水和廢水處理- Forschen科學

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研究文章
基於分散相的垃圾滲濾液惰性化中試規模初步研究

傑昆·雷納埃爾南德斯

西班牙Condorchem集團能源與廢物公司水處理部門

*通訊作者:華金·雷納Hernández,西班牙Condorchem集團能源與廢物公司水處理部,電子郵件:jreina@ewtech-ing.com


摘要

城市固體廢物(MSW)填埋場的全球管理中最複雜的方麵之一是滲濾液處理。這種液體主要是從有機物的降解中獲得的。加上廢物中的其他液體,包括雨水和其他液體,構成了一種複雜的、高度汙染的水。有許多技術可用於滲濾液的處理,但唯一的技術,使獲得惰性廢物是惰性化。本文對垃圾填埋場滲濾液的惰性化新技術進行了研究。該技術是基於分散相之間的接觸。為了進行這項研究,建立了一個試驗裝置,目的是觀察該過程的行為及其產量。本研究的總體結果表明,該技術促進了流動(浸出-反應)之間的接觸,顯著改善了在反應發展過程中發生的熱傳遞和傳質過程。從經濟的角度來看,這可以通過減少試劑使用量使操作成本降到最低,從而使該過程更具吸引力。

關鍵字

廢水;技術;滲濾液;Inertization

簡介

在城市固體廢物堆填區或處理廠的綜合管理中,最複雜的方麵之一是滲濾液。滲濾液是液體部分,透過棄置於堆填區的固體廢物,以溶液或懸浮液的形式提取物料。而滲濾液的多少則取決於固體廢物成分中所含元素的組合、堆填區運作的方式和地點的氣候條件。它的組成因堆填區的年代、堆積的廢物種類和之前的任何采樣而有所不同。因此,垃圾滲濾液必須根據其理化特性和組成進行合理的管理。堆填區滲濾液的組成取決於堆填區的類型(危險、非危險和惰性),在同一堆填區內,這取決於其運行時間[1]。

一般來說,滲濾液的汙染程度很高,主要是由於:

-高濃度有機物質

-氮的濃度,主要以銨的形式。

-其他鹽濃度,主要是氯化物和硫酸鹽。

-重金屬的存在程度取決於垃圾填埋的年代。填埋地年輕時高,填埋地老時低。

此外,圍繞固體廢物的適當處理問題不僅影響人類健康,而且還與環境汙染以及土壤和地表和地下水道的汙染有關,而這些土壤和水道往往是飲用水的來源。

因此,這些廢水必須經過處理,以降低其汙染水平,然後再排放到自然水源,防止地下水的破壞。

西班牙的滲濾液狀況十多年來一直沒有改變。由於這個原因,這個話題有一個嚴重的問題,不僅因為大量的垃圾填埋,也因為使用的不同技術。在過去的十年中,反滲透(RO)和蒸發等技術及其與其他程序的結合是非常普遍的。

盡管如此,前麵提到的技術並不能最終解決滲濾液問題,隻對降低滲濾液水平有用,因為產生的高濃度汙染需要其他類型的處理。在許多情況下,這種濃縮被帶到汙水處理廠(WWTP),在那裏它與城市水一起處理,以這種方式;許多垃圾填埋場為這個問題提供了解決方案。

然而,惰性化工藝作為滲濾液處理技術在西班牙的應用較少。應用惰性化技術的主要問題是由於使用的試劑數量和最終產品的質量所導致的高運行成本(批量混合)。

在此基礎上,開展了基於分散相接觸(DIP)的滲濾液惰化新工藝的初步中試研究,目的是在操作成本和產品質量方麵改善惰化工藝。

類型的治療

滲濾液處理與廢水處理非常相似,但由於其有機負荷較高,兩者有一些區別。財政和技術方麵決定了每一具體情況下最適合的處理類型,許多方麵的結合是相當常見的。

最常用的技術使用生物和物理化學處理/技術的不同組合。待處理的流量、汙染負荷和排放法規的限製,是最終決定單一技術是否足夠,或是否需要訴諸更完整的技術/處理的參數,如生物工藝之後的膜過濾工藝[2-5]。

