滲濾液的收集及處理

1、5、滲濾液的產(chǎn)生及收集處理5.1垃圾滲濾液概況垃圾滲濾液是指垃圾在堆放和填埋過程中由于壓實(shí)、發(fā)酵和降水滲流作用而產(chǎn)生的一種高濃度有機(jī)廢水。滲濾液包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所產(chǎn)生的水及浸入的地下水。滲濾液量的大小主要受控于垃圾本身的含水率、，因而導(dǎo)致同一填埋場滲濾液隨時(shí)降水與徑流強(qiáng)度及填埋垃圾分解的階段過程空變化，其組成、濃度等特征均有較大不同。城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中非常棘手的問題。主要來源有： （1）降水的滲入，降水包括降雨和降雪，它是滲濾液產(chǎn)生的主要來源。 （2）外部地表水的滲入，這包括地表徑流和地表灌溉。 （3）地下水的滲入，這與滲濾液數(shù)量和性質(zhì)與地

2、下水同垃圾接觸量、時(shí)間及流動方向等有關(guān)；當(dāng)填埋場內(nèi)滲濾液水位低于場外地下水水位，并沒有設(shè)置防滲系統(tǒng)時(shí)，地下水就有可能滲入填埋場內(nèi)。 （4） 垃圾本身含有的水分，這包括垃圾本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附量。 （5） 覆蓋材料中的水分，與覆蓋材料的類型、來源以及季節(jié)有關(guān)。 （6） 垃圾在降解過程中產(chǎn)生的水分，與垃圾組成、pH值、溫度和菌種等有關(guān)，垃圾中的有機(jī)組分在填埋場內(nèi)分解時(shí)會產(chǎn)生水分。垃圾在填埋場產(chǎn)生的滲濾液與時(shí)間的關(guān)系可分為以下幾個(gè)階段： （1）調(diào)整期：在填埋初期，垃圾體中水分逐漸積累且有氧氣存在，厭氧發(fā)酵作用及微生物作用緩慢，此階段滲濾液量較少。 （2） 過渡期：本階段濾液中的微生

3、物由好氧性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧嫘曰騾捬跣裕_始形成滲濾液，可測到揮發(fā)性有機(jī)酸的存在。 （3） 酸形成期：濾液中揮發(fā)性有機(jī)酸占大多數(shù)，pH值下降，濃度極高，/為0.40.6，可生化性好，顏色很深，屬于初期的滲濾液。 （4） 甲烷形成期：此階段有機(jī)物經(jīng)甲烷菌轉(zhuǎn)化為CH4和CO2，pH值上升，濃度急劇降低，/為0.1-0.01，可生化性較差，屬于后期滲濾液。 （5）成熟期：此時(shí)滲濾液中的可利用成分大減少，細(xì)菌的生物穩(wěn)定作用趨于停止，并停止產(chǎn)生氣體，系統(tǒng)由無氧轉(zhuǎn)為有氧態(tài)，自然環(huán)境得到恢復(fù)。5.2垃圾滲濾液的主要水質(zhì)特性1、垃圾滲濾液中有機(jī)物種類多垃圾滲濾液中有機(jī)物又可分為 3 類，即低分子量的脂肪酸類、中等分

4、子量的富里酸類物質(zhì)和腐殖質(zhì)類高分子量碳水化合物。滲濾液中除含有常規(guī)的污染物質(zhì)外，還含有包括某些致癌、促癌和輔促致癌物質(zhì)。尤其是當(dāng)生活垃圾與部分工業(yè)垃圾混合時(shí)，成份更為復(fù)雜。鄭曼英等對廣州大田山垃圾填埋場進(jìn)行了取樣分析結(jié)果表明，從垃圾滲濾液中檢出的主要有機(jī)污染物77 種。其中被列入我國環(huán)境優(yōu)先污染物“黑名單”的 5 種。2、和濃度高垃圾滲濾液的污染物濃度高，變化范圍大，這是其它污水無法比擬的，從而給垃圾滲濾液的處理和工藝選擇帶來了很大的難度。垃圾滲濾液中最高可達(dá)80000mg / L，BOD5最高可達(dá)35000mg/L。一般而言，BOD5，BOD5/CODcr將隨填埋場的年齡增長而降低，堿度含量

