城市垃圾渗滤液处理技术的研究

林明惠

摘要：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入环境，会造成严重的环境污染。因此，对垃圾渗滤液进行有效处理迫在眉睫。本文介绍了目前的主流垃圾渗滤液处理技术应用现状，处理技术主要包括合并处理法、土地处理法、物化处理法和生物处理法，并在此基础上提出了垃圾渗滤液处理的发展趋势及其应用展望。

关键词：物理化学法；处理；研究；应用；发展

引言

卫生填埋法具有工艺简单、成本较低、处理量大的优点，成为目前我国城市垃圾的主要处理方式。其中70%以上都是采取简易填埋方式处理的，这对于地下水产生一定的污染和潜在的危害。在城市垃圾填埋过程中，由于填埋场的运行和封场等问题，将会从一定程度上导致大量垃圾渗滤液的产生。这些垃圾渗滤液是世界上目前公认的性质复杂、难于处理的高浓度废水，若不加以处理直接排放，将会对环境产生重大的污染。以保护环境为目的，对渗滤液进行处理是必不可少的。本文对渗滤液处理技术作了总结，指出处理技术的发展趋势。

1目前的主流垃圾渗滤液处理技术

垃圾渗滤液的成分复杂、水质水量变化大、污染物浓度高、处理难度大。目前主要处理技术有合并处理法、土地处理法、物化处理法和生物处理法。

1.1合并处理法

合并处理是指将预处理后的渗滤液输入城市污水处理厂进行处理。加拿大科研机构用合并处理法处理垃圾渗滤液，当混合比为2%左右、COD浓度为24000mg/L时运行良好；采用场内预处理(吹脱+混凝沉淀+焦炭吸附)再到城市污水处理厂合并处理的工艺处理垃圾填埋场渗滤液，具有可行性；采取A2/O工艺，在HRTO为8h，DO为1.5-2mg/L，混合液回流比为200%，污泥回流比为100%，泥龄为20d、V渗滤液:V粪便污水:V城市污水为0.2:1.4:400、0.2:2.0:400、0.2:1.0:400、0.3:0.7:400的条件下，出水CODcr稳定在40mg/L以下、NH3-N低于5mg/L、TN在15mg/L以下，均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2202)一级A标准。合并处理法投资少、运行成本低，在控制好二者比例的情况下能达到较好的效果，但缺点是存在输送费用、易冲击城市污水处理厂运行负荷、高浓度重金属离子影响污泥的再利用等，且《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889—2008)》规定，自2011年7月1日起，现有全部生活垃圾填埋场应自行处理生活垃圾渗滤液至排放浓度限值。

1.2土地处理法

土地处理法就是在人工调控下利用土壤、微生物和植物组成的生态系统净化垃圾渗滤液的方法，主要包括垃圾渗滤液回灌法、慢速渗滤法、快速渗滤法、地表漫流法、湿地系统、土壤植物处理系统(S-P系统)等。用60cm厚土壤渗滤池+芦苇湿地床处理CODcr为1000mg/L、NH3-N为250mg/L的垃圾渗滤液，净化后两种污染物的去除率分别达到93％和98％以上；BulcT等用人工湿地处理垃圾渗滤液，平均水力负荷0.03m3/(m2•d)，COD、BOD5、NH3-N的去除率分别达到了68％、46％和81％；1985-1986年，科学家们在瑞典建立了大规模现场S-P试验系统，试验区是填埋场边缘的3个坡地，种植柳树1.2公顷，各种草本植物2.8公顷，前3年灌入试验区渗滤液3290mm，年均蒸发量340mm，为降水量的46%，同比试验前年均蒸发量140mm，为年降水量的19%，蒸发量增加了2—3倍，且氮的浓度从6.93mmol/L下降到了2.96mmol/L，可以肯定，随着柳树的生长发育，处理效果还将更好。土地处理法和合并处理法一样具有投资少、运行成本低的优点，但也存在占地面积大、运行不当易造成土壤二次污染等隐患，所以实际应用也不太广泛。

