【分析】垃圾渗滤液处理技术特点及发展趋势

2. 2 生物法

生物法处理垃圾渗滤液是最常用的方法, 国内几大主要垃圾填埋场污水处理技术多采用生物技术,包括好氧生物处理、厌氧生物处理和厌氧好氧相结合的处理方式。

2. 2. 1 好氧生物处理

好氧生物处理包括活性污泥法、曝气氧化塘、生物膜法、生物转盘和生物滴滤池。其中活性污泥法是城市垃圾渗滤液好氧生物处理最为常用的方法。

国内外活性污泥法污水处理厂的运行结果表明,通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷,活性污泥法可以获得令人满意的垃圾渗滤液处理效果。采用低氧- 好氧两段活性污泥法处理渗滤液, 研究结果表明进水浓度CODcr 为6 446 mg/ L ,BOD5 为3 502 mg/ L ,经处理后CODcr、BOD5 的去除率分别达到96. 5 %和99. 6 %。

好氧生物(活性污泥法) 处理垃圾渗滤液具有良好效果的报道已有多篇, 但能够长期运行的工程实例却少之又少。某垃圾填埋场采用的渗滤液处理系统就是典型的活性污泥法, 在垃圾填埋场运行之初,其处理的确取得了良好的效果,但垃圾填埋场在运行几年后, 处理后的渗滤液越来越不能达到预期的效果, 水质变化是该系统不能正常运行最直接的因素。

2. 2. 2 厌氧生物处理

目前, 国内外使用厌氧生物处理最多的形式是上流式厌氧污泥床(UASB) 上流式厌氧过滤器启动期短,耐冲击性好等特点。采用上流式厌氧过滤器对垃圾渗滤液进行处理的结果表明,上流式厌氧过滤器处理垃圾渗滤液的效果良好, 在中温(35～40 ℃) 消化时高浓度(3 000～8 000 mg/L) 进水CODcr 的去除率达95 %左右, 常温消化的CODcr 去除率也可达90 %左右; 反应器的容积负荷可达5 kgCODcr/ (m3 •d) 以上。Kennedy , K. J . 运用连续上流式厌氧污泥床处理技术, CODcr 的去除率能够达到77 %～91 %。有人也尝试使用厌氧折流板反应器(ABR) 处理城市污水与垃圾渗滤液混合废水过程中的水解酸化作用及污泥特性进行了研究。经研究,ABR 可有效地改善混合废水的可生化性。进水BOD5/CODcr 为0. 2～0. 3 时,出水BOD5/ CODcr 可提高至0. 4～0. 6。

厌氧生物处理技术适于处理溶解性有机物,在处理高浓度(BOD5 ≥2 000 mg/ L) 有机废水方面取得了良好效果。在提高渗滤液可生化性方面,表现明显的优势, 但该法处理渗滤液后, CODcr 浓度依然比较高,故目前而言,该法一般不作为单独使用的处理方式。

2. 2. 3 厌氧- 好氧生物氧化工艺

国内许多垃圾填埋场废水处理采用厌氧- 好氧相结合的生物氧化处理工艺。对高浓度的垃圾渗滤液采用该法经济合理,处理效率高,厌氧工艺能够弥补好氧处理较难处理生化性较差这一特点, 而好氧工艺同时也能满足厌氧工艺需后续处理的工艺要求。

2. 3 对去除氨氮的研究

垃圾渗滤液之所以难处理, 不仅因为它所含不可生化性的有机物浓度高, 而且高浓度NH3 - N(包括NH4+ - N) 的去除也同样成为一个比较棘手的问题。为此,渗滤液脱除NH3 - N的研究也已成为目前垃圾渗滤液治理研究的另一方向。水体中过剩NH3 - N 的污染, 是加速水体富营养化进程的主要因素之一。高浓度游离NH3 - N 对微生物具有一定的毒性, 同时也会影响微生物正常的生理代谢, 抑制微生物对有机物的进一步降解, 所以, 渗滤液中的有机物在进行生物处理前, 对NH3 - N的预处理就显得尤为重要了。

氨吹脱法是去除渗滤液中氨氮最普遍应用的方法之一。有人采用规整填料塔吹脱去除垃圾渗滤液中的氨氮,对于氨氮浓度高达1 500～2 500 mg/ L的渗滤液取得较好的处理效果。在温度为25 ℃,pH值为10. 5～11. 0 ,氨吹脱效率达95%以上。

物理化学方法处理NH3 - N 的效果是显而易见的, 但氨吹脱以及化学沉淀等工艺都要求在渗滤液中投加新的物质,增加了水质的碱度,增加了渗滤液中其它离子的数量, 这也为后续的生物处理产生了新的难题。氨的吹脱并不能从本质上真正变为对周围环境无污染的物质, 它只是将液相的氨经吹脱后转移至大气环境之中, 属于污染物的二次转移。生物法硝化- 反硝化技术就解决了这些问题,传统生物脱氮理论认为,生物脱氮是通过好氧条件下的硝化作用以及厌氧(缺氧) 条件下的反硝化过程。有人使用EM菌群在静态条件下,研究了EM菌群对高浓度NH3 - N 转化效果, 经23 d 处理后, NH3 - N的去除率达到46 % , 从675mg/ L 降至357 mg/ L。目前,有人也发现某些细菌能够同时吸收氧气和硝酸盐氮, 反硝化作用在好氧条件下也成为了可能。生物法脱氨同时也普遍存在着去除率不高的缺陷。

3、垃圾渗滤液处理发展趋势

对垃圾渗滤液的处理,各研究人员众说纷纭,对于不同水质的渗滤液,采用不同处理工艺,均取得了良好的效果。各垃圾填埋场因所处地区气候(降水) 、水文特点, 也与填埋场运行时间密切相关,渗滤液水质是连续变化的,所以对渗滤液的处理,不仅要考虑工艺方法对渗滤液的处理效果,而且更要考虑该工艺方法对水质、水量变化的适应性。物化法控制条件灵活、调整参数方便可靠,而生物法则对连续变化的渗滤液水质具有较好的适应性,结合两者各自特点,取之所长,补之所短。

采用UASB - AMT工艺(上流式厌氧污泥床- 高浓度难降解废水工艺) 处理垃圾渗滤液,CODcr、BOD5 去除率达到了93%和97%。运用电催化系统- 电生物炭接触氧化床处理技术进行中试, 当垃圾渗滤液废水中的CODcr 和NH3 - N浓度分别在3 000～ 5 000 mg/ L 以及1 100～1 780 mg/ L 范围时, CODcr 和NH3 - N的去除率均可超过90%。

两处理方式配合使用现已经成为国内外渗滤液处理的主流,利用简单的处理设施(大容积污水调节池、沉淀池) 在中短期内控制好渗滤液进入污水处理主设备的水质、水量,使得设施能够正常运行。鉴于国内许多垃圾填埋场采用生物处理技术,但随时间的变化,原本运行良好的污水处理设施,现在渗滤液处理效果越来越不能满足排放标准,为此采用物化法与原来生物技术的联合处理技术,避免了设施的重建,节约了费用。

延伸阅读：

老大难：垃圾渗滤液6类生物处理工艺方法的综合分析