垃圾渗滤液节能

垃圾渗滤液节能（通用11篇）

垃圾渗滤液节能 篇1

摘要：针对城市生活垃圾填埋场渗滤液的特征, 简要分析了当前垃圾渗滤液的处理方法, 提出了利用厌氧UASB+MBR+纳滤的工艺处理模式, 对垃圾填埋场所产生的垃圾渗滤液进行处理的设计方案。经过实际运行, 出水水质良好、运行工艺稳定可靠, 效果良好, 出水水质符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》 (GB16889-2008) 要求。

关键词：垃圾渗滤液,填埋场,节能,UASB

垃圾填埋场渗滤液是垃圾在填埋和堆放过程中由于垃圾中有机物的分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水, 通过淋溶作用形成的污水[1]。由于垃圾填埋场中的渗滤液水质水量复杂、变化较大, 后期的处理难度很大。纵观当前国内城市垃圾渗滤液的处理情况来看, 主要存在运行不稳定、排放不达标、运行费用高、工艺不完善等等问题。一些垃圾填埋场产生的渗滤液只是经过简单的预处理后就直接排入到城市的污水处理系统里, 有的甚至未经任何处理随意流淌。

本文就当前垃圾渗滤液处理行业发展现状, 通过深入分析国内外先进处理工艺及其应用效果, 以期探索出适合我国国情的高效、经济、稳定的处理技术和管理方法。

1 垃圾填埋场渗滤液特征

1.1 渗滤液来源

(1) 降水渗入。这里的降水主要包括雨水和雪水, 这也是渗滤液的主要来源; (2) 地表水流入。地表径流和地表灌溉导致的外部地表水的流入也是垃圾填埋场渗滤液的主要来源; (3) 地下水渗入; (4) 垃圾本身的含水量; (5) 垃圾在降解过程中所产生的各种水分。

1.2 渗滤液水质特征

(1) 水质变化大, 水量较小。相较于城市污水和工业废水的排放量来说, 垃圾渗滤液的水量很小, 而且随着气候的变化, 导致废水的水质变化也较大; (2) 污染物浓度高。垃圾渗滤液中的污染物主要BOD、COD有机污染以及N污染等等, 污染物浓度与垃圾中含有的易腐有机物呈正比例关系;氮物质越多, 垃圾渗滤液的NH3-N含量就越高; (3) 金属含量高。垃圾填埋场中产生的垃圾渗滤液含有十多种金属离子, 如铁、铅、锌、汞等等; (4) 可生化性变化大。垃圾填埋场中的垃圾也是不断更新, 随着新的垃圾的加入, 分解产业的易降解有机物会不断渗入到渗滤液中, 随着填埋场封闭后, 这种易降解有机物就会逐渐减少, 随之一些不易降解的有机物就会逐渐占据主导。随着时间的推移, 渗滤液中的可生化性就会大大降低。

1.3 主要成分

垃圾的来源渠道较广, 由此导致的垃圾组成成分十分复杂多样, 既含有有机物, 也含有无机物, 还含有大量的重金属。据统计, 垃圾渗滤液中的污染物种类多达100余种, 其中较为常见的见表1。

(mg/L)

2 垃圾填埋场渗滤液处理方法

目前, 垃圾渗滤液的处理方法主要是生化法、物化法, 以及新的一些技术和方法。

2.1 物化法

物化法主要是对垃圾渗滤液进行预处理和深度处理, 其主要功能是要去除垃圾渗滤液中的SS、NH3-N、色度以及那些难以降解的有机物。当前, 物化法主要有化学沉淀法、吹脱法、电化学氧化法、电催化氧化法、光助Fenton法、臭氧催化氧化法等等多种方法, 当COD为2000-4000mg/L时, 物化法可以将COD浓度去掉50%-87%。而且, 经过物化法处理后, 出水水质也将为稳定, 尤其对生物处理难度较大的低值COD、BDO5有较为理想的处理效果。但物化法也有一些弊端, 主要表现在处理的成本较高, 不适合对那些大水量的垃圾渗滤液的处理。

2.2 生化法

生化法则通常担负起垃圾渗滤液处理系统中的主体工艺的角色, 用于去除垃圾中的大部分可以生化降解的有机物和营养物。目前, 使用较多的生化法主要有厌氧—好氧法、SBR法、MBR法等等。目前, 国内外多数的垃圾渗滤液的处理工艺选择了以生化法为主体, 生化法的经济性、易管理等特点使得该类方法得到了普遍应用

2.3 其他技术

随着科技水平的提高和环保意识的增强, 在垃圾渗滤液处理工艺方面也取得了一些新的进展。例如, 实践中出现了复合菌群生物强化、矿化垃圾生物反应床等等新技术。上海老港废弃物处置有限公司在采用矿化垃圾生物反应床处理渗滤液后, COD、BOD、NH3-N的去除率均达到了90%以上, 而且运行十分简便。

3 废水处理工艺设计

以某垃圾处理填埋场渗滤液处理工程为例, 从工作流程、构筑物参数的设计等来看, 选择合适的工艺可以有效处理垃圾渗滤液的废水污染问题。

3.1 工程概况及工艺流程

3.1.1 工程概况。

某垃圾填埋场主要接受县城周边20万人口的日常生活垃圾, 平均填埋量为500t/d, 渗滤液的产生量约为20-120m3/d, 设计处理能力为150m3/d, 执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》 (GB16889-2008) 标准。

3.1.2 工艺流程。

考虑垃圾填埋场建设初期, 渗滤液的生化性较好, 可以通过将调节池中的渗滤液用泵进行提升, 进入到UASB厌氧中, 在去除大部分有机物之后, 出水再流入到A/O-MBR池中, 通过好氧生物的进一步作用后达到去除渗滤液中有机物的目的, 最后经过硝化和反硝化达到去除渗滤液中的氨氮的效果。

出水经过增压泵的增压, 进行纳滤处理后以达到进一步去除氨氮和有机物的目的, 最终达到出水达标排放。对于那些后期进入填埋场的垃圾, 由于渗滤液生化性较差, 渗滤液中的碳氮含量浓度较低, 可以直接进入A/O-MBR处理系统。 (详见图1)

3.2主要构筑物及设计参数

主要构筑物有调节池、UASB池、A/O-MBR池、板框压滤机、污泥浓缩池等见表3。

3.3运行及管理

3.3.1 运行效果。

由于渗滤液处理工程进水水质受到当地季节性气候的影响, 变化的幅度大。但总体的运行效果良好, 出水水质COD为86mg/L;BOD5为18 mg/L;氨氮为20 mg/L, 均符合达标排放的效果。浓缩液中的原先含有的镁离子、铁离子等重金属离子在进水管道中出现结垢现象, 通过将污泥浓缩池中的泥水混合液回流到调节池中, 稀释水中重金属, 经进一步处理后管道结垢现象基本消失。

3.3.2 高效节能管理。

由于垃圾渗滤液的水量和水质变化均较大, 这对于后期的日常管理提出了较高要求, 必须要十分重视废水水质和水量的均衡。为了最大限度提升现有机械设备的运行效率, 一方面需要加大对物的管理, 例如调节池容积方面可以设计的小一些, 提高技术和经济的统一, 也有利于后期设备的稳定运行;另一方面就是要加强人的管理和引入新技术到管理中来:一是要安排专人负责, 定期检查调节池中的垃圾储量, 及时进行添加;二是要善于运用现代化科技管理手段, 将计算机等管理工具运用到实际运行中去;三是要提升管理人员的业务素能和职业道德, 加强日常人员培训和管理, 提高责任心。

4 结语

厌氧UASB+MBR+纳滤的工艺处理模式中, 充分运用了膜生物反应器 (MBR) 工艺具有高效的生物处理技术这一特点, 可以保障垃圾渗滤液处理的稳定、高效运行, 可以保证一年四季正常运转。

参考文献

[1]黄娟, 王惠中, 焦涛, 等.垃圾填埋场渗滤液处理技术及示范工程研究[J].环境科技, 2008 (5) :35-38.

[2]栾智慧, 王树国.垃圾卫生填埋实用技术[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[3]牛瑞胜, 郭云峰, 闫永久, 等.垃圾渗滤液处理工程实例[J].环境工程, 2011, 29 (2) , 48-50.

垃圾渗滤液节能 篇2

垃圾渗滤液物化处理研究

摘要：采用物化处理方法对垃圾渗滤液进行处理,反应时间为1 h,进水的pH为7,出水的pH调至12,澄清后的pH调节到7～8,试验结果表明,COD的`浓度从7452 mg/L降低到67 mg/L,去除率达到99.1%;TN的浓度从1055 mg/L降低到637 mg/L,去除率达到40%;TP的浓度从13.2 mg/L降低到未检出,去除率达到100%;色度从2048倍降低到1倍;除TN以外,COD、TP和色度均可达到国家规定的排放标准.作 者：简放陵 刘洁萍 叶新方 周智昆 蒲惠晓 刘锦发 Jian Fangling Liu Jieping Ye Xinfang Zhou Zhikun Pu Huixiao Liu Jinfa 作者单位：仲恺环境科学技术研究中心,广州,510225期 刊：环境工程学报 ISTICPKU Journal：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING年，卷(期)：,1(3)分类号：X703.1关键词：垃圾渗滤液 物化处理 COD TP TN 色度

垃圾渗滤液处理技术及工艺探讨 篇3

关键词：垃圾填埋场；渗滤液；处理技术

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-07-0276-2

随着我国经济的快速发展，城市垃圾量也随之增加，垃圾的妥善处理已成为人们急需解决的问题。我国大多数城市采用卫生填埋或焚烧的方式处理垃圾，由此产生了大量的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液中含有多种污染物，包括重金属离子和有机物，不仅在水中存在时间长，范围广，而且危害极大，若不妥善处理将对环境造成严重污染。有效收集和处理垃圾渗滤液已成为城市环境急需解决的问题，垃圾渗滤液的处理技术成为研究者关注的热点和难点。

1 垃圾渗滤液的产生及特点

垃圾渗滤液，又称浸出液或渗沥水，是垃圾填埋场中不可避免的二次污染物[1]，主要来源于降水、垃圾含有的水和微生物厌氧分解产生的有机废水[2]。垃圾渗滤液是高浓度有机废水，若未经处理直接排放或未达标排放，会对周围的地下水、地表水和土壤造成严重的污染。

垃圾渗滤液污染物含量受垃圾成分、填埋年限、气候条件和填埋场设计等多种因素的影响[3]。垃圾渗滤液水质特点可以概括为：①污染物种类多，成分复杂，浓度高。刘军等使用GC-MS 对垃圾渗滤液中有机组分进行分析，共有63种有机化合物，大多是难以生物降解的有机化合物,如酚类、杂环类、杂环芳烃、多环芳烃类化合物，约占渗滤液中有机组分的70%以上[3]；有機物浓度高，COD和BOD5浓度高，最高可达几万mg/L。②水质、水量变化复杂。垃圾填埋场的水文气候条件、地质条件、地理位置、构造方式、填埋时间等不同，垃圾渗滤液的成分和产量也发生变化。而且生物可降解性随填埋龄的增加而逐渐降低。③营养比例失衡。渗滤液中氨氮含量高，C/N值常出现失调情况，同时p缺乏，微营养比例不能满足水处理的要求。

2 垃圾渗滤液处理工艺技术

在《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008) 于2008年7月1日颁布实施后，对垃圾渗滤液的处理控制提出了更严格的要求。渗滤液水质水量受各种因素影响而变得非常复杂，存在大量生物难以降解的有机物，目前渗滤液的处理工艺主要有土地处理、物理处理、化学处理、生物处理等，但采用单一工艺处理，往往只能在某些指标上取得好效果，很难使出水达到排放标准。因此渗滤液的处理工艺不是一种方法能够完成的，而是多种方法的组合工艺。

