、群众满意率、内部满意率“五个100%”。全年受理、办结许可项目940件,较去年增长140.4%;规范行政许可费用收取,从制度上堵住行为的发生,促进了城市经营,仅市政道路赔偿费全年收取124万元,同比增长268%。
二、加强内部建设,优化发展环境
深入开展“学习型机关”创建活动,建立党课制度,每月轮流一人作中心发言辅导,参学面达100%。创新干部选拔方式,干部选拔任用更加规范科学。全面普查,建立统一了城市管理基础数据库。改革目标管理办法,建立绩效考核机制,实行上下、干群互评,推行两票制评先评优,奖励向一线倾斜。向社会公开“六项承诺”,推行“七个一”服务,带头上门服务,受到服务对象肯定。建立完善各项规章制度38个,强力建设政治、惠民、和谐、一流,受到主要领导肯定,并在市级机关加强内部建设改善发展环境交流会上作了经验发言。
三、狠抓“四化”管理,促进“六城”联创
净化管理。主要街道(路段)实行全天候清扫、保洁,湖水域及城区公厕管理进一步加强。生活垃圾日产日清9.5万吨,整治死角垃圾3800吨。垃圾无害化处理14.5万吨,处理率达100%,处理垃圾渗滤液1.8万立方米,水质达到国家Ⅰ级排放标准,受到环保部西南督查中心充分肯定,垃圾处理场的建设和运行走在了全省前列。
绿化管理。补栽乔木3000株,调整灌木46万株,草坪8万平方米,摆放鲜花60万盆。
亮化管理。强化故障检修处理,路灯亮灯率和完好率达98%。新建路灯18组,及时开关时间,受到市民特别是学生家长的一致好评。
美化管理。整治违规占道00余处,清理、规范大型户外广告30余个,反复清刷“城市牛皮癣”4万余处。
市政管理。修复市政道路1.5万平方米,更换下水道井盖等市政设施1000余处,疏通下水道13万米。及时整治了一环北路及杭州北路、大道兰溪花园大门外人行道沉陷等,确保市政安全。
四、规范执法办案,提升形象
讲求执法艺术,“先宣传,多劝导;不动粗,督改正;回头看,取好证;抓典型,严查处;再宣传,教多数”。未发生一起打人骂人、粗暴执法引发严重执法纠纷的事件,形象进一步改善。健全办案制度,确保办案质量。教育纠正各类违反城市管理法律法规行为1.5万余起,较去年增长50%。办理各类案件278宗,较去年下降71%。严肃查处“锦绣园一期”夜间违规施工扰民案、“湖滨一号”违规砍树案,受到市民及各界肯定,执法威信得到提高。
五、突破重点难点,健全长效机制
10月召开了城市管理委员会全体会,大、大协调进一步完善。城市生活垃圾处理费征收、道路挖掘管理、机动车停放管理等工作取得突破,出台了管理办法并以市文件下发。防渗加固垃圾场大坝,消除溃坝风险,加紧处理坝内4万余立方米积余渗滤液,确保安全。积极投入城乡环境综合整治工作,环卫管理覆盖面进一步扩大,城郊结合部的环境卫生得到较大改观,湖开发片区卫生问题得到较好解决。
六、全力抗震救灾,倾情支援灾区
干部职工捐款47660元,缴纳“特殊党费”21060元。派出3辆宣传车开展抗震宣传,消除地震给市民带来的恐慌心理。坚守街面岗位,保障城市秩序。及时排除电力电缆故障,改“半夜灯”为“全夜灯”,全力保障城市照明。开放绿地、广场设施,清理避震垃圾100余吨,服务市民避震。全面排查安全隐患,对重大隐患落实专人值守,拆除有安全隐患的违法建筑6处。组织了由30名青年组成的“志愿者服务队”。派出5名环卫技术骨干和2台垃圾运输车,赶赴绵阳为灾民临时居住点清运垃圾1200余吨;派出2名市政职工驾驶我市唯一下水道联合疏通车赶赴绵竹重灾区,开展下水管道疏通、药水运送和污水清除等工作,受到当地和群众好评,对方专门发出感谢信,并被省建设厅评为抗震救灾先进集体。
七、强化经营理念,增加城市收入
不断强化经营城市的理念,市场化经营城市资源,收入427万元,较去年增长53.6%。城市户外广告、占道经营、雕像广场管护权、通管护权、市民阅报栏建设全部按市场化原则,进行公开拍卖,既增加了收入,又节约了管护资金。全年招商引资1200万元,超额完成市下达目标任务。
八、打造一流队伍,激发干事活力
关键词 城市污泥;餐厨垃圾;腐熟度;快速评价指标
中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)04-0204-03
。好氧堆肥技术处理速度快,无害化程度高,是处理餐厨垃圾和生活污泥的有效方法。
腐熟度是堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度,是评价污泥堆肥成熟程度的参数[1],堆肥化过程的腐熟情况极大地影响着堆肥质量。堆肥如果过分处理,就会使堆肥产品的肥分太低,失去肥料的作用;如果未完全腐熟,堆肥C/N过高,其中的有机物没有达到足够稳定,施入土壤后则会对植物产生不利影响,给堆肥产品的利用带来很大的问题[2]。国内外在腐熟度评价方面提出了众多指标和方法,但目前仍未形成一种公认的腐熟度指标[3]。国内以李承强等的堆肥腐熟度指标应用最为普遍,但这些指标普遍存在一些问题,即受堆肥物料和堆肥工艺的影响较大,难以寻找普适性的评价指标;测试步骤复杂、耗时过久以及成本过高。
