垃圾渗滤液处理
1 垃圾渗滤液的来源和产生量& 随着城市建设的飞速发展和城镇人口数量的增长,城市垃圾已经成为全球性环境污染的主要因素之一。它们在堆放、填埋处理过程中会产生多种代谢产物和水分,形成渗滤液,破坏周围土壤的生态平衡,降低土壤活力,造成土壤或水源污染。垃圾渗滤液的产生受诸多因素影响,不仅水量变化大,而且变化无规律性。其主要来自以下五个方面:①降水的渗入。②外部地表水的流入。③地下水的渗入。④垃圾本身含有的水份。⑤微生物厌氧分解产生的水。所以降水量、蒸发量、地面流失、地下水流入、垃圾的特性、地下层结构、表面覆土和下层面排水设施情况对渗滤液的产生量都有影响。虽然渗滤液产生量波动较大,但对于同一地区填埋场,其单位面积的年平均产生量是在一定范围内变化的。& 2 垃圾渗滤液的成分和特性& 垃圾渗滤液除了水量变化以外,成份也很复杂。其主要特点是:(1)COD和BOD浓度高。COD最高可接近十万,而BOD一般也有数千;(2)金属含量较高。垃圾渗滤液中含有十几种金属离子,常见的有Fe、Cu、Pt、Ca等,其中铁的浓度可达到2050mg/L,铅的浓度可到12.3 mg/L,钙的浓度甚至达到4300mg/L;(3)垃圾渗滤液中氨氮的含量较高。废水中氨氮浓度很高(一般达到数千mg/L),尤其是中老填填埋场渗滤液中的氨氮含量更高;(4)水质复杂、水量变化大。垃圾渗滤液的成分与垃圾的组成有一定的相关性,由于垃圾种类、成分的多样性,使产生的垃圾渗滤液成分复杂,同时垃圾渗滤液的水量受垃圾的性质、填埋场的土质、气象和水文条件的影响。& 3 垃圾渗滤液的处理& 垃圾渗滤液的处理一直是世界性的一个难题,目前国内尚没有较成熟的处理技术。国内对垃圾渗滤液的处理一般是采用回灌法、物化法和生化法。循环回灌是一种非彻底的处理方法,而且处理能力有限,操作环境差,不适于年降水量大的南方。物化法处理成本一般较高,不适于大水量垃圾渗滤液的处理。生物处理法包括厌氧生物处理、好氧生物处理和两者相结合的方法,但实际运行中,生物菌常无法适应垃圾渗滤液水量、水质和COD 剧烈的变化,经常发生生物菌被抑制甚至死亡的现象,在实践中无法达到处理的目的。& 自1953年由美国佛罗里达大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化开始,膜技术便逐渐在垃圾渗滤液的处理中应用,而且应用范围越来越广。泉州市室仔前垃圾填埋场是国内首批采用膜处理技术的填埋场。根据膜的分离特性,由德国维尔利设计的MBR+NF工艺开始应用于垃圾渗滤液处理, MBR+NF,即传统的微生物技术和目前先进分离技术的结合,经处理后的出水完全达到GB规定的一级排放标准,整个系统可以分为生化系统以及膜分离系统。& (1)生化系统:整个系统的核心部分,利用微生物作用将BOD和氨氮分别转化为无污染的二氧化碳和氮气直接排放到大气中。由于采用了MBR反应器,超滤膜可以100%的分离微生物,返回到生化系统,使生化反应器内的污泥浓度从3-5 g/L提高到20-30g/L,大大的提高了生化系统的反应效率。& (2)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0.02m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GB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。& 目前对于浓缩液的处理主要有以下四种:& (1)回灌填埋场。