1.3物理化学法

物理化学法是由物理过程和化学过程联合，或是含单独物理过程、化学过程的垃圾渗滤液处理方法，如混凝、吸附、化学氧化、光催化氧化、超声、电解、电渗析、离子交换、反渗透等方法。用混凝法处理垃圾渗滤液，聚合氯化铝、焦炭用量分别为400mg/L、8-10g/L时，COD、重金属、色度的去除率分别为58.9%、60%、68%，铜的去除率近100%；采用直接蒸发法处理垃圾渗滤液，除了酸性条件下的中期渗滤液CODCr和NH3-N的质量浓度达到或略高于《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889—2008)》排放限值外，其他pH值条件下的中期和晚期渗滤液的冷凝液中CODCr质量浓度、以及酸性条件下的早期和晚期渗滤液的冷凝液中NH3-N质量浓度均低于《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889—2008)》特别排放限值；用硅藻土处理人工模拟渗滤液，投加量为100g硅藻土过滤层、pH值为7时，COD、NH3-N和TN的去除率分别达到了65.22%、44.56%和60.01%；用Fenton试剂处理渗滤液，结果表明，Fenton试剂能有效去除垃圾渗滤液中的有机物，特别是对难降解有机物的去除效果较好，最佳反应条件下，COD的去除率达到了72.1%；用Oxone/Co2+氧化法处理渗滤液，投加Oxone4.5mmol/L、[Oxone]/[Co2+]为104时，COD、TOC、SS和色度的去除率分别为57.51%、48.45%、53.27%和83.33%。物化法运行稳定，占地面积小，对废水适应性高，近年来在垃圾渗滤液处理领域的应用逐渐增多，但其运行成本高、物耗或者能耗大，且单一处理很难达到国家排放标准。

1.4生物处理法

好氧生物处理技术。利用好氧颗粒污泥处理垃圾渗滤液的研究表明，在进水垃圾渗滤液COD为1000mg/L、氨氮为750mg/L，控制DO=4mg/L、pH=7.5、循环时间8h、温度25±1℃，出水氨氮为26.98mg/L，去除率在96.4%；用悬浮载体生物膜反应器处理渗滤液，1026℃时，TN、COD可分别去除约90%、20%，较传统活性污泥法，生物膜法硝化菌世代较长且更能抗冲击负荷。

厌氧生物处理技术。用厌氧滤池处理1.5年、8年的渗滤液，室温、负荷为1.26-1.45kgCOD/(m3•d)、HRT为24-96h时，COD被去除90%以上，但负荷再增加效率反而大大降低；采用厌氧MBR处理垃圾渗滤液，取得较为理想的处理效果，系统对COD的去除效果能保持在65—80%之间，较为稳定。

有效微生物(EM)技术。用EM生物强化+传统生物技术处理渗滤液，结果表明，EM菌剂在活性污泥法中，24h后COD、BOD5的去除率分别达到81.35%、87.88%，在生物膜法中，24h后COD、BOD5的去除率分别达到83.31%、89.00%；用有效微生物菌剂(EM)强化生物膜法处理渗滤液，48h后COD、BOD5、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到71.25％、77.41％、86.16％、86.82％和47.25％。

好氧生物处理技术和厌氧生物处理技术是垃圾渗滤液处理应用较早相对成熟的技术方法，但其设备或构筑物较大，启动慢，有效微生物(EM)净化法操作简单但尚处于实验室研究阶段。

2垃圾渗滤液排放标准和联合处理技术研究及应用现状

我国目前真正能满足卫生填埋标准的填埋场并不多，许多填埋场因为投资所限无法按设计要求建造能达到环境保护要求的渗滤液收集系统。《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889—2008)》主要因子排放浓度限值为BOD30mg/L、COD100mg/L、NH3-N25mg/L、SS30mg/L；一些地方标准如某省《省辖海河流域水污染物排放标准》更为严格，规定其他排污单位直接排放的污水排放限值为COD65mg/L、NH3-N8(10)mg/L、BOD20mg/L、SS30mg/L；以上各种技术单一处理后一般均难以直接达到排放限值，近年一些学者研究联合处理技术处理垃圾渗滤液取得了良好效果。例如：用水解酸化+缺氧+膜生物反应器组合工艺处理晚期渗滤液，在最优操作条件下，COD、氨氮、总氮及温度的平均去除率分别达到93.90%、98.86%、85.12%、98.43%，出水COD﹤100mg/L，氨氮浓度﹤5mg/L，满足国家排放标准；采用TMBR+NF/RO组合工艺处理垃圾渗滤液，生化部分为前置反硝化/硝化工艺，再经超滤/纳滤/反渗透等膜分离技术处理，处理效果明显，保证了渗滤液出水水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889—2008)》；采用氧化+混凝+吸附联合处理垃圾渗滤液，COD和色度去除率分别达到93.3%和98.8%。

