垃圾滲濾液處理工藝研究及應(yīng)用現(xiàn)狀淺析

隨著中國(guó)城市化的加快和居民生活水平的提高，城市生活垃圾的產(chǎn)量與日俱增.2013年，中國(guó)的生活垃圾總產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了1.73億kg.由于處理成本低，采用垃圾衛(wèi)生填埋處理的垃圾占總垃圾產(chǎn)量的80%以上[1].在垃圾填埋的過(guò)程中以及填埋完成后會(huì)產(chǎn)生垃圾滲濾液.垃圾滲濾液的來(lái)源主要是垃圾自身含水和大氣降水降雪等.

目前中國(guó)的垃圾滲濾液產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了每年3000萬(wàn)t以上.由于垃圾的成分十分復(fù)雜，因此所產(chǎn)生的垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜，高有機(jī)物高氨氮高鹽分的特種廢水[2-4]，而1t滲濾液約相當(dāng)于100t城市污水所含污染物的濃度[5].滲濾液如果直接排放，會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境，尤其是地下水產(chǎn)生不可逆的危害.

中國(guó)十分重視對(duì)垃圾滲濾液的處置安全問(wèn)題.為了有效地保護(hù)填埋場(chǎng)周邊的環(huán)境，國(guó)家在1997年頒布了垃圾滲濾液的排放標(biāo)準(zhǔn)《GB16889—1997》.標(biāo)準(zhǔn)對(duì)滲濾液的懸浮物、BOD5、COD、氨氮和大腸桿菌值做了明確的規(guī)定.2008年，國(guó)家對(duì)原來(lái)的滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，實(shí)行新的排放標(biāo)準(zhǔn)《GB16889—2008》.

新的排放標(biāo)準(zhǔn)相比舊的排放標(biāo)準(zhǔn)，明確增加了總氮、總磷和6個(gè)重金屬指標(biāo)，嚴(yán)格了氨氮的排放標(biāo)準(zhǔn).新標(biāo)準(zhǔn)的提出，尤其是總氮排放標(biāo)準(zhǔn)的加入，對(duì)垃圾滲濾液處理來(lái)說(shuō)既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇.挑戰(zhàn)在于新標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容更豐富，要求更嚴(yán)格，這增加了滲濾液的處理難度.但另一方面，新標(biāo)準(zhǔn)的提出會(huì)加快新方法新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和推廣，對(duì)進(jìn)一步減小滲濾液對(duì)環(huán)境的危害有巨大的推動(dòng)作用.

1垃圾滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)

垃圾滲濾液是一種黑色或者黃褐色的帶有惡臭氣味的液體.滲濾液含有大量的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，包括各種難降解有機(jī)物(如各種芳香族化合物和腐殖質(zhì)等)、無(wú)機(jī)鹽(如氨根、碳酸根和硫酸根等)和金屬離子(如鉻、鉛和銅等)[6-7].由于垃圾中的成分復(fù)雜，垃圾滲濾液水質(zhì)的特點(diǎn)之一就是污染物含量很高，而且往往含有生物毒性.

其中COD的質(zhì)量濃度最高可高達(dá)20000mg/L以上，包含苯及其多種衍生物，氨氮的質(zhì)量濃度可達(dá)2000mg/L.這種含有有毒有機(jī)物和高氨氮的廢水給其處理，尤其是生物處理帶來(lái)了極大的困難.除了有毒的芳香族化合物外，滲濾液還含有大量的腐殖質(zhì)和腐殖酸等大分子有機(jī)物.

這些有機(jī)物雖然沒(méi)有生物毒性，但由于分子量大，具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，微生物無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的降解，因此，只采用活性污泥法不能實(shí)現(xiàn)對(duì)滲濾液COD的有效去除，必須增加深度處理工藝.垃圾滲濾液的另一個(gè)特點(diǎn)是水質(zhì)水量變化大.地域?qū)B濾液的水質(zhì)有很大的影響.相對(duì)來(lái)說(shuō)，歐美國(guó)家的滲濾液污染物濃度尤其是氨氮要低于亞洲國(guó)家.