该文针对餐厨垃圾和生活污泥混合高温好氧堆肥工艺,以指标检测快捷性、堆肥后期稳定性和定量化程度为依据,探寻堆肥腐熟度快速评价指标,并通过与GI的比较,确定其腐熟阈值范围。
1 材料与方法
1.1 堆肥装置
试验所用的发酵仓由堆料层和集水布气层组成,材质为8 mm厚不锈钢板。其中,堆料层容积为300 mm×300 mm×500 mm,沿仓体自上而下设3个检查取样口。堆料层内置通风穿孔管,管上钻有直径3 mm的通气口。为防止堆肥产生的渗滤液堵塞出气口,浸没堆肥物料,导致堆料底部呈厌氧状态,堆料层下设有漏斗形集水布气层,其设有水平出气管和竖直出水管。堆料层和集水布气层之间设有高强度PVC钻孔隔板,隔板上均布着间距为22 mm、孔径为8 mm的小孔。该试验采用竖向通风水平供气的通风方式。强制通风和反应产生的气体及堆肥期间产生的渗滤液通过该隔板排入集水布气层,再分别由出气管和出水管排出发酵仓。
试验所用通风设备为电磁式空气压缩机。通气频率和通气量分别由时间控制仪和玻璃转子流量计控制。通气管路由软管连接,自反应器上部的进气孔接入发酵仓。
1.2 堆肥材料
试验采用的城市污泥来自广州市猎德污水处理厂二期工程工艺的脱水污泥。。试验所用木屑取自绿由公司仓库,粒径1 mm左右。
1.3 堆肥方案设计
试验用城市污泥、餐厨垃圾和木屑按照一定的比例混合进行好氧堆肥处理。按照堆肥所需适宜比例设计4个处理(表2)。
1.4 试验与分析方法
1.4.1 堆肥试验与采样分析方法。堆肥试验主要包括堆肥物料预处理、一次发酵、二次发酵3个试验步骤。堆肥物料预处理主要包括对餐厨垃圾进行破碎,调整粒径;混合城市污泥和餐厨垃圾,分别添加木屑,调整C/N、含水率。一次发酵(0~11 d)在密闭的发酵仓中进行,二次发酵(12~50 d)采用露天堆置、自然通风方式。
采样时间和方法:堆肥过程中于第0、2、4、7、10、14、18、24、31、39、47天采样。取样时,分别从上、中、下3个取样口多点取样,混合后缩分至100g左右。
试验测定的指标如下:温度、含水率、pH值、种子发芽系数(Germination index,GI)、E4/E6、有机质、总有机碳(TOC)、全氮(TN)、水溶性总氮(WS-TN)、水溶性有机碳(WS-TOC)、水溶性铵氮(NH4+-N)、水溶性硝氮(NO3--N)。测定方法如表3。
1.4.2 相关性分析方法。相关系数是表明现象之间客观存在的密切关系和程度的指标。相关性分析的主要方法就是通过计算和比较不同参数间的相关系数,从而得出不同参数间的相关程度。该文涉及的相关分析皆为线性相关。
r=■
相关系数r的值在-1~1分布,| r |越趋于1,则x、y相关越密切;| r |越趋于0,则x、y相关越不密切。
。通过对各组试验的待选指标的相关性分析,选出适当的快速评价指标。
相关性分析分2步进行:首先,比较各项指标与GI的相关系数,将与GI相关较好的指标筛选出来。因为,GI对堆肥腐熟过程的描述是比较贴切的,与GI相关性好,则意味着能够更接近堆肥腐熟的过程变化。然后,比较筛选出的指标间相互的相关系数,选取与其他指标相关性较好的指标为最终选定的快速评价指标。该文使用SPSS软件对各组数据进行相关性分析。
2 结果与分析
2.1 腐熟度快速评价指标的选择
2.1.1 A组待选指标的相关性评价。A组待选指标的相关性矩阵见表4。由表4可知,种子发芽系数(GI)与E4/E6、C/N(S)、C/N(W)、WS-TOC和NO3--N均呈显著相关(P≤0.01,N=11),相关系数分别为-0.831、-0.843、-0.912、-0.883和0.955。其中,E4/E6与C/N(W)、WS-TOC、NO3--N等3个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11);C/N(S)仅与NO3--N存在显著相关性(P≤0.01,N=11);C/N(W)与E4/E6、WS-TOC、NO3--N等3个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11);WS-TOC与E4/E6、C/N(W)、NO3--N等3个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11);NO3--N与E4/E6、C/N(S)、C/N(W)和WS-TOC均呈显著相关(P≤0.01,N=11)。综上所述,根据A组试验数据筛选出的指标为E4/E6、C/N(W)、WS-TOC和NO3--N。
