لیچات زباله به آب های فاضلاب ارگانیک با غلظت بالا اشاره دارد که توسط رطوبت موجود در خود زباله، باران، برف و رطوبت های دیگر وارد محل دفن زباله تشکیل می شود.کاهش ظرفیت آب اشباع شده زباله و پوشش لایه خاک، و از لایه زباله عبور می کند و لایه خاک را پوشش می دهد. همچنین آب انباشته شده از زباله های آماده برای سوزاندن نشت می کند.
Image.png
1、 مرحله تولید آب آشغال
خواص لیچات از زباله با زمان کار محل دفن زباله متفاوت است، که عمدتاً توسط فرآیند ثبات زباله در محل دفن زباله تعیین می شود.روند ثبات زباله ها معمولا به پنج مرحله تقسیم می شود، یعنی مرحله تنظیم اولیه، مرحله انتقال، مرحله اسید، مرحله تخمیر متان و مرحله بلوغ.
1مرحله تنظیم اولیه: زباله به محل دفن زباله پر می شود و مرحله ثبات زباله وارد مرحله تنظیم اولیه می شود.اجزای به راحتی تجزیه شده در زباله به سرعت تحت واکنش های تجزیه زیستی هوازی با اکسیژن حمل شده در زباله قرار می گیرند.، تولید دی اکسید کربن (CO2) و آب، در حالی که مقدار خاصی از گرما را آزاد می کند.
2مرحله انتقال: در این مرحله، اکسیژن در محل دفن زباله کم می شود و شرایط بی هوا در محل دفن زباله شکل می گیرد.تخریب زباله ها از تجزیه هوازی به تجزیه هوازی اختیاریدر این مرحله، نیترات و سولفات موجود در زباله به ترتیب به نیتروژن (N2) و سولفید هیدروژن (H2S) کاهش می یابد و pH لیچات شروع به کاهش می کند.
3مرحله اسیدی شدن: هنگامی که گاز هیدروژن (H2) به طور مداوم در محل دفن زباله تولید می شود، به این معنی است که ثبات محل دفن زباله وارد مرحله اسیدی شدن می شود.میکروارگانیسم هایی که نقش عمده ای در تجزیه زباله ها دارند، باکتری های غیر هوازی اختصاصی هستند.اجزای اصلی گاز دفن زباله دی اکسید کربن (CO2) ، COD لیچات، VFA و غلظت یون های فلزی هستند.که به افزایش خود ادامه می دهند تا به مقادیر بالایی در مرحله متوسط برسند و سپس به تدریج کاهش می یابند.PH به کاهش به مقدار پایین ادامه می دهد و سپس به تدریج افزایش می یابد.
4مرحله تخمیر متان: هنگامی که محتوای H2 در محل دفن زباله به نقطه ای پایین کاهش می یابد، محل دفن زباله وارد مرحله تخمیر متان می شود. در این زمان،باکتری های متانوجنیک اسیدهای آلی و H2 را به متان تبدیل می کنندغلظت مواد آلی، یون های فلزی و رسانایی به سرعت کاهش می یابد، با کاهش BOD / COD و کاهش قابلیت تجزیه زیستی. در همان زمان، ارزش pH شروع به افزایش می کند.
5مرحله بلوغ: هنگامی که اجزای به راحتی زیست فرسوده در زباله های محل دفن زباله اساساً تخریب می شوند، محل دفن زباله وارد مرحله بلوغ می شود. در این مرحله،به دلیل این واقعیت که اکثریت قریب به اتفاق مواد مغذی موجود در زباله ها با لیچات تخلیه شده انددر این زمان pH در یک حالت کمی قلیایی باقی می ماند.و قابلیت تجزیه زیستی لیچات بیشتر کاهش می یابد.مقدار BOD/COD کمتر از 0 خواهد بود.1اما غلظت فیلترات خیلی کمه
2、 مقایسه و انتخاب فرآیندهای تصفیه لیچات
تصفیه لیچات از محل های دفن زباله های شهری همیشه یک مسئله بسیار چالش برانگیز در طراحی، عملیات و مدیریت محل دفن زباله بوده است.لیچات محصول جریان گرانشی مایعات در محل دفن زباله استبه دلیل عوامل بسیاری که می توانند بر خواص فیلترات در طول فرآیند جریان تاثیر بگذارند، از جمله فیزیکی،مواد شیمیاییدر حالی که این مقدار از مواد غذایی به طور کلی در محدوده ای از عوامل بیولوژیکی، خواص فیلترات می تواند در محدوده ای قابل توجهی متفاوت باشد. به طور کلی، ارزش pH آن از 4 تا 9، COD از 2000 تا 62000mg/L،و BOD5 بین 60 تا 45000mg/L است.غلظت فلزات سنگین اساساً با غلظت فاضلاب شهری مطابقت دارد.