目前，渗滤液处理的组合工艺主要有两种，一种是以生化反应为主的“生物法+膜法（纳滤/反渗透）”处理系统；另外一种是以DT盘式膜组件为主的高压膜过滤工艺。DT盘式膜组件是独家代理工艺，过滤原理即为常见卷式反渗透膜过滤的原理，在此不多作介绍，本文重点介绍“生物法+膜法”的处理系统。生化法处理设备和运行管理简单，成本低，对水质和水量的变化有很好的适应能力，适合我国生化垃圾有机物含量高、渗滤液可生化能力较高的特点，当前得到了广泛应用。

2.1 早期生物处理工艺

早期的渗滤液处理工艺缺乏设计经验，对渗滤液的水质特性考虑不够充分，处理工艺主要参照城市污水处理工艺，选择生物法中的氧化沟，SBR及接触氧化工艺的比较多，由于这些工艺在曝气量、停留时间上考虑的不足，最后导致了运行的失败。

例如北京阿苏卫渗滤液处理厂选择“厌氧+氧化沟+沉淀池”的处理工艺，要求出水达到GB16889-1997二级标准，但是由于渗滤液水质水量随时间变化大，尤其随着填埋场时间的增长，可生化性低，导致出水不能稳定达标；昆山市第三垃圾填埋场渗滤液处理采用的是“厌氧+生物接触氧化”工艺，运行过程中进水水质远低于设计值，结果造成厌氧效果大幅下降，整个系统出水无法达标。

另外，早期渗滤液生化处理工艺选择沉淀池进行泥水分离，但是由于高污泥浓度的污水在沉淀池中的沉降性差，抗污泥膨胀的能力差，从而造成生化池中的污泥浓度偏低，出水水质不稳定。

2.2 膜生物反应器（MBR）应用

针对早期生化法在渗滤液处理上的不足，MBR系统在设计生化反应部分时充分考虑渗滤液的水质特性，以反硝化池和硝化池为主，在停留时间、池体深度以及曝气量方面，充分满足渗滤液中有机物降解的需要。

膜技术在垃圾渗滤液处理中的应用引起了我国学者的极大关注。膜生物法（MBR）是近些年发展起来的一种集膜过滤和生物处理于一体的新型、高效的处理技术，在处理高浓度难降解有机物废水方面有着广泛的应用前景。在MF和UF基础上研发的MBR系统已经广泛应用于生化反应末端的泥水分离过程，利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反应器中，实现水力停留时间和污泥龄的完全分离，使生化反应器内的污泥浓度从3-5g/L提高到10-20g/L，从而提高了反应器的容积负荷，使反应器容积减小，大大提高了生化系统的运行效果。

据相关实例数据表明，MBR系统对COD的去除率在90%以上，NH3-N在95%以上。任鹤云等采用MBR法处理渗滤液，生化部分采用硝化/反硝化工艺，膜部分采用的超滤+纳滤膜，出水COD小于60mg/L，SS小于50mg/L，氨氮小于18.8mg/L重金属等未检出[4]；康建雄等应用UASB-A/O-膜工艺处理垃圾渗滤液取得良好效果，CODcr，BOD5和氨氮的去除率分别达97.3%、98.6%和92.8%，出水水质优于国家排放标准[5]。

2.3 膜处理技术

膜处理技术包括微滤膜(MF)、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）和反渗透膜（RO）等，常用于二级处理后的深度处理，多以微滤（MF）、超滤（UF）代替沉淀、过滤、吸附、除菌等常规深度处理中的预处理，以纳滤（NF）、反渗透（RO）进行水的软化和脱盐。在垃圾渗滤液处理系统中，由于渗滤液的生化性较差，单独依靠生化反应和MBR系统并不能完全实现水质达标排放，因此MBR的出水需要进一步深度处理。根据目前的处理技术，MBR出水还可通过NF或RO系统进一步处理，RO和NF都能去除细菌、微生物、溶解盐等，但RO效果更好。一般RO和NF之前的进水都必须进行预处理，对SS及浊度都有明确的要求，一般SS≤1mg/L，浊度≤5NTU，pH控制在中性左右。对RO、NF影响比较大的环境因素除进水水质外，还有压力、温度等，这些因素是可控的，因此系统运行的稳定性有了一定保证。

苏也研究表明，MBR-NF工艺经过4个多月的运行，运行稳定，在进水CODcr远高于设计值的情况下，出水状况仍然良好，满足设计要求[6]。

2.4 组合工艺流程

目前由于环境污染的不断加重，国家从加强环保的角度出发，颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准》（GB16889-2008），其中出水总氮成为一个重要的指标（非敏感地区40mg/L，敏感地区20mg/L）。为了满足新的垃圾渗滤液排放标准中对总氮的要求，原有MBR工艺进一步优化，增加一个二级硝化反硝化环节，如图1所示，MBR工艺优化为A/O/O+A/O+外置超滤膜（UF）可以保证出水总氮达标排放。

图1 工艺流程图

综上所述，渗滤液处理的工艺以“生物法+膜处理”为主，该工艺技术处理渗滤液可以达到2008年《生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准》的排放要求。其中，生化处理过程可以有效地降解、消除污染物，膜分离处理过程可以有效地分离去除不可生化降解的残余污染物。

3 结论和建议

垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，其处理技术各有利弊，单独采用任何一种处理技术很难使渗滤液達标排放。因此，必须将处理工艺由单一化向多元化发展，通过组合工艺充分发挥各工艺的优势，以达到满意的处理效果。“生物法+膜处理”工艺技术处理渗滤液可以达到2008年《生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准》的排放要求，但在垃圾渗滤液的处理过程中仍存在一些问题。

3.1 老龄化填埋场渗滤液可生化性差

渗滤液的可生化性差，新生渗滤液用生化法处理是可行的，但是随着填埋场时间的延长，渗滤液的可生化性降低，尤其是在填埋后期，可生化性很差，B/C不足0.1，生化法使用受到限制。应根据填埋场所处阶段来选择合适的工艺进行渗滤液处理。

3.2 浓缩液处理

膜分离过程可以有效地分离去除不可生化降解的残余污染物，但同时会产生浓缩液，浓缩液的最终处理也是目前水处理行业中一个亟待解决的问题。目前浓缩液的处理方法主要有回灌法、蒸发法、高级氧化+混凝沉降组合法、活性碳吸附和离子交换法等，但是回灌法势必造成盐的累积；蒸发法能耗相当大，而且蒸发器要有很强的抗腐蚀能力；高级氧化+混凝沉降法对有机物有很好的去除效果，但是对总氮去除效果不明显；活性碳吸附和离子交换法用来处理浓缩液很容易达到饱和容量，再生困难，运行费用昂贵。

渗滤液水质如果可生化性好的话，优先选择生化法，但是渗滤液中含有大量难降解的物质和毒性物质，生化出水仍需要深度处理，膜技术的应用解决了深度处理的问题，但是膜处理也存在膜污染和浓缩液处理的问题，如何通过技术改进和工艺组合降低运行成本和减少膜污染是今后研究的方向。

参考文献

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[2] 王宗平,陶涛,金儒霖.垃圾渗滤液处理研究进展[J].环境科学进展,1999,7(3):32-39.

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[5] 康建雄,李静,闵海华,等.UASB-A/O膜工艺处理渗滤液工程设计案例[J].华中科技大学学报(城市科学版),2003,20(2):85-87.

[6] 苏也,刘喜光,黄兴刚等.MBR--NF工艺在垃圾填埋场渗滤液处理工程中的应用[J].给水排水,2007,33(12):3-39.

垃圾渗滤液处理技术研究 篇4

1 垃圾渗滤液的来源及性质

1.1 垃圾渗滤液的来源

垃圾渗滤液属于高浓度、难降解有机废水。主要来源有以下几种:

1) 未封场时, 降水进入填埋场, 最终形成垃圾渗滤液。这是垃圾渗滤液最主要的来源。

2) 生活垃圾中含有的水分。

3) 垃圾填埋后, 由于微生物降解产生的水分。

4) 地下水渗入。

5) 地表水进入。

6) 未封场时蒸发作用以及植物的蒸腾作用可以消耗填埋场中的水分, 减少渗滤液产生量。

1.2 垃圾渗滤液的特点

随填埋场使用期的延长渗滤液的成分和性质也在不断变化。填埋场初期渗滤液COD浓度较高一般为2000mg/L左右, 氨氮含量较低, 可生化性好。填埋场中期渗滤液COD浓度大幅提升, 一般在10000mg/L左右, 挥发酸含量也在不断提高, 填埋场中的厌氧发酵进入产甲烷阶段。封场后, 填埋场渗滤液COD浓度开始降低, 挥发酸和BOD5含量也在加速下降。渗滤液的可生化性变差, BOD5/COD甚至降到0.01以下。氨氮含量在不断提高, 可达3000mg/L以上。

郑曼英等人分析了广州大田山垃圾填埋场渗滤液有机污染物, 发现其中含有有机物77种, 其中芳烃29种, 烷烃稀烃18种, 酸类8种, 脂类5种, 醇、酚类6种, 酮、醛类4种, 酞氨类2种, 其他5种[1]。

由此可见, 填埋场渗滤液有机物浓度高、水质变化范围大、水质成分复杂、含磷量较低、含有多种重金属。

2 垃圾渗滤液主要处理工艺

垃圾渗滤液属于高浓度、难降解有机废水。目前, 我国常用的垃圾渗滤液处理技术主要有:生物法、物化法及土地处理法。

2.1 生物法

生物法处理渗滤液由于其投资少、运行成本低, 是目前垃圾渗滤液处理主要处理方法之一。生物法处理渗滤液主要有好氧法、厌氧法和厌氧-好氧联合法。尤其适用于填埋场初期产生的高浓度有机物、良好生化性的渗滤液处理。

好氧法主要包括:活性污泥法、生物膜法、生物接触氧化法等。胡慧青等人采用传统活性污泥法处理杭州天子岭垃圾填埋场的渗滤液, 结果表明COD和BOD5的去除率可分别达62.3%~92.3%和78.6%~96.9%[2]。广州的大田山垃圾填埋场采用SBR法处理垃圾渗滤液, 结果表明, 该工艺对渗滤液的COD去除率可高达90%以上。

厌氧法主要包括:UASB法、ABR法、AF法等。徐竺等采用UASB对垃圾渗滤液进行处理, 结果表明在中温消化时, 高浓度进水COD (3000~8000mg/L) 的去除率达95%, 常温消化COD去除率可达90%[3]。Henry人等用厌氧滤池处理垃圾渗滤液, COD的去除率可达90%以上[4]。

由于好氧处理出水浓度低, 厌氧处理可以处理高浓度、难降解有机废水, 因此采用厌氧-好氧联合工艺处理垃圾渗滤液, 可以取得更好的处理效果。

吴莉娜等人采用UASB-A/O-SBR工艺处理早期和晚期垃圾渗滤液, 结果表明:COD去除率大于92%, 氨氮和总氮去除率大于92%[5]。陈石等人采用氨吹脱-厌氧生物滤池-SBR工艺对深圳某填埋场的渗滤液进行了中试研究, 结果表明COD、BOD5、NH3-N和TN的去除率分别达到95%、99%、99.5%和97%[6]。

2.2 物化法

处理垃圾渗滤液的物理化学方法主要有混凝-沉淀法、氨吹脱、膜分离、吸附法、高级氧化等。混凝-沉淀法一般用于渗滤液的预处理或者深度处理, 混凝-沉淀可以去除渗滤液中的大部分悬浮物、重金属等, 还可以降低渗滤液的色度。

氨吹脱工艺主要是用来去除渗滤液中的氨氮, 氨吹脱工艺氨氮去除率一般为80%左右。用于垃圾渗滤液处理的膜分离主要为反渗透膜和超滤膜。膜分离技术对渗滤液中的COD、氨氮和重金属均有较高的去除率。膜分离技术可以适应渗滤液水质变化大的特点, 操作方便, 占地面积小, 但使用成本较高, 制约了该技术的应用。

与生物法相比, 物化法具有较高的抗冲击能力, 对水质变化适应能力强, 出水水质好等特点。

2.3 土地处理法

土地处理法处理渗滤液是在利用土壤—微生物—植物系统进行吸附、离子交换、化学沉淀和生物降解等一系列生物、化学、物理作用, 降低渗滤液中有机物、氨氮含量。土地法投资少、运行方便, 但占地面积大、易受气候变化影响、易产生土壤中重金属富集、处理效率低等缺点。

3 结论

垃圾渗滤液有机物浓度高、水质随时间变化大、成分复杂, 因此在处理这类废水时, 要根据垃圾填埋场的实际情况, 合理的选择处理工艺。

摘要：我国常用的垃圾渗滤液处理技术主要有生物法、物化法及土地处理法。本文分析了这些方法的优缺点及适用范围。

关键词：渗滤液,高浓度有机废水,难降解有机废水

参考文献

[1]郑曼英等.垃圾渗滤液中有机物初探[J].重庆环境科学, 1996, 18 (4) :27-32.

