本書系統(tǒng)地歸納和總結了國內(nèi)外垃圾滲濾液處理技術的研究現(xiàn)狀和成果,主要包括城市垃圾滲濾液的產(chǎn)生、水質(zhì)特點、影響因素,目前國內(nèi)垃圾滲濾液處理技術的研究現(xiàn)狀和存在問題,國外垃圾滲濾液處理技術的研究現(xiàn)狀和*進展,各種技術的優(yōu)缺點比較。*后,結合作者十余年在垃圾滲濾液處理方面的研究成果,對垃圾滲濾液短程硝化厭氧氨氧化和短程反硝化-厭氧氨氧化處理技術進行了詳細的介紹。本書可供從事垃圾滲濾液處理技術研究的科研人員、技術人員和管理人員閱讀,也可供高等學校環(huán)境專業(yè)師生參考。
本書系統(tǒng)地歸納和總結了國內(nèi)外垃圾滲濾液處理技術的研究現(xiàn)狀和成果,結合作者十余年的研究成果,對垃圾滲濾液處理的新技術短程硝化-厭氧氨氧化和短程反硝化-厭氧氨氧化處理技術進行了詳細的介紹。
隨著我國城市化進程的加快,城鎮(zhèn)人口數(shù)量與日俱增,規(guī)模也日益擴大,這直接導致了城鎮(zhèn)生活垃圾的大幅度增長。而且在現(xiàn)代城市快節(jié)奏的生活下,越來越多的人都會選擇更為快捷方便的生活方式,一些快速消費品應運而生,這也增加了城鎮(zhèn)生活垃圾的數(shù)量。據(jù)統(tǒng)計,我國的城市垃圾正處于每年8%~10%的增長階段,北京市每年的增長速率更是達到了15%~20%,2010年我國的城市垃圾總量達到了2.64108t,預計到2030年,這一數(shù)字會上升到4.09108t,2050年可能會達到驚人的5.28108t,F(xiàn)有的垃圾處理設施和資金很難滿足激增的城市生活垃圾處理量,其間還存在著比較大的缺口,城市的垃圾問題也漸漸成為制約我國城鎮(zhèn)發(fā)展的重要因素。
垃圾處理主要有焚燒、堆肥、填埋等方式,在這些垃圾處理方式中,填埋法由于其具有費用低、操作簡便等優(yōu)點而被廣泛采用,所以我國90%以上的垃圾都是采取填埋處理的。但是垃圾填埋這種處理方式存在一些問題,其中之一就是會產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液。垃圾滲濾液是生活垃圾處理過程中的副產(chǎn)品,在整個垃圾的處理過程中,現(xiàn)有的垃圾處理設施,包括填埋場、中轉(zhuǎn)站、焚燒廠、堆場以及堆肥場等都將產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液。目前,我國每年生活垃圾的新鮮滲濾液產(chǎn)量約為2.9107t,可控點源排放的滲濾液為1.515107t,如果加上填埋場、堆場等歷年產(chǎn)生的滲濾液,則其年產(chǎn)量估計是新鮮滲濾液的數(shù)倍。通過水質(zhì)監(jiān)測等技術手段可以得知,垃圾滲濾液的污染濃度大約是城市生活污水的100倍。近年來,國家也極其重視垃圾滲濾液的處理,頒布了《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 168892008),對垃圾滲濾液的處理后出水提出了嚴格的排放要求。因此,許多現(xiàn)有的垃圾滲濾液處理工藝都需要提標改造以滿足標準要求。但是截止到目前為止,最為經(jīng)濟高效的垃圾滲濾液處理技術仍在不斷地探索之中。
垃圾滲濾液是一種呈現(xiàn)黃褐色或黑色,色度比一般的城市污水要高很多,并伴有惡臭氣味的污水,其成分復雜,水質(zhì)水量變化大。垃圾滲濾液中含有大量的有機物、氨氮、硫酸根、氯離子、重金屬離子以及有毒有害物質(zhì)等,復雜的污染物成分增加了其處理難度。垃圾滲濾液的處理問題已經(jīng)成為垃圾產(chǎn)業(yè)化進程的瓶頸,嚴重威脅著垃圾處理設施周圍的環(huán)境安全和居民的健康生活。若是只將生活污水的處理技術生搬硬套過來,不僅處理效果不理想,還有可能會消耗大量的能源,因此根據(jù)其水質(zhì)特點探索合適的處理技術就變得尤為重要。想要利用經(jīng)濟高效的方法來處理垃圾滲濾液,首先應該認清垃圾滲濾液的水質(zhì)特點,再結合其特點,有針對性地開發(fā)新的處理工藝,利用科學來指導工程的發(fā)展,才能找出解決問題的根本。因此,本書分別對垃圾滲濾液的性質(zhì)和研究現(xiàn)狀做了簡要介紹,著重介紹了目前國際上較為新穎的處理技術,需要指出的是,雖然到目前為止厭氧氨氧化等技術已經(jīng)有了較多的研究成果,但是其用于垃圾滲濾液處理的研究和實際工程還很少,這還需要科研人員的繼續(xù)努力。
近年來,筆者及其團隊對垃圾滲濾液處理進行了較為深入的研究,特別是針對垃圾滲濾液的微觀性質(zhì)、處理工藝等方面取得了眾多研究成果。本書的不少內(nèi)容融合了筆者及其團隊近年來大量的研究成果,以期針對垃圾滲濾液處理技術進行系統(tǒng)性總結和前瞻性指導。
本書共分7章,較為系統(tǒng)地總結了國內(nèi)外有關滲濾液的研究現(xiàn)狀以及近年來取得的成果。內(nèi)容包括滲濾液的產(chǎn)生、水質(zhì)特點、影響因素,國內(nèi)外現(xiàn)在運用較多的垃圾滲濾液處理技術,以及各技術存在的問題,對主要的垃圾滲濾液處理技術進行了效果分析和經(jīng)濟分析,也對目前垃圾滲濾液處理的最新進展做了介紹。特別是著重介紹了短程硝化厭氧氨氧化、短程反硝化厭氧氨氧化和電氧化這3個較新穎的垃圾滲濾液處理技術,這些處理技術將會成為未來垃圾滲濾液處理的主要手段。本書可供從事垃圾填埋場技術與管理工作的人員、大中專師生、環(huán)境保護工作者等參考,也可作為有關人員的專業(yè)培訓教材。
本書得到國家自然科學基金和北京市自然科學基金的部分資助,在此表示感謝!在本書編寫過程中,參考引用了部分環(huán)保領域?qū)<、學者的相關專著、論文等,雖在書后盡力列出,但恐有遺漏,在此向所有被參考引用文獻的作者表示衷心的感謝!
