垃圾填埋場滲濾液成分復(fù)雜,具有高COD、高氨氮、高鹽分及毒性物質(zhì)多的特點(diǎn),傳統(tǒng)單一工藝難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。近年來,三維電解-A/O-臭氧組合工藝憑借其高效降解有機(jī)物、脫氮除碳及深度氧化的優(yōu)勢,成為滲濾液處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
三維電解:強(qiáng)化難降解有機(jī)物分解
三維電解技術(shù)通過構(gòu)建多維電極體系,在傳統(tǒng)二維電極間填充鐵碳復(fù)合材料、金屬氧化物等催化填料,形成無數(shù)微電池反應(yīng)單元。在電場作用下,填料表面發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生羥基自由基(·OH)、超氧陰離子等強(qiáng)氧化物質(zhì),可無選擇性降解滲濾液中的苯系物、長鏈烷烴等難溶有機(jī)物。
該技術(shù)的核心優(yōu)勢在于:
高效催化降解:三維電極結(jié)構(gòu)使反應(yīng)接觸面積提升3-5倍,COD去除率可達(dá)60%-80%,顯著提高廢水的可生化性(B/C比從0.2提升至0.4以上)。
低能耗與無二次污染:無需外加化學(xué)藥劑,電極材料抗板結(jié)設(shè)計(jì)使其壽命超過1年,運(yùn)行成本較傳統(tǒng)Fenton法降低40%。
重金屬協(xié)同去除:陰極還原作用可將Cr??等重金屬離子轉(zhuǎn)化為低毒形態(tài),減少后續(xù)處理負(fù)荷。
A/O工藝:同步脫氮與碳源優(yōu)化
經(jīng)三維電解預(yù)處理后的滲濾液進(jìn)入A/O(厭氧-好氧)生物處理單元。厭氧段通過產(chǎn)甲烷菌將部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣,實(shí)現(xiàn)能源回收;好氧段則利用硝化菌和反硝化菌的協(xié)同作用,完成氨氮的硝化與反硝化反應(yīng)。
該工藝的創(chuàng)新點(diǎn)在于:
碳源精準(zhǔn)調(diào)控:通過回流污泥中的內(nèi)碳源強(qiáng)化反硝化效率,減少外加甲醇等碳源的投加量。
抗沖擊負(fù)荷設(shè)計(jì):高濃度活性污泥(MLSS≥8000mg/L)可耐受滲濾液水質(zhì)波動(dòng),COD和氨氮去除率分別穩(wěn)定在85%和90%以上。
臭氧氧化:深度處理與消毒滅菌
A/O出水中的殘余難降解有機(jī)物和微生物需通過臭氧氧化進(jìn)一步去除。臭氧憑借其強(qiáng)氧化性(氧化還原電位2.07V)可直接破壞有機(jī)物分子結(jié)構(gòu),同時(shí)殺滅細(xì)菌、病毒等病原微生物。
本工藝采用臭氧-活性炭耦合技術(shù):
高級(jí)氧化作用:臭氧在活性炭表面催化分解為·OH,氧化效率提升3-8倍,出水COD可降至50mg/L以下。
吸附與生物降解協(xié)同:改性活性炭表面負(fù)載微生物膜,形成“吸附-生物降解”雙重屏障,延長活性炭使用壽命50%以上。
工程案例與技術(shù)展望
在南方某大型垃圾填埋場項(xiàng)目中,采用“三維電解(COD去除率75%)+A/O(氨氮去除率92%)+臭氧氧化(COD降至45mg/L)”組合工藝,處理規(guī)模為200m3/d。運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示,出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008),年節(jié)約處理成本約120萬元。
未來,該技術(shù)將向智能化控制與資源回收方向發(fā)展:
利用AI算法實(shí)時(shí)優(yōu)化電解電壓、臭氧投加量等參數(shù);
結(jié)合膜分離技術(shù)回收氨氮制取化肥,實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”。
結(jié)語
三維電解-A/O-臭氧組合工藝通過物理-生物-化學(xué)的多級(jí)協(xié)同,攻克了滲濾液處理的“高濃度、難降解、高毒性”三大難題,為垃圾填埋場污染治理提供了經(jīng)濟(jì)高效的技術(shù)路徑,助力“無廢城市”建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。