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[4]Henry.Denitrification ina carbon and nitrogen removal system for leachate treatment performance of a upflow sludgeblanket (USB) reactor[J].Water Sci Technol, 1999, 40 (8) :145-151.

[5]吴莉娜, 王淑莹, 彭永臻等.不同时期垃圾渗滤液两级UASB-A/O-SBR工艺深度脱氮.东南大学学报 (自然科学版) , 2010, 40 (6) :1342-1347.

垃圾渗滤液处理现状及展望 篇5

分析了垃圾渗滤波的污染特性,总结了垃圾渗滤液不同的.物化生化处理办法,并探讨了垃圾渗滤液处理过程中存在的问题及解决办法.

作 者：尹年 刘海涛 Yin Nian Liu Haitao 作者单位：尹年,Yin Nian(柳州污水治理有限责任公司,广西,柳州,545001)

刘海涛,Liu Haitao(北京桑德环境工程有限公司技术研发中心,北京,101102)

垃圾渗滤液节能 篇6

关键词：垃圾渗滤液；UASB；A/O；MBR

1前言

城市垃圾是城市环境治理的一大难题。垃圾转运站、焚烧场或填埋场的垃圾渗滤液是由各种化合物和腐烂物质生成，垃圾渗滤液属于高氨氮、难降解废水，富含POPS及PTS等[1]含有浓度极高的BOD、COD。现有的垃圾渗滤液处理技术主要分为生物法、物化法和土地法三大类[2]。生物处理法中厌氧处理有上流式厌氧污泥床UASB、厌氧折流板反应器ABR、厌氧塘、EGSB、IC等；好氧处理有好氧曝气塘、活性污泥法、生物转盘和滴滤池等，无氧/好氧（A/O）混合处理。物化法主要有化学混凝沉淀、活性炭吸附、化学氧化、催化氧化、膜处理等。土地处理如人工湿地等主要通过土壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀等。九江垃圾发电厂位于成都市，采用了国际高标准的设计技术和专业公司营运管理，每天平均进场垃圾量为500-650吨，平均每天渗滤液产量为450吨。

2工艺运行与水质标准

2.1工艺运行

根据厂家提供的渗滤液水质，成都九江垃圾发电厂渗滤液的处理工艺采用了生化处理（UASB+A/O）和膜技术处理相结合的组合工艺，工艺如图1所示。

图1

2.2渗滤液进水水质和处理后出水指标限值

渗滤液进水质如表1所示；九江垃圾发电厂的渗滤液经过处理以后，其水质标准要求达到《GB8978-1996污水综合排放标准》[3]中规定的三级排放标准，具体指标值见表2。

3.1上流式厌氧污泥床（UASB）

渗滤液被泵打入渗滤液处理系统后，先经自动细格栅再进入调节池，栅距0.5毫米，去除固体物，以保护下游设备不易受损。经隔渣后的渗滤液流进调节池。调节池同时设有两台输送泵（1台备用）作为输送渗滤液及控制流量（每小时25立方米）。经过渗滤液调整后，渗滤液会进入UASB反应器。该反应器分为两格，两格同时运行，单格处理水量10立方米/时，设计容积负荷为3.64公斤COD/立方米/日，上升流速0.6米/时。在反应器中，有机物首先分解为有机酸，然后分解为甲烷和二氧化碳。

反应器顶部有一系列的三相分离器，将甲烷气、污泥和处理后水有效地分开。经过厌氧处理后，渗滤液的碳氮比会有所下降，造成碳氮比失调。为给A/O池提供足够的碳源作反硝化，以减低化学品消耗，部分渗滤液将旁通至A/O，以增加碳氮比值，作为反硝化之用。

3.2无氧/好氧生物池（A/O）

UASB出水进入A/O池，A/O系统内设单独的内回流系统，进行硝化-反硝化去除氨氮。兼氧池采用兼氧微生物为主，悬浮型和附着型微生物混合的生物相，为厌氧至好氧的过渡阶段。池内设4台潜水式搅拌器进行混合搅拌，使渗滤液和活性污泥充分接触和混合，同时保证溶解氧浓度低于0.5mg/L，通过好氧池混合液回流来提高硝化-反硝化的效果，达到去除氨氮的目的。好氧池采用好氧微生物为主，悬浮型和附着型微生物混合的生物相。通过微生物的新陈代谢等生命活动，摄取水中的有机物，去除大部分的CODcr及BOD5。好氧池采用三叶罗茨鼓风机供氧及微孔曝气器曝气，氧吸收率从普通穿孔管的2%提高到15%，提高了动力效率，增加生化处理效率。由于硝化过程会造成碱度不足，因此考虑硝化工艺段中补充碱，以调节碱度，利于硝化。此外MLSS控制在4000-7000 mg/l。

3.3膜生物反应器（MBR）

膜生物反应器（MBR）是膜分离技术与生物技术相结合的新型废水处理技术，是废水处理技术的一项创新。周平英等[4]采用MBR处理垃圾渗滤液，研究表明，有机物去除率较高且稳定。C. Visvanathan[5]的MBR试验研究表明，MBR对垃圾渗滤液中COD

和NH3-N的去除率分别为79%和75%。由于系统内硝化菌的作用，对氨氮的去除具有较好的效果。膜分离作用使得系统对浊度去除作用很明显，出水浊度≤0.5 NTU。

MBR膜采用德国berghof的外置式管式超滤PVDF膜，由PLC控制，参数控制为：进水流量为258立方米/时，进水压力0.11MPa，进水温度25℃，浓水流量120立方米/时，浓水压力0.45MPa。与传统生化处理工艺相比，活性污泥通过超滤（UF）系统进行固液分离，将粒径大于0.02 m的颗粒、悬浮物等截留在系统内，超滤出水清澈。为避免膜管堵塞，超滤最大压力为0.8MPa，膜管由清洗泵冲洗，清洗后的清洗水在膜环路中循环回到清洗槽，直到充分清洗，每3个月加化学药剂清洗一次。管式膜MBR技术是外置式形式，通过水泵将污泥打入膜管内，在压力的驱动下进行膜分离，出水透过膜进入产水箱，而污泥回到生化池继续参与生化反应，管式膜MBR的工作流程见图2。

5结论

5.1经过生化处理后，A/O出水除COD外，可达到三级排放的要求。再经深度处理后，各指标均已经达到《污水综合排放标准》三级排放标准。

5.2生化处理后，A/O出水的NH3-N浓度低于《污水综合排放标准》一级排放标准，说明硝化与反硝化效果良好。生化处理系统的UASB去除了渗滤液中大部分的COD及BOD5；而A/O主要用于脱氮方面，将氨氮转化成硝酸盐及氮气，实现了把氮污染物去除的目标。

5.3由于UASB+A/O工艺有机负荷高抗冲击力强，所以进水水质的变化对系统影响较小，A/O出水非常稳定。

5.4 MBR作用去除生化系统出水余下的SS，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子物质截留住，使得活性污泥浓度大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）大大缩短。

5.5采用UASB+A/O生物法与膜深度处理相结合，处理后出水可以达到标准，而且MBR膜使用坚固耐用的PVDF和PES材质；使用寿命高达7年；可以在不同的污泥浓度下稳定运行；无须反冲，易于清洗和更换；占地面积小。UASB+A/O+MBR组合工艺是处理垃圾渗滤液的一个发展方向，有着广阔的应用前景。

参考文献

[1]Irene M C Lo.Characteristics and treatment of leachate from domestic landfills[J].Environment International1996,22（4）：433-442.

[2]孟了，熊向陨等.我国垃圾渗滤液处理现状及存在问题[J].给水排水，2003，29（10）：26～29.

[3]中华人民共和国国家标准GB8978-1996污水综合排放标准.

[4]申欢.膜生物法处理垃圾渗滤液的研究[D].西安：西安建筑科技大学博士学位论文,2004.

常见垃圾渗滤液处理技术浅析 篇7

垃圾渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物, 是指垃圾在堆放和填埋过程中由于雨水的淋洗、冲刷, 以及地表水和地下水的浸泡, 通过萃取、水解和发酵而过滤出来的污水[1,2]。垃圾渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水。由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质, 包括物理因素、化学因素以及生物因素等。如图1所示, 垃圾渗滤液的产生成因可归纳为:

由图1可见, 垃圾渗滤液的主要来源是降水和垃圾本身的内含水, 因而渗滤液的产生和水量随季节变化而变化。

二、垃圾渗滤液性质

垃圾渗滤液除了水量变化以外, 成分也很复杂。渗滤液一般含有高浓度的有机物质和无机盐, 水质会随着外界水文地质、气候、填埋规模、填埋工艺、填埋时间和垃圾成分变化而变化。另外一个影响垃圾渗滤液水质的因素是人们的生活水平。因此, 垃圾渗滤液中污染物质的浓度变化较大, 不同城市的主要污染物以及浓度不同[3]。渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。一般来说, 其pH值在4~9之间, COD在2000~62000mg/L的范围内, BOD5从60~45000mg/L, 重金属浓度和市政污水中重金属的浓度基本一致。垃圾渗滤液中营养比例失调, 可生化性差, 氨氮含量过高, 而且含有大量的盐分以及重金属离子[4]。这些都成为垃圾渗滤液难以处理的因素。

由于缺乏经验, 对填埋场渗滤液的水质水量特点了解深度不够, 各地对渗滤液的处理要求和方式没有统一的规范要求, 各地环卫部门、科研院所也先后展开填埋场渗滤液处理技术的研究。2008年国家颁布了《生活垃圾填埋污染控制标准》 (GB16889-2008) , 对垃圾填埋场渗滤液的排放标准从COD、总氮、重金属及外运处理等方面提出了更为严格的要求。

三、垃圾渗滤液传统处理方法

垃圾渗滤液传统处理方法包括物理化学法和生物法。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法, 在COD为2000~4000mg/L时, 物化方法的COD去除率可达50%~87%。与生物处理相比, 物化处理不受水质水量变动的影响, 出水水质比较稳定, 尤其是对BOD5/COD比值较低 (0.07~0.20) 难以生物处理的垃圾渗滤液, 有较好的处理效果。但物化方法处理成本较高, 不适于大水量垃圾渗滤液的处理, 因此目前垃圾渗滤液主要是采用生物法。

生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等。厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。

与好氧方法相比, 厌氧生物处理具有以下优点:

1.好氧方法需消耗能量 (空气压缩机、转刷等) , 而厌氧处理却可产生能量 (产生甲烷气) 。COD浓度越高, 好氧方法耗能越多;厌氧方法产能越多, 两者的差异就越明显。

2.厌氧处理时有机物转化成污泥的比例 (0.1kgMLSS/kgCODCr) 远小于好氧处理的比例 (0.5kgMLSS/kgCODCr) , 因此污泥处理和处置的费用大为降低。