由于國內(nèi)外滲濾液相關資料眾多,書中遺漏之處,敬請有關專家諒解;由于筆者水平有限,書中不妥之處,敬請各位專家與廣大讀者批評指正;如有任何問題,請與筆者聯(lián)系,wlncyj@sina.com。
著者
2019年5月
第1章概論1
1.1國內(nèi)垃圾滲濾液處理技術的研究現(xiàn)狀和存在問題2
1.1.1國內(nèi)垃圾滲濾液處理技術的研究現(xiàn)狀2
1.1.2國內(nèi)垃圾滲濾液處理技術存在問題11
1.2國外垃圾滲濾液處理技術的研究現(xiàn)狀和最新進展13
1.2.1國外垃圾滲濾液處理技術的研究現(xiàn)狀14
1.2.2國外垃圾滲濾液處理技術的最新進展18
第2章垃圾滲濾液性質(zhì)及影響因素25
2.1垃圾滲濾液的產(chǎn)生25
2.2垃圾滲濾液的水質(zhì)特點26
2.2.1有機物27
2.2.2氨氮28
2.2.3營養(yǎng)元素30
2.2.4重金屬離子30
2.2.5微生物32
2.2.6毒性32
2.3垃圾滲濾液的影響因素33
2.3.1垃圾滲濾液產(chǎn)量影響因素33
2.3.2垃圾滲濾液性質(zhì)影響因素36
第3章垃圾滲濾液污染控制技術41
3.1生物處理技術41
3.1.1厭氧生物處理42
3.1.2好氧生物處理48
3.1.3厭氧-好氧組合工藝53
3.2物理化學處理技術55
3.2.1膜處理55
3.2.2混凝沉淀法56
3.2.3吸附法57
3.2.4高級氧化58
3.3土地處理技術59
第4章短程硝化-厭氧氨氧化實現(xiàn)垃圾滲濾液深度除碳脫氮61
4.1短程硝化-厭氧氨氧化的工藝原理和技術61
4.1.1短程硝化-厭氧氨氧化的工藝原理62
4.1.2短程硝化-厭氧氨氧化的工藝技術65
4.1.3短程硝化-厭氧氨氧化的工藝特點72
4.1.4小結72
4.2短程硝化-厭氧氨氧化工藝的實現(xiàn)并穩(wěn)定維持的影響因素分析73
4.2.1環(huán)境影響因素74
4.2.2底物影響因素79
第5章短程反硝化-厭氧氨氧化實現(xiàn)垃圾滲濾液深度脫氮84
5.1短程反硝化-厭氧氨氧化的工藝原理和技術88
5.2短程反硝化-厭氧氨氧化工藝的實現(xiàn)并穩(wěn)定維持的影響因素分析92
第6章電氧化強化去除垃圾滲濾液中的氨氮及難降解有機物97
6.1電氧化去除垃圾滲濾液中的氨氮及難降解有機物的工藝原理和技術99
6.2電氧化去除垃圾滲濾液中的氨氮及難降解有機物的研究實例101
6.2.1有機物和氮的降解104
6.2.2厭氧氨氧化分子生物學分析111
6.2.3討論112
第7章典型案例分析115
7.1某滲濾液處理系統(tǒng)納濾濃縮液處理工程116
7.1.1工程概況116
7.1.2工藝流程117
7.1.3工藝及設備參數(shù)118
7.1.4運行狀況120
7.1.5項目特點120
7.2某固廢綜合處理廠滲濾液處理工程120
7.2.1工程概況120
7.2.2工藝流程121
7.2.3工藝及設備參數(shù)121
7.2.4運行狀況121
7.2.5項目特點125
7.3湖南長沙縣城市固體廢棄物處置場垃圾滲濾液處理126
7.3.1工藝流程及構筑物127
7.3.2運行情況129
7.3.3投資及運行成本129
7.4UBF MBR 納濾膜 反滲透膜組合工藝處理某生活垃圾焚燒廠滲濾液的工程實例130
7.4.1設計規(guī)模及水質(zhì)指標130
7.4.2工藝流程130
7.4.3處理效果及經(jīng)濟效益132
7.5山東某城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理實例132
7.5.1設計水質(zhì)水量132
7.5.2處理工藝133
7.5.3運行效果及經(jīng)濟分析135
7.6UBF-SMSBR雙膜4段式組合工藝處理垃圾滲濾液實例135
7.6.1工藝流程135
7.6.2運行效果137
7.6.3成本分析138
7.7預處理 生物處理 深度處理組合工藝處理垃圾滲濾液工程實例138
7.7.1工程概況138
7.7.2主要構筑物139
7.7.3處理效果及經(jīng)濟分析140
附錄142
附錄一《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 168892008)142
附錄二《生活垃圾處理技術指南》(建城[2010]61號)159
參考文獻168