關(guān)于城市生活垃圾滲濾液處理技術(shù)的探討

水處理網(wǎng)訊:隨著我國城鎮(zhèn)化水平發(fā)展，每一年城市生活垃圾所產(chǎn)生總量增速約為 10%以上，估計到 2030 年國內(nèi)城市生活垃圾預(yù)計達到4億t。 國內(nèi)大多數(shù)城市通常采用衛(wèi)生填埋，但對填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液的處理成為城市生活垃圾填埋必須解決的問題。城市生活垃圾填埋場所排放的滲濾液中污染物成分多。 目前城市生活垃圾滲濾液處理技術(shù)不斷完善改進創(chuàng)新，從安全、經(jīng)濟、環(huán)境多方面綜合考慮，采用多組合工藝使?jié)B濾液處理后達標(biāo)安全排放。

一、滲濾液的來源及特點

(一)滲濾液來源

垃圾滲濾液主要來源于降水和垃圾自身含水，當(dāng)垃圾中的濕度水平超過其持水能力(即最大濕度，亦即垃圾中的多孔媒介物質(zhì)中含有最大量水而不至于產(chǎn)生水的下滲)時就會產(chǎn)生滲濾液。根據(jù)有關(guān)資料顯示，垃圾含水達到47%時，每噸垃圾可產(chǎn)生0.0722t滲濾液。在生活垃圾填埋場中，滲濾液的產(chǎn)生因素及特點如下：(1)直接降水：降水包括降雨，它是滲濾液產(chǎn)生的主要來源;(2)地表水滲入：包括地表徑流和地表灌溉，具體數(shù)字取決于填埋場地周圍的地勢、覆土材料的種類及滲透性能、場地的植被情況及排水設(shè)施的完善程度，地表灌溉與地面的種植情況及土壤的類型。(3)地下水：如果填埋場地的底部在地下水位以下，地下水就可能滲入填埋場內(nèi)，滲濾液的數(shù)量和性質(zhì)與地下水和垃圾的接觸情況、接觸時間及流動方向有關(guān)。如果在設(shè)計施工中采取防滲措施，可以避免或減少地下水的滲入量。(4)廢物中水分：隨固體廢物進入填埋場中的水分，包括固體廢物本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附量(當(dāng)儲水池密封不好時)。入場廢物攜帶的水分有時是滲濾液的主要來源之一。(5)覆蓋材料中的水分：隨覆蓋材料進入填埋場中的水量與覆蓋物質(zhì)的類型、來源以及季節(jié)有關(guān)。覆蓋層物質(zhì)的含水量可以用持水度來反映，即克服重力作用之后能在介質(zhì)孔隙中保持的水量體積與覆蓋材料總體積之比。典型持水度對于砂而言為6%～12%，對于黏土質(zhì)的土壤為23%～31%。(6)有機物分解生成水：垃圾中的有機物質(zhì)在填埋場內(nèi)經(jīng)好氧、厭氧分解產(chǎn)生的水分，其產(chǎn)生量與垃圾的組成、PH值、溫度和菌種有關(guān)。

(二)滲濾液特點

垃圾填埋場則由于垃圾成分的復(fù)雜，垃圾的分解以及降水、地表水、地下滲透、灌溉及液體廢棄物、氣候條件等綜合因素的作用產(chǎn)生滲濾液的數(shù)量不盡相同。同時隨著填埋年限的增加，滲濾液在垃圾堆體的停留時間更長，滲濾液各項水質(zhì)指標(biāo)還會有更大的變化。一般滲濾液的PH值在4～9之間，CODcr在2000～62000mg/L范圍內(nèi)BOD5在60～45000mg/L之間，NH3-N在300～4000mg/L之間。

二、垃圾滲濾液處理存在的主要問題

處理垃圾滲濾液面臨主要問題：隨城市生活垃圾填埋場填埋時間的延長, 填埋場垃圾滲濾液中的NH3-N 濃度就相應(yīng)升高。 高濃度氨氮勢必引起垃圾滲濾液中的碳氮不平衡, 從而抑制生物化學(xué)處理滲濾液中的微生物。 生活垃圾滲濾液 BOD5/CODCr比值一般為 0.05～0.2，可生化性比較差，并且其滲濾液中含有一部分難生物降解的腐殖酸等大分子物質(zhì)。 對于“老齡”垃圾填埋場中垃圾滲濾液,需經(jīng)過生物化學(xué)處理后的 CODCr 通常一般保持約為 500～800mg/L 區(qū)間范圍, 經(jīng)過后續(xù)附加的深度處理才能達到國家排放標(biāo)準要求。 目前深度處理技術(shù)主要以物理化學(xué)法為主,主要包括吸附、混凝沉淀、膜處理技術(shù)等常用技術(shù)方法。 有毒有害物如果被生物體所吸收,將會引起生物體的內(nèi)分泌、神經(jīng)、免疫系統(tǒng)功能異常,導(dǎo)致“三致”等致癌的生物效應(yīng)。 因此單獨采用單一的處理技術(shù)處理效果并不理想。