3.厌氧处理时污泥的生长量小, 对无机营养元素的要求远低于好氧处理, 因此适于处理磷含量比较低的垃圾渗滤液。

4.根据报道, 许多在好氧条件下难以处理的卤素有机物在厌氧时可以被生物降解。

5.厌氧处理的有机负荷高, 占地面积比较小。

但是, 厌氧处理出水中的COD浓度和氨氮浓度仍比较高, 溶解氧很低, 不宜直接排放到河流或湖泊中, 一般需要进行后续的好氧处理。另外, 世界上大多数垃圾渗滤液多是偏酸性的 (pH值一般在5.5~7.0) 。pH在7以下, 产甲烷菌将会受到抑制甚至死亡, 不利于厌氧处理, 而好氧处理对pH的要求就没有这么严格。再者, 厌氧处理的最适温度是35℃;低于这个温度时, 处理效率迅速降低。比较而言, 好氧处理对温度要求不高, 在冬季时即使不控制水温, 仍能达到较好的出水水质。

鉴于以上原因, 目前对COD浓度在50000mg/L以上的高浓度垃圾渗滤液建议采用厌氧方法 (后接好氧处理) 进行处理, 对COD浓度在5000mg/L以下的垃圾渗滤液建议采用好氧生物处理法。对于COD在5000~50000mg/L之间的垃圾渗滤液, 好氧或厌氧方法均可, 选择工艺时主要考虑其他因素。

四、膜处理技术为主, 配以预处理技术

膜处理技术是水处理领域中的技术之一, 在清水处理中应用工况较好, 对于高浓度的有机废水, 特别是其中含有一定盐分的废水来说, 受到结垢和堵塞的困扰较大。

膜分离系统:实现物理分离, 根据膜分离系统直径的不同, 又将分离系统分为超滤 (UF) 和纳滤 (NF) 部分。

超滤 (UF) 部分:超滤是将粒径大于0.02的颗粒悬浮物 (主要是指微生物) 以及大分子的有机物从中分离出来, 作用相当于传统的沉淀池, 出水清澈, 主要是含有大量的盐分和重金属离子。由于超滤的众多优点现在正在逐渐取代传统的钢筋混凝土结构的沉淀池。

纳滤 (NF) 部分:超滤出水由超滤清水罐经预处理进入纳滤系统, 在此系统, 将重金属离子、糖类等小分子的有机物, 以及大于等于二价的盐分进行分离, 分离后的出水分为两部分:出水和截流液。出水占纳滤总进水的85%, 完全达到GB16889-2007规定的一级排放标准;截流液一般占纳滤进水的15%, 水量少但是几乎包含了整个原水的盐分和重金属离子, 以及在生化系统中难以被微生物降解的有机物, 因此浓缩液成为最终的污染物。

采用反渗透技术处理渗滤液必须特别慎重考虑浓缩液的处理问题。浓缩液回灌填埋场填埋区, 让垃圾对浓缩液中的各类物质进行吸附。长期回灌一方面容易影响填埋作业, 同时回灌液通过垃圾堆体渗出后重新进入渗滤液处理厂有可能造成盐类、难降解COD的富集, 导致渗滤液处理厂进水水质恶化从而影响处理厂的有效运行。生产实践证明, 反渗透产生的浓缩液由于量太大, 根本无法实施填埋区回灌, 直接回调节池则迅速影响生化系统的正常运行, 也加速了反渗透系统的堵塞和结垢, 形成恶性循环。

五、MVC蒸发工艺为主, 配以其他相应流程

近年来, 许多新技术应用于垃圾渗滤液处理, 取得了迅速的发展。以MVC蒸发为主的工艺在解决了能耗高的问题后, 同时具有水质优良、管理操作方便稳定、维修简便且成本低的特点。MVC蒸发技术配以DI技术是可彻底解决渗滤液处理问题的一种工艺, 是渗滤液处理行业的一场技术革命。

MVC蒸发是一个把挥发性组分与非挥发性组分分离的物理过程, 由两部分组成:加热溶液使水沸腾汽化和不断除去汽化的水蒸汽。垃圾渗滤液蒸发处理时, 水从渗滤液中沸出, 污染物残留在浓缩液中。所有重金属和无机物以及大部分有机物的挥发性均比水弱, 因此会保留在浓缩液中;只有部分挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物会进入蒸汽。但MVC蒸发具有冷凝温度范围窄的特点, 只有沸点和水非常接近的物质才会重新冷凝最终存在于冷凝液中, 其他包括挥发性烃类、挥发性有机酸则随着蒸发系统的不凝气体排出系统, 并不会存在于冷凝液中。但氨由于和水的亲和力很强, 部分氨会溶于水中, 所以MVC蒸发产生的冷凝液中, 除留存一定量的氨以外, 其他指标均在新标准的要求范围之内。采用除氨的DI系统处理后, 排放水水质优良, 远优于新排放标准的要求。

MVC蒸发处理工艺可把渗滤液浓缩到不足原液体积3%~10%, 清水排放率可高达95%以上。

填埋气体是垃圾填埋场的另一主要二次污染, 但对于现代化卫生填埋场, 填埋气体可以足够供给MVC蒸发产生的浓缩液蒸发甚至干燥所需的能量, 如不考虑填埋气的经济价值, MVC3-10%的浓缩液可利用填埋场的生物气将其干化, 干化后的产物含水率低于10%, 可装袋后填埋, 彻底解决渗滤液的液体排放问题, 实现零排放。

该工艺目前已经成功在潮州锡岗生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理工程和广州从化潭口城市生活废弃物处理场渗滤液处理工程中成功应用, 根据监测结果, 至今设备稳处理水量、排水量水质均全面符合设计的标准。监测结果显示, 排水水质符合GB16889-2008表2标准, 清水排放率大于90%, 电耗低于17度/吨。

六、结语

1.垃圾渗滤液如果得不到合理的处理, 进入地下水系统后, 会对地下水污染造成不可估量的后果。

2.传统生化处理方式和先进的膜技术的组合模式处理垃圾渗滤液的技术, 正在得到广泛的推广, 不仅解决了垃圾渗滤液的原水中有机物和氨氮含量较高问题, 而且成功解决了垃圾渗滤液中的盐分和重金属离子问题。因此, 该方法逐渐成为垃圾渗滤液处理的主导工艺。

3.垃圾渗滤液处理目前存在最大的难点就是降低处理成本。只有不断地降低处理成本, 新技术才能够更快地得到推广和应用。

摘要：城市垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水, 若不加处理而直接排放, 会造成严重的环境污染。以保护环境为目的, 对渗滤液进行处理是必不可少的。文章分析渗滤液处理工艺的现状, 介绍多种处理渗滤液方法, 并对各处理工艺进行比较。

关键词：垃圾渗滤液,处理工艺,城市垃圾

参考文献

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[2]Lema J.M.et al Characteristics of landfill leachate and alter-natives for their treatment:a review JWPCF1988, 40:223-250.

[3]李青松, 金春姬, 乔志香, 等.垃圾填埋场渗滤液的产生及处理现状[J]青岛大学学报2003, 18 (4) .

垃圾渗滤液节能 篇8

生活垃圾渗滤液, 是一种氨氮含量奇高 (主要是陈旧性的生活垃圾渗滤液) , 磷含量很少, 又难予生物降解和成份变化很大的高浓度有机废水。研究表明, 在垃圾渗滤液中, 找到93种有机化合物。其中有22种被列入我国和美国EPA环境优先控制的黑名单中。这些物质对植物、动物、微生物均有一定的毒性效应, 显现出一定程度的生态系统毒效应。从另一个角度看, 垃圾渗滤液中含有少量脂肪, 一定量的氨氮和大量的有机物, 又是一项可以利用的资源。

此前, 国内外对垃圾渗滤液的处理已有大量的研究和工程实例, 几乎用尽所有污水处理技术及其组合。但是因为垃圾渗滤液的复杂性, 至今还没有找到高效、低耗、适合中国国情的处理技术。在这种背景下, 无锡百达高新技术研究有限公司的科研团队, 迎难而上, 综合公司二十多年的研究成果, 产生了对生活垃圾渗滤液和高浓度有机废水混合进行综合利用技术。其具体处理的流程如下:

据无锡百达高新技术研究有限公司经理陆炎培教授介绍, 该技在垃圾渗滤液的处理方面有着诸多的突破和贡献:①变单纯的污染物处理为积极的的综合利用。也就是从观念上的转变, 为过去认为是废物的生活垃圾渗滤液 (以下简称渗滤液) 正名, 它原来就是可以用来“生产”的原料 (资源) ;②找到了去除妨碍渗滤液成为资源的简易、廉价的去毒方法;③把去毒方法和回收有用物质--氢氧化铵结合起来, 进一步提高了去毒效果, 降低了生产成本, 並为末端出水用于农灌创造了条件;④发现渗滤液中也含有少量价值较高的油脂, 並找到了分离回收的办法;⑤初步看到了渗滤液所含的大量有机物难予生物降解的原因, 並找到了解决办法;⑥综合利用过程 (包括回收油脂、回收氨水、回收沼气) 总COD去除率高达95%。实现了废水、资源的高效利用;⑦把渗滤液的消耗性处理过程变成盈利性的生产过程;⑧由于避免了使用基建投资和运行费均昂贵的“膜技术”, 基建投资大大节约;⑨初步看到了最后经好氧发酵排出的废水, 用于城市绿化用水的可能性。

垃圾渗滤液处理技术研究进展 篇9

1 垃圾渗滤液的生物处理技术

自然界中存在大量的微生物, 它们靠氧化分解有机物来获得生存繁殖所需的物质和能量。垃圾渗滤液的生物处理就是微生物在特定的条件下大量繁殖, 通过微生物自身的新陈代谢作用来降解渗滤液中的有机污染物, 再通过重力作用使微生物沉淀下来, 和渗滤液分离, 从而使垃圾渗滤液中的有机污染物质得以去除的方法[1]。垃圾渗滤液的生物处理是目前垃圾渗滤液的主要处理方式之一, 根据生物处理过程中起主要作用的微生物的呼吸类型, 渗滤液的生物处理可分为好氧处理、厌氧处理、厌氧—好氧联合处理 (也称为兼性处理) 和回灌处理。

1.1 活性污泥法

活性污泥法是一种好氧生物处理技术, 主要通过向污水中通入氧气来强化污水中微生物的生理活动, 利用微生物降解污水中的污染物质。目前用于垃圾渗滤液处理的活性污泥法有传统活性污泥法、SBR法、膜生物法 (MBR) 。

胡慧青采用传统活性污泥法处理杭州天子岭垃圾填埋场的渗滤液, 结果表明:当进水COD和BOD5浓度分别为3 640~9 381 mg/L和2 380~4 726mg/L、两级曝气池的停留时间分别为20 h和15 h、有机负荷分别为0.76 kg BOD5/ (kg MLSS·d) 和0.07 kg BOD5/ (kg MLSS·d) 时, COD和BOD5的去除率可分别达62.3%~92.3%和78.6%和96.9%[2]。此外, 美国和德国的一些垃圾填埋场也采用活性污泥法处理垃圾渗滤液。美国滨州Fall Township的垃圾填埋场, 在垃圾渗滤液进水COD浓度为6 000~21 000mg/L, BOD5浓度为3 000~13 000 mg/L, 体积有机负荷为1.87 kg BOD5/ (m3·d) , F/M为0.15~0.31/d时, BOD5去除率为97%[3]。广州的大田山垃圾填埋场曾采用SBR法处理垃圾渗滤液, 结果表明, 该法对渗滤液的COD去除率可高达90%以上[4]。申欢等人采用MBR法处理COD浓度为800~1 700 mg/L, BOD5浓度为200~500 mg/L, BOD5/COD为0.25~0.30的垃圾渗滤液, 结果显示:COD去除率维持在70%~85%, 出水COD≤300 mg/L, 达到国家二级排放标准[5]。

由此可见, 活性污泥法可以对垃圾渗滤液有较好的处理效果, 但活性污泥法处理渗滤液的出水效果受温度的影响很大, 在温度较低时对渗滤液的COD去除率较低, 而且对中老龄垃圾渗滤液中的污染物质去除效果不理想, 因而采用活性污泥法处理垃圾渗滤液受到一定的限制。