3、 وضعیت فعلی تکنولوژی تصفیه لیچات
روش های تصفیه لیچات محل دفن شامل روش های فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی است. روش های فیزیکی و شیمیایی عمدتا شامل جذب کربن فعال، بارش شیمیایی،جدایی تراکم، اکسیداسیون شیمیایی، کاهش شیمیایی، تبادل یون، دیالیز غشا، و اکسیداسیون مرطوب گاز.میزان حذف COD از روش های فیزیکی و شیمیایی می تواند به 50-87٪ برسددر مقایسه با درمان بیولوژیکی، درمان فیزیکی و شیمیایی تحت تاثیر تغییرات کیفیت و مقدار آب قرار نمی گیرد و کیفیت فاضلاب نسبتا پایدار است.به ویژه برای لیچات با نسبت های پایین BOD5/COD (0.07-0.20) که سخت برای درمان زیست است. این اثر درمان خوبی دارد.روش های فیزیکی و شیمیایی هزینه های پردازش بالایی دارند و برای پردازش مقادیر زیادی از لیچات از زباله مناسب نیستند.بنابراین، روش های بیولوژیکی عمدتا برای درمان لیچات از زباله استفاده می شود.
روش های بیولوژیکی به درمان بیولوژیکی هوازی، درمان بیولوژیکی بی هوازی و ترکیبی از این دو تقسیم می شوند.مخزن اکسیداسیون تهویه، استقرار هوازی استخر، میز چرخش بیولوژیکی، و فیلتر قطره.و استقرار آناروبی است.
4、 مقدمه به فرآیند درمان لیچات
خلاء زباله دارای ویژگی های متفاوتی از فاضلاب شهری است، مانند غلظت بالای BOD5 و COD، محتوای فلزی بالا، تغییرات قابل توجهی در کیفیت و مقدار آب،محتوای بالای نیتروژن آمونیاکاز میان روش های تصفیه لیچات، ترکیب لیچات با فاضلاب شهری ساده ترین روش است. با این حال، محل های دفن زباله اغلب از شهرهای دور هستند.,بنابراین مشکلات خاصی در ترکیب لیچات آنها با فاضلاب شهری برای تصفیه وجود دارد و اغلب باید به صورت جداگانه تصفیه شوند. روش های پردازش رایج استفاده شده عبارتند از:
4.1 درمان هوازی
تجربه های موفقیت آمیز در استفاده از روش های هوازی مانند روش لجن فعال، خندق اکسیداسیون، استقرار هوازی حوضچه و میز چرخش بیولوژیکی برای درمان لیچات وجود دارد.درمان هوازی می تواند به طور موثر BOD5 را کاهش دهداز جمله روش های هوازی، هوا دادن به تاخیر رایج ترین روش استفاده شده است.و همچنین استقرار لوله کشی استخر ها و دور پیچ های بیولوژیکی (به طور عمده برای حذف نیتروژن استفاده می شود)در زیر به طور جداگانه معرفی خواهد شد.
4.1.1 روش لجن فعال
فرآیند سنتی لجن فعال
لیچات را می توان به صورت جداگانه یا در ترکیب با روش های بیولوژیکی، فلوکولاسیون شیمیایی، جذب کربن، فیلترال غشا، جذب چربی و استخراج گاز درمان کرد.روش لجن فعال به دلیل هزینه کم و کارایی بالا به طور گسترده ای استفاده می شود.نتایج عملیاتی چندین کارخانه تصفیه فاضلاب لجن فعال در ایالات متحده و آلمان نشان می دهد که با افزایش غلظت لجن برای کاهش بار آلی لجن،روش لجن فعال می تواند نتایج رضایت بخش را در درمان لوله کشی محل دفن حاصل کند.به عنوان مثال، کارخانه تصفیه فاضلاب فول تاونشیپ در پنسیلوانیا، ایالات متحده، دارای COD 6000-21000mg/L، BOD5 3000-1300mg/L و نیتروژن آمونیاک 200-2000mg/L است.غلظت لجن (MLVSS) مخزن تهویه 6000-1200mg/L است، که ۳ تا ۶ برابر بیشتر از غلظت کل لجن است. هنگامی که بار اورگانیک حجم 1.87kgBOD5/(m3 · d است، میزان حذف BOD5 97٪ است با F/M در محدوده 0.15 تا 0.31kgBOD5/(kgMLSS · د)هنگامی که حجم بار ارگانیک 0.3kgBOD5/(m3 · d) است، F/M 0.03-0.05kg BOD5/(kgMLSS · d) است و میزان حذف BOD5 92٪ است.داده های کارخانه نشان می دهد که تا زمانی که غلظت روش لجن فعال به طور مناسب افزایش یابد، F/M باید بین 0.03-0.31 kgBOD5/(kgMLSS · d) (بیش از حد بالا نباشد) باشد و استفاده از روش لجن فعال می تواند به طور موثر لجن دفن زباله را تصفیه کند.
