关于城市生活垃圾渗滤液处理技术的探讨

随着我国城镇化水平发展，每一年城市生活垃圾所产生总量增速约为 10%以上，估计到 2030 年国内城市生活垃圾预计达到4亿t。  国内大多数城市通常采用卫生填埋，但对填埋产生的垃圾渗滤液的处理成为城市生活垃圾填埋必须解决的问题。城市生活垃圾填埋场所排放的渗滤液中污染物成分多。  目前城市生活垃圾渗滤液处理技术不断完善改进创新，从安全、经济、环境多方面综合考虑，采用多组合工艺使渗滤液处理后达标安全排放。

一、渗滤液的来源及特点

(一)渗滤液来源

垃圾渗滤液主要来源于降水和垃圾自身含水，当垃圾中的湿度水平超过其持水能力(即最大湿度，亦即垃圾中的多孔媒介物质中含有最大量水而不至于产生水的下渗)时就会产生渗滤液。根据有关资料显示，垃圾含水达到47%时，每吨垃圾可产生0.0722t渗滤液。在生活垃圾填埋场中，渗滤液的产生因素及特点如下：(1)直接降水：降水包括降雨，它是渗滤液产生的主要来源;(2)地表水渗入：包括地表径流和地表灌溉，具体数字取决于填埋场地周围的地势、覆土材料的种类及渗透性能、场地的植被情况及排水设施的完善程度，地表灌溉与地面的种植情况及土壤的类型。(3)地下水：如果填埋场地的底部在地下水位以下，地下水就可能渗入填埋场内，渗滤液的数量和性质与地下水和垃圾的接触情况、接触时间及流动方向有关。如果在设计施工中采取防渗措施，可以避免或减少地下水的渗入量。(4)废物中水分：随固体废物进入填埋场中的水分，包括固体废物本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量(当储水池密封不好时)。入场废物携带的水分有时是渗滤液的主要来源之一。(5)覆盖材料中的水分：随覆盖材料进入填埋场中的水量与覆盖物质的类型、来源以及季节有关。覆盖层物质的含水量可以用持水度来反映，即克服重力作用之后能在介质孔隙中保持的水量体积与覆盖材料总体积之比。典型持水度对于砂而言为6%～12%，对于黏土质的土壤为23%～31%。(6)有机物分解生成水：垃圾中的有机物质在填埋场内经好氧、厌氧分解产生的水分，其产生量与垃圾的组成、PH值、温度和菌种有关。

(二)渗滤液特点

垃圾填埋场则由于垃圾成分的复杂，垃圾的分解以及降水、地表水、地下渗透、灌溉及液体废弃物、气候条件等综合因素的作用产生渗滤液的数量不尽相同。同时随着填埋年限的增加，渗滤液在垃圾堆体的停留时间更长，渗滤液各项水质指标还会有更大的变化。一般渗滤液的PH值在4～9之间，CODcr在2000～62000mg/L范围内BOD₅在60～45000mg/L之间，NH₃-N在300～4000mg/L之间。

二、垃圾渗滤液处理存在的主要问题

处理垃圾渗滤液面临主要问题：随城市生活垃圾填埋场填埋时间的延长, 填埋场垃圾渗滤液中的NH3-N 浓度就相应升高。  高浓度氨氮势必引起垃圾渗滤液中的碳氮不平衡, 从而抑制生物化学处理渗滤液中的微生物。 生活垃圾渗滤液 BOD5/CODCr比值一般为  0.05～0.2，可生化性比较差，并且其渗滤液中含有一部分难生物降解的腐殖酸等大分子物质。 对于“老龄”垃圾填埋场中垃圾渗滤液,需经过生物化学处理后的  CODCr 通常一般保持约为 500～800mg/L 区间范围, 经过后续附加的深度处理才能达到国家排放标准要求。  目前深度处理技术主要以物理化学法为主,主要包括吸附、混凝沉淀、膜处理技术等常用技术方法。  有毒有害物如果被生物体所吸收,将会引起生物体的内分泌、神经、免疫系统功能异常,导致“三致”等致癌的生物效应。  因此单独采用单一的处理技术处理效果并不理想。

三、渗滤液处理技术介绍

目前，对垃圾渗滤液常见的处理技术的做法：

(一)生物处理技术

生物处理可大致分为厌氧生物和好氧生物处理两种技术。

1.厌氧生物技术：在厌氧生物处理装置中，渗滤液中的复杂有机分子被产甲烷细菌转化成甲烷和二氧化碳，产生极少数量的需要处理的污泥，同时还具有低能耗、低运行费和所需营养物少等优点。成熟的工艺有厌氧滤池(AF)、升流式厌氧污泥床(UASB)、高效厌氧反应器(UBF)等。

2.好氧生物技术：好氧生物处理方法包括活性污泥法、生物转盘、滴滤池和氧化塘等，对于BOD5与CODcr比值远大于0.5的早期渗滤液，含有大量易于生物降解的脂肪酸，好氧系统是非常有效的。但随着填埋时间的延长，NH3-N浓度的过高影响了微生物的活性，CODcr浓度仍在500～2000mg/L之间，降低了处理效果，难以达到正常污水排放标准。