1.2 生物膜法

生物膜法污水处理技术是通过向污水中加入表面适于微生物生长的填料, 经过一段时间后, 在填料上就会附着一层由各种微生物构成的生物膜。污水流经填料时, 填料上的微生物以污水中的有机物为养料, 对其进行降解, 从而达到净化污水的目的。生物膜法具有代表性的处理形式有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等。欧美和日本近年来的实践表明, 生物膜法中的生物滤池对垃圾填埋场渗滤液有良好的脱氮效果。

英国某地采用生物滤池处理垃圾渗滤液, 进水氨氮浓度为150~550 mg/L, 而有机质较少, BOD5/N仅为0.3左右, 当水力停留时间为0.6~4.5 d时, 平均可去除氨氮309 mg/L[6,7,8,9]。李军等开发了一种适于处理高浓度垃圾渗滤液的A/O淹没式软填料生物膜处理工艺, 该工艺处理垃圾渗滤液的运行结果表明:在HRT为22.1 h、混合液回流比为3时, 该工艺对渗滤液COD的去除率为71.7%, 对氨氮的去除率为90.8%[10]。瑞典的U.WELANDER等采用悬浮载体生物膜工艺处理Hyllstofta垃圾填埋场的渗滤液, 结果显示该工艺对渗滤液COD和总氮的去除率均达到90%以上, 而且该工艺的运行受温度的影响较小[11]。Siegrist等在不外加碳源的情况下, 利用生物转盘处理渗滤液, 研究结果表明:氨氮的去除率达到70%, 而且渗滤液出水的溶解性有机物小于20 mg/L[12]。Keith Knox等采用生物转盘处理Pitea渗滤液处理厂的渗滤液, 在进水COD为850~1350 mg/L, BOD5为80~250 mg/L, NH3-N为200~600 mg/L时, 对渗滤液COD、BOD5和NH3-N的去除率分别为84%、95%和90%[12]。王显胜等采用生物接触氧化工艺处理垃圾渗滤液, 其二级生物接触氧化对渗滤液COD的去除率保证在10%左右[13]。刘文泉等采用生物接触氧化和UASB结合工艺处理东北某垃圾填埋场的渗滤液, 目前正处于实验阶段, 实验结果未知[14]。

生物膜法处理垃圾渗滤液具有抗水量水质冲击负荷、有利于水中需较长停留时间氨氮的去除的优点;而且由于微生物生长在填料上, 因而不需要污泥回流;同时由于生物链长, 产生的剩余污泥量少, 有助于减少污水处理设施的基建投资。但维持生物膜运行需要较高的条件[15,16]。

1.3 稳定塘法

稳定塘又称为氧化塘, 是一种利用天然或人工池塘作为污水处理设施, 在自然或半自然条件下, 充分利用塘中微生物的新陈代谢活动来降解污水中的有机物, 从而使污水中的污染物质得到去除的方法。美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国等国的一些小试和中试生产规模的研究均表明, 采用氧化塘处理垃圾渗滤液能获得较好的处理效果[17]。

英国Bryn Posteg填埋场用氧化塘处理渗滤液, 氧化塘容积为1 000 m3, 进水COD为24 000mg/L, BOD5为18 000 mg/L, 当水力停留时间大于10 d, 容积负荷 (BOD5) 小于1.8 kg/ (m3·d) 时, COD、BOD5和氨氮的年平均去除率可分别达到97%, 99%和91%[18]。数年的运行实践表明, 即便是在气候恶劣的冬季, 此系统也能达到较好的处理效果。英国水研究中心采用氧化塘处理东南部New Park Landfill的垃圾渗滤液, 在进水COD>15 000 mg/L, 有机污泥负荷 (COD/MLVSS) 为0.28~0.32/ (g·d) , 即容积负荷 (COD) 为0.64~1.68 kg/ (m3·d) , 泥龄为10 d时, COD和BOD5去除率达98%和91%以上[19]。香港曾采用氧化塘处理进水COD为873~23 800mg/L, NH3-N为180~2 563 mg/L的垃圾渗滤液, 在停留时间在15~40 d后, 渗滤液COD降至76~1 320mg/L, BOD5低于61 mg/L, 氨氮最大去除率达到99.5%[20]。

稳定塘处理垃圾渗滤液具有无需污泥回流, 动力设备少, 能耗低, 工程简单, 投资省等优点, 但也具有稳定塘体积大、有机负荷低、降解有机污染物速度慢、处理周期长的缺点[21]。

1.4 厌氧生物处理法

垃圾渗滤液的厌氧生物处理形式主要有上流式厌氧滤器 (AF) 、上流式厌氧污泥床 (UASB) 、厌氧复合床反应器 (UBF) 、厌氧折流板反应器 (ABR) 等[22]。

上流式厌氧滤器是一种厌氧生物滤池, 该反应器具有启动周期短、耐冲击性好的特点。徐竺对上流式过滤器处理垃圾填埋场渗滤液进行了动态连续试验, 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, COD为3 000~8 000 mg/L的垃圾渗滤液的去除率达95%左右, 即使在常温下其COD去除率也可达90%左右[23]。

上流式厌氧污泥床反应器是一种厌氧污水生物处理装置, 在该反应器中, 污水以一定流速从下部进入反应器, 通过污泥层向上流动, 在料液与污泥的接触中进行生物降解并产生甲烷等气体, 然后通过三相分离器进行泥—水—气分离, 从而实现去除污水中污染物的目的。上流式厌氧污泥床的负荷要比上流式厌氧滤器大得多。英国的水研究中心用上流式厌氧污泥床 (UASB) 处理COD>10 000 mg/L的渗滤液, 当负荷为3.6~19.7 kg COD/ (m3d) , 平均泥龄为1.0~4.3 d, 温度为30℃时, COD和BOD5的去除率分别为82%和85%[24]。

厌氧复合床反应器是上流式厌氧污泥床反应器和上流式厌氧过滤器复合而成的上流式厌氧污泥床过滤器, 复合床的上部为厌氧滤池, 下部为上流式厌氧污泥床。这种设计可以集厌氧滤器和厌氧污泥床反应器的优点于一体。李军等利用厌氧复合床反应器处理深圳市生活垃圾填埋场渗滤液, 当温度为34℃, 水力停留时间为2d, 平均容积负荷为9.5 kg COD/ (m3·d) 时, 对垃圾渗滤液COD和BOD5的平均去除率可达到83.3%和88.4%[25]。

厌氧折流板反应器是一个由多隔室组成的高效新型厌氧反应器。运行中的厌氧折流板反应器是一个整体为推流, 而各隔室为全混合的反应器, 因而可获得稳定的处理效果。研究结果发现, 厌氧折流板反应器可有效地改善混合废水的可生化性[26]。沈耀良等用厌氧折流板反应器处理苏州七子山生活垃圾填埋场渗滤液和城市污水混合液, 结果表明, 进水BOD5/COD为0.2~0.3时, 出水BOD5/COD可提高至0.4~0.6;当容积负荷为4.71 kg COD/ (m3·d) 时, 可形成沉降性能良好、粒径为1~5mm的棒状颗粒污泥[27,28]。

厌氧生物处理技术适合处理溶解性有机物, 而且在提高渗滤液可生化性方面表现出明显的优势。但经厌氧生物处理后的渗滤液出水COD和氨氮浓度仍比较高, 溶解氧很低, 很难达到国家规定的排放标准。因此目前, 渗滤液的厌氧生物处理一般不作为单独使用的处理方式。

1.5 厌氧—好氧结合处理法

为了发挥渗滤液好氧处理和厌氧处理技术各自的优势, 弥补这两种处理技术各自的不足, 高浓度渗滤液的生物处理一般都采用厌氧—好氧两者结合处理工艺。实践证明, 该工艺对渗滤液的处理效果远好于单纯的好氧工艺或厌氧工艺。

同济大学徐迪民等用低氧—好氧活性污泥法处理垃圾填埋场渗滤液, 试验证明:在控制运行条件下, 该工艺对渗滤液COD、BOD5、SS的去除率分别为96.4%、99.6%和83.4%[29]。北京市政设计院采用UASB和传统的活性污泥法组合工艺处理垃圾填埋场渗滤液, 渗滤液COD和BOD5总去除率分别达到86.8%和97.2%[30]。赵宗升采用厌氧—缺氧—好氧法 (简称A2O法) 工艺处理垃圾渗滤液, 取得了很好的处理效果。该法对渗滤液COD的总去除率为96%, 对NH3-N的去除率99%[31]。

1.6 回灌处理

垃圾渗滤液的回灌处理是指通过一定的动力手段将从填埋场底部收集到的渗滤液重新喷洒到填埋场覆盖层表面或覆盖层下部, 在渗滤液以渗流的形式流经垃圾填埋体的过程中, 利用垃圾中的微生物对渗滤液中的污染物质进行降解, 从而达到降低渗滤液中污染物浓度的渗滤液处理技术。渗滤液的回灌处理实质是把填埋场作为一个以各年龄段垃圾为填料的生物滤床, 当渗滤液流经覆土层和垃圾层时, 发生一系列的生化和物化反应, 将渗滤液中的污染物降解为稳定和半稳定物质的过程。同时, 由于蒸发作用, 回灌过程也间接达到了渗滤液减量的效果。

回灌法主要可分为表面回灌和地下回灌两类[32]。表面回灌主要以减少垃圾渗滤液水量为目的, 地下回灌主要以降低垃圾渗滤液中污染物浓度为目的[33]。垃圾渗滤液进行回灌处理, 可以通过回灌过程中的挥发作用而减少渗滤液的产生量, 促进垃圾填埋场的稳定化, 有效降低渗滤液氮含量。此外, 回灌处理技术耐冲击负荷强, 设施简单、基建投资省, 操作管理方便, 易于实现自动化[34]。渗滤液的回灌处理也存在一些不足之处, 比如回灌过程中恶臭气体的挥发、产气量加大易引发安全问题、进水悬浮物过高或者微生物过量繁殖容易造成土壤堵塞等[35]。此外, 单纯的渗滤液回灌工艺不能使渗滤液达标排放, 必须与其它渗滤液处理技术结合才能使之达到排放标准。

2 垃圾渗滤液的物理化学处理技术

垃圾渗滤液的物理化学处理技术是指利用物理化学原理设计垃圾渗滤液处理工艺, 通过工艺的运行去除垃圾渗滤液中的污染物质, 从而达到净化垃圾渗滤液目的的渗滤液处理技术。垃圾渗滤液的物理化学处理方法主要有混凝—化学沉淀法、吸附法、膜处理技术、高级氧化、氨吹脱、蒸干等。

2.1 混凝—化学沉淀处理技术

垃圾渗滤液的混凝处理是通过外加混凝剂使渗滤液中不能直接通过重力去除的微小污染物质和混凝剂一起聚结成较大的颗粒, 这些颗粒可以在重力的作用下迅速沉降, 分离出渗滤液, 从而减少渗滤液中的污染物质。化学沉淀法是向渗滤液中加入某种化学药剂, 使渗滤液中的污染物质和化学药剂发生反应生成沉淀物, 从而去除渗滤液中污染物质的渗滤液处理方法。