最近,通過蒸發和噴霧幹燥將濃度濃縮成不同的組分已被引進作為一種處理技術。

獨立於應用的處理/技術,無論是膜或蒸發,將獲得兩個部分:一個是清潔的滲透和一個髒的,拒絕。後者是所有經過處理的水的雜質駐留的地方。因此,被拒絕或濃縮物對環境的影響比它所來自的水更大;因此,必須對其進行處理,以使其體積最小化,重新評估其組成的子產品,或使其惰性,以便將來在設施內部進行處理和處置。

所有上述技術都可以被視為二次處理,因為它們的目的是盡量減少這類廢物(殘餘水),而不是將其轉化為適於處理和未來處置的材料。

因此,今天有三種類型的垃圾滲濾液處理。第一個是為了準備和調整滲濾液進入第二個處理階段。第二種方法的目的是通過物理方法(如膜過濾,其中反滲透是值得注意的)或通過熱方法(如蒸發和噴霧幹燥)或兩者結合來減少它們。

第三級處理負責直接將滲濾液(經事先處理)或二級處理的濃縮物轉化為惰性固體,以便處理和傾倒在堆填區本身或為這一活動準備的設施。在這些處理中發現了惰性。

本工作的目的是對基於分散相(液-固)接觸的滲濾液惰化新技術進行中試工廠規模的研究,以發現該技術的可行性和惰化過程的效率。

背景-

惰性化是一種物理-化學過程,將流出物轉化為結構完整的固體廢物,同時通過減少汙染物的流動性防止其遷移。

惰性化是一種廣泛應用於危險廢物管理的技術,包括兩種操作:

穩定的浪費

用一係列試劑來:

-減少廢物的危險性

—降低汙染物向環境的遷移速度

-降低其成分的毒性

-安全的概念通常用作穩定的同義詞。通過添加以下試劑來實現穩定:

-改善廢物的處理及物理特性

-減少汙染物轉移或流失的表麵積

-限製任何汙染物在廢物中的溶解度

-減低汙染物的毒性

凝固的浪費

描述了添加試劑的過程,目的是:

使廢物凝固,增加其阻力,降低其壓縮性和滲透性。

從最廣泛的意義上講,惰性化可以被定義為一種將危險廢物轉化為惰性廢物的技術;被理解為未經曆顯著物理、化學或生物轉化的廢物[6-7]。

在通常的實踐中,目標是實現可作為非危險廢物管理的廢物。

惰性化主要應用於無機膏狀危險廢物和固體危險廢物,有機廢物的惰性化程度較低,原因如下:

當有機廢物不能重複利用或回收時,其中所含的能量通常被用作特殊設施的燃料,如水泥和粘土工作。

有機成分阻礙了水泥的凝固過程(用於上述目的的最常用試劑)。

對於來自垃圾填埋場或城市固體廢物處理廠的滲濾液和/或滲濾液濃縮液,可以在允許混合的設備中,通過向其添加氧化鈣(CaO)和水泥(常用試劑)來進行惰性化。

氧化鈣(CaO)惰化過程的主要目的是獲得氫氧化鈣或熟石灰(CaOH)。通過這種化合物(CaOH)的形成,發生了氯(Cl)、硫酸鹽(SO)的反應4)及其他存在於滲濾液內的化合物。

滲濾液惰化過程中發生的反應有以下幾點值得注意。

1.曹+ H2O↔Ca (OH)2∆H = -1140 kJ / kgCaO

) Ca(哦)2+氯2→CaOCl2+ H2O

b) Ca(哦)2+ H2所以4→卡索4+ 2 h2O

第一反應對應的是氧化鈣的水化,即形成氫氧化鈣或熟石灰,這在這類過程中是非常常見的。這個反應是放熱的。熟石灰生產過程在150°C左右的溫度下進行。

這個反應熱引起了溫度的上升,在產生的固體產物(惰性產物)和過程中產生的氣相中都是如此。同時,這種溫升是該過程質量的一個指標。

由於銨(NH+4)的含量和工藝的操作條件,即溫度和pH值的上升,銨(NH+4)以氨(NH)的形式釋放3.)由於化學平衡的破壞。氨氣作為氣體釋放,形成必須處理的氣體流。

