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垃圾渗滤液浓缩液资源化技术研究

2020-12-14林钰婷

科技创新与应用 2020年36期

林钰婷

摘  要:垃圾渗滤液浓缩液资源化技术是现代新产业技术之一,其能够将垃圾渗滤液中很多污染物转化为可回收利用的资源,通过技术处理后能够使其成为可利用资源,创造一定的经济效益,有效降低垃圾渗滤液对环境的污染,同时也能够降低垃圾渗滤液处理的成本,创造出更多的剩余价值。文章首先阐述垃圾渗滤液浓缩液的概念和相关内容,再分析垃圾渗滤液浓缩液资源化技术方法,最后针对垃圾渗滤液浓缩液资源化技术未来发展做出简要的分析和探讨。

关键词:垃圾渗滤液;浓缩液;资源化技术

中图分类号:X703         文献标志码:A         文章编号:2095-2945(2020)36-0126-02

Abstract: The resource utilization technology of landfill leachate concentrate is one of the modern new industrial technologies, which can transform many pollutants in landfill leachate into recyclable resources. after technical treatment, it can become available resources to create certain economic benefits, effectively reduce the environmental pollution of landfill leachate, at the same time, it can also reduce the cost of landfill leachate treatment and create more surplus value. This paper first describes the concept and related contents of landfill leachate concentrate, then analyzes the technology and methods of landfill leachate concentrate resource utilization, and finally makes a brief analysis and discussion on the future development of landfill leachate concentrate resource technology.

Keywords: landfill leachate; concentrated liquid; resource utilization technology

引言

近年来,科学技术水平不断进步,各行各业都取得了良好的发展,经济全球化也刺激了国内企业的快速成长。在技术生产力推动商品经济高速发展下,雖然人们生活水平有所提高,所产生的生产垃圾和生活垃圾数量也不断上涨。如何防止垃圾对生态环境造成污染影响,实现垃圾回收再利用成为人们所关注的热点,由此,垃圾渗滤液处理技术和资源化技术的研究成为现代研究的重要课题。

1 膜过滤浓缩液的相关概述

垃圾渗滤液是产生于生活垃圾的收集和存放以及处理过程中,大部分生活垃圾自身所含有的水分经过发酵后会分解,产生大量的水分,同时降水也会融入到垃圾当中成为垃圾渗滤液。我国对于垃圾分类的推广和普及程度仍然较低,很多城市当中垃圾仍然是混类堆放和处理,无法做到干湿、可回收与不可回收的准确分类,其所含有的污染物质含量较高,并且成分也因为垃圾种类繁多而十分复杂。垃圾当中的微生物和水在常温条件下使得污染物从固态垃圾中逐渐转移到渗滤液当中,使得垃圾渗滤液中COD、氨氮与重金属、无法降解或降解缓慢的有机物、盐分等物质的含量远远超过城市的生活污水,这直接导致垃圾渗滤液的处理难度直线升高,当前我国所使用的处理技术多为多种技术混合使用进行联合处理,才能够勉强达到排放标准,但整体的成本投入较高。

我国目前对于城市垃圾渗滤液的污染处理技术研究极为重视,当前应用的主要工艺是生化组合膜滤工艺,在实际应用过程中具有占地面积小和透水效果好等优点,但在达到垃圾排放清液标准的同时也会产生膜浓缩液。这些膜浓缩液体积主要占垃圾渗滤液原液的8%到20%,其运输成本较高,而如何降低浓缩液量使浓缩液达到排放标准且使膜浓缩液成为可回收利用的资源具有很高的实际意义。

在现代垃圾渗滤液的处理过程当中,对于渗滤液当中某些物质含量较高,且处理成本较高、技术较为复杂,于是人们开始尝试针对垃圾渗滤液处理所产生的浓缩液进行资源化利用的研究。最早进行垃圾渗滤液资源化研究的方向是利用厌氧发酵方法,使垃圾渗滤液能够发酵生产沼气、回收氨氮、生产腐植酸肥料,根据试验结果显示,对于垃圾渗滤液浓缩液进行资源化的可行性基本可以达到人们的要求。随着现代科学技术的进步,一些新兴的垃圾渗滤液资源化技术研究取得了一定的进展,逐渐开始从更多方向来进行研究。

