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垃圾填埋场渗滤液溶解性有机质特性及其去除技术综述

 垃圾填埋场渗滤液所含物质种类繁多,理化特性复杂,且随填埋时间等条件而变化.本文综合分析了垃圾渗滤液溶解性有机质的组成特征、结构特征及随年代变化特征.针对垃圾渗滤液难降解有机质的特性而研发的处理技术包括物化法、高级氧化法和微电解法等,并在实际工程中得到应用.随着越来越严格的渗滤液排放要求,溶解性有机质的去除应充分考虑投资的经济、运行的稳定性和可靠性.

垃圾填埋场渗滤液是一种高浓度有机废水,其化学特性与填埋场废物成分、填埋方式、填埋龄以及填埋场环境条件等密切相关.一般评价渗滤液的指标包括:CODCr 、BOD5 、SS、总氮、氨氮、重金属等,主要污染物为溶解性有机物、氨氮,无机盐类物质含量较高,而重金属浓度一般较低 .

按填埋时间可将渗滤液简单划分为年轻渗滤液(<5 年)、成熟渗滤液(中、老龄,分别为 5—10 年、>10 年).年轻渗滤液一般具有较高 BOD 5 / COD Cr ,采用生物处理能取得较好的效果,但残余 COD Cr 仍然高达 500—1500 mg•L-1,具有高毒性和难生物降解性,与经过产甲烷阶段后的成熟渗滤液类似 .

残余COD 主要是难降解的溶解性有机质(DOM),其所含物质种类繁多,理化特性复杂,且随填埋时间等条件的变化,呈现出较大的差异性 .腐殖质(humic substances, HS)可占 DOM 的 60%左右,是渗滤液中难降解有机质的主要成分,也是造成渗滤液色度的主要物质.它的相对分子质量可以从几百到上百万,是一种复杂稳定的高分子混合物.

因此,如何有效去除渗滤液中的 HS 是渗滤液处理达标排放的关键.物化法由于工艺简便,污染物去除效率高,受水质水量变化影响小,出水水质稳定,受到越来越多的关注.

高级氧化法能够破坏腐殖酸等大分子难降解物质的稳定结构,使其转化成小分子易生物降解的化合物,还能起到脱色除臭的效果,在处理高浓度垃圾渗滤液方面有很好的应用前景.微电解法处理垃圾渗滤液的研究尚处于起步阶段.以下就垃圾渗滤液 DOM 的特性及去除技术展开综述.

1 垃圾渗滤液溶解性有机质特性

 

表 1 渗滤液特性随填埋龄的变化

表 2 高级氧化法去除垃圾渗滤液中的DOM工程应用

 

  

3 结论及展望

垃圾填埋场渗滤液中的 DOM 种类繁多,理化特性复杂,且随不同填埋时间表现出较大差异.以去除DOM 为主的垃圾渗滤液处理技术主要包括强化混凝、活性炭吸附、膜分离、Fenton 氧化、臭氧氧化、光催化氧化、过硫酸盐氧化、微电解等,但这些方法只能有效去除渗滤液 DOM 中的一类或几类有机质.

针对渗滤液中不同种类、不同理化性质的 DOM 的去除尚需要进一步研究,以便开发更有效的组合式工艺用于垃圾渗滤液 DOM 的深度处理.垃圾渗滤液深度处理技术发展趋势如下:

(1)GB16889—2008 新标准实施后, 采用“纳滤+反渗透”膜分离技术处理 MBR 膜生物反应器出水中的 DOM,这在我国垃圾填埋场渗滤液处理领域的应用较为普遍.实际上,纳滤出水 COD Cr 已经接近GB 16889—2008的表 2 标准,后续反渗透工艺,不仅投资大、运行成本高,而且带来反渗透浓缩液处理处置的困难.因此,针对纳滤出水中的 DOM,研究开发新型深度处理工艺替代反渗透成为垃圾填埋场渗滤液处理技术的发展方向.

(2)单一的臭氧氧化工艺去除垃圾渗滤液中的 DOM 效率较低,将臭氧氧化与催化絮凝、微电解等工艺相结合用于渗滤液的深度处理具有较广阔的应用前景.

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