反應a和b是二次反應,在惰性化過程中出現,使氯(Cl)和硫酸鹽在滲濾液中被捕獲,形成硫酸鈣(CaSO)的結晶網的一部分4)和氯化鈣CaOCl2形成的成分,以這種形式保留在這些固體化合物中。氯(Cl)和硫酸鹽(SO)4)仍然被困在這些成分的水晶網中,這阻止了它們移動或遷移到任何其他介質。

惰性化過程/技術的類型

在當今的滲濾液惰化技術市場中,可以找到散裝惰化技術。大塊惰性期(BIP)。滲濾液(液相)+散裝試劑(固相)的混合物。(圖1、2)。

圖1:流程圖:大塊惰性化技術(BIP)-攪拌槽式反應器

圖2:大塊惰性化技術(BIP)-塞流反應器。

這種惰性化的特征是滲濾液在設備(反應器)內與試劑接觸進行惰性化。在這種情況下,相(液-固)以適當的比例混合形成惰性產物。一些最常見的設備/電抗器是:連續或不連續運行的滾筒攪拌機或螺旋輸送機(圖1攪拌槽式電抗器)或螺旋輸送機(圖2塞流式電抗器)。在體流反應器中,相(固-液)之間的接觸效率受到混合物強度(相間接觸)的限製,因此質量傳輸和熱係數受到限製,為了大幅度降低(對反應發展的高阻力),這導致了長停留時間和一般低惰性化效率。為了解決這一缺點和其他與固液接觸有關的缺點,每單位質量的廢物(滲濾液)使用大量的試劑。

在大塊惰性化過程的研究中,不同的西班牙實體報告的試劑/滲濾液重量比從2.5到3.2不等。這在很大程度上取決於滲濾液之前所接受的處理和所使用的反應器類型(完全混合或活塞流)。

由於進行惰性化過程需要大量的試劑,所有這些都涉及到技術操作成本的增加。這方麵,加上低質量的惰性,使得這種技術在許多情況下處理垃圾滲濾液的應用不那麼吸引人。

這個反應的結果是釋放出一種含有高濃度nhh的氣體3.伴隨著H2O蒸汽。這是由於高濃度的銨(NH+4)被這種類型的水(滲濾液),由平衡的位移,化學(pH值上升)和技術(溫度上升)發生,這有利於銨(NH)的釋放+4)以氣體的形式(NH3.).

這種氣體被清洗以消除nhh3.以及在排放到大氣之前,由吸收-解吸係統形成的氣流中存在的任何其他類型的成分。圖1、2顯示了該技術的流程圖。

在這兩種情況下,反滲透與蒸發相結合。後一階段是使膜分離的濃縮物更加濃縮。產生的精礦經過惰性化過程,使用適當的試劑將其轉化為惰性固體產品,以便處理和排放到垃圾填埋場。

大塊惰性化技術的優缺點

在這種惰性化的其他優點中,應該注意到以下幾點:結構簡單,固定成本低。

它的缺點包括:試劑/滲濾液比高,導致運行成本高,考慮到所使用的反應器類型(混合)有較高的功耗,並且由於相(液-固)之間建立的接觸,產生低的質量傳輸和熱係數,增加了對正在發生的反應的阻力,從而影響惰化過程的效率。一般來說,這種類型的技術不符合進行所發生的過程的適當操作條件。

另一個需要注意的缺點是高濃度的nhh3.出現在該過程產生的氣相中,這是由於混合物的pH值和溫度升高導致化學平衡的破裂。溫度的升高是由熟石灰(CaOH)形成過程中釋放的熱量引起的。放熱反應。

新工藝方案:分散惰化相(DIP)

