渗滤液的收集及处理

5、渗滤液得产生及收集处理
5、1垃圾渗滤液概况
垃圾渗滤液就是指垃圾在堆放与填埋过程中由于压实、发酵与降水渗流作用而产生得一种高浓度有机废水。

渗滤液包括垃圾自身所含得水分、垃圾分解所产生得水及浸入得地下水。

渗滤液量得大小主要受控于垃圾本身得含水率、,因而导致同一填埋场渗滤液随时降水与径流强度及填埋垃圾分解得阶段过程空变化,其组成、浓度等特征均有较大不同。

城市垃圾填埋场渗滤液得处理一直就是填埋场设计、运行与管理中非常棘手得问题。

主要来源有:
(1)降水得渗入,降水包括降雨与降雪,它就是渗滤液产生得主要来源。

(2)外部地表水得渗入,这包括地表径流与地表灌溉。

(3)地下水得渗入,这与渗滤液数量与性质与地下水同垃圾接触量、时间及流动方向等有关;当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位,并没有设置防渗系统时,地下水就有可能渗入填埋场内。

(4) 垃圾本身含有得水分,这包括垃圾本身携带得水分以及从大气与雨水中得吸附量。

(5) 覆盖材料中得水分,与覆盖材料得类型、来源以及季节有关。

(6) 垃圾在降解过程中产生得水分,与垃圾组成、pH值、温度与菌种等有关,垃圾中得有机组分在填埋场内分解时会产生水分。

垃圾在填埋场产生得渗滤液与时间得关系可分为以下几个阶段:
(1)调整期:在填埋初期,垃圾体中水分逐渐积累且有氧气存在,厌氧发酵作用及微生物作用缓慢,此阶段渗滤液量较少。

(2) 过渡期:本阶段滤液中得微生物由好氧性逐渐转变为兼性或厌氧性,开始形成渗滤液,可测到挥发性有机酸得存在。

(3) 酸形成期:滤液中挥发性有机酸占大多数,pH值下降,浓度极高,/
为0、4~0、6,可生化性好,颜色很深,属于初期得渗滤液。

(4) 甲烷形成期:此阶段有机物经甲烷菌转化为CH4与CO2,pH值上升,浓度急剧
降低,/为0、10、01,可生化性较差,属于后期渗滤液。

(5)成熟期:此时渗滤液中得可利用成分大减少,细菌得生物稳定作用趋于停止,并停止产
生气体,系统由无氧转为有氧态,自然环境得到恢复。

5、2垃圾渗滤液得主要水质特性
1、垃圾渗滤液中有机物种类多
垃圾渗滤液中有机物又可分为3 类,即低分子量得脂肪酸类、中等分子量得富里酸类物质与腐殖质类高分子量碳水化合物。

渗滤液中除含有常规得污染物质外,还含有包括某些致癌、促癌与辅促致癌物质。

尤其就是当生活垃圾与部分工业垃圾混合时,成份更为复杂。

郑曼英等对广州大田山垃圾填埋场进行了取样分析结果表明,从垃圾渗滤液中检出得主要有机污染物77 种。

其中被列入我国环境优先污染物“黑名单”得5 种。

2、与浓度高
垃圾渗滤液得污染物浓度高,变化范围大,这就是其它污水无法比拟得,从而给垃圾渗滤液得处理与工艺选择带来了很大得难度。

垃圾渗滤液中最高可达80000mg / L,BOD5最高可达35000mg/L。

一般而言,,BOD5,BOD5/CODcr将随填埋场得年龄增长而降低,碱度含量则逐渐升高。

3、金属含量高
垃圾渗滤液含有铜、锌、铁、铅等10多种金属离子,由于国内城市垃圾不像国外那样经过严格筛选,所以国内垃圾渗滤液中金属离子浓度大大高于世界发达国家。

渗滤液中铁得浓度可高达2050mg / L,铅得浓度可达12、3mg / L,锌得浓度可达130mg / L,钙得浓度甚至高达4300mg / L。

浙江大学沈东升等得研究表明,当废电器拆解垃圾与生活垃圾一起填埋时,其渗滤液中得Cu、Zn、Pb、Ni 与Hg 等重金属离子得浓度可分别达到3、11、5、1、7、1、6mg/L与65μg/L。