这种方法是一种较为方便的处理方式,利用填埋后的固体垃圾对盐份重金属离子进行吸附截留,在短期内效果较好,截留率可以达到80%-90%,但是并不能从根本上解决这些盐分、矿物质、重金属的影响,在雨水的冲刷,淋洗下,随着时间的推移,截流效果越来越差,这些物质将再一次出现在调节池中,在调节池中进行富集,最终影响生化系统的处理效果,降低出水的水质,因此该方式只能作为应急的处理方法。& (2)混凝沉淀法。向浓缩液中投加混凝剂,使浓缩液中的盐份重金属离子沉淀出来,达到分离的目的,进一步减少污染体积。现在应用较多的是三氯化铁混凝剂,混凝效果也是不错的,可以得到较好的出水,但是相对而言,沉淀时间较长,而且投加量较多,也阻碍了这种方式在工程中的应用,也仅仅在实验室得到了验证。& (3)活性炭吸附。利用活性炭的吸附性对这些物质进行吸附,从浓缩液中分离出来,处理效果较好,这种方式在欧洲国家得到了广泛的应用,但是又由于它的处理费用较高,而且活性炭不容易再生,还会在使用后变成粉末造成二次污染,因此在我们中国并没有得到广泛的推广。& (4)树脂吸附。树脂吸附原理同活性炭一样,利用它的多孔性,比表面积大的特征,对要分离的物质进行吸附,使其从浓缩液中分离出来,同活性炭相比,树脂又有它特有的性质,树脂是人工合成的,可以反复使用,更新不像活性炭那样频繁,而且使用过后不会变成粉末,因此,树脂吸附正取代活性炭成为浓缩液中盐粉分离的主要方法。& 经过上述方法的处理,残留在浓缩液中的盐分和重金属离子又进行了一次收集,根据出水水质的不同,经处理后的浓缩液可以直接排放,或者返回到调节池。& 综上所述传统生化处理方式和先进的膜技术的组合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。
垃圾渗滤液[1，2]是垃圾堆放过程中渗透出来的一种含有各种有机和无机污染物的液体，是一种高浓度有机废水，不经处理排放会污染地表和地下水，从而对人体和水生环境造成危害。由于垃圾种类、成分的多样性，使产生的垃圾渗滤液成分复杂，同时垃圾渗滤液的水量受垃圾的性质、填埋场的土质、气象和水文条件的影响[3]。因此，垃圾渗滤液的处理一直是世界性的一个难题。& 垃圾渗滤液的传统处理方法包括生化法和物理化学法，物理化学法由于处理效果不是很理想而很难得到实际应用，生化法更因为垃圾渗滤液的可生化性低而没有很好的处理效果[4，5]。& 铁碳微电解技术，又称为内电解法，是近几十年来被泛应用于各种工业废水处理的一种电化学方法，铁碳微电解具有使用范围广、工艺简单、处理效果好等特点，尤其对于高COD以及色度较高的工业废水具有较明显的技术优势。难生物降解的废水经铁碳微电解工艺处理后可生化性大大提高，有利于进行后续生物处理[6～8]。& 本研究用铁碳微电解法对垃圾渗滤液进行处理，以寻求最佳反应条件，以期为实际应用中采用铁碳微电解处理垃圾渗滤液的工艺条件的选择提供有益的参考。& 1 实验部分& 1.1 垃圾渗滤液水质& 本实验使用的垃圾渗滤液来自南京天井洼垃圾填埋场，经稀释8倍后使用，稀释后垃圾渗滤液的pH为7.7左右，COD为1363mg/L。铁屑来自南京赛瑞金属粉末有限公司，活性炭来自南通通森活性炭有限公司，其余试剂均为分析纯。& 1.2 实验方法& 取150mL的垃圾渗滤液置于烧杯中，调节pH值，投加一定量的铁屑和碳黑，开启磁力搅拌进行处理，处理一定时间后静置5min，取一定量的上清液离心分离，取5mL溶液分别测定剩余的COD。计算COD去除率。用单因素法考察铁屑用量、铁碳比、pH值、反应时间等因素对处理效果的影响。& 2 结果与讨论& 2.2 铁碳质量比对COD去除率的影响& 2.3 pH对COD去除率的影响& 2.4 反应时间对COD去除率的影响& 固定铁屑用量、pH值、及铁碳质量比，测定不同反应时间对垃圾渗滤液COD去除率的影响。其结果见图4。& 3 结论& 铁碳微电解技术能够较好地处理垃圾渗滤液，当铁屑用量为10g/L，铁碳质量比为2：1，pH为3，常温反应30min后处理效果最佳，COD去除率能达到75.6%。作为垃圾渗滤液的预处理技术，铁碳微电解技术具有潜在的应用价值。