三、滲濾液處理技術(shù)介紹

目前，對垃圾滲濾液常見的處理技術(shù)的做法：

(一)生物處理技術(shù)

生物處理可大致分為厭氧生物和好氧生物處理兩種技術(shù)。

1.厭氧生物技術(shù)：在厭氧生物處理裝置中，滲濾液中的復(fù)雜有機分子被產(chǎn)甲烷細菌轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳，產(chǎn)生極少數(shù)量的需要處理的污泥，同時還具有低能耗、低運行費和所需營養(yǎng)物少等優(yōu)點。成熟的工藝有厭氧濾池(AF)、升流式厭氧污泥床(UASB)、高效厭氧反應(yīng)器(UBF)等。

2.好氧生物技術(shù)：好氧生物處理方法包括活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤、滴濾池和氧化塘等，對于BOD5與CODcr比值遠大于0.5的早期滲濾液，含有大量易于生物降解的脂肪酸，好氧系統(tǒng)是非常有效的。但隨著填埋時間的延長，NH3-N濃度的過高影響了微生物的活性，CODcr濃度仍在500～2000mg/L之間，降低了處理效果，難以達到正常污水排放標(biāo)準。

(二)物化處理技術(shù)

物化處理的主要目的是去除滲濾液中的有毒有害重金屬離子及NH3-N，雖然物化處理不能完全代替生物處理，但某些方法，如混凝、吸附、吹脫和電化學(xué)氧化等，則可作為預(yù)處理或深度處理而為滲濾液的達標(biāo)排放和生物處理系統(tǒng)有效運行創(chuàng)造了良好的條件。

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但化學(xué)氧化法處理效果不穩(wěn)定;活性炭吸附法適用于有機物比較高的廢水，且活性炭的污染較嚴重，再生困難，運行成本非常高，可行性低;混凝沉淀法對有機物去除率不高;吹脫法只對廢水中的氨氮有去除作用。所以，物化處理技術(shù)針對性強，處理效果單一。

(三)膜技術(shù)

膜技術(shù)包括微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)等技術(shù)，膜技術(shù)的發(fā)展首先是在滿足人們引用水處理的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展起來的，但隨著環(huán)境污染日益嚴重以及水資源的嚴重短缺，膜技術(shù)在污水治理及回用中已作為一項實用技術(shù)。膜過程常用于二級處理后的深度處理中，多以微濾(MF)、超濾(UF)替代常規(guī)深度處理中的沉淀、過濾、吸附、除菌等預(yù)處理。以納濾(NF)、反滲透(RO)進行水的軟化和脫鹽。但由于膜技術(shù)不能降解、消除污染物，相應(yīng)會產(chǎn)生更難處理的濃縮液。

(四)土地處理技術(shù)

土地處理技術(shù)是利用土壤、微生物和植物組成的陸地生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)控機制和對污染物的綜合凈化功能處理填埋場滲濾液。污染物通過物理的過濾、吸附、揮發(fā)、淋溶，化學(xué)的分解與轉(zhuǎn)化，植物的吸收與微生物的降解、吸收等作用得到去除。城市生活垃圾填埋場常見的滲濾液土地處理方式有人工濕地和回灌兩種。但滲濾液土地處理受氣候條件影響較大，一般對于蒸發(fā)量遠大于降水量的地區(qū)比較適用。

(五)蒸發(fā)處理技術(shù)

滲濾液蒸發(fā)工藝就是利用外加能量蒸發(fā)滲濾液中的水分，使得滲濾液體積大大縮小，所得濃縮液可以回灌或者固化后填埋。滲濾液蒸發(fā)工藝對滲濾液性質(zhì)的變化不敏感，可以很容易地適應(yīng)滲濾液的性質(zhì)變化，包括BOD、COD、懸浮固體、溶解固體及進料溫度等的變化。一般來說，滲濾液蒸發(fā)系統(tǒng)只對pH值敏感，取決于制造蒸發(fā)器的材料對酸性滲濾液的抗腐蝕能力。目前開發(fā)的蒸發(fā)器主要有熱交換器式、浸沒燃燒式和噴淋式三種。