《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范(HJ564—2010)》推荐采用“预处理+生物处理+深度处理”组合工艺，或简化为“预处理+深度处理”“生物处理+深度处理”组合工艺。在工程实例中，从提高原水生化性和脱氮需要的可生化性碳源入手，采取“水解酸化+A/O+A/O+MBR+NF+RO”组合工艺替代原来的“厌氧+好氧”工艺处理生活垃圾卫生填埋场垃圾渗滤液，使其出水水质满足了国家标准；某垃圾渗滤液处理厂提标改造项目，采用絮凝沉淀+厌氧+MBR+NF+RO组合处理工艺，出水水质均达到国家排放标准；采用UASB－GAIA－BAF一体化自回流多级生化处理装置联合处理垃圾渗滤液，出水水质可满足《生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889—2008)》特别排放限值的要求；用“UASB+气浮+A/O++MBR+NF+RO”联合技术处理城市生活垃圾填埋场渗滤液，出水COD未检出(小于10mg/L)-38.0mg/L、BOD50.8mg/L-4.0mg/L、SS未检出-13mg/L、NH3-N0.0342mg/L-0.0860mg/L；用“混凝沉淀+UASB+MBR+RO”联合技术处理城市生活垃圾填埋场渗滤液，出水COD未检出(＜10mg/L)-38.0mg/L、BOD50.8mg/L-4.0mg/L、SS未检出-13mg/L、NH3-N0.0342mg/L-0.0860mg/L；用“篮式过滤+砂滤+芯滤+一级DTRO(碟管式反渗透)+二级DTRO(碟管式反渗透)”联合技术处理城市生活垃圾填埋场渗滤液，出水BOD53mg/L、COD22-30mg/L、SS未检出、NH3-N3.57mg/L-3.82mg/L。以上3个垃圾填埋场处理后渗滤液水质均达到该省地方排放标准。

3垃圾渗滤液处理技术的发展及应用展望

我国垃圾填埋处理行业与国外相比起步比较晚，始于上世纪80年代末，垃圾渗滤液的处理工艺也历经了几个不同时期的发展。垃圾渗滤液处理技术的发展经历了合并处理、土地处理到物理化学处理、生物处理，再到多种技术联合处理三个阶段。根据当前垃圾渗滤液处理技术发展和应用现状，生物处理和物理化学处理是主流的处理技术，生物处理+物理化学处理联合工艺、多级生物联合处理工艺、多级物理化学联合处理工艺是应用较为普遍的联合处理工艺。随着环境形势的日益严峻和更加严格的国家、地方污染物排放标准的出台实施，下一步，研发和优化各类物理化学技术、高效生物处理技术是主要的技术发展方向；同时，整合现有处理技术，开发易于运行管理又达到排放标准的新型集成式联合处理技术，降低垃圾渗滤液处理工程建设费用及其日常运营成本，从整体上提高垃圾渗滤液的处理效率，是垃圾渗滤液处理技术的应用发展方向。

4结语

综上所述，垃圾渗滤液含有高浓度的有机物和有毒物质，水质水量变化大，成分复杂，是难处理污水，在当前处理过程中，生物处理和物理化学处理是主流处理技术，生物处理+物理化学处理联合工艺、多级生物联合处理工艺、多级物理化学联合处理工艺是应用较为普遍的联合处理工艺。由于垃圾渗滤液成分复杂，并且会随着时间、地点而变化，在实际工程中对垃圾渗滤液进行处理之前，首先需要详细测定垃圾渗滤液的成分并分析其特点，选择合适的处理技术。现阶段垃圾渗滤液的处理技术各有优缺点，因此，升级改造现有技术，研发新型高效的处理技术，加强不同技术之间的集成研究与开发，从整体上提高垃圾渗滤液的处理效率，降低投资及运行成本是今后垃圾渗滤液研究工作的重点。

参考文献

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[2]任毅.垃圾渗滤液生物处理技术的研究现状及展望[J].城市建设理论研究：电子版.2014.42(18):8-10

[3]陈雷,贺磊,吴立群,杨娇.垃圾渗滤液的处理现状及发展方向[J].环境工程.2016(s1)