近年来, 许多学者对采用混凝—化学沉淀方法处理垃圾渗滤液进行了一系列的研究, 取得了一些成果。傅清平以水玻璃、硫酸、硫酸铝和废铁屑为原料研制出聚硅酸硫酸铝铁类混凝剂。该混凝剂处理垃圾渗滤液的结果表明:沉淀后垃圾渗滤液COD去除率达58%, 如果结合臭氧氧化渗滤液, 则COD去除率可达70.6%, BOD5去除率达75.4%, 色度去除率为94%。赵庆良对采用磷酸镁混凝沉淀法去除渗滤液中的氨氮进行了实验研究。研究结果表明, 在p H值为8.5~9.0的垃圾渗滤液中投加Mg Cl2·5H2O和Na2HPO4·12H2O并使Mg2+∶NH4+∶PO43-的比例为1∶1∶1时, 原垃圾渗滤液中的NH3-N可由5618 mg/L降低到65 mg/L, 去除率高达98%以上。胡勤海利用天然风化煤为吸附剂, 聚铁为混凝剂, 处理经过氨吹脱和SBR处理后的出水, 当吸附剂和混凝剂的比例为1∶3时, COD的去除率为44.6%, 色度的去除率在85.0%以上, 取得了较好的处理效果[36]。郑怀礼等用硫酸铁、聚合硫酸铁和聚硅硫酸铁处理COD浓度为814 mg/L的垃圾渗滤液, 色度和COD去除率分别达到了93.1%和61.4%, 对色度和COD的去除取得了较好的效果[37]。刘东等人以聚合硫酸铁作为混凝剂处理经曝气塘处理后的垃圾渗滤液, COD去除率平均达到65%[38]。沈耀良等采用PAC (聚合氯化铝) 混凝技术处理杭州天子岭垃圾填埋场的渗滤液, 渗滤液原液COD浓度为3621 mg/L, 当PAC投量为50~100 mg/L时, COD去除率由18.4%上升至37.3%[39];当投量为200~280 mg/L时, COD的去除率稳定在38%左右;当投量为400 mg/L时, 色度去除率最高 (68%) , 而且此时水中重金属离子的去除率也较其他投量时高。李亚峰等对沈阳市赵家沟垃圾填埋场的渗滤液进行了混凝沉淀试验, 结果表明, 当p H值为9.0时, 混凝剂DH-3对渗滤液的COD去除率最高可以达到90%以上。Amokrane采用Fe Cl3和Al2 (SO4) 3混凝剂处理COD浓度为4 100 mg/L的垃圾渗滤液, Fe Cl3和Al2 (SO4) 3对渗滤液COD的去除率分别为55%和42%[40]。Tatsi等采用同样的混凝剂处理COD浓度为5 320 mg/L的垃圾渗滤液, 结果发现Fe Cl3和Al2 (SO4) 3对渗滤液COD的去除率分别为80%和38%。

采用混凝技术处理垃圾渗滤液, 可以去除渗滤液中的大部分悬浮物和不溶性COD、部分重金属以及NH3-N。此外, 混凝还可以起到很好的降低渗滤液色度的作用。一般来说, 混凝可去除渗滤液中分子量大于3 000的大分子有机物, 但对渗滤液中分子量小于1 000的有机物去除率很低[41]。因而混凝处理一般可用作渗滤液的预处理或者深度处理, 只依靠混凝技术是不能将渗滤液处理到可以达标排放程度的。

2.2 吸附处理技术

在相界面上, 物质的浓度自动发生累积或浓集的现象称为吸附。利用固体物质表面对水中污染物质的吸附作用去除水中污染物质的方法是水处理技术中一种常用的方法。具有吸附能力的多孔性固体物质称为吸附剂, 水处理中常用的吸附剂有活性炭、沸石、木炭等。

近年来, 采用吸附方法处理垃圾渗滤液的研究日益增多, 尤其是活性炭吸附法在垃圾渗滤液处理中得到了广泛应用。S.A.Wasay用2 g/L的颗粒活性炭、颗粒活性铝和Fe Cl3对渗滤液中的污染物质进行吸附实验, 结果发现, 颗粒活性炭对渗滤液中重金属的去除率可达80%~96%[42]。郑红等人用层间含有Na+、Ca2+、Al3+和Cr3+的蒙脱石对垃圾渗滤液中的有机物进行吸附实验, 结果发现, 层间含有高价态金属阳离子的蒙脱石对特定有机分子有较强的吸附能力, 对垃圾渗滤液中有机物具有较好的吸附效果, 含Cr3+的蒙脱石对垃圾渗滤液中COD的吸附率为60.3%, 对苯酚的吸附率达到67.5%, 而各种蒙脱石对二甲苯的吸附量均相对较小, 且没有规律。Aziz等用颗粒活性炭吸附渗滤液中的NH3-N, 当NH3-N浓度为1 909 mg/L时, 42 g/L颗粒活性炭对NH3-N的去除率为40%。Kargi和Pamukoglu用沸石和改性粉末活性炭去除COD浓度为7 000 mg/L的垃圾渗滤液, 5 g/L粉末活性炭和沸石对COD的去除率分别为87%和77%[43]。王斐等采用煤灰和土壤对垃圾渗滤液进行吸附实验, 结果发现, 土壤对COD的去除能力高于煤灰, 当土壤和煤灰的高度增加到90 cm后, 去除率则达到90%以上[44]。张富韬等研究了活性炭对渗滤液中甲醛、苯酚和苯胺等复杂有机物的吸附去除效果, 结果发现, 活性炭对甲醛的去除率为55%, 对苯酚的去除率为58.9%, 对苯胺的去除率为65.0%。Pirbazari·M等用生物颗粒活性炭, 即在活性炭上培养生物膜以降解有机物, 发现生物吸附处理渗滤液或高浓度的废水有很大潜力。当前, 采用锯末等廉价、易得、吸附效果好的新型吸附剂成为吸附处理渗滤液的研究热点。

吸附法对渗滤液中绝大多数有机物都有效, 可去除渗滤液中难降解有机物、金属离子和色度等。此外, 吸附法可适应渗滤液水量和有机负荷变化大的特点, 保证渗滤液处理效果。由于大部分吸附剂是利用一些废物改制而成, 因而采用吸附法处理渗滤液可达到以废治废的效果, 而且垃圾填埋场本身具有足够的空间来处理废弃的吸附剂。

尽管吸附法处理垃圾渗滤液有诸多优点, 但由于吸附剂在吸附渗滤液中污染物质的过程中易受p H值和水温等因素的影响, 吸附法处理垃圾渗滤液受到了一定程度的限制。同时由于吸附剂的饱和吸附量的限制, 吸附法一般仅可作为渗滤液的后续深度处理方法。

2.3 膜处理技术

膜处理技术是水处理技术中的一种常用技术, 该技术主要是使污水在一定的压力下流过隔膜, 在此过程中, 由于水分子量较小, 可以通过隔膜, 而水中的污染物质分子量大于隔膜孔径, 被隔膜所截留, 从而分离出水中的污染物质, 达到净化污水的目的。根据膜孔径的不同, 水处理中常用的膜分为超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。当前应用于垃圾渗滤液处理的膜主要为反渗透膜和超滤膜。

袁维芳等曾利用3#醋酸纤维膜对广州市大田山垃圾填埋场渗滤液进行了反渗透膜的试验研究。研究结果表明, 渗滤液进水COD浓度为4 700 mg/L, NH3-N浓度为1 210 mg/L, 预处理出水COD浓度为250~620 mg/L, NH3-N浓度为30~100 mg/L, COD和NH3-N的去除率均达到95%以上, 出水COD<80 mg/L, NH3-N<10 mg/L, 达到国家一级排放标准。Linde.K等人对德国、荷兰、瑞士的三种不同类型的垃圾渗滤液进行反渗透处理的调查表明, 反渗透对COD及NH3-N的去除效果均在98%以上[45]。K.Ushikoshi等用反渗透法处理COD和NH3-N浓度为97.4 mg/L和33.7 mg/L的垃圾渗滤液, NH3-N的去除率达98%, COD可完全去除。A.Chianese等用反渗透法处理COD浓度为3 840 mg/L的垃圾渗滤液, COD去除率达98%。北京阿苏卫垃圾填埋场、六里屯垃圾填埋场采用碟管式反渗透装置处理垃圾渗滤液, COD和NH3-N的去除率均超过99%, 该技术能够适应渗滤液水质的变化, 出水水质相当稳定[46]。

膜技术对垃圾渗滤液中的重金属离子有很好的截留去除效果。Ursae等利用NTR-7250膜去除垃圾渗滤液中的Cr3+和Cu2+, 在其浓度为0.69 mg/L和0.23 mg/L时, 去除率超过了99%。K.Linde和A.S.Jonsson用纳滤膜处理垃圾渗滤液中浓度小于0.70mg/L的金属 (Pb2+、Zn2+、Cd2+) , 去除率在88%以上。一般情况下, 垃圾渗滤液在进行膜处理之前要先预处理, 去除渗滤液的浊度和悬浮固体, 以防止膜堵塞。

膜分离技术处理垃圾渗滤液的特点是可以适应渗滤液水质水量变化大的特点, 而且操作及维护方便, 占地面积小, 易于实现自动化控制。垃圾渗滤液经膜处理后, 出水能够达到国家相应的排放标准, 不会对环境造成任何危害。尽管反渗透膜处理垃圾渗滤液技术是目前世界上处理垃圾渗滤液出水效果最好的技术, 但该技术在国内迟迟不能大面积用于实际工程, 这是由于膜处理过程中要通过高压泵等提供克服渗透压的压力, 而且膜极易被污染, 清洗费用高, 膜使用寿命相对较短, 一般为2~3年, 因此采用膜处理技术处理垃圾渗滤液的成本很高。此外, 经膜分离后得到的垃圾渗滤液的浓缩液难于处理, 这成为垃圾渗滤液的膜处理技术不能得到大规模推广的另一个原因。

2.4 高级氧化处理技术

垃圾渗滤液的高级氧化处理技术包括氧化剂氧化、电解氧化和光催化氧化技术。氧化剂氧化是通过向垃圾渗滤液中加入强氧化剂, 利用强氧化剂将渗滤液中的有机物氧化成小分子的碳氢化合物或完全矿化成二氧化碳和水, 从而达到去除渗滤液中污染物目的的处理技术。电解氧化是使渗滤液中的污染物质在电极上直接发生电化学反应转化为二氧化碳和水或在电化学转化过程中产生短寿命的·OH等自由基, 通过自由基降解污染物质的渗滤液处理技术, 渗滤液的电解氧化过程为不可逆过程。光催化是通过Ti O2做催化剂, 利用光照提高·OH的产率, 使渗滤液中污染物质更多更快被氧化分解的处理技术。垃圾渗滤液处理中常用的氧化剂是H2O2和O3。

当前常用的垃圾渗滤液高级氧化技术往往是催化氧化技术或氧化与其它水处理技术的结合。Fenton试剂是亚铁离子和过氧化氢的组合, 其处理废水的主要原理是利用亚铁离子作为过氧化氢的催化剂, 反应过程中产生羟基自由基, 羟基自由基可氧化废水中的大部分有机物。

Loizidou等人用Fenton试剂对稳定填埋场产生的渗滤液进行处理, 得到了35%的COD去除率。张晖在完全混合反应器中对COD为1 100~1 900mg/L的渗滤液进行Fenton氧化处理, 在双氧水为0.1 m mol/L、H2O2与Fe2+摩尔比为3、总停留时间为2 h的操作条件下, COD去除率可达67.5%[47]。采用Fenton试剂处理渗滤液时, 由于投药量及其他操作条件的不同, 处理效果差别很大。黄报远等用臭氧氧化法处理垃圾渗滤液, 渗滤液的BOD5/COD从氧化前的0.17提高到氧化后的0.36, 渗滤液的可生化性显著提高, 色度和SS的去除率分别为92.5%和64.6%。Daniele M.Bila等将混凝和臭氧氧化法结合处理垃圾渗滤液, 加入Al2 (SO4) 3, COD去除率为40%, 当加入3.0 g/L臭氧时, COD去除率达到73%。张跃升等以活性炭作催化剂、H2O2为氧化剂处理垃圾渗滤液, 结果表明, 在H2O2/COD=1.5, 活性炭/H2O2=0.6, p H值为2的条件下反应可以在180 min内结束, 其中COD及色度的去除率分别为82.8%和85.5%[48]。F.J.Rivas等将臭氧氧化法同颗粒活性炭结合处理COD浓度为4 970 mg/L的垃圾渗滤液, COD去除率接近90%[49]。王锋和周恭明用微电解法处理垃圾渗滤液, COD、NH3-N和色度去除率分别达到74%、79%和97.5%, BOD5/COD从0.04提高到0.29, 渗滤液的可生化性增强。Moraes和Bertazzoli用电化学法处理COD和NH3-N浓度为1 855 mg/L和1 060 mg/L的垃圾渗滤液, 反应180min, 其最大去除率分别为73%和49%。渗滤液的电解氧化处理试验表明, 在适宜的渗滤液电解氧化条件下, 当渗滤液中的COD及NH3-N浓度分别为693 mg/L和263 mg/L时, COD去除率为90.6%, NH3-N的去除率甚至可以达到100%[50]。谭小萍等对广州李坑垃圾填埋场经氧化沟工艺处理后的渗滤液进行了Ti O2光催化氧化处理试验, 结果表明, 在适宜的条件下, COD去除率可达42%以上, 脱色率达75.6%。