بسیاری از محققان همچنین دریافتند که لجن فعال می تواند 99٪ BOD5 را از لوله کش خارج کند و بیش از 80٪ کربن آلی را می توان با لجن فعال حذف کرد.حتی اگر کربن آلی در جریان به 1000mg/L برسد، فیلمی زیستی لجن می تواند به سرعت سازگار شود و تخریب شود. سیستم لجن فعال که تحت بار کم کار می کند می تواند 80 تا 90٪ COD را از لیچات حذف کند و BOD5 فاضلاب کمتر از 20mg / L است.برای لیچات با COD 4000-13000 mg/L، BOD51600-1100mg/L، و NH3-N 87-590mg/L، روش گِل فعال هوازی مخلوط می تواند نرخ حذف COD پایدار بیش از 90٪ را به دست آورد.بسیاری از سیستم های تصفیه آب لوله زباله های واقعی نشان داده اند که روش لوله فعال دارای اثرات تصفیه بهتری نسبت به روش های دیگر مانند اکسیداسیون شیمیایی است..
فرآیند لجن فعال هوازی با اکسیژن کم
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 و دیگران از دانشگاه Tongji از روش لجن فعال هوازی با اکسیژن کم برای درمان لوله کشی از محل های دفن زباله استفاده کردند.آزمایش نشان داد که در شرایط کنترل شده کار می کنند.، لیچات از محل های دفن زباله با روش لجن فعال هوازی با اکسیژن کم با نتایج عالی درمان شد.و SS فاضلاب نهایی از 6466mg/L اولیه کاهش یافته است، 3502mg/L و 239.6mg/L به ترتیب به COD<300mg/L، BOD5<50mg/L (متوسط 13.3mg/L) و SS<100mg/L (متوسط 27.8mg/L).به ترتیب.
اگر فاضلاب تصفیه شده با آلومینیوم کلرید قلیایی به صورت شیمیایی همخوانی شود، COD فاضلاب می تواند به کمتر از 100mg/L کاهش یابد.
روش دو مرحله ای نیز در درمان نیتروژن و فسفر در لیچات بهتر از روش بیولوژیکی عمومی است. میانگین میزان حذف فسفر 90.5٪ است.متوسط میزان حذف نیتروژن 67.5٪ علاوه بر این، کار با این روش، کمبودهای روش دو مرحله ای درمان بیولوژیکی آناروبیک هوازی را جبران می کند، که در مرحله اول، NH3-N بیشتری تشکیل می شود.که انجام مرحله دوم را دشوار می کند و دو درمان هوازی بیش از حد طول می کشد..
سیستم ترکیب درمان لجن فعال فیزیک شیمیایی
با توجه به نسبت بالای ترکیبات پلیمر که تجزیه شدن آنها در لیچات دشوار است و اثر مهار کننده فلزات سنگین،یک سیستم ترکیبی که ترکیبی از روش های بیولوژیکی و فیزیکی شیمیایی است معمولاً برای درمان لیچات دفن زباله استفاده می شودبرای لیچات با BOD5 1500mg/L، Cl-800mg/L، سختی (برآورد شده به عنوان CaCO3) 800mg/L، کل آهن 600mg/L، نیتروژن آلی 100mg/L، TSS 300mg/L و SO2-4300mg/L،برخی از دانشمندان از این روش برای درمان استفاده کرده اند و یافته اند که اثر بسیار خوب استنرخ حذف BOD5، COD، NH3-N و Fe به ترتیب 99٪، 95٪، 90٪ و 99.2٪ است. پس از آب ورودی در سیستم از مخزن تنظیم کننده عبور می کند،می تواند از غلظت فوری مواد سمی جلوگیری کند و فعالیت بیولوژیکی لجن فعال را مهار کند.• اضافه کردن آلومینیوم به مخزن تصفیه می تواند فلزات سنگین و برخی از مواد آلی را از بین ببرد. مخزن بلند کننده هوا (تهویه، اضافه کردن NaOH در دمای پایین) می تواند 50٪ از NH3-N ورودی را از بین ببرد.بنابراین غلظت NH3 را زیر سطح مهار کننده نگه می داردبه دلیل بارش فسفر در آب فاضلاب با اضافه کردن نیل و ارزش pH بالا، لازم است که فسفر و مواد اسیدی اضافه شود.سیستم لجن فعال می تواند به صورت سری یا موازی استفاده شود.، و در طول کار، روش های تهویه معمولی یا تاخیر را می توان برای درمان با تنظیم نسبت لجن بازگشت، که دارای انعطاف پذیری عملیاتی بزرگ است، انتخاب کرد.