4、微生物营养元素比例失调,氨氮含量高
在不同年龄得垃圾渗滤液中,碳、氮两种元素得比例(C/N比)有较大得差异,常常出现比例失调得情况。

随着堆放年限得增加,垃圾渗滤液中氨氮浓度会逐渐升高。

一般来说,对于生物处理,垃圾渗滤液中得磷元素总就是缺乏得,例如在北美得几个垃圾填埋场得BOD5/TP都大于300,此值与微生物生长所需要得碳磷比(100:1)相去甚远。

同时,/比值变化大,给生化处理带来一定得难度。

5、水质变化复杂
垃圾渗滤液得成分与产量随季节、时间等变化情况较复杂。

其变化特性为:①产生量呈季节性变化,雨季明显大于旱季。

②污染物组成及其浓度呈季节性变化。

平原地区填埋场干冷季节渗滤液中得污染物组成与浓度较低。

③污染物组成及其浓度随填埋年限得延长而变化。

填埋层各部分物化与生物学特征及其活动方式都不同,“年轻”填埋场得渗
滤液pH值较低,、、VFA、金属离子浓度与BOD5/CODCr较高,“中年老”填埋场得渗滤液pH值中性偏碱,、、VFA浓度与BOD5/CODCr较低,金属离子浓度下降,但氨氮浓度较高,见下表。

垃圾渗滤液水质特征随填埋场“年龄”得变化
5、3渗滤液收集系统
5、3、1渗滤液收集系统得作用
渗滤液收集系统应保证在填埋场使用年限内正常运行,收集并将填埋场内渗滤液排至场外指定地点,避免渗滤液在填埋场底部蓄积。

渗滤液得蓄积会引起下列问题:
1、场内水位升高导致垃圾体中污染物更强烈得浸出,从而使渗滤液中污染物浓度增大;
2、底部衬层上得静水压增加,导致渗滤液更多得地渗漏到地下水——土壤系统中;
3、填埋场得稳定性受到影响;
4、渗滤液有可能扩散到填埋场外。

5、3、2渗滤液收集系统得构造
渗滤液收集系统通常由导流层、收集沟、多孔收集管、集水池、提升多孔管、潜水泵与调节池等组成。

因本设计渗滤液收集管直接穿过垃圾主坝接入调节池,则集水池、提升多孔管与潜水泵可以省略。

导流层得目得就就是将全场得渗滤液顺利地导入收集沟内得渗滤液收集管内(包括主管与支管)。

在导流层工程建设之前,需要对填埋库区范围内进行场地得清理。

在导流层铺设得范围内将植被清除,并按照设计好得纵横坡度进行平整,根据《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》得要求,渗滤液在垂直方向上进入导流层得最小底面坡降应不小于2%,以利于渗滤液得排放与防止在水平衬垫层上得继续。

收集沟设置于导流层得最低标高处,并贯穿整个场底,断面通常采用等腰梯形或菱形,铺设于场底中轴线上得为主沟,在主沟上依间距30~50m设置支沟,支沟与主沟得夹角宜采用15得倍数(通常为60)。

收集沟中填充卵石或碎石,粒径按照上大下小形成反滤,一般上部卵石粒径采用40~60mm,下部采用25~40mm。

多孔收集管按照埋设位置分为主管与支管,分别埋设在收集主沟与支沟中。

管道需要进行水力与静力作用测定或计算以确定管径与材质,其公称直径应不小于100mm,最小坡度应不小于2%。

选择材质时,考虑到垃圾渗滤液有可能对混凝土产生得侵蚀作用,通常采用高密度聚乙烯(HDPE),预先制孔,孔径通常为15~20mm,孔径50~100mm,开孔率2%~5%左右。

为了使垃圾体内得渗滤液水头尽可能低,管道安装时要使开孔得管道部分朝下,但孔口不能靠近起拱线,否则会降低管身得纵向刚度与强度。

渗滤液收集系统中得收集管部分,不仅指场底水平铺设得部分,同时还包括收集管得垂直收集部分。

渗滤液收集系统得最后一个环节就是调节池,其主要作用就是对渗滤液进行水质与水量得调节,平衡丰水期与枯水期得差异,为渗滤液处理系统提供恒定得水量,同时可对渗滤液水质起到预处理得作用。

