9.8 渗滤液的处理在线视频

大家好

这节课我们学习渗滤液的处理

渗滤液收集以后要进行处理

那么常用的处理方法主要有

渗滤液的回灌处理 生物处理法

物化处理法等等

首先我们来看渗滤液回灌处理

渗滤液回灌是用适当的方法

将从填埋场底部收集到的渗滤液

再从覆盖层表面或者是覆盖层下部

重新灌入填埋场

借助填埋堆层当中

垃圾层及覆盖土层的生物降解

物理化学吸附 螯合 离子交换等净化作用

来处理填埋场渗滤液的方法

通过回灌可降低渗滤液当中污染物的浓度

减少渗滤液的产生量

对水量和水质起到稳定化的作用

有利于废水处理系统的运行

可提高垃圾层的含水率

比如说可以使垃圾层当中的含水率

由20~25%提高到60～70％

增加垃圾的湿度 增强垃圾当中微生物的活性

加速产甲烷的速率 加速垃圾当中

污染物的溶出和有机物的分解

使填埋场气体的产生量增加

可以使垃圾的稳定化进程

由15-20年缩短到2-3年

那么回灌方式和回灌量

回灌量应该根据垃圾的稳定化进程逐步提高

在产酸阶段

回灌量宜少不宜多

在产气阶段可以逐步增加

填埋场内

不同位置的垃圾可能处于不同的稳定化阶段

为了保证回灌的效果

应将产甲烷区排出的渗滤液回灌至产酸区

将产酸区的渗滤液回灌至产甲烷区

这样有利于加速污染物的溶出

和有机污染物的分解

加速垃圾层的稳定化

回灌处理的优点很明显

一个是可以加速垃圾的稳定化

再一个是可以减少渗滤液的场外处理量

再一个就可以降低渗滤液当中污染物的浓度

但是它的缺点也有

比如说通过回灌并不能完全消除渗滤液

再一个通过回灌以后的渗滤液

仍然需要处理才能够排放

而且处理的难度比较大

这是由于渗滤液在垃圾层当中循环

导致氨氮不断的累积

最终可能使其浓度远高于

其在非循环渗滤液中的浓度

我们刚才说渗滤液处理的另两种方法是

生物法和物理化学法

那么采用何种处理过程

它主要是取决于要除去的污染物的范围和程度

首先我们来看生物处理

渗滤液它属于高浓度的有机废水

我们可以采用活性污泥法、氧化塘法

氧化沟、生物转盘、接触氧化等

好氧和厌氧生物处理技术来进行处理

这个在废水处理中大家都有学过

所以我们在这里不详细地讲

那么渗滤液的物化处理的目的

是去除渗滤液当中

有毒有害重金属离子以及氨氮

为渗滤液的达标排放以及生物处理

创造良好的条件

一般它是作为预处理或者是深度处理的手段

来减轻生物处理的负荷冲击作用

或者是来进一步提高出水的水质

它的主要方法有化学氧化法 化学沉淀法

吸附 混凝 膜分离 吹脱等等

那么化学氧化法主要包括

臭氧 氯 过氧化氢等一些常规的氧化剂

以及Fenton法 光催化氧化法等高级氧化法

那么化学沉淀法主要用的试剂是Ca(OH)2等等

那么吸附法常用的吸附剂有

活性炭 粉煤灰 高岭土 泥炭 膨润土等等

混凝法我们常用的混凝剂有

硫酸铝 硫酸亚铁 聚合氯化铁等等

对于渗滤液处理膜分离常用的有

微滤 超滤 纳滤以及反渗透等等

吹脱主要是去除高浓度的氨氮

这是一个真实的卫生填埋场的渗滤液的

处理工艺流程图

那么大家可以仔细看一下

是一个比较先进的处理技术

污染物在填埋场内的迁移和向周围环境的扩散

主要是通过水介质的运移来完成的

因此了解和掌握水在填埋场当中的行为

并加以控制 是保证填埋场长期安全性

防止环境污染的重要环节

那么我们来看一下 填埋场当中

水和污染物的运移

首先来看填埋场当中水的运移

那么水在填埋场当中的运移

可以看作是在多孔介质中的运移

一般我们可以用达西定律来进行描述

根据达西定律

通过多孔介质的水通量q

即水力梯度方向上 单位时间

通过单位断面的水容积 与水力梯度dH/dZ

呈正比

就是用这样的一个式子

q=-Ks×（dH/dZ)