為了避免大塊惰性化的所有缺點,主要是固體試劑的用量,提出了一種新的過程中所涉及的相之間的接觸模型。在這種情況下,接觸模型在分散相。該模型由霧化液體和噴霧試劑在室內加熱空氣,以反應推薦溫度的過程[8-10]。

材料和方法

中試工廠規模試驗

中試廠是規模縮小的加工廠。設計、建造和運行一個試驗裝置的目的是獲得關於確定的物理或化學過程的信息,從而能夠確定該過程在技術上和財政上是否可行,以及為以後的工業規模的裝置設計和建造確定該過程的最佳運行參數。目的還在於獲得可以在確定的操作條件下模擬過程行為的模型。

實驗采用了來自Ferrovial集團管理的三個不同垃圾填埋場的三種滲濾液濃度。每一種精礦的獲得方法不同,即通過不同的處理方法獲得,包括反滲透、兩級反滲透和反滲透加熱壓縮蒸發。

材料

事先在實驗室規模進行質量惰化試驗,以確定工藝的不同操作參數;為進行這項研究而建造了試驗裝置,目的是確定:

-該過程在技術和財政上是否可行。

-分散相接觸時的惰化結果。

-關於執行過程的信息。

-工業規模工廠後驗設計和建造的上述工藝的操作參數。

-可以在確定的操作條件下模擬過程行為的模型。

圖3顯示了為此目的而構建的設施。它顯示了設施中包括的不同部分。

圖3:試驗裝置。

ILFD技術部分組成部分

1.Inertization室。

-直徑×高度=800 × 4000毫米。

2.液體霧化噴嘴。

-錐形噴嘴窄角開口=45°

-平均滴度85微米。

3.試劑噴

-直徑×高度=80 × 400毫米。

4.試劑分發器。

——體積類型。

——速度調節器

5.高壓泵。

——蠕動類型。

6.氣體過濾係統。

-裂口氣旋=250 × 500毫米。

7.空氣加熱室。

-直徑×長度=600 × 1000毫米

8.燃燒器

=柴油燃料。

9.風扇。

離心機類型。

10.控製和自動化係統。試驗裝置有一個控製麵板,可以控製不同的

工廠的運行變量包括:

-惰化室輸入空氣溫度和過程輸出。

-滲濾液、注入空氣及產生氣體的流量。

-惰化室壓。

-試劑的分配量。

垃圾滲濾液惰性化所用的試劑一般為氧化鈣+水泥50%的混合物,在分散相惰性化的情況下使用微粉氧化鈣,便於加熱劑在惰性化/混合室內噴灑試劑。

用於滲濾液霧化即形成液滴的霧化器,是一個窄角的空心錐形噴嘴,借助進來的熱空氣流,通過該噴嘴噴灑試劑。這種噴霧器的噴嘴直徑為300毫米。

方法

用於試驗的濃縮物(滲濾液)來自不同的堆填區,獲得方法也不同,即從不同的處理方法獲得,包括以下幾種:反滲透、兩級反滲透和反滲透加熱壓縮蒸發。

圖4-6顯示了不同滲濾液根據其來源(這些試驗的目的)所受處理的流程圖。

圖4:維克城Orís垃圾填埋場滲濾液處理流程圖。

圖5:處理Hostalets de Pierola垃圾填埋場滲濾液的流程圖。巴塞羅那

圖6:Santa María de Palautordera垃圾填埋場滲濾液處理流程圖。巴塞羅那。

表1顯示了每種滲濾液的化學特征,根據其來源和處理類型,這是本次中試工廠規模研究的目的。

滲濾液的研究 Lix 1
裁判:3970
Lix 2
裁判:3972
Lix 3引用:3974
參數 單位 結果 結果 結果
mg NH4/ l 9.634 147 10.800
幹燥的浪費 毫克/升 55.750 46.620 38.400
材料在暫停 毫克/升 713 126 10.040
電導率(20°C) µS /厘米 54.755 40.924 75.700
pH值 單位的pH值 8日0 7日0 5、3
氯化物 mg Cl / l 20.904 16.040 48.584
硫酸鹽 所以4/ l 11.008 803 36.013
T.O.C mg Cl / l 13.230 2.487 14.628