红庙岭垃圾卫生填埋场1995年10月投入使用，位于福州市北郊的北峰山地，离城区17km，占地300公顷。一期工程建设设计库容715万m3，投资1.2亿元。截至2008年，红庙岭垃圾卫生填埋场（一期）已超过设计库容，拟进行封场。但垃圾场封场后，垃圾渗滤液仍会继续向外排放污染环境。因此，开展红庙岭城市垃圾渗滤液处理技术研究，进而采用生态循环处理的方式来解决垃圾填埋场封场后渗滤液的处理问题，不论对垃圾填埋场本身的污染治理，还是对其周边生态环境的保护，都具有极其重要的意义。& 1 垃圾填埋场渗滤液的特点及其水质影响因素& 垃圾填埋场渗滤液由三部分组成：一是外来水分，包括大气降水和地表径流；二是垃圾受到挤压后部分释放的初始含水；三是垃圾降解过程中大量的有机物在厌氧及兼氧微生物的作用下转化为后所释放的内源水[1]。& 垃圾渗滤液具有有机物浓度高、成份复杂，含有大量病毒和致病菌等特点，其中可检测出有机污染物就有几十种，如单环芳烃类、多环芳烃类、杂环类、烷烃、烯烃类、醇及酚类、酮类、羧酸及酯类及胺类等。渗滤液中污染物种类多、浓度高、浓度变化范围大；加上水量变化，不同的月份其浓度可相差几十倍，旱季和雨季其水量更相差数百倍。因此，垃圾渗滤液具有水质、水量大幅度急变的特性。& 1.1 垃圾填埋场渗滤液的特点& 垃圾渗滤液的性质会随着填埋场使用时间的变化而变化，垃圾填埋场渗滤液的产生量与降雨量、蒸发量、垃圾性质、地表径流、地下水渗入、地下层结构和下层排水设施等条件有关。以红庙岭城市垃圾填埋场渗滤液为例，其水质特征主要有以下几个方面。& 1.1.1营养元素比例失调，不利于生化处理& 近些年来，红庙岭城市垃圾成分发生了很大的变化。无机物的含量锐减，渣砾组分变化较大，有机物的含量增加；渗滤液中的COD、BOD和NH3-N浓度越来越高，但磷元素含量较低，尤其是受渗滤液Ca2+浓度和总碱度水平的影响，溶解性的磷酸盐浓度更低。渗滤液中高浓度的NH3-N会降低脱氢酶的活性，抑制微生物的活性，而磷元素的不足也不利于微生物的生长，同时渗滤液中高浓度的NH3-N也使得生物脱氢反硝化过程中的碳源显得严重不足，渗滤液中营养元素比例失调给渗滤液的处理带来了一定的困难。& 1.1.2金属含量低& 红庙岭垃圾渗滤液中含有多种重金属离子，同时渗滤液带出的重金属累计量约占垃圾带入总量的0.5%~6.5%。垃圾中的微量重金属有很少一部分进入了渗滤液，其浓度与所填埋垃圾的类型、组分和时间密切相关，垃圾本身对重金属有较强的吸附能力。& 1.1.3生物的可降解性随填埋年份的增加而逐渐降低& 垃圾渗滤液中含有大量有机污染物，一般来说可以分为三种：低分子量的脂肪酸类、腐殖质高分子的碳水化合物和中等分子量的灰黄霉酸类物质。在填埋初期，渗滤液中大约90%的可溶性有机碳是短链的可挥发性脂肪酸，其次是带有较多羟基和芳香族羟基的灰黄霉酸，随着所填埋的垃圾增多填埋场使用年限的延长，渗滤液的水质将发生变化。红庙岭及垃圾填埋场封场后，渗滤液主要来源于降水和地下水，渗滤液水质将趋于稳定。渗滤液水质具有可生化性差、氨氮浓度高、C/N值低、溶解性磷酸盐浓度低、色度大等特点。& 1.2 垃圾填埋场渗滤液的水质影响因素& 1.2.1垃圾成份对渗滤液水质的影响& 垃圾渗滤液水质受垃圾成份影响很大，渗滤液中COD、BOD5主要是厨余有机物产生的；另外，炉灰、脏土等对渗滤液中有机物有吸附、过滤作用，其含量也会影响渗滤液有机物浓度。