O lixiviação de lixo refere-se a uma alta concentração de águas residuais orgânicas formadas pela umidade contida no próprio lixo, chuva, neve e outra umidade que entra no local do aterro sanitário,deduzindo a capacidade de retenção de água saturada do lixo e cobrindo a camada do soloHá também água acumulada que vaza do lixo preparado para incineração.
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1、 A fase de geração do lixiviação de lixo
As propriedades do lixiviação dos resíduos variam com o tempo de funcionamento do aterro, determinado principalmente pelo processo de estabilização dos resíduos no aterro.O processo de estabilização dos aterros é normalmente dividido em cinco fases, nomeadamente a fase de ajuste inicial, a fase de transição, a fase ácida, a fase de fermentação de metano e a fase de maturação.
1Fase de ajuste inicial: o lixo é enchido no aterro e a fase de estabilização do aterro entra na fase de ajuste inicial.Os componentes facilmente degradáveis no lixo sofrem rapidamente reacções de biodegradação aeróbica com o oxigénio transportado no lixo, gerando dióxido de carbono (CO2) e água, enquanto libera uma certa quantidade de calor.
2Fase de transição: durante esta fase, o oxigénio no aterro é esgotado e as condições anaeróbicas começam a formar-se dentro do aterro.A degradação dos resíduos passa da degradação aeróbica para a degradação anaeróbica facultativaNesta fase, o nitrato e o sulfato no lixo são reduzidos para nitrogénio (N2) e sulfeto de hidrogénio (H2S), respectivamente, e o pH do lixiviação começa a diminuir.
3Fase de acidificação: Quando o gás hidrogénio (H2) é continuamente produzido no aterro, significa que a estabilização do aterro entra na fase de acidificação.Os microrganismos que desempenham um papel importante na degradação dos lixo são bactérias anaeróbias facultativas e especializadasOs principais componentes do gás de aterro são o dióxido de carbono (CO2), o COD do lixiviação, o VFA e as concentrações de íons metálicos,que continuam a aumentar até atingirem valores elevados no estágio médio e depois diminuem gradualmenteO pH continua a diminuir para um valor baixo e depois aumenta gradualmente.
4. Fase de fermentação do metano: quando o teor de H2 no aterro diminui para um ponto baixo, o aterro entra na fase de fermentação do metano.Bactérias metanogénicas transformam ácidos orgânicos e H2 em metanoA concentração de matéria orgânica, íons metálicos e condutividade diminuem rapidamente, com uma diminuição do BOD/COD e uma diminuição da biodegradabilidade.
5Fase de maturidade: quando os componentes facilmente biodegradáveis dos resíduos de aterro são basicamente degradados, o aterro entra na fase de maturidade.devido ao fato de que a grande maioria dos nutrientes no lixo foram descarregados com o lixiviação, apenas uma pequena quantidade de microorganismos degrada algumas substâncias difíceis de degradar no lixo.e a biodegradabilidade do lixiviado diminui ainda maisO BOD/COD será inferior a 0.1Mas a concentração do filtrado já é muito baixa.
2、 Comparação e selecção dos processos de tratamento de lixiviação
O tratamento do lixiviação proveniente de aterros urbanos tem sido sempre uma questão muito desafiadora na concepção, operação e gestão dos aterros.O lixiviação é o produto do fluxo gravitacional de líquidos em aterros sanitários, principalmente provenientes da precipitação e da água contida no próprio lixo.químico, e factores biológicos, as propriedades do filtrado podem variar num intervalo considerável.e BOD5 variam de 60 a 45000 mg/lA concentração de metais pesados é basicamente consistente com a das águas residuais municipais.