表1:根據每種滲濾液的來源和處理類型,顯示其特征,這是本中試工廠規模研究的目的。
浸出1 = Palautordera;浸出2 =口的;Leach 3=Hostalets de Pierola

在這些情況下,滲濾液中銨、氯和硫酸鹽濃度高主要有四個原因。垃圾中有機質含量高,垃圾填埋場的年代久遠,垃圾在進入垃圾場之前沒有進行過分類,其處理過程主要涉及反滲透(RO)和蒸發等不同方法。

從表1中還可以注意到,經過蒸發處理的滲濾液是其有害成分和導電性濃度最高的滲濾液

測試操作條件:為了在中試工廠規模上進行試驗,在建立操作條件之前進行了一係列試驗,使用來自Orís垃圾填埋場的滲濾液作為試驗的滲濾液,因為它在氯(Cl-)和硫酸鹽(SO4-2),因為它的pH值完全中性,即等於7。

這些先前的試驗是用來確定有關滲濾液、試劑和空氣流量的操作條件,以及對不同滲濾液進行試驗的工作溫度。對於來自Orís垃圾填埋場的滲濾液,滲濾液流量為12 lit/h,試劑7.05 kg/h,空氣271 m3.滲濾液的惰化適宜條件為175℃/h。

所使用的試劑是平均粒徑為85微米(µm)的50%微細氧化鈣和水泥的混合物,水泥通過與熱風流接觸噴灑在鈍化室中,並使用一個60º窄角的空心錐噴嘴對滲濾液進行霧化,該噴嘴在18 bar的壓力下工作,提供平均粒徑為85微米(µm)的滴劑。

在進入泵之前,滲濾液用橡膠過濾器過濾,以去除任何可能阻礙霧化噴嘴並導致其運行不良的固體。不同測試的供電流量範圍為10至15 lit/h。

設備運行測試:裝置運轉開始時,打開風扇,產生氣流通過加熱室、惰化室和旋風分離器。與此同時,需要啟動燃燒器的凹陷提供了柴油。

燃燒器啟動前,在控製麵板上預先設定空氣加熱溫度為180°C(設定點)。一旦這一操作進行,燃燒器被打開,等待工作溫度,即80°C。

一旦達到操作條件,試劑分配器就啟動,其運行速度預先設置好,這樣就可以知道試劑的供應量。一旦分配器啟動,等待兩(2)分鍾打開滲濾液注入泵,同時控製其流量12.5照明/小時和泵壓在18巴的範圍內。

分析和控製方法:與滲濾液、惰化產物和惰化過程所產生的氣體流量有關的所有參數,均由經認可可進行這些試驗的實驗室確定,同時考慮到為表征這類廢水而建立的標準方法。實驗室AT (Ambiente Tecnología consultants)。巴塞羅那

對來自不同垃圾填埋場的惰性產物樣品進行了分析。

1) 105°C損失:原樣品在105°C相幹燥後的重量損失(PNA065)。

2)滲濾液試驗:按標準UNE EN 12457- 4(樣品重量:97.5 g,水量:892 ml)進行。初始pH值(PNA004)和電導率(PNA005)在攪拌的前15分鍾內測定。

3)氯化物:為估價進行分析(PNA006)。已確定滲濾液。

4)總固溶物(STD)/幹渣:用幹燥法和重量法(PNA086)測定滲濾液總固溶物。

所有測試的實現時間為一(1)小時。在測試期間,測量了以下工作變量:

-提供的滲濾液流量

-試劑流速(rpm)

-注入氣流

-產生的氣體流量

——工作溫度。

為了達到上述目的,產生的產品重量(惰性產物)被放置在惰性室的底部和旋風器的底部,作為回收產生的產品(惰性產物)的接收器。在每次測試結束時,該產品都被放在專門用於此目的的秤上稱重。

