生活垃圾渗滤液催化氧化处理技术
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1.7 垃圾渗滤液处理技术存在的问题

1.7.1 生物处理技术存在的问题

当前我国的垃圾渗滤液处理以生物处理技术为主,这类处理技术的主要特点是:技术成熟、工艺相对简单,但对处理的污水水质要求较高。特别对于垃圾渗滤液这种高浓度、成分复杂的废水来说,仅靠生物技术无法将其处理达标排放,需要结合其他工艺共同处理,在实际运行过程中存在着诸多亟待解决的问题。

好氧处理工艺中的活性污泥法和生物转盘工程具有投资大、运行管理费用高、处理效果受温度影响较大的缺点;稳定塘工艺停留时间长(10~30d)、占地面积大且净化能力随季节变化较大;膜生物反应系统需氧量大、能耗高,难生物降解物质的积累容易造成微生物的毒害和膜污染,并且膜组件价格目前比较昂贵。

厌氧处理工艺适合高浓度有机废水,但缺点是停留时间长,污染物的去除率相对较低,对温度的变化比较敏感。普通厌氧消化池体积较大,需要有足够的搅拌,所以能耗较高;升流式厌氧污泥床工艺最大的缺点在于其对有毒物质较为敏感,从而影响处理性能;厌氧生物滤池则是布水不均匀、填料昂贵且易堵。

厌氧-好氧组合工艺在处理早期渗滤液方面优势较为明显,但在晚期渗滤液处理上,存在COD去除率不高、脱氮流程复杂、TN去除率低等不足。另外还有投资大、运行管理费用高的缺点。

为了弥补生物组合工艺的不足,国内外学者提出了更多新型生物组合工艺,它们既保留了传统生物组合工艺的优点又耦合了短程硝化反硝化、同时硝化反硝化、厌氧氨氧化等新型脱氮技术,在处理中晚期渗滤液上具有很大的潜力。然而目前这些组合工艺大多数处于实验室研究阶段,这些生物组合工艺能否顺利应用于实际工程,还需在提高处理效果、获得最佳运行条件、控制运行成本、高效管理等方面进行深入研究。

1.7.2 物化处理技术存在的问题

国外发达国家的垃圾渗滤液处理以物化处理技术的研究和应用为主。这类技术大多存在污染物去除率高,污水排放能达标,但是处理成本不低的特点。除此之外,许多处理工艺也存在技术上的不足,需要不断创新、改进。

①混凝沉淀可去除渗滤液中大部分的悬浮物和高分子有机物,但产生的化学污泥难以处理。

②活性炭吸附仅对渗滤液中分子量小于1000的物质有吸附去除能力。同时,活性炭依靠的是物理吸附,并没有将污水中的有害物质分解掉,所以需要定期反冲洗,直至吸附饱和,应马上更换新的活性炭,因此活性炭的总体运行维护成本很高。

③膜工艺对氨氮的去除效果不理想;运行需要通过高压泵提供克服渗透压的压力,耗电量大;膜极易被污染,除需经常清洗外,使用寿命相对较短,一般为2~3年,导致处理成本很高;经膜分离后得到的垃圾渗滤液浓缩液难以处理。以上这些原因使得膜工艺在垃圾渗滤液的深度处理中难以工程化应用推广。

④光催化氧化技术则是因为紫外光的吸收范围较窄、光能利用率较低,需要解决透光度的问题以及目前使用的催化剂多为纳米颗粒(太大时催化效果不好)、回收困难等原因,导致其使用效益大打折扣。

⑤电化学氧化技术由于反应器效率不高,彻底分解水中有机物的电能消耗较高,污染物处理效果不稳定且设备成本高等原因,不能满足大规模处理的要求,这是电化学法单独使用时需要克服的问题。

⑥相比之下,渗滤液的化学催化氧化技术尽管存在常用氧化剂(臭氧和过氧化氢)价格较高的问题,但可以通过合成新型催化剂减少氧化剂的使用量和提高氧化剂的利用率,从而降低渗滤液处理成本。

目前,渗滤液的化学催化氧化处理技术在我国正处于实验室研究阶段。由于化学催化氧化技术可改善渗滤液的可生化性、不产生化学污泥等二次污染,因而近些年来成为学者们研究的热点。尽管学者们取得了一定的研究成果,但催化剂的优化问题仍然是一个需要深入研究的问题,而且有很大的研究价值。只有通过合成高效、廉价、易得的新型催化剂,垃圾渗滤液的催化氧化技术才能降低处理成本,应用于实际工程。

垃圾渗滤液的处理方法取决于垃圾渗滤液的性质、处理成本要求、渗滤液各项指标的达标排放要求以及实际的渗滤液处理量等,目前国内尚无完善的工艺可以借鉴。渗滤液的处理应从增强处理效果、降低处理成本的角度考虑,从渗滤液处理的实际情况出发,灵活采用渗滤液的生物和物化组合处理技术。此外,采用简单的技术手段减少渗滤液产生量是降低渗滤液处理成本的重要途径。