歐美國(guó)家滲濾液中的氨氮的質(zhì)量濃度一般在1000mg/L以內(nèi)甚至更低，而亞洲國(guó)家的滲濾液氨氮的質(zhì)量濃度一般都在1000mg/L，甚至可以達(dá)到5000mg/L[8-13].這可能與不同地區(qū)不同的文化和生活習(xí)慣有關(guān).同一地點(diǎn)不同時(shí)間產(chǎn)生的滲濾液水質(zhì)差別也很.

根據(jù)垃圾填場(chǎng)的場(chǎng)齡不同，垃圾滲濾液可以分為早期垃圾滲濾液(填埋場(chǎng)場(chǎng)齡5a以內(nèi))、中期垃圾滲濾液(填埋場(chǎng)場(chǎng)齡5~10a)和晚期垃圾滲濾液(填埋場(chǎng)場(chǎng)齡10a以上)[14].不同時(shí)期滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)如表1所示，其中括號(hào)中的數(shù)值代表了該項(xiàng)的典型值.

表1不同填埋時(shí)間的滲濾液的特征

2垃圾滲濾液的處理方法及處理難點(diǎn)

2.1垃圾滲濾液的處理方法

垃圾滲濾液的處理方法主要有4種方法.第1種方法是直接排往城市污水廠合并處理[17].這種方法的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需再另建處理廠，缺點(diǎn)主要有2個(gè)：一個(gè)是管網(wǎng)的投資費(fèi)用大.填埋場(chǎng)一般遠(yuǎn)離市區(qū)，因此需要鋪設(shè)較長(zhǎng)的輸送管網(wǎng).另一個(gè)是增加了城市污水廠的不穩(wěn)定因素.

由于滲濾液水質(zhì)復(fù)雜且不穩(wěn)定，城市污水廠長(zhǎng)期接受滲濾液會(huì)給其穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)極大的隱患，很容易使活性污泥出現(xiàn)中毒等不良癥狀[18].第2種方法是向填埋場(chǎng)的循環(huán)噴灑處理[19].這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，處理成本最低.這種方法的缺點(diǎn)是并沒(méi)有解決滲濾液的污染問(wèn)題，滲濾液的產(chǎn)量會(huì)越來(lái)越大，處理會(huì)越來(lái)越困難[20].

第3種方法是預(yù)處理后匯入城市污水處理廠合并處理.這種方法的優(yōu)點(diǎn)是處理工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)降低了城市污水廠的風(fēng)險(xiǎn)，但缺點(diǎn)是投資較大，且城市污水廠的安全隱患依然存在.第4種方法是單獨(dú)建設(shè)污水站，滲濾液經(jīng)污水站處理達(dá)標(biāo)后排放.

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是出水水質(zhì)有保證，真正實(shí)現(xiàn)了滲濾液的有效處理，對(duì)環(huán)境的危害最小，缺點(diǎn)是對(duì)工藝的要求較高，運(yùn)行和管理費(fèi)用較高.綜合以上因素，目前垃圾填埋場(chǎng)主要采用第4種單獨(dú)建設(shè)污水站的方法進(jìn)行處理.

這些滲濾液處理廠一般采用物化(預(yù)處理)+生化(包括厭氧和好氧)+物化(深度處理)的組合工藝實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放.其中，預(yù)處理階段的主要作用是降解部分有機(jī)物和氨氮，降低滲濾液的生物毒性，提高滲濾液的可生化性，主要工藝有絮凝沉淀、臭氧氧化和氨吹脫等；生化階段的主要作用是去除滲濾液中的可生化有機(jī)物和氨氮，主要工藝有A/O、A/A/O、SBR、UASB、MBR等；深度處理的主要作用是進(jìn)一步去除滲濾液中的有機(jī)物和總氮，保證其達(dá)標(biāo)排放，主要工藝有Fenton氧化、電化學(xué)、活性炭吸附和膜處理工藝等.

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