四、滲濾液處理工藝的選擇

(一)工藝的比選

對于水質(zhì)成份復(fù)雜的滲濾液，不可能采用單一的處理單元完成滲濾液的全面處理過程，必須是以一種主體工藝配套相應(yīng)技術(shù)組合。因此，從污染負荷去除的經(jīng)濟角度，合理選擇主體工藝和配套技術(shù)是本項目工藝路線流程選定的關(guān)鍵。滲濾液最大的污染負荷還是有機物和氨氮，相比之下，生化處理還是針對高濃度有機物和氨氮去除最為經(jīng)濟的工藝，而蒸發(fā)技術(shù)則是單位處理投資及處理成本最為昂貴的單元，膜處理技術(shù)則介于二者之間，但是國內(nèi)已經(jīng)進行的相關(guān)試驗基本認定單一的膜處理技術(shù)不太適宜運用于滲濾液直接處理。據(jù)調(diào)查，在相同建設(shè)標(biāo)準條件下，滲濾液處理生化單元的單位投資約為4萬元/噸左右，加上后續(xù)的膜處理深度處理，整個處理系統(tǒng)單位投資大約為8～10萬元，而根據(jù)國外專業(yè)公司報價，蒸發(fā)處理系統(tǒng)的單位投資則高達12萬元以上。

(二)滲濾液處理工藝的選擇

1.滲濾液處理工藝的組成：厭氧型調(diào)節(jié)池+混凝反應(yīng)沉淀池+MBR處理系統(tǒng)+納濾+反滲透過濾系統(tǒng)。膜生物反應(yīng)器工藝(MembraneBioreactor，MBR)是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機結(jié)合的新型污水處理技術(shù)，也稱膜分離活性污泥法。它利用膜分離組件將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機物截留住，水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)和降解。一方面，膜截留了反應(yīng)池中的微生物，使用池中的活性污泥濃度大大增加，使降解污水的生化反應(yīng)進行的更迅速、更徹底;另一方面，由于膜的過高濾精度，保證了出水的清澈透明從而省掉了第二沉池。因此，膜生物反應(yīng)器工藝通過膜分離技術(shù)大大強化了生物反應(yīng)器的功能，與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有生化效率高、抗負荷沖擊能力強、出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長、易實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點，是目前最有前途的污水處理新技術(shù)之一。MBR工藝首先通過高效生化過程去除易降解有機物和氨氮，然后通過膜技術(shù)過濾難降解有機物，同時，讓鹽分通過而排除，既利用了生物處理和膜技術(shù)各自的優(yōu)點，又避免了單純反滲透的缺點。

2.處理工藝的原理

首先，垃圾填埋區(qū)產(chǎn)生的垃圾滲濾液經(jīng)專用的收集管道匯入調(diào)節(jié)池，對調(diào)節(jié)池進行組合工藝介紹加蓋，形成調(diào)節(jié)池內(nèi)部的厭氧環(huán)境，目的是通過厭氧反應(yīng)降低滲濾液水中有機物含量。其次，在遠離調(diào)節(jié)池進水端設(shè)有泵房，通過泵房內(nèi)設(shè)置的污水泵將滲濾液提升至混凝反應(yīng)沉淀池，降低滲濾液中的懸浮物，最后，送入MBR反應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由反硝化池、硝化池、管式超濾膜組成，滲濾液污水依次經(jīng)過反硝化池、硝化池處理，然后用泵抽入管式超濾膜進行泥水分離，截留下來的污泥回流至反硝化池。

五、結(jié)束語

城市生活垃圾填埋場滲濾液作為一種可生化性差、氨氮濃度高、有毒有害成分復(fù)雜的有機廢水，僅僅采用單一的預(yù)處理技術(shù)效果并不理想，應(yīng)依據(jù)填埋場滲濾液的水質(zhì)、水量兩個顯著特點，采用與其相適應(yīng)的組合工藝，與處理后循環(huán)利用用途相結(jié)合，選擇適宜的處理垃圾滲濾液的良好方案。

原標(biāo)題:基于城市生活垃圾滲濾液處理技術(shù)探討