含贡渗滤液处理方法
渗滤液一直是困扰垃圾填埋场的一个主要问题,处理不当会对周围生态环境造成严重的污染。垃圾中混入的汞淋滤进入渗滤液将会造成水体的汞污染。对贵阳市高雁垃圾卫生填埋场产生的渗滤液原液和不同处理单元过程中汞的含量进行了调查分析,结果表明该填埋场渗滤液原液中的汞含量为79.4 ng·l-1,处于国内外的中低水平,就汞而言污染并不严重。经过处理,渗滤液有近2/3的汞被去除了。渗滤液原液中的汞主要以颗粒态为主,随着处理单元过程,这一比例逐渐降低。渗滤液中的汞含量与填埋垃圾汞含量、ph、以及填埋物质对汞的吸附有关。
垃圾填埋场渗滤液是由于过量的雨水渗透垃圾填埋层以及垃圾分解过程中产生的水分而形成的混合液体,是一种成分复杂、污染危害大、难于处理的有机废水,收集和处置不当将会给地下水、地表水和周围土壤带来严重污染。由于垃圾填埋场中常常会混入一些含汞物质,如荧光灯炮、含汞电池、水银温度计、电开关等,因而这些物质中的汞在垃圾降解腐烂过程中会随淋溶水进入渗滤液,造成水体的汞污染。为了解垃圾填埋场渗滤液中汞的含量、污水处理厂对其的去除以及渗滤液对周围生态环境的潜在影响,笔者对贵阳市高雁生活垃圾卫生填埋场的渗滤液进行了调查分析。
1 研究地点
高雁垃圾填埋场位于贵阳市东北郊的乌当区东风镇,距离市区16 km,是贵阳市建成的*座大型现代化垃圾填埋场,该场从2001年12月份开始运行,主要承担贵阳市两城区的生活垃圾填埋工作。填埋场采用改良型厌氧卫生填埋工艺,日处理垃圾1100多t。填埋区域具有良好的防渗措施和渗滤液收集系统,渗滤液日产量为200 m3左右,收集的垃圾渗滤液采用填埋场配套的污水处理厂进行处理。
2 样品采集和分析
渗滤液采用厌氧、好氧与物化的综合工艺进行处理,然后排放至南明河下游。污水处理厂的流程为:渗滤液原液→调解池→厌氧池→曝气池→一沉池→a/o池→二沉池→加氯池→外排。由于2005年1月份采样期间厌氧池未运行,因此采集了除厌氧池之外的其余不同处理单元过程的样品共8个,另外还采集了处理后渗滤液外排水与南明河汇合处、汇合点上游1 000 m乌当大桥处和汇合点下游800 m处的三个南明河水样。样品用经严格处理过后的硼硅玻璃瓶进行采集,采集后迅速带回实验室并在一周内完成分析。
所有样品均分析了三种形态的汞,即总汞、溶解态汞和颗粒态汞,总汞是样品不经过过滤直接测定,溶解态汞是样品经0.45μm的微孔滤膜过滤后进行测定,颗粒态汞是总汞减去溶解态汞。渗滤液及处理单元样品中的汞采用h2so4和hno3混合酸(体积比2∶8)消解分析,方法为取30 ml渗滤液加入5 ml硫硝酸混合酸,于90℃水浴消解30 min,然后brcl氧化(定容至50 ml),sncl2还原,金管预富集,冷原子荧光法进行测定(tekran 2500测汞仪)。河水样品采用美国epa1631方法并结合本实验室建立的方法[5]进行测定。分析过程采用空白样、加标回收和平行样进行质量控制,结果表明渗滤液和河流水样的加标回收率分别为89. 3% ~127.7%和92.1%~104.3%,说明分析方法可靠。
样品除了汞的测定以外,还在现场测定了ph、电导率、总溶解固体(tds)、盐度等理化指标(用plonneer65便携式多参数仪进行测定)。
3 结果及讨论