3、 O estado actual da tecnologia de tratamento de lixiviação
Os métodos de tratamento do lixiviado de aterro incluem métodos físico-químicos e biológicos.separação da densidade, oxidação química, redução química, troca de íons, diálise da membrana e oxidação húmida de elevação de gás.A taxa de eliminação de DCO dos métodos físicos e químicos pode atingir 50-87%Em comparação com o tratamento biológico, o tratamento físico e químico não é afectado por alterações na qualidade e quantidade da água e a qualidade dos efluentes é relativamente estável.Especialmente para lixiviação com baixos rácios BOD5/COD (0.07-0.20) que são difíceis de tratar biológicamente.Os métodos físicos e químicos têm custos de processamento elevados e não são adequados para o tratamento de grandes quantidades de lixiviação dos resíduosPor conseguinte, os métodos biológicos são utilizados principalmente para o tratamento do lixiviação dos resíduos.
Os métodos biológicos são divididos em tratamento biológico aeróbico, tratamento biológico anaeróbico e uma combinação dos dois.Tanque de oxidação de aeraçãoTratamento anaeróbico inclui leitos de lodo de ascensão, biorreatores imobilizados anaeróbicos, reatores mistos,e piscinas de estabilização anaeróbica.
4、 Introdução ao processo de tratamento de lixiviação
O lixiviação de lixo apresenta características diferentes das águas residuais urbanas gerais, tais como altas concentrações de BOD5 e COD, alto teor de metais, alterações significativas na qualidade e quantidade da água,Alto teor de nitrogénio de amóniaNo entanto, os aterros sanitários estão frequentemente longe das cidades, e os aterros sanitários são frequentemente localizados em áreas onde não há água potável.,Por conseguinte, existem dificuldades específicas na combinação do seu lixiviação com as águas residuais urbanas para tratamento, e muitas vezes têm de ser tratadas separadamente.
4.1 Tratamento aeróbico
Existem experiências de sucesso no uso de métodos aeróbicos, tais como o método de lama ativada, fossa de oxidação, lago de estabilização aeróbica e mesa giratória biológica para tratar o lixiviação.O tratamento aeróbico pode reduzir eficazmente a DBO5O método de ventilação com atraso é o mais utilizado entre os métodos aeróbicos.bem como piscinas de estabilização de aeração e placas giratórias biológicas (usadas principalmente para remoção de nitrogênio)A seguir serão apresentados separadamente.
4.1.1 Método das lamas activadas
Processo tradicional de lodo activado
O lixiviado pode ser tratado individualmente ou em combinação com métodos biológicos, floculação química, adsorção de carbono, filtração por membrana, adsorção de lipídios e extração de gás.O método das lamas activadas é amplamente utilizado devido ao seu baixo custo e à sua elevada eficiência.Os resultados da exploração de várias estações de tratamento de águas residuais de lamas activas nos Estados Unidos e na Alemanha mostram que, aumentando a concentração de lamas para reduzir a carga orgânica da lamas, se consegue reduzir a carga orgânica das lamas.O método das lamas activadas pode obter resultados satisfatórios no tratamento do lixiviação de aterros sanitáriosPor exemplo, a estação de tratamento de águas residuais de Fall Township, na Pensilvânia, EUA, tem uma DCO de 6000-21000mg/L, BOD5 de 3000-1300mg/L e nitrogénio de amônia de 200-2000mg/L.A concentração de lama (MLVSS) do reservatório de aeração é de 6000-1200 mg/lQuando a carga orgânica volumétrica é de 1,87 kgBOD5/(m3 · d), a taxa de remoção de BOD5 é de 97% com F/M variando de 0,15 a 0.31kgBOD5/(kgMLSS · d)Quando o volume da carga orgânica é de 0,3 kgBOD5/(m3 · d), F/M é de 0,03-0,05 kgBOD5/(kgMLSS · d) e a taxa de remoção de BOD5 é de 92%.Os dados da fábrica mostram que, desde que a concentração do método da lama activada seja aumentada adequadamente, o F/M deve situar-se entre 0,03 e 0,31 kgBOD5/(kgMLSS · d) (não demasiado elevado), e o uso do método da lama activa pode tratar eficazmente o lixiviação dos aterros.