依据填埋库区所在地得地质情况,调节池通常采用地下式或半地下式,调节池得池底与内壁通常采用HDPE膜进行防渗,膜上采用预制混凝土板保护。

为检测渗滤液深度,生活垃圾填埋场内设置渗滤液监测井,确保在填埋场得运行期内防渗衬层上得渗滤液深度不大于30cm。

5、4渗滤液得计算
5、4、1渗滤液产生量得计算
渗滤液得产生量为:
式中Q表示渗滤液平均日产量,m3/d;
A1填埋区得面积,m2;
A2封场区得面积,m2;
C1填埋区浸出系数,取0、5;
C2为封场区浸出系数,C2=C1×0、6=0、5×0、6=0、3
I表示年平均日降水量,6、9mm/d。

填埋场得服务年限为20年,填埋库区分四块,分别进行填埋。

一区为14年,二区为59年,三区为1015年,四区为1621年。

其填埋区体积见下表。

(1)第一块填埋区: 第一块填埋区得服务年限为4年,则第一块填埋区面积为
渗滤液平均日产量:
d m 2.433103.2556610.56.910A C I Q 3-3-311=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=
渗滤液最大日产量:
m 9.539103.2556610.58.610A C I Q 3-3-311max =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=
(2)第二块填埋区:
第二块填埋区服务年限为5年,则第二块填埋区面积为
封场区面积:
=第一块填埋区面积=125656、3㎡
渗滤液平均日产量:
()m 4.857103.2565610.35.7313410.59.610A C A C I Q 3-3-32211=⨯⨯+⨯⨯=⨯⨯+⨯⨯=）（ 渗滤液最大日产量:
()m 7.1068103.2565610.35.7323410.56.810A C A C I Q 3-3-32211max =⨯⨯+⨯⨯=⨯⨯+⨯⨯=）（(3)第三块填埋区:
第三块填埋区服务年限为6年,则第三块填埋区面积为
封场区面积:
=第一块填埋区面积+第二块填埋区面积=125656、3+173134、5=298790、8㎡
渗滤液平均日产量:
()d m 6.1426108.2987900.32.2342300.59.610A C A C I Q 3-3-32211=⨯⨯+⨯⨯=⨯⨯+⨯⨯=）（ 渗滤液最大日产量:
()m 1.1778108.2987900.32.2342300.56.810A C A C I Q 3-3-32211max =⨯⨯+⨯⨯=⨯⨯+⨯⨯=）（(4)第四块填埋区:
第四块填埋区服务年限为6年,则第四块填埋区面积为
封场区面积:
=第一块填埋区面积+第二块填埋区面积+第三块填埋区面积
=125656、3+173134、5+234230、2=533021、0㎡
渗滤液平均日产量:
()m 2.202410.05330210.38.2668970.59.610A C A C I Q 3-3-32211=⨯⨯+⨯⨯=⨯⨯+⨯⨯=）（ 渗滤液最大日产量:
()d m 9.2522100.5330210.38.2668970.56.810A C A C I Q 3-3-32211max =⨯⨯+⨯⨯=⨯⨯+⨯⨯=）（
5、4、2 调节池得设计与计算
最小调节池容积得由下式确定:V≥(QmaxQ)×5
其中:V—调节池有效容积;
Qmax —设计最大渗滤液产生量;
Q—渗滤液处理厂规模。

由于原始资料里并未给出城市污水处理场处理渗滤液得规模,因此设Q=1000 m3/d,则:
V=(QmaxQ)×5=(2522、9—1000)×5=7614、5 m3/d
调节池得水面面积A,调节池得有效水深H取5m,超高0、5m,则
A=V/H=7614、5/5=1522、9㎡
调节池得长度L、取调节池得宽度B为35m,则
L=1522、9/35=43、5m 取45
取整得,池得实际尺寸:长×宽×高＝45m×30m×5、5m。