-用於空氣加熱的燃料量。

結果與討論

圖7顯示了采用分散相接觸技術對不同滲濾液進行惰性化處理的結果。在這三種情況下,得到的結果是白色粉末,盡管色調不同。惰化產物在惰化室底部所占比例最大,在旋風器底部所占比例較小。該工藝產生的氣流有一種苦酸氣味和一定的氨氣味。

圖7:研究了不同滲濾液的惰化過程。

為了了解惰化過程的效率,進行了現場滲濾液試驗。為了達到上述目的,將等量的水和惰性產物混合並靜置一段時間。然後觀察浮在固相組分表麵的水萃取物的顏色和透明度,作為該過程的質量指標。

pH值也被測量,這使我們能夠發現提取物的堿性水平。

這些試驗總能使注入惰化室的試劑量得以調整。

根據滲濾液的來源,圖8顯示了當試劑/滲濾液重量比=0.77時,水溶液萃取物在固體餾分上遊動的顏色和透明度。

圖8:研究中不同滲濾液的現場滲濾液處理結果。

圖8顯示現場滲濾液測試的結果。

這證明了三種情況下的惰性化效率是不同的。所有證據表明,來自Orís垃圾填埋場的滲濾液的惰化質量最好,而其餘的滲濾液的惰化質量較差,這證明了組分從固相遷移到產生的水提取物。

來自不同滲濾液的三種惰性產物的樣品被送到認可的實驗室進行分析,而氣相分析則在現場進行。

表2顯示了被認可進行這類分析的實驗室報告的分析結果,包括惰性產物和它產生的氣相。

表2顯示,Palautordera垃圾填埋場的惰性產物超過了作為非危險廢物(L/S=10 L/kg的水萃取比)限值所需的COD和總溶解固體(TDS)。

結果:中試規模試驗 裁判:3951 Lix 1裁判:3971 Lix 2裁判:3973 Lix 3裁判:3975
浪費參數分析 單位 結果 結果 結果 結果
損失105°C 7、7 < 0、2 < 0、2 < 0、2
閃點 °C > 75 > 75 > 75
滲濾液分析
初始pH值 pH值單位 12、5 12、5 12、5 12、5
最初的電導率 µs /厘米25°C 13.180 14.920 13.480 27.930
最後的pH值 pH值單位 12日6 12日6 12日6 12日6
最終導 µs /厘米25°C 13.370 14.980 13.560 13.550
T.O.C 德國/公斤克裏 4.850 590 11.130
克裏mg某人/公斤 < 0、2 < 0、2 < 0、2
毫克/公斤克裏 < 0、2 < 0、2 0,8
克裏mg Ba /公斤 4.7 7.1 3,4
克裏mg Cd /公斤 < 0, 1 < 0, 1 < 0, 1
克裏mg銅/公斤 < 0、6 < 0、6 < 0、6
總鉻 克裏mg Cr /公斤 1, 8 1,1 2.6
克裏mg Hg /公斤 < 0 01 < 0 01 < 0 01
Molybednum mg克裏莫/公斤 0, 3 0, 2 0, 4
倪毫克/公斤克裏 < 0、6 < 0、6 1、4
引領 mg Pb /公斤克裏 < 0、6 < 0、6 < 0、6
克裏mg Se /公斤 < 0、2 < 0、2 < 0、2
克裏毫克鋅/公斤 < 0、6 < 0、6 < 0、6
mg NH4+/公斤克裏 150 < 40 940
氯化物 毫克的氯-/公斤克裏 7.930 11.220 6.350 58.460
同質CDO mg阿2/公斤克裏 12.950 1.470 29.820
硫酸鹽 所以2 -4/公斤克裏 5.540 1.670 32.830
總溶解固體量(TDS) 毫克/公斤克裏 59.000 76.000 47.000 210.000

表2:研究了三種樣品(滲濾液)的惰化產物的浸出分析結果。
浸出1 = Palautodera;浸出2 =口的;浸液3:Hostalets de Pierola

表2給出了采用相間接觸(DIP)技術對三種滲濾液進行惰性處理的結果。這一結果證實了該技術適用於這些滲濾液的惰性化。從表2中還可以注意到,當滲濾液使用相同的試劑比例(Kg試劑/Kg滲濾液比=0.77)進行惰性化處理時,根據滲濾液所接受的處理類型,得到的結果不同。

