当前课程知识点:固体废物处置与资源化 > 第九章 固体废物填埋处置技术 > 9.8 渗滤液的处理 > 9.8 渗滤液的处理
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
-绪论
--绪论
-1.1 固体废物定义及分类
-1.2 固体废物的特点
-1.3 固体废物的环境问题
-1.4 固体废物的管理原则
-1.5 我国固体废物的管理体系
-第一章 讨论
-第一章测试题--作业
-2.1 固体废物产生量预测
-2.2 固体废物的性质
-2.3 危险废物的特性及鉴别
-2.4 固体废物的采样方法
-第二章 讨论
--第二章 讨论
-第二章测试题--作业
-3.1 固体废物的收集方式
-3.2 固体废物的收运系统及其分析方法
-3.3 固体废物的收集路线及规划设计
-3.4 固体废物的运输
-3.5 生活垃圾的中转运输
-第三章 讨论
-第三章测试题--作业
-4.1 固体废物的压实
-4.2 固体废物的破碎(一)
-4.3 固体废物的破碎(二)
-4.4 固体废物的分选(一)--筛分
-4.5 固体废物的分选(二)--重力分选原理
-4.6 固体废物的分选(三)--重力分选方法
-4.7 固体废物的分选(四)--磁选和电选
-4.8 固体废物的分选(五)--浮选和半湿式选择性破碎分选
--4.8 固体废物的分选(五)--浮选和半湿式选择性破碎分选
-第四章 讨论
--第四章 讨论
-第四章测试题--作业
-5.1 焚烧技术及其发展
-5.2 固体废物的焚烧特性
-5.3 焚烧效果评价及影响因素
-5.4 焚烧主要参数及热平衡计算
-5.5 固体废物的焚烧系统
-5.6 典型焚烧炉工作原理(一)
-5.7 典型焚烧炉工作原理(二)
-5.8 焚烧产生的大气污染物及其控制(一)
-5.9 焚烧产生的大气污染物及其控制(二)
-5.10 焚烧产生的灰渣及其控制
-第五章 讨论
-第五章测试题--作业
-6.1 热解概念及原理
-6.2 热解的影响因素
-6.3 固体废物的热解处理技术
-第六章 讨论
--第六章 讨论
-第六章测试题--作业
-7.1 生物处理的基本概念
-7.2 堆肥化基本概念及发展过程
-7.3 堆肥化原理
-7.4 堆肥化的影响因素及其控制
-7.5 堆肥工艺
--7.5 堆肥工艺
-7.6 堆肥设备
--7.6 堆肥设备
-7.7 堆肥产品及其腐熟度评价
-第七章 讨论
--第七章 讨论
-第七章测试题--作业
-8.1 厌氧消化概念及特点
-8.2 厌氧消化影响因素
-8.3 厌氧消化工艺(一)
-8.4 厌氧消化工艺(二)
-8.5 厌氧消化工艺(三)
-8.6 餐厨厌氧案例_陈婷
-第八章 讨论
--第八章 讨论
-第八章测试题--作业
-9.1 固体废物填埋处置概述
-9.2 填埋场分类
-9.3 填埋场总体规划和场址选择
-9.4 填埋场地表水和地下水控制
-9.5 填埋气体的产生
-9.6 填埋气体收集和处理
-9.7 渗滤液的产生及性质
-9.8 渗滤液的处理
-9.9 填埋场防渗系统
-9.10 填埋场终场覆盖与环境监测
-第九章 讨论
--第九章 讨论1
--第九章 讨论2
-第九章测试题--作业
-10.1 生命周期评估的意义_赵岩
-10.2 生命周期评估的定义与内容_赵岩
-10.3 生命周期评估的方法_赵岩
-10.4 生命周期评估的应用_赵岩
-第十章测试题--作业