5、則逐漸升高。3、金屬含量高垃圾滲濾液含有銅、鋅、鐵、鉛等10多種金屬離子，由于國內(nèi)城市垃圾不像國外那樣經(jīng)過嚴(yán)格篩選，所以國內(nèi)垃圾滲濾液中金屬離子濃度大大高于世界發(fā)達(dá)國家。滲濾液中鐵的濃度可高達(dá)2050mg / L，鉛的濃度可達(dá)12.3mg / L，鋅的濃度可達(dá)130mg / L，鈣的濃度甚至高達(dá)4300mg / L。浙江大學(xué)沈東升等的研究表明，當(dāng)廢電器拆解垃圾與生活垃圾一起填埋時(shí)，其滲濾液中的 Cu、Zn、Pb、Ni 和 Hg 等重金屬離子的濃度可分別達(dá)到 3、11.5、1.7、1.6mg/L和 65g/L。4、微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)，氨氮含量高在不同年齡的垃圾滲濾液中，碳、氮兩種元素的比例(

6、C/N比)有較大的差異，常常出現(xiàn)比例失調(diào)的情況。隨著堆放年限的增加，垃圾滲濾液中氨氮濃度會逐漸升高。一般來說，對于生物處理，垃圾滲濾液中的磷元素總是缺乏的，例如在北美的幾個(gè)垃圾填埋場的BOD5/TP都大于300，此值與微生物生長所需要的碳磷比（100：1）相去甚遠(yuǎn)。同時(shí)，/比值變化大，給生化處理帶來一定的難度。5、水質(zhì)變化復(fù)雜垃圾滲濾液的成分和產(chǎn)量隨季節(jié)、時(shí)間等變化情況較復(fù)雜。其變化特性為：產(chǎn)生量呈季節(jié)性變化，雨季明顯大于旱季。污染物組成及其濃度呈季節(jié)性變化。平原地區(qū)填埋場干冷季節(jié)滲濾液中的污染物組成和濃度較低。污染物組成及其濃度隨填埋年限的延長而變化。填埋層各部分物化和生物學(xué)特征及其活動方式

7、都不同，“年輕”填埋場的滲濾液pH值較低，、VFA、金屬離子濃度和BOD5/CODCr較高，“中年老”填埋場的滲濾液pH值中性偏堿，、VFA濃度和BOD5/CODCr較低，金屬離子濃度下降，但氨氮濃度較高，見下表。 垃圾滲濾液水質(zhì)特征隨填埋場“年齡”的變化水質(zhì)指標(biāo)垃圾填埋場“年齡” 10年（老年）pHCOD/（mg.L-1）BOD5/CODCOD/TOCVFA（%TOC） 10000 0.5 2.7 706.57.55000100000.10.52.02.7530 7.5 5000 0.1 2.0 55.3滲濾液收集系統(tǒng)5.3.1滲濾液收集系統(tǒng)的作用滲濾液收集系統(tǒng)應(yīng)保證在填埋場使用年限內(nèi)正常運(yùn)

8、行，收集并將填埋場內(nèi)滲濾液排至場外指定地點(diǎn)，避免滲濾液在填埋場底部蓄積。滲濾液的蓄積會引起下列問題：1、場內(nèi)水位升高導(dǎo)致垃圾體中污染物更強(qiáng)烈的浸出，從而使?jié)B濾液中污染物濃度增大；2、底部襯層上的靜水壓增加，導(dǎo)致滲濾液更多的地滲漏到地下水土壤系統(tǒng)中；3、填埋場的穩(wěn)定性受到影響；4、滲濾液有可能擴(kuò)散到填埋場外。5.3.2滲濾液收集系統(tǒng)的構(gòu)造滲濾液收集系統(tǒng)通常由導(dǎo)流層、收集溝、多孔收集管、集水池、提升多孔管、潛水泵和調(diào)節(jié)池等組成。因本設(shè)計(jì)滲濾液收集管直接穿過垃圾主壩接入調(diào)節(jié)池，則集水池、提升多孔管和潛水泵可以省略。導(dǎo)流層的目的就是將全場的滲濾液順利地導(dǎo)入收集溝內(nèi)的滲濾液收集管內(nèi)（包括主管和支管）。

9、在導(dǎo)流層工程建設(shè)之前，需要對填埋庫區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行場地的清理。在導(dǎo)流層鋪設(shè)的范圍內(nèi)將植被清除，并按照設(shè)計(jì)好的縱橫坡度進(jìn)行平整，根據(jù)城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，滲濾液在垂直方向上進(jìn)入導(dǎo)流層的最小底面坡降應(yīng)不小于2%，以利于滲濾液的排放和防止在水平襯墊層上的繼續(xù)。 收集溝設(shè)置于導(dǎo)流層的最低標(biāo)高處，并貫穿整個(gè)場底，斷面通常采用等腰梯形或菱形，鋪設(shè)于場底中軸線上的為主溝，在主溝上依間距3050m設(shè)置支溝，支溝與主溝的夾角宜采用15的倍數(shù)（通常為60）。收集溝中填充卵石或碎石，粒徑按照上大下小形成反濾，一般上部卵石粒徑采用4060mm，下部采用2540mm。 多孔收集管按照埋設(shè)位置分為主