表3顯示了有關其主要汙染成分減少百分比的比較。

比較結果 Lix 1 Inertizated裁判:3971 Lix 2 Inertizated裁判:3971 Lix 3 Inertizated裁判:3971
參數 單位 結果 減少 結果 減少 結果 減少
(%) (%) (%)
T.O.C 克裏mg C /公斤 13.230 4.850 63年,34 2.487 590 76年,28 14.628 11.130 23日,91年
mg NH4+/公斤克裏 9.634 150 98年,44歲 147 40 72年,79年 10.800 940 91年,30
毫克的氯-/公斤克裏 20.940 11.220 46歲,33 16.040 6.350 60歲的41 48.584 58.460 16日,89
所以42 -/公斤克裏 11.008 5.540 49歲,67 803 1.670 51.92 36.013 32.830 84

表3:根據滲濾液的主要有害成分,將原滲濾液與經過惰性化處理的滲濾液進行了比較。
浸出1 = Palautodera;浸出2 =口的;Leach 3=Hostalets de Pierola

從表3中可以看出,來自Oris垃圾填埋場的滲濾液汙染物減少率最高,這是濃度最低的滲濾液,因為它隻經過了反滲透濃縮過程,其次是來自Palautordera的滲濾液,最後是對應於Hostalet de Pierola的滲濾液。

然而,隻有Palautordera的滲濾液中所有有害成分都被減少了,所以我們可以說是完全的鈍化,而Oris的滲濾液中硫酸鹽的含量增加了,而在Hostalet de Pierola中氯化物的含量增加了。在這些滲濾液中,我們不能說完全的惰性化。

還應指出,減少程度最高的汙染物是氧化三酚、銨、氯化物和較少的硫酸鹽。這說明發生的不同反應的產率和可能的反應速率是不同的。

另一項分析是對惰化過程產生的氣相進行的,目的是了解惰化過程可能產生的汙染物及其濃度。

表4顯示了對惰化過程產生的氣相進行分析的結果。

LIX 參數 單位 結果
Lix 1 (毫克/米3. 266
Lix 2 (毫克/米3. 4、8
Lix 3 (毫克/米3. 293
Lix 1 硫化氫 (毫克/米3. 10日0
Lix 2 硫化氫 (毫克/米3. < 1 0
Lix 3 硫化氫 (毫克/米3. < 1 0
Lix 1 嗅覺測量法 UOE / m3. 11.585, 00

表4:對所研究的三種滲濾液樣品(滲濾液)惰化過程中氣相的分析結果。氨、硫化氫測定及嗅覺測定。
浸出1 = Palautodera;浸出2 =口的;Leach 3=Hostalets de Pierola

從表4中可以注意到,關於氨(作為銨)的排放,在那些濃度較高的滲濾液中,即那些經過蒸發過程的滲濾液中,這些組分在氣相中的濃度較高。因此,在惰性化過程中沒有被捕獲的氨(銨)由於化學和熱力學平衡的破裂而在氣相中被釋放出來。

關於硫化氫(作為硫化物)的排放,可以說它們很低,因此,可以認為大多數硫酸鹽被困在惰化物中,這使得該組分在氣相中的濃度最低。

這讓我們可以從某種程度上說,硫酸鹽比銨更容易受到惰性化過程的影響,這可能是由於反應速率的不同。

參考(表2)Orís填埋區惰性產物的情況,隻超出了與化學需氧量相對應的限度,而在Hostalets de Pierola填埋區,則超過了氯化物、化學需氧量、硫酸鹽和總溶解固體相對應的限度。

必須考慮到所研究的濃縮物是通過不同的方式、不同的來源和不同的垃圾填埋場獲得的,因此在相同的操作條件下處理的結果是不同的,在這種情況下試劑/滲濾液重量比=0.77。