在这里Ks称为渗透系数或者是导水率

它是单位时间水力梯度的水通量

当填埋场采用粘土作为衬层时

我们假设填埋场内积水厚度是H

防渗层厚度是L

那么（dH/dZ)=(H+L)/L

那么q=-Ks（dH/dZ)

然后把它上面这个式子代进来就可以了

在正常情况下

我们要求填埋场内积水厚度H要足够低

也就是说（H+L）/L≈1

这样的话我们就可以得出来

q约等于Ks

我们在进行填埋场设计的时候

除了需要知道下渗的水量

还需要了解渗滤液穿透防渗衬层所需要的时间

水在多孔介质当中的流动速度

通常用空隙平均速度vp来表示

也就是说水在单位时间内

通过土层或废物层的直线长度

而不考虑孔隙形态造成的弯曲途径

那么对于非饱和土壤

Vp=q/θ

对于饱和土壤

Vp=q/ηe

那么在这里

θ是土壤的体积含水率

ηe是土壤的有效孔隙率

它俩的关系是

ηe+θ=η

η是土壤的总孔隙率

那么穿透时间

t=L/Vp

给大家举一个例子

比如说我们知道

某填埋场底部粘土衬层的厚度大概是1.0m

那么Ks=1×10-7 cm/s

我们来计算一下

渗滤液穿透这个防渗衬层所需要的时间

我们假设防渗层的有效孔隙率ηe＝6％

那么在正常情况下

也就是说渗滤液排水系统有效作用的时候

-dH/dZ=1

这样的话

q=Ks=1×10-7

Vp=q/ηe

然后我们就可以算出来穿透时间

t=L/Vp

最后我们算出来穿透时间大概是1.9年

然后我们看一下填埋场当中污染物的运移

渗滤液当中污染物随水向衬层

以及衬层下的土层迁移的过程当中

会受到土壤介质的吸附 滞留 弥散

稀释和以及降解的作用

浓度不断的减小

那么污染物的这种迁移过程

我们可以用一维迁移方程来描述

就是这样的一个式子

那么在这个式子当中

v是地下水的实际流速

方向是与x轴一致

Dl Dt分别是在X Y方向上的弥散系数

c是溶质的浓度

T是时间

Rd是滞留因子

λ是污染物衰减常数

在这个式子当中各项的物理意义分别是

浓度的变化项

x方向弥散项

y方向的弥散项

x方向的滞后项以及降解项

对于采用粘土作为防渗材料的单衬层系统

由于粘土的渗透性

会有一定量的渗滤液渗漏

那么渗滤液的渗漏量Q

与根据达西定律计算的水通量q

和填埋场底部的面积A有关

那么也就是说

渗透量Q就等于水通量q乘以

填埋场底部的面积A

然后q就等于前面我们那个式子带进来就可以了

对于采用HDPE膜作为防渗材料的防渗系统

因为HDPE膜不透水

即使在制造中不可避免的有微孔存在

但是它渗透系数通常也会达到10-12cm/s

具有很好的防渗效果

所以这个时候

渗滤液渗漏量的计算也采用上面那个式子

就是Q=qA

但是通常情况下

HDPE膜在运输 施工和填埋场的运行过程当中

容易受到机械损伤

会出现针孔和裂缝

这个时候

渗滤液通过HDPE膜的渗漏不能用渗透来描述

而是服从小孔出流的规律

一般我们采用伯努利方程来估算单孔

或者是裂缝的渗滤液渗漏量

也就是说

这个渗漏量Q就等于ξ乘以a乘上根号下2gH

在这里这个

ξ是小孔或者是裂缝的渗流系数

它是无量纲的

而这个a

是HDPE膜上的一个圆孔或者是裂缝的面积

H是填埋场内的积水厚度

HDPE膜和粘土组成的复合衬层

具有HDPE膜和粘土衬层的优点

当发生破裂和出孔眼的时候

粘土自动愈合

使渗漏处水流通过粘土层渗流

这个时候渗滤液通过复合衬层系统的渗漏量

可以用下面这个式子来进行估算

也就是说

渗滤液的渗漏量Q就等于q乘上A′

在这里

它和前面的式子最主要的区别在于这个A′

A′是填埋场底部HDPE膜的破损面积

它等于ξ乘以A

在这里ξ它是指填埋场底部HDPE膜的破损率

A是填埋底部防渗层的面积

好 这节课就讲到这里 谢谢大家