10、管和支管，分別埋設(shè)在收集主溝和支溝中。管道需要進(jìn)行水力和靜力作用測定或計(jì)算以確定管徑和材質(zhì)，其公稱直徑應(yīng)不小于100mm，最小坡度應(yīng)不小于2%。選擇材質(zhì)時(shí)，考慮到垃圾滲濾液有可能對混凝土產(chǎn)生的侵蝕作用，通常采用高密度聚乙烯（HDPE），預(yù)先制孔，孔徑通常為1520mm，孔徑50100mm，開孔率2%5%左右。為了使垃圾體內(nèi)的滲濾液水頭盡可能低，管道安裝時(shí)要使開孔的管道部分朝下，但孔口不能靠近起拱線，否則會降低管身的縱向剛度和強(qiáng)度。滲濾液收集系統(tǒng)中的收集管部分，不僅指場底水平鋪設(shè)的部分，同時(shí)還包括收集管的垂直收集部分。滲濾液收集系統(tǒng)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是調(diào)節(jié)池，其主要作用是對滲濾液進(jìn)行水質(zhì)和水量的調(diào)節(jié)

11、，平衡豐水期和枯水期的差異，為滲濾液處理系統(tǒng)提供恒定的水量，同時(shí)可對滲濾液水質(zhì)起到預(yù)處理的作用。依據(jù)填埋庫區(qū)所在地的地質(zhì)情況，調(diào)節(jié)池通常采用地下式或半地下式，調(diào)節(jié)池的池底和內(nèi)壁通常采用HDPE膜進(jìn)行防滲，膜上采用預(yù)制混凝土板保護(hù)。為檢測滲濾液深度，生活垃圾填埋場內(nèi)設(shè)置滲濾液監(jiān)測井，確保在填埋場的運(yùn)行期內(nèi)防滲襯層上的滲濾液深度不大于30cm。5.4滲濾液的計(jì)算5.4.1滲濾液產(chǎn)生量的計(jì)算滲濾液的產(chǎn)生量為：式中Q-表示滲濾液平均日產(chǎn)量，m3/d; A1-填埋區(qū)的面積，m2； A2-封場區(qū)的面積，m2； C1-填埋區(qū)浸出系數(shù),取0.5； C2-為封場區(qū)浸出系數(shù)，C2=C10.6=0.50.6=0.3

12、 I-表示年平均日降水量，6.9mm/d。填埋場的服務(wù)年限為20年，填埋庫區(qū)分四塊，分別進(jìn)行填埋。一區(qū)為1-4年，二區(qū)為5-9年，三區(qū)為10-15年，四區(qū)為16-21年。其填埋區(qū)體積見下表。填埋庫區(qū)填埋區(qū)體積/萬m一區(qū)(1-4年)65.7+67.15+68.62+70.13=271.6二區(qū)(5-9年)71.68+73.25+74.86+76.51+78.19=374.49三區(qū)(10-15年)79.91+81.67+83.47+85.31+87.18+89.10=506.64四區(qū)(16-21年)91.06+93.06+95.11+97.20+99.34+101.53=577.30（1）第一塊填埋

13、區(qū):第一塊填埋區(qū)的服務(wù)年限為4年，則第一塊填埋區(qū)面積為 滲濾液平均日產(chǎn)量：滲濾液最大日產(chǎn)量：（2）第二塊填埋區(qū):第二塊填埋區(qū)服務(wù)年限為5年，則第二塊填埋區(qū)面積為封場區(qū)面積：=第一塊填埋區(qū)面積=125656.3滲濾液平均日產(chǎn)量： 滲濾液最大日產(chǎn)量：(3）第三塊填埋區(qū):第三塊填埋區(qū)服務(wù)年限為6年，則第三塊填埋區(qū)面積為 封場區(qū)面積： =第一塊填埋區(qū)面積+第二塊填埋區(qū)面積=125656.3+173134.5=298790.8滲濾液平均日產(chǎn)量： 滲濾液最大日產(chǎn)量：（4）第四塊填埋區(qū):第四塊填埋區(qū)服務(wù)年限為6年，則第四塊填埋區(qū)面積為 封場區(qū)面積： =第一塊填埋區(qū)面積+第二塊填埋區(qū)面積+第三塊填埋區(qū)面積 =125656.3+173134.5+234230.2=533021.0 滲濾液平均日產(chǎn)量： 滲濾液最大日產(chǎn)量：5.4.2 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)與計(jì)算最小調(diào)節(jié)池容積的由下式確定：V（Qmax-Q）5其中：V調(diào)節(jié)池有效容積； Qmax 設(shè)計(jì)最大滲濾液產(chǎn)生量； Q