根據為浸出試驗報告的數據,在表2中可以提出,使用來自Orís的滲濾液的惰化產物可達到最佳結果,即固體濃度水平較低的地方。總的來說,從所述惰化產物中產生的滲濾液中汙染物的濃度有所降低。

表5給出了當前垃圾填埋場滲濾液惰化技術(BIP vs DIP)在不同操作參數(包括投資和操作成本)下的定量和定性估計比較。

投資 試劑消耗比 能源消耗 運營成本
畢普 2 a3kg反應/公斤lix2
啊,75年1、2公斤反應/公斤lix2 High1

表5:西班牙浸出液惰性化DIP和BIP技術的定量和定性比較。
1-它可以利用沼氣或發動機廢氣的熱量。因此,成本可以降低
2-取決於滲濾液的來源(反滲透或蒸發)

表5顯示了投資成本的差異,這主要是由於惰性化室的尺寸。這與相之間接觸的類型有關。在分散相(DPI)的情況下,需要高接觸麵和大工作量的設備。

然而,由於這個大的接觸麵,這與反應物和滲濾液的引入方式有關,發生的運輸過程(質量和熱)是有利的,因此需要少量的試劑達到相同的產品質量。

在電能消耗的情況下,由於DIP技術中試劑和滲濾液之間的接觸方式,電耗比BIP(大塊相)技術低得多。

在BIP技術中,有一個形成汙泥的階段,需要大量電能來混合和運輸材料。由於產生固體惰性化的反應所釋放的熱量,這些汙泥就會幹涸。

DIP技術需要熱空氣進行工作,因為該過程的溫度在150°C到200°C之間。因此,熱能的消耗很高。如果使用剩餘的熱量來源,如熱電聯產係統的廢氣或沼氣的燃燒,則可將這種消耗降到最低。

這使得DIP技術的運行成本低於BIP技術。

關於這個過程的排放

氨氣和硫化氫:表4為滲濾液惰化過程大氣排放研究樣品中氨(作為銨)、硫化氫(作為硫化物)的測定結果。

因此,關於大氣排放,應該注意到氨水平(NH3.)存在於氣相中,來自Palautordera和Hostalets de Pierola垃圾填埋場的滲濾液的鈍化是明顯的,盡管在目前的立法中對該參數沒有官方限製,但排放限製在100 mg/m以下3.通常是必需的。

至於硫化氫,從Palautordera的氣體中得到的值是10毫克/米3.,與第833/1975號法令附錄III第27段所規定的限額相一致,而目前許多環境基礎設施的限額是按這個值或更低的值確定的。

結論

根據本研究的結果,得出以下結論:

分散相惰性化(DIP)是一種適合處理來自垃圾填埋場和城市固體廢物處理廠的滲濾液的工藝,因為它可以獲得高穩定性的惰性固體,而且比大塊相惰性化(BIP)的操作成本更低。

這是由於。

-試劑消耗低。

——降低能耗。

一切都表明,濃度水平或滲濾液的來源,對惰化質量和試劑/滲濾液重量比有影響,以實現一個合適的惰化過程。

在所有被研究的有害成分中,對這種試劑的穩定過程最敏感的是too.c和銨,而氯化物和硫酸鹽對穩定過程的影響較小。

該技術為城市垃圾填埋場滲濾液的管理提供了一種新的解決方案。

確認

作者想對Ferrovial Servicio集團和所有在此項目開發中合作的員工表示感謝。


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條信息

文章類型:研究文章

引用:Hernández JR(2018)基於分散相的垃圾滲濾液惰性化中試工廠規模初步研究。國際J水廢水處理4(2):dx.doi.org/10.16966/2381-5299.157

版權:©Hernández JR.這是一篇開放獲取的文章,根據創作共用署名許可協議發布,該協議允許在任何媒體上不受限製地使用、發布和複製,前提是注明原作者和來源。

出版的曆史:

  • 收到日期:2018年8月20日,

  • 接受日期:2018年12月27日,

  • 發表日期:2018年12月31日