与垃圾渗滤液的生物处理方法相比, 高级氧化技术可很好的适应渗滤液水质水量变化大的特点, 而且处理效率高, 氧化速率快, 可很快完成对渗滤液的处理。在一定的条件下, 高级氧化技术还可回收能量及有用物料。此外, 高级氧化处理技术不产生污泥, 极少有二次污染。尽管高级氧化技术处理渗滤液的成本高于我国垃圾填埋场现在普遍采用的生物处理技术, 但由于生物处理不能适应渗滤液水质水量变化大、NH3-N和COD浓度高、C/N过低、重金属离子种类多等特点, 因而高级氧化技术仍然是当今渗滤液处理技术的研究热点。化学催化氧化技术在高级氧化技术中成本相对较低, 可操作性强, 成为渗滤液高级氧化技术中重点研究的技术。尽管渗滤液的化学催化氧化技术取得了一些研究成果, 但仍存在一些待深入研究的问题。

当前渗滤液的化学催化氧化技术主要研究的问题应是合成易得、价格低廉的催化剂, 确定催化剂在处理垃圾渗滤液是的最佳投量、氧化剂的最佳投加量、催化剂的使用寿命以及催化剂流失的问题。

2.5 氨吹脱处理技术

垃圾渗滤液处理的氨吹脱技术主要是用来去除渗滤液中的高浓度的NH3-N。渗滤液中的氨氮存在如下的化学平衡:NH3·H2O=NH4++OH-。当用生石灰将渗滤液p H值调为11左右时, 该化学平衡向左移动, 渗滤液中的氨氮大多以NH3·H2O的形式存在。此时向渗滤液中自下而上通入空气, 可将渗滤液中大部分NH3·H2O吹脱到空气中, 从而去除渗滤液中的氨氮。

Baris Calli等通过氨吹脱法去除垃圾渗滤液中的NH3-N, 在COD浓度为3 260 mg/L时, 加入11g/L的石灰, 12小时后, NH3-N去除率达到94%。I.Ozturk等将垃圾渗滤液经厌氧预处理后, 再用氨吹脱, 当NH3-N浓度为1 025 mg/L时, 其去除率达到85%。苏州七子山生活垃圾填埋场渗滤液p H值为8.41, NH3-N为732.2 mg/L, 当投加0.34%的生石灰, 将p H值调至10进行吹脱试验时, 吹脱后的NH3-N为86.64 mg/L, NH3-N吹脱去除率达到88.1%[51]。

高浓度氨氮是垃圾渗滤液处理的一个难题, 传统的生物脱氮过程在渗滤液处理中难于实现, 而且氨氮的分子量很小, 即使反渗透技术也不能将其大部分去除。目前只有氨的吹脱技术是去除垃圾渗滤液中氨氮较为可行的方法。虽然氨吹脱可去除渗滤液中大部分氨氮, 但也会将渗滤液中硫化氢等恶臭气体吹脱出来, 造成空气污染。此外, 氨吹脱需要吹脱塔和调节p H值的装置, 这些装置增加了渗滤液的处理成本。

2.6 蒸干处理技术

蒸干处理技术主要通过加热使渗滤液中的水分子气化, 然后不断除去气化的水蒸气, 使这一过程得以连续进行。垃圾渗滤液蒸干处理时, 水从渗滤液中分离, 污染物残留在浓缩液中, 水蒸气经冷凝后形成液体, 从而实现了水分子和污染物质的分离。蒸干处理工艺可把渗滤液浓缩到原体积的2%~10%左右。蒸干工艺的能耗极高, 但研究表明, 一个典型的现代化填埋场的填埋气体用作蒸干的能量来源是可行的。因此, 渗滤液的蒸发处理是可行的, 并且能有效控制渗滤液和填埋气体。同时, 蒸发对渗滤液水质特性的变化不敏感。德国的巴伐利亚采用二级蒸干法处理混合生活垃圾填埋场的渗滤液, 结果表明, 此法可去除92%的COD和94%的NH3-N[52]。

渗滤液的蒸干处理技术也存在一些不足之处。如p H值影响渗滤液中有机酸和氨的离解状态, 从而改变它们的挥发程度。此外, 蒸干处理系统的操作麻烦, 易出现金属材料腐蚀等现象。在不能对填埋气体进行有效收集的填埋场, 由于能耗较大, 不宜采用蒸干技术处理垃圾渗滤液。

3 结论

新型垃圾渗滤液处理技术的研究 篇10

目前大多数的生活垃圾都是以卫生填埋作为最终处置的方式，而垃圾渗滤液是垃圾填埋中必然会产生的污染物。而垃圾渗滤液中所含的污染物种类多，毒性高，如果处理不当对填埋场周围的环境会产生巨大的影响。随着对垃圾渗滤液的深入研究以及相关环保政策的出台，使得垃圾渗滤液的处理技术有了快速的发展。垃圾渗滤液的处理设施也得到了不断完善。但是我国的垃圾渗滤液处理技术起步较晚，有很多问题需要学习和研究。目前普遍存在一些问题，主要有渗滤液的处理工艺相对复杂，运行的成本高，渗滤液处理的标准和规范不够完善，核心设备国产化率低，附属产物难以有效降解等[1]。

2 渗滤液的来源及特点

垃圾渗滤液所含的成分复杂，对环境的污染程度大，主要来源有自然降水、填埋垃圾自身所含的水分、地表径流、地下水的侵入、垃圾自身降解产生的水分等。不同的垃圾组成、填埋时间、气候环境、水文条件等对渗滤液的性质有着重要的影响。其特点主要有[2]:(1）垃圾渗滤液的成分复杂，危害大。研究表明，垃圾渗滤液中含有有机污染物多达63种，可降解性差。（2)CODcr和BOD5浓度高，不同的填埋时间其浓度变化范围较大，但危害性会随着填埋时间的延长而更大。CODcr和BOD5最高浓度可达到100000mg/L和40000 mg/L，有的甚至会更高。（3）氨氮浓度高，而且随着填埋时间的延长氨氮浓度会逐渐升高。（4）含有大量的重金属离子，填埋场中垃圾的成分复杂，多数含有重金属成分，随着填埋时间的延长，填埋区的降水等其他原因的影响，重金属离子逐渐进入到渗滤液中，增加了渗滤液的污染性。（5）渗滤液中可生物利用的营养物质比例不均，对微生物的毒性较大，单独使用生物处理技术效果差。（6）水质水量变化大。由于填埋场是露天的建筑，天然的降水对渗滤液的量有着重要的影响，雨季是渗滤液的高峰期，进入旱季时渗滤液的量会很少。

3 新型的处理技术

3.1 混凝—光电氧化组合技术

混凝是在废水中添加混凝剂，使废水中的悬浮物和胶体物质形成絮凝体而沉淀，进而降低污水中污染物的技术。混凝沉淀法具有技术成熟、投资低、设备占地少、处理容量大等优点,是一种常用的废水中污染物去除技术，但其单独使用混凝沉淀法处理垃圾渗滤液不能达到预期要求,但可以有效地降低后续工艺的处理负荷,并可与多种工艺对接。光电氧化是在光照的条件下使具有不同类型的两个导电体界面上发生催化氧化的反应，利用催化反应的协同作用对有机物进行降解，使有机物进一步矿化分解成二氧化碳和水等。但光电氧化技术直接处理垃圾渗滤液存在负荷过高、处理成本较高的问题,因此,通常需要和与其它工艺组合。有研究者采用铁锰氧化物加氯化铝与光电氧化技术对垃圾渗滤液进行处理，该组合工艺对渗滤液中COD、TOC、氨氮以及色度有着显著的去除效果[3]。

3.2 生物酶催化技术

生物酶催化技术是采用酶的技术打开复杂有机物的化学链，将其分解为小分子物质，从而降低COD的浓度。该技术的机理是利用酶的反应产生游离基，然后游离基与污染物发生聚合反应，进一步生成高分子化学物，最后沉淀去除污染物[4]。相比微生物技术，生物酶处理技术具有催化性能高、反应条件温和、反应速率快，而且对毒性物质适应范围广，此外还可以重复使用等优点。

生物酶催化技术对垃圾渗滤液中COD、氨氮等具有良好的处理效果。主要表现在：（1）可替代现有的传统药剂，可降低污水的处理成本；（2）去除COD、氨氮的效率高；（3）生物酶技术可与其他生物处置单元结合，可提高工艺处理量30%左右；（4）生物酶催化技术操作方便、效果稳定、环境友好；（5）能改善垃圾填埋场周围的环境，可除臭味、蚊蝇等。

3.3 微波、活性炭技术

微波是一种电磁能，它的作用是改变离子的迁移和偶极子的转动，但不会改变分子的结构，是一种非离子化的辐射能。随着对微波技术的研究，其在渗滤液处理中已成为研究的热点[5]。大量的研究表明其应用于渗滤液处理技术中有着显著的效果。活性炭是一种具有吸附能力的材料，广泛的应用于污水处理技术中。它的吸附能力取决于不同炭型孔径的大小和分布。水蒸气活化的泥煤基、褐煤基褐椰壳基粉为例，泥煤基活性炭具有微孔和中孔应用范围较广；褐煤基活性炭表面中孔较多，具有优良的可入性；而椰壳基活性炭表面主要是微孔，只适用于较低分子的吸附。而利用化学品活化的活性炭颗粒多具有微孔和中孔，此外在其表面还具有电荷，提高了活性炭的应用范围。

研究表明利用微波—活性炭和芬顿技术来处理垃圾渗滤液，以微波功率300 W作为预处理，该工艺对垃圾渗滤液中COD、氨氮、SS和浊度的去除率分别为68.2%、78%、79%和99%，有着显著的效果[6]。还有研究者利用臭氧氧化技术与微波法结合来处理渗滤液，结果表明对渗滤液的处理有着显著的效果。此外还有研究者利用微波与活性炭以及过硫酸盐来处理垃圾渗滤液，结果表明渗滤液中COD、氨氮的去除率随着活性炭、过硫酸盐量的增加而增加，随着微波功率的提高而提高。

3.4 超声—芬顿联用技术

超声波是指频率为2×104Hz～2×105 Hz的声波，利用一定强度的超声波作用于媒体时可以产生一些物理、化学的效应。超声波应用范围较广，在医疗诊断、钻孔、探伤等领域都有应用。随着超声技术的不断发展和研究，其应用也扩展到环保领域中。研究者利用超声技术来降解水中的污染物取得了一定的效果，但单独使用该技术存在能量利用率低、降解率低的问题。Fenton试剂是利用H2O2和Fe2+进行反应，其中Fe2+作为催化剂分解H2O2产生羟基自由基可以将大分子有机物分解成小分子有机物或完全进行矿化。Fenton工艺常用于废水的深度处理，但其存在H2O2大量消耗的不足。研究者利用Fenton技术作为垃圾渗滤液的预处理技术，可将渗滤液中64%的COD和80%的TOC去除[7]。

垃圾渗滤液中含有大量的污染物质，对其采用的技术不妥将会对周围环境及地下水产生严重的影响。研究者利用超声波技术和Fenton技术进行联用来处理垃圾渗滤液中那降解的有机物，相比其它技术可降低药剂的使用量，同时还能提高有机物的降解率。研究者对超声波频率、功率和Fenton试剂的使用量这些参数进行优化，结果表明超声/Fenton联用技术对垃圾渗滤液的色度和COD的去除效果均好于单独的超声处理和单独的Fenton高级氧化技术,尤其是对COD的去除[8]。