Muitos estudiosos também descobriram que a lama ativada pode remover 99% do BOD5 do lixiviado e mais de 80% do carbono orgânico pode ser removido pela lama ativada.Mesmo que o carbono orgânico no fluxo atinja 1000 mg/LO sistema de lamas activadas operado sob baixa carga pode remover de 80% a 90% do COD do lixiviado e a DBO5 do efluente é inferior a 20 mg/l.Para lixiviação com DCO 4000-13000 mg/l, BOD51600-1100mg/L e NH3-N 87-590mg/L, o método das lamas ativadas aeróbicas mistas pode atingir uma taxa estável de remoção de DCO superior a 90%.Numerosos sistemas de tratamento de lixiviação de aterros sanitários em funcionamento demonstraram que o método das lamas activadas tem melhores efeitos de tratamento do que outros métodos, como a oxidação química..
Processo de lodo activo aeróbico com baixo teor de oxigénio
Improved activated sludge processes such as low oxygen aerobic activated sludge process and SBR process are more effective than conventional activated sludge process due to their ability to maintain high operating load and short time consumptionXu Dimin e outros da Universidade de Tongji usaram o método de lodo ativado aeróbico com baixo teor de oxigénio para tratar o lixiviação dos aterros sanitários.O experimento mostrou que, em condições de funcionamento controladas,, o lixiviado dos aterros sanitários foi tratado com o método da lama ativa aeróbica com baixo teor de oxigénio, com excelentes resultados.e SS do efluente final diminuíram em relação aos 6466mg/L originaisAs taxas totais de remoção são COD 96, 4%, BOD5 99, 6%, e SS 83, 4%,respectivamente.
Se o efluente tratado for coagulado quimicamente com cloreto de alumínio alcalino, a DCO do efluente pode ser reduzida para menos de 100 mg/l.
O método de duas etapas é também melhor do que o método biológico geral no tratamento do azoto e do fósforo no lixiviado.A taxa média de eliminação de nitrogénio é de 67Além disso, o funcionamento deste método compensa as deficiências do método de tratamento biológico anaeróbico aeróbico em duas fases, em que a primeira fase forma mais NH3-N,dificultando a realização da segunda fase e os dois tratamentos aeróbicos demoram demasiado.
Sistema de tratamento composto de lamas ativadas fisicoquímicas
Devido à elevada proporção de compostos poliméricos difíceis de degradar no lixiviado e ao efeito inibitório dos metais pesados,Um sistema composto que combina métodos biológicos e físico-químicos é comumente utilizado para tratar o lixiviação de aterros sanitáriosPara o lixiviado com BOD5 1500 mg/L, Cl-800 mg/L, dureza (calculada em CaCO3) 800 mg/L, ferro total 600 mg/L, nitrogénio orgânico 100 mg/L, TSS 300 mg/L e SO2-4300 mg/L,Alguns estudiosos usaram este método para tratamento e descobriram que o efeito é muito bomAs taxas de eliminação de BOD5, COD, NH3-N e Fe são de 99%, 95%, 90% e 99,2%, respectivamente.Pode evitar a elevada concentração instantânea de substâncias tóxicas e inibir a atividade biológica da lama activaA adição de cal ao reservatório de clarificação pode remover metais pesados e alguma matéria orgânica; o reservatório de elevação de ar (aeração, adição de NaOH quando a temperatura é baixa) pode remover 50% do NH3-N que entra,mantendo assim a concentração de NH3 abaixo do nível inibitórioDevido à precipitação de fósforo nas águas residuais pela adição de cal e ao elevado valor de pH, é necessário adicionar fósforo e substâncias ácidas;O sistema de lamas activadas pode ser utilizado em série ou em paralelo, e durante a operação, podem ser selecionados métodos de aeração convencionais ou retardados para tratamento, ajustando a proporção de lama de refluxo, que tem grande flexibilidade operacional.