2.1.2 B组待选指标的相关性评价。B组待选指标的相关性矩阵见表5。由表5可知,种子发芽系数(GI)与C/N(S)、C/N(W)、WS-TOC、NH4+-N和NO3--N呈显著相关(P≤0.01,N=11),相关系数分别为-0.719、-0.801、-0.7、-0.816和0.938。C/N(S)仅与NO3--N存在显著相关性(P≤0.01,N=11);C/N(W)与WS-TOC、NO3--N等2个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11);WS-TOC与C/N(W)、NH4+-N等2个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11);NH4+-N与C/N(W)、WS-TOC、NO3--N等3个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11);NO3--N与C/N(S)、WS-TOC等2个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11)。综上所述,根据B组试验数据筛选出的指标为C/N(W)、WS-TOC、NH4+-N和NO3--N。
2.1.3 C组待选指标的相关性评价。C组待选指标的相关性矩阵见表6。由表6可知,种子发芽系数(GI)与E4/E6、C/N(S)、C/N(W)、WS-TOC、WS-TN、NH4+-N和NO3--N呈显著相关(P≤0.01,N=11),相关系数分别为-0.7、-0.846、-0.832、-0.844、-0.774、-0.859和0.949。E4/E6与C/N(S)、NO3--N等2个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11);C/N(S)仅与E4/E6存在显著相关性(P≤0.01,N=11);C/N(W)与WS-TOC、WS-TN、NH4+-N、NO3--N等4个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11);WS-TOC与C/N(W)、WS-TN、NH4+-N、NO3--N等4个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11);WS-TN与C/N(W)、WS-TOC、NH4+-N等3个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11);NH4+-N与C/N(S)、C/N(W)、WS-TOC、WS-TN、NO3--N等5个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11);NO3--N与E4/E6、C/N(S)、C/N(W)、WS-TOC、NH4+-N等5个指标呈显著相关(P≤0.01,N=11)。综上所述,根据C组试验数据筛选出的指标为C/N(W)、WS-TOC、WS-TN、NH4+-N和NO3--N。
2.1.4 D组待选指标的相关性评价。D组待选指标的相关性矩阵见表7。由表7可知,种子发芽系数(GI)与C/N(W)、WS-TOC和NO3--N呈显著相关(P≤0.01,N=11),相关系数分别为-0.798、-0.762和0.980。C/N(W)、WS-TOC和NO3--N三者之间均呈显著相关(P≤0.01,N=11)。表明这3个指标对腐熟度的指示是高度一致的。综上所述,根据D组试验数据筛选出的指标为C/N(W)、WS-TOC和NO3--N。
2.1.5 小结。由以上4组试验数据的相关性分析可知,只有C/N(W)、WS-TOC和NO3--N这3个指标在所有试验中都符合要求。其中,NO3--N与GI的相关性在所有的待选指标中是最好的,所有4组的相关系数均大于0.900。NO3--N浓度在堆肥后期的上升仅由于硝化细菌因温度的下降而活性增强引起的,受其他因素影响较小,各组数据变化规律比较稳定,且与GI的变化规律一致性较强,所以NO3--N可以作为餐厨垃圾与生活污泥混合堆肥的腐熟度快速评价指标。
试验最终选定C/N(W)、WS-TOC和NO3--N为餐厨垃圾与生活污泥混合堆肥的腐熟度快速评价指标。
2.2 腐熟度快速评价指标阈值的确定
以种子发芽系数(GI)检验堆肥腐熟度是最精确和最合理的方法之一。该文认为堆肥GI≥80%即可认为基本腐熟,因此,以GI=80%时对应的堆肥天数为腐熟时间,并以此确定选定的快速评价指标的腐熟阈值。各组试验GI初次超过80%时,对应的快速评价指标值见表8。
通过以上分析,可以初步确定3个指标的腐熟阈值为:C/N(W)下降到7~10;WS-TOC下降到4 700~5 200 mg/kg;NO3--N上升到350~420 mg/kg。
3 结论与讨论
通过对好氧堆肥过程中指标进行相关系分析,选出了C/N(W)、WS-TOC和NO3--N为餐厨垃圾与生活污泥混合堆肥的腐熟度快速评价指标,并确定了这3个值的腐熟阈值。研究结果可作为评价城市污泥与餐厨垃圾腐熟度的参考,为堆肥过程腐熟的判定提供便捷的指导。
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