2 垃圾渗滤液浓缩液资源化技术应用

2.1 回收化学物质

垃圾渗滤液浓缩液当中含有大量的污染物质,包括重金属、氨氮等,这些物质具有一定的回收价值,能够通过一定的技术手段进行回收,使其形成有用物质,而且经过处理后的垃圾渗滤液浓缩液后续整体处理难度也会相应降低。这主要是从回收垃圾渗滤液浓缩液当中化学物质的角度去进行研究分析,例如,已经投入应用的吹脱法、汽提法和磷酸氨镁沉淀法,这几种方法能够将垃圾渗滤液浓缩液当中的氨氮进行回收,通过膜分离法进行腐殖酸肥料的提取,但在实际的应用中,由于技术处理能耗较高、成本较大,而且处理后的垃圾渗滤液浓缩液还存在二次污染的可能,对于设备结构所造成的损耗较为严重,其所提取的氨氮和腐植酸肥料,在浓度方面也存在较低的问题,实际应用效果并不理想,所以相关部门和技术人员不断寻求提取渗滤液浓缩液当中有价值物质的研究。

2.2 固废联合处理

固废联合处理方法主要是基于垃圾当中有机物含量较高部分处理的考虑。通过厌氧发酵处理,能够进行甲烷的生产,如此就可以降低有机物含量,减少垃圾渗滤液浓缩液后续处理的难度,能够防止对环境造成二次污染,并且还可以创造一定的经济价值,但由于垃圾渗滤液浓缩液当中氨氮,重金属和有毒物质含量过高,在进行发酵生产甲烷的过程当中,极易出现由于反应条件不稳定导致甲烷生产率偏低的问题。

技术人员通过将垃圾渗滤液浓缩液与某些固体废弃物联合处理的方法,通过渗滤液浓缩液的处理与物体废弃物联合处理,实现所含物质的互补,达到优化处理效果和同时处理两种污染物的效果。例如,将垃圾渗滤液浓缩液与餐余垃圾共同进行处理,提高早期的生产率,并且具备一定的稳定性,相比针对餐厨剩余垃圾单一消化处理失败率较高的情况,餐厨剩余垃圾与渗滤液浓缩液厌氧泵消化表現出良好的稳定性,而且所生产的甲烷产量较高,pH值更加稳定,并且发生挥发性脂肪酸抑制情况的概率较低。还有技术人员通过垃圾渗滤液浓缩液作为餐厨垃圾消化调节液,通过研究尝试发现,整个处理工业过程中水解酸化速度和产气速率以及总产气量包括甲烷的纯度含量都明显高于以水作为调节液的消化处理实验结果,所生产的甲烷产量相比餐厨剩余垃圾单相厌氧消化理论值高出近166%。

2.3 微生物的燃料

近年来我国对于可再生资源的研究和绿色新能源的研究正不断加快脚步,新型燃料的汽车是其中一个研究重点,其最为重要的研究课题将重点放在了燃料电池上。技术人员通过研究分析,利用微生物的代谢作用,将有机物当中的化学能直接转化为电能,取得了良好的效果。而垃圾渗滤液浓缩液当中含有大量的化学物质和有机物,对于微生物燃料电池的研究,融入垃圾渗滤液浓缩液的技术当中,能够将垃圾渗滤液浓缩液当中碳源、氮源作为微生物燃料电池的材料能源,能够发挥出较好的作用,垃圾渗滤液浓含有丰富的碳源和氮源以及含量较高的盐分,促使燃料电池具备较高的电导率,使其成为潜在的基质来源[1]。