(二)物化处理技术

物化处理的主要目的是去除渗滤液中的有毒有害重金属离子及NH3-N，虽然物化处理不能完全代替生物处理，但某些方法，如混凝、吸附、吹脱和电化学氧化等，则可作为预处理或深度处理而为渗滤液的达标排放和生物处理系统有效运行创造了良好的条件。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

但化学氧化法处理效果不稳定;活性炭吸附法适用于有机物比较高的废水，且活性炭的污染较严重，再生困难，运行成本非常高，可行性低;混凝沉淀法对有机物去除率不高;吹脱法只对废水中的氨氮有去除作用。所以，物化处理技术针对性强，处理效果单一。

(三)膜技术

膜技术包括微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)等技术，膜技术的发展首先是在满足人们引用水处理的基础上不断发展起来的，但随着环境污染日益严重以及水资源的严重短缺，膜技术在污水治理及回用中已作为一项实用技术。膜过程常用于二级处理后的深度处理中，多以微滤(MF)、超滤(UF)替代常规深度处理中的沉淀、过滤、吸附、除菌等预处理。以纳滤(NF)、反渗透(RO)进行水的软化和脱盐。但由于膜技术不能降解、消除污染物，相应会产生更难处理的浓缩液。

(四)土地处理技术

土地处理技术是利用土壤、微生物和植物组成的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理填埋场渗滤液。污染物通过物理的过滤、吸附、挥发、淋溶，化学的分解与转化，植物的吸收与微生物的降解、吸收等作用得到去除。城市生活垃圾填埋场常见的渗滤液土地处理方式有人工湿地和回灌两种。但渗滤液土地处理受气候条件影响较大，一般对于蒸发量远大于降水量的地区比较适用。

(五)蒸发处理技术

渗滤液蒸发工艺就是利用外加能量蒸发渗滤液中的水分，使得渗滤液体积大大缩小，所得浓缩液可以回灌或者固化后填埋。渗滤液蒸发工艺对渗滤液性质的变化不敏感，可以很容易地适应渗滤液的性质变化，包括BOD、COD、悬浮固体、溶解固体及进料温度等的变化。一般来说，渗滤液蒸发系统只对pH值敏感，取决于制造蒸发器的材料对酸性渗滤液的抗腐蚀能力。目前开发的蒸发器主要有热交换器式、浸没燃烧式和喷淋式三种。

四、渗滤液处理工艺的选择

(一)工艺的比选

对于水质成份复杂的渗滤液，不可能采用单一的处理单元完成渗滤液的全面处理过程，必须是以一种主体工艺配套相应技术组合。因此，从污染负荷去除的经济角度，合理选择主体工艺和配套技术是本项目工艺路线流程选定的关键。渗滤液最大的污染负荷还是有机物和氨氮，相比之下，生化处理还是针对高浓度有机物和氨氮去除最为经济的工艺，而蒸发技术则是单位处理投资及处理成本最为昂贵的单元，膜处理技术则介于二者之间，但是国内已经进行的相关试验基本认定单一的膜处理技术不太适宜运用于渗滤液直接处理。据调查，在相同建设标准条件下，渗滤液处理生化单元的单位投资约为4万元/吨左右，加上后续的膜处理深度处理，整个处理系统单位投资大约为8～10万元，而根据国外专业公司报价，蒸发处理系统的单位投资则高达12万元以上。

(二)渗滤液处理工艺的选择

1.渗滤液处理工艺的组成：厌氧型调节池+混凝反应沉淀池+MBR处理系统+纳滤+反渗透过滤系统。膜生物反应器工艺(MembraneBioreactor，MBR)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型污水处理技术，也称膜分离活性污泥法。它利用膜分离组件将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应和降解。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使用池中的活性污泥浓度大大增加，使降解污水的生化反应进行的更迅速、更彻底;另一方面，由于膜的过高滤精度，保证了出水的清澈透明从而省掉了第二沉池。因此，膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能，与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前最有前途的污水处理新技术之一。MBR工艺首先通过高效生化过程去除易降解有机物和氨氮，然后通过膜技术过滤难降解有机物，同时，让盐分通过而排除，既利用了生物处理和膜技术各自的优点，又避免了单纯反渗透的缺点。

2.处理工艺的原理

首先，垃圾填埋区产生的垃圾渗滤液经专用的收集管道汇入调节池，对调节池进行组合工艺介绍加盖，形成调节池内部的厌氧环境，目的是通过厌氧反应降低渗滤液水中有机物含量。其次，在远离调节池进水端设有泵房，通过泵房内设置的污水泵将渗滤液提升至混凝反应沉淀池，降低渗滤液中的悬浮物，最后，送入MBR反应系统，该系统由反硝化池、硝化池、管式超滤膜组成，渗滤液污水依次经过反硝化池、硝化池处理，然后用泵抽入管式超滤膜进行泥水分离，截留下来的污泥回流至反硝化池。

五、结束语

城市生活垃圾填埋场渗滤液作为一种可生化性差、氨氮浓度高、有毒有害成分复杂的有机废水，仅仅采用单一的预处理技术效果并不理想，应依据填埋场渗滤液的水质、水量两个显著特点，采用与其相适应的组合工艺，与处理后循环利用用途相结合，选择适宜的处理垃圾渗滤液的良好方案。