采集的垃圾渗滤液原液呈现深褐色,具有明显的恶臭味,其它单元样品颜色逐渐变浅,气味逐渐降低(表1)。渗滤液原液中的总汞为79.4 ng·l-1,处于国内外渗滤液的中低水平(表2),远低于我国污水综合排放标准[ρ(hg)=50μg·l-1]和城镇污水处理厂污染物的排放标准[ρ(hg)=1μg·l-1](表3),说明该填埋场渗滤液就hg而言,污染并不严重。垃圾填埋场渗滤液的化学组成受很多因素影响,如垃圾成分、填埋年龄、填埋技术、降雨、气候条件等[22-23],该填埋场渗滤液中汞含量较低,主要原因可能有三方面:*是填埋场全部处理的是
城市生活垃圾,并不包含工业固体废物和危险废物,因而垃圾中汞含量较低[24],测定的垃圾中汞含量为1.060±0.640 mg·kg-1(n=22),覆土中的汞含量为0.188±0.026 mg·kg-1(n=25);第二是渗滤液ph较高(约8.5),汞易于沉淀,降低了汞的迁移性,渗滤液从填埋初期的微酸性向稍后的碱性发展,说明填埋场已经从好氧阶段、产乙酸阶段进入到了产甲烷阶段[25],在填埋场内部厌氧还原环境下一些硫化物的存在使汞更易沉淀,因为hgs的溶度积(6.38×10-53)远远低于其它重金属,如fes(1.57×10-19)、cds(1.4×10-29)和pbs(8.81×10-29),
因此hg很难被淋溶掉;第三就是汞被填埋场内部的有机/无机物质吸附因而难于迁移,因为城市生活垃圾中含有大量的有机物质(如厨余)和无机物质(如煤灰),二者均可吸附汞。然而据报道,一些现代垃圾填埋场的厌氧环境可以促使汞向易溶解和挥发性的甲基形态汞进行转化,促进汞通过其它途径(如向大气)的排放,这可能是因为填埋场内部存在大量的甲基(ch3·)供体(如乙酸和甲烷的生成过程等)及甲基汞生成的关键微生物———硫酸盐还原菌(srb)、以及适宜的环境(厌氧、合适的温度和ph等)的存在,使得填埋场成为一个有效的甲基汞生成反应器,并且在有h2s气体存在的情况下,单甲基汞可以很容易地向挥发性二甲基汞转化,在近几年的野外测定中,lindberg、冯新斌等人均发现垃圾填埋场是大气重要的hg0和甲基汞(单甲基汞和二甲基汞)释放源。
垃圾填埋场渗滤液中的汞浓度随处理单元过程呈现下降趋势,经过处理以后为25.2 ng·l-1,去除率达到68.3%。相比而言南明河的水体汞含量显得较高,可能是由于南明河流经贵阳市区,承接了部分生活污水及各种废水,而上游1 000 m乌当大桥处则直接受到附近城市生活污水排放的影响,笔者对南明河三个地点的水样在半个月内进行了两次采集,结果都非常相似。
颗粒态汞在渗滤液原液中的比例较高,达到87%,这是因为颗粒物质能强烈吸附重金属,随着处理单元(如沉降池使大部分颗粒物沉淀),颗粒态汞的比例逐渐下降。南明河水体中的汞也主要以颗粒结合态为主,与一般河流水体类似。
通过对进入垃圾填埋场和经过渗滤液向环境排放的汞进行的初步质量平衡计算(假设所产渗滤液均为一年内填倒的垃圾所产生),贵阳市高雁垃圾填埋场每年通过渗滤液向环境排放的汞占填埋垃圾中汞的比例仅为0.004%,比例很小。当然填埋场所产渗滤液并不仅仅由当年填埋垃圾所生成,因此这一比例还会更小,另外填埋场排放渗滤液也并不局限于填埋期,而是一个相当长的过程.
4 小结
总体而言,该填埋场渗滤液中的汞污染并不严重,主要是因为填埋垃圾汞含量较低、渗滤液ph较高、难溶硫化物的形成以及有机/无机物对汞的吸附。因此,从汞的污染考虑,该填埋场的渗滤液不会对周围生态系统造成危害.