例如,双室微生物燃料电池,其是以质子交换膜分隔电池的阴阳极室,在阳极室当中产生电微生物氧化分解有机物,并由此产生电子和质子,电子和质子分别通过外电路和质子交换膜到达阴极室,并与其中的电子受体结合,达到产生电流的目的。微生物燃料电池技术将垃圾渗滤液浓缩液作为基质,能够在回收能量的同时,将其中所含有的部分污染物有效去除,其整体生产成本较低,但其产电效率不高、稳定性较差、电极制造成本偏高等是其目前需要重点研究的问题。

2.4 制取回收氢气

垃圾渗滤液浓缩液在早期阶段,其渗滤液有机物含量较高。很多技术人员通过尝试将其转化成为水、一氧化碳、甲烷等能源,结合考量后,部分技术人员认为利用垃圾渗滤液浓缩液进行氢气制取是一个具有发展前景的研究方向,氢气能够作为清洁能源被人们所利用,在实际的研究过程当中,早期的研究技术人员发现,一些微生物在特定的环境条件下能够利用垃圾渗滤液浓缩液当中的有机物来产出氢气,部分技术人员利用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器和初期垃圾渗滤液浓缩液进行发酵来产生氢气,实验结果表明,在运行条件为35℃左右,pH值为5.0-5.5,水力停留时间为24h,反应器内的液体上升速度为3.7m/h时,氢气产生速率为1998-2218ml/(Ld)[2]。

2.5 培养能源微藻

随着科学技术的进步和生产技术的日益提升以及人口数量的不断增长,对于能源的消耗需求日益增大,人们越来越关注对新型可再生能源的研究,培养能源微藻就是其中一项重点的项目,培养能源微藻能够进行无机碳固定和生物燃料生产。

例如,光生物反应器培养微藻的技术方法,能源微藻的培养过程当中需要消耗大量的氮元素、磷元素和水资源,利用自然资源当中的元素和资源会导致成本增多,而垃圾渗滤液浓缩液当中含有大量的氨氮、磷和水,能够为微藻的培养提供大量的资源,并且成本较低,同时还能够达到处理垃圾渗滤液浓缩液的效果,垃圾渗滤液当中,氨氮和总磷含量远远高于普通的生活污水,能够为微藻的培养提供良好的营养来源,利用光生物反应器来培养高密度微藻菌团效果良好,能够用于固定无机碳和生物柴油的生产[3]。

3 垃圾渗滤液浓缩液资源化技术发展趋势

垃圾渗滤液浓缩液的成分较为复杂,在实际的处理过程中,其处理难度较大、技术要求高、成本较大,而我国对于垃圾渗滤液排放的标准要求较为严格,所以,必须要进行垃圾渗滤液浓缩液的妥善处理,但由此所带来的成本消耗一直是人们所关注的研究课题。将垃圾渗滤液浓缩液当中的有机物和污染物质进行回收利用,实现资源化,如此就能够有效地降低成本并提高对能源的回收率,降低环境污染的同时,还能够带来一定的经济效益,是非常值得继续加以研究的课题,未来必然也会拥有更加良好的发展前景。

4 结束语

对于垃圾渗滤液浓缩液资源化技术的研究一直在不断的完善,由于其成分复杂,为研究带来了不小的难度,技术方面也往往存在一定的不足,仍需要相关部门和技术人员继续提高从垃圾渗滤液浓缩液中回收资源或能源的效率并创造更多的经济效益,未来需要重点注意对多项联合技术的研究,考虑将多种技术有机结合,在回收多种资源的同时,降低垃圾渗滤液浓缩液的处理成本,为国家经济建设和环境保护以及建设生态文明城市提供技术支持。

参考文献:

[1]李旭东,宗刚.脉冲电解处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液研究[J].当代化工,2019,48(02):98-101.

[2]龚为进,李宾宾,赵亮,等.应用超临界水气化技术的垃圾渗滤液资源化制氢技术研究[J].环境污染与防治,2017(08):70-76.

[3]莫汝松.垃圾渗滤液资源化技术研究进展[J].广东化工,2019,46(05):181+190-191.