3.5 厌氧氨氧化工艺

氨氮浓度高是垃圾渗滤液的一个主要的特点。氨氮在废水中的降解过程通常为在有氧条件下，利用亚硝化菌和硝化菌的氧化作用，将氨氮降解为亚硝酸氮、然后被氧化为硝酸氮，然后在厌氧条件下在反硝化菌的作用下将硝酸氮转化为氮气。该过程复杂而且消耗大量的能量。随着对脱氮过程研究的深入，发现了可将硝化过程控制在亚硝化阶段，然后在厌氧氨氧化菌的作用下，利用污水中存在的亚硝酸氮和氨氮直接转化为氮气，缩短了脱氮的过程而且节省了大量的能源。其中厌氧氨氧化(ANMMOX)是指在厌氧或缺氧条件下，厌氧氨氧化菌以NH4+为电子供体、NO2-作为为电子受体，将NH4+和NO2-转变成N2的过程[9]。

对厌氧氨氧化以及短程硝化技术的不断研究，研究者利用该技术将两个脱氮过程进行结合来处理垃圾渗滤液。通过对厌氧氨氧化、部分亚硝化工艺特点的控制，还有部分亚硝化耦合厌氧氨氧化组合工艺策略的调控。研究实现了亚硝化-厌氧氨氧化耦合对垃圾渗滤液中氨氮的去除，其中氨氮去除率可达88.4±7.2%，亚硝氮去除率92.6±7.3%,TN去除率82.1±7.5%。随着对厌氧氨氧化技术的研究，对其处理条件的控制，目前在湖北十堰市成功建成了厌氧氨氧化技术来处理垃圾渗滤液的项目，其出水水质完全符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889—2008）的出水标准，而且处理工艺产生的污泥量减少了50%左右，为国内垃圾渗滤液的处理提供了一个新的方向[10]。

4 结语

垃圾渗滤液是一种高浓度、成分复杂、水质变化大的有机废水，然而采用单纯的生化法、物化法等无法完全实现渗滤液的无害化处理，应按照渗滤液的具体水质情况选择合适的组合工艺对其进行处理。此外，在选择工艺时还应考虑填埋场所在地理位置和经济状况，应地制宜的进行工艺的选择和组合。氨氮、难降解有机物是渗滤液处理技术中的难题，而且不同时期渗滤液的水质情况不同，在这方面还需进行科学、深入的研究，以对其进行合理有效的降解，满足出水的排放标准。

摘要：垃圾渗滤液是一种成分复杂,含有多种多污染物的难降解废水。是垃圾填埋必然产生的二次污染物,对垃圾渗滤液处理已成为环保领域的研究重点。本文对垃圾渗滤液的产生和特点进行介绍,还对垃圾渗滤液处理技术的发展以及目前新型的处理技术进行了论述。

关键词：垃圾渗滤液,处理技术,新型技术

参考文献

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垃圾渗滤液处理技术研究进展 篇11

城市生活垃圾卫生填埋是目前国内外广泛采用的固体废弃物处理方法之一[1]。而由此产生的渗滤液的处理却是一个很难解决的问题。垃圾渗滤液,是垃圾填埋过程中产生二次污染的主要因素之一,造成水体、土壤、大气等多方面的污染,其中高浓度的COD和BOD使地面水体缺氧,水质恶化;氮、磷等营养物质则是水体富营养化的诱因,还可能严重威胁饮用水和工农业用水水源;如果缺乏必要的防渗措施而使垃圾渗滤液渗入地下水富集区,则使地下水丧失利用价值,造成严重的水资源浪费;众多有机污染物,和重金属离子进入食物链后将直接威胁人类的身体健康,严重的还会引发流行性疾病[2]。由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质,因此垃圾渗滤液是一种复杂有机废水,其特点是有机物浓度高、成分复杂、氨氮浓度高、可生化性差、随季节变化幅度大、变化规律复杂,处理难度大[3]。垃圾渗滤液的处理目前尚无十分完善的处理工艺,大多根据不同填埋场的具体情况及其他经济技术要求提出有针对性的处理方案和工艺[4]。

2 垃圾渗滤液处理技术研究进展

2.1 UASB处理垃圾渗滤液研究进展

杨静等[5]以垃圾渗滤原液或者经过稀释后的垃液废水为处理对象,在不经过任何预处理情况下由常规UASB反应器与内循环UASB反应器宜接进行厌氧处理,通过对两组试验的对比及试验结果的分析,比较了两组反应器在整体处理效果、污泥颗拉化以及抗冲击负荷能力等方面的优劣,得出内循环UASB反应器对底物的处理更充分,具有更强的处理能力、更高的工作效率,其出水更适宜于好氧法做进一步处理。

宋奇等[6]对中温UASB处理垃圾渗滤液适应性启动进行了试验研究,宋奇等采用处理商浓度有机废水的活性污泥进行接种,用取自老虎冲垃圾填埋场的渗滤液原液,在(35±1)℃的条件下进行渗滤液适应性启动研究。研究结果表明,按比例逐渐增加负荀,对pH值、碱度、挥发酸等各种影响因素进行产格控制、可以在77d的时间里完成UASB反应器处理垃级渗滤液的活应性启动。其有机负荷(以COD计)高达19.8kg/m3·d,且COD的去除率设达90%以上。

目前,在处理城市生活垃圾填理场的渗滤液方面,世界上一些国家如新西兰、美国、澳大利亚等采用UASB工艺,运行效果良好。

2.2 MBR技术处理垃圾渗滤液研究进展

膜生物反应器已成功地应用于中水道污水、粪便污水、垃圾渗滤液等处理中[7]。季民等[8]对比研究了UASB—MBAC工艺、普通MBR工艺及投加专性耐盐菌强化MBR 工艺处理垃圾渗滤液,特别是对高含盐垃圾渗滤液的效果。结果表明:采用普通MBR处理高含盐垃圾渗滤液时,对有机物去除能力有限,运行时间越长,处理效率越低,投加耐盐菌可有效改善MBR对高含盐渗滤液中有机物的去除效果。试验发现不论是普通MBR还是投加耐盐菌强化的MBR 处理高含盐渗滤液时,对氨氮都具有较高的去除率,几乎达到100 %。

许宜平等采用厌氧-膜生物反应器[9,10]对垃圾渗滤液中多环芳烃的去除过程与效果进行研究。垃圾渗滤液采自北京市某垃圾填埋场,具体处理流程分为4个工艺段:进水、厌氧滤池出水、膜生物反应器、出水。其中厌氧滤池的有效容积为63L,内装螺旋形聚丙烯弹性填料,膜生物反应器的有效容积为80L,膜组件为0.22μm孔径的中空纤维膜,总水力停留时间为9.5d。结果表明,对多环芳烃的总去除效率超过80%;大部分三环、四环和五环的芳烃可在处理过程中被厌氧降解。多环芳烃的主要降解反应发生在厌氧滤池工艺段,然而SCOD(溶解性化学耗氧量),BOD和TOC的主要去除工艺段则是膜生物反应器[11]。

2.3 其他生物技术处理垃圾渗滤液研究进展

由于垃圾渗滤液处理难度较大,研究人员正在努力研究工艺技术处理垃圾渗滤液。王显胜等[12]采用ABR-接触氧化-化学氧化组合工艺进行处理。通过分阶段污泥培养驯化以及变容积负荷进行试验研究,试验结果表明:进水有机负荷小于10kg COD/(m3·d),好氧出水COD稳定在1000~1500mg/L,去除率可以稳定在80%~85%;好氧池出水经过Fenton氧化处理,出水COD小于100mg/L。该组合工艺对垃圾渗滤液能够进行有效处理,运行效果较好,技术上可行。

刘毅梁等[13]结合工程设计实例,介绍了“吹脱- 厌氧- 氧化沟”为主的组合工艺处理城市生活垃圾卫生填埋场渗滤液的工艺流程、构筑物的设计参数和工艺运行等。实际运行结果表明,出水能达到GB 8978—1996中的垃圾渗滤液二级排放标准。该工程实例为湖北西部某县新建的城市垃圾卫生填埋场,设计服务年限是16年,服务期的累计垃圾产量为97万t,日平均处理垃圾90t。设计垃圾渗滤液日处理量为80t。

孙召强等[14]已经将CASS技术成功地用于垃圾渗滤液的工程设计中,工程设计的处理水量为50m3/d,CASS反应池总共分为2格,前端是缺氧预反应区,有效容积72m3,占总池容的14%,内设潜水搅拌机1台用于搅拌,保证泥水混合。工程实例充分证明了采用CASS工艺处理垃圾渗滤液是可行的。

2.4 物理处理垃圾渗滤液研究进展

由于物理技术的特点,到目前为止采用物理技术处理垃圾渗滤液研究的并不多。郭鹏等[15]采用铁碳微电解—H2O2法对晚期垃圾渗滤液进行预处理,研究了铁炭与H2O2最佳组合参数以及处理效果。结果表明,当pH为4,铁炭质量比为3∶1,水力停留时间(HRT)为1h时,垃圾渗滤液COD去除率达到40%;对出水投加1mL/L的H2O2(30%),常温下反应20min,原水COD的去除率大于70%,色度去除率为90%以上,出水的可生化性由0.23增加到0.68。

吴大鹏等[16]采用Fenton试剂氧化法处理晚期垃圾渗滤液,对初始pH、H2O2/Fe2+比、H2O2投加量及反应时间等影响化学需氧量(COD)去除率的各因素进行了研究。得出Fenton试剂氧化法处理晚期垃圾渗滤液的最佳条件为:初始pH为4,H2O2/Fe2+比为5∶1,H2O2投加量为0.05mol/L,反应时间为2.5h。此时COD去除率可达73.1%。

2.5 膜集成技术处理垃圾渗滤液研究进展

近年来膜集成技术进行垃圾渗滤液的研究正在不断深入。陆继来等[17]采用膜生物反应器(MBR)-纳滤(NF)集成技术处理高浓度垃圾渗滤液,该工艺充分发挥了MBR和NF单元的功能互补性,运行实践表明,对COD和氨氮的平均去除率均达99.5%,出水满足《生活垃圾填埋污染控制标准》的一级标准,运行费用(含折旧)为19.55元/m3,与国内其他处理工艺相比,具有较好的技术经济优势。该工艺不仅为我国垃圾渗滤液的深度处理提供了一项高效可靠的技术路线,在其他高浓度废水的处理方面也具有极佳的推广前景。苏也等[18]采用膜生物反应器(MBR)—纳滤(NF)集成技术在哈尔滨西南部垃圾填埋场进行了工程应用。结果表明:在东北寒冷地区,采用MBR-NF工艺处理渗滤液是可行的, CODCr去除率高,出水水质达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB 16889-97)二级排放标准。

目前,广大科研人员为了真正实现垃圾渗滤液的零排放,利用膜集成技术研究出一种新工艺,这种工艺就是利用膜生物反应器与反渗透集成的工艺技术。李亚选等[19]对生活垃圾填埋场污水处理站设计规模为800m3/d的污水处理,就采用膜生物反应器与反渗透集成的技术工艺,采用的具体工艺技术为污泥处理采用机械脱水—焚烧工艺,反渗透浓缩液采用回喷焚烧的方法,臭气处理采用分散收集后生物法集中除臭的方法,实现了零排放的目的。

3 展望

我国的垃圾渗滤液沿用传统的生化和物化处理手段,对废水的高浓度高毒性特征针对性不足,处理效率低下。国内365座城市生活垃圾卫生填埋场所产生的垃圾渗滤液仅有20%左右能够达到二级排放标准,达到一级标准的更少[20]。开发高效的垃圾渗滤液处理技术,已经成为城市卫生和环境保护的重要课题。