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1 研究地点
高雁垃圾填埋场位于贵阳市东北郊的乌当区东风镇,距离市区16 km,是贵阳市建成的*座大型现代化垃圾填埋场,该场从2001年12月份开始运行,主要承担贵阳市两城区的生活垃圾填埋工作。填埋场采用改良型厌氧卫生填埋工艺,日处理垃圾1100多t。填埋区域具有良好的防渗措施和渗滤液收集系统,渗滤液日产量为200 m3左右,收集的垃圾渗滤液采用填埋场配套的污水处理厂进行处理。
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渗滤液采用厌氧、好氧与物化的综合工艺进行处理,然后排放至南明河下游。污水处理厂的流程为:渗滤液原液→调解池→厌氧池→曝气池→一沉池→a/o池→二沉池→加氯池→外排。由于2005年1月份采样期间厌氧池未运行,因此采集了除厌氧池之外的其余不同处理单元过程的样品共8个,另外还采集了处理后渗滤液外排水与南明河汇合处、汇合点上游1 000 m乌当大桥处和汇合点下游800 m处的三个南明河水样。样品用经严格处理过后的硼硅玻璃瓶进行采集,采集后迅速带回实验室并在一周内完成分析。
所有样品均分析了三种形态的汞,即总汞、溶解态汞和颗粒态汞,总汞是样品不经过过滤直接测定,溶解态汞是样品经0.45μm的微孔滤膜过滤后进行测定,颗粒态汞是总汞减去溶解态汞。渗滤液及处理单元样品中的汞采用h2so4和hno3混合酸(体积比2∶8)消解分析,方法为取30 ml渗滤液加入5 ml硫硝酸混合酸,于90℃水浴消解30 min,然后brcl氧化(定容至50 ml),sncl2还原,金管预富集,冷原子荧光法进行测定(tekran 2500测汞仪)。河水样品采用美国epa1631方法并结合本实验室建立的方法[5]进行测定。分析过程采用空白样、加标回收和平行样进行质量控制,结果表明渗滤液和河流水样的加标回收率分别为89. 3% ~127.7%和92.1%~104.3%,说明分析方法可靠。
样品除了汞的测定以外,还在现场测定了ph、电导率、总溶解固体(tds)、盐度等理化指标(用plonneer65便携式多参数仪进行测定)。
3 结果及讨论
采集的垃圾渗滤液原液呈现深褐色,具有明显的恶臭味,其它单元样品颜色逐渐变浅,气味逐渐降低(表1)。渗滤液原液中的总汞为79.4 ng·l-1,处于国内外渗滤液的中低水平(表2),远低于我国污水综合排放标准[ρ(hg)=50μg·l-1]和城镇污水处理厂污染物的排放标准[ρ(hg)=1μg·l-1](表3),说明该填埋场渗滤液就hg而言,污染并不严重。垃圾填埋场渗滤液的化学组成受很多因素影响,如垃圾成分、填埋年龄、填埋技术、降雨、气候条件等[22-23],该填埋场渗滤液中汞含量较低,主要原因可能有三方面:*是填埋场全部处理的是
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因此hg很难被淋溶掉;第三就是汞被填埋场内部的有机/无机物质吸附因而难于迁移,因为城市生活垃圾中含有大量的有机物质(如厨余)和无机物质(如煤灰),二者均可吸附汞。然而据报道,一些现代垃圾填埋场的厌氧环境可以促使汞向易溶解和挥发性的甲基形态汞进行转化,促进汞通过其它途径(如向大气)的排放,这可能是因为填埋场内部存在大量的甲基(ch3·)供体(如乙酸和甲烷的生成过程等)及甲基汞生成的关键微生物———硫酸盐还原菌(srb)、以及适宜的环境(厌氧、合适的温度和ph等)的存在,使得填埋场成为一个有效的甲基汞生成反应器,并且在有h2s气体存在的情况下,单甲基汞可以很容易地向挥发性二甲基汞转化,在近几年的野外测定中,lindberg、冯新斌等人均发现垃圾填埋场是大气重要的hg0和甲基汞(单甲基汞和二甲基汞)释放源。
垃圾填埋场渗滤液中的汞浓度随处理单元过程呈现下降趋势,经过处理以后为25.2 ng·l-1,去除率达到68.3%。相比而言南明河的水体汞含量显得较高,可能是由于南明河流经贵阳市区,承接了部分生活污水及各种废水,而上游1 000 m乌当大桥处则直接受到附近城市生活污水排放的影响,笔者对南明河三个地点的水样在半个月内进行了两次采集,结果都非常相似。
颗粒态汞在渗滤液原液中的比例较高,达到87%,这是因为颗粒物质能强烈吸附重金属,随着处理单元(如沉降池使大部分颗粒物沉淀),颗粒态汞的比例逐渐下降。南明河水体中的汞也主要以颗粒结合态为主,与一般河流水体类似。
通过对进入垃圾填埋场和经过渗滤液向环境排放的汞进行的初步质量平衡计算(假设所产渗滤液均为一年内填倒的垃圾所产生),贵阳市高雁垃圾填埋场每年通过渗滤液向环境排放的汞占填埋垃圾中汞的比例仅为0.004%,比例很小。当然填埋场所产渗滤液并不仅仅由当年填埋垃圾所生成,因此这一比例还会更小,另外填埋场排放渗滤液也并不局限于填埋期,而是一个相当长的过程.
4 小结
总体而言,该填埋场渗滤液中的汞污染并不严重,主要是因为填埋垃圾汞含量较低、渗滤液ph较高、难溶硫化物的形成以及有机/无机物对汞的吸附。因此,从汞的污染考虑,该填埋场的渗滤液不会对周围生态系统造成危害.
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