居民生活水平越高，垃圾中厨余含量越高。研究表明，当垃圾中炉灰含量相近时，垃圾厨余含量越高，渗滤液中COD、BOD5、NH3-N浓度越高。特别是福州地区城市居民以食用海产品为主，厨余亦以海产品剩余为主。因而，特别是夏秋两季气温升高后，渗滤液中NH3-N浓度较高，经污水库下泄的渗滤液中NH3-N浓度检出高达mg/L。& 1.2.2垃圾填埋时间对渗滤液水质的影响& 垃圾填埋后，随着时间的变化，填埋场各阶段垃圾分解形态与水质变化发生如下：& 调整期：填埋场初期或垃圾填埋作业进行中，水分逐渐积累且尚有氧气存在，厌氧发酵作用及微生物作用缓慢，此阶段渗滤液水量较少。& 过渡期：水分达到饱和容量，垃圾及渗滤液中的微生物渐由好氧转变为兼氧性及厌氧性，此阶段尚无甲烷形成。& 酸形成期：由于垃圾及渗滤液的兼氧性和专性厌氧微生物的水解酸化作用，垃圾中的有机物迅速分解为脂肪酸，而含N、P的有机物经氨化和磷酸盐转化为氨氮和磷酸盐，产生的渗滤液COD极高，可生化性好，属于初期渗滤液。& 甲烷形成期：在酸形成期间，如果有机酸未随渗滤液流出填埋场，则将进入甲烷形成期。有机物经甲烷菌分解转化为CH4、CO2，同时也会产生一些氢气。CO2溶解于水形成HCO3-、CO32-、H2CO3等不同形态的碳酸化合物，pH值则由于重碳酸盐的缓冲系统而维持在6~8之间，同时也给甲烷菌提供了较好的生存条件；由于有机酸的急速分解，渗滤液的COD、BOD浓度会急剧降低，BOD/COD也降为0.1~0.01左右，渗滤液的可生化性变差，是后期渗滤液。& 成熟期：渗滤液中可利用的有机成份已大量减少，细菌的生物稳定作用趋于停止，并停止产生气体，渗滤液中剩余腐殖质易和重金属离子发生络合作用，水中ORP增加，氧气及氯化物也随之增加，自然环境状况逐渐恢复。& & 1.2.3区域降水及气候状况对渗滤液水质的影响& 红庙岭垃圾填埋场是一种山谷型垃圾填埋场，渗滤液的产生量高，时变性比较大，渗滤液产生量受降水量的影响。该填埋场虽然汇水面积不大，但红庙岭是福州雨量最大的地区之一，其降水比福州平原地区大约要高20%左右。据气象资料统计，近年来福州市年均降水量可达mm，这势必加大渗滤液的产生量。降水是渗滤液的主要来源，其大小直接影响着渗滤液产生量，降水一部分形成地表径流，另一部分下渗到垃圾填埋体成为渗滤液，影响地表径流下渗的主要因素有降雨量、降雨强度、降雨历时和填埋场覆盖状况等。红庙岭垃圾场属早年建设工程，仅结合当地地形地貌特点，局部开展垂直防渗，无水平防渗。根据近年统计结果，垃圾渗滤液平均排放量为 m3/d，现已全面完成排洪沟建设和覆盖，预计渗滤液产生量将有所下降。& 2 红庙岭垃圾场垃圾渗滤液处理现状分析& 2.1 红庙岭垃圾场垃圾渗滤液处理工艺& 现有的处理工艺是采用物化+生化工艺，其处理流程如下：& 渗滤液→污水库→配水井→UASB反应器→中沉池→氨氮吹脱塔（由于运行费用高，未启用）→氧化沟→絮凝反应池→二沉池→一、二、三级生物塘→消毒池→四级生物塘→排放。& 2.1.1污水库单元& 红庙岭垃圾填埋场污水库(10万m3)具有沉淀、厌氧等多种综合处理效果，调蓄污水库垃圾渗滤液流入污水处理厂水量的作用。作为污水处理的一个单元，垃圾渗滤液在污水库中经过长时间的贮存、沉淀、厌氧等作用，使污水中的有机物得到很好的分解、降解，同时，使进入处理设施的污水有较好的均值。垃圾污水库渗滤液中CODcr为mg/L，污水在污水库中的CODcr去除率高达57%~67%，污水库出水管中污水的CODcr为mg/L。在污水库出口处渗滤液中CODcr平均值为2800mg/L；BOD平均值为1750 mg/L，氨氮浓度为708 mg/L，总氮平均浓度达7000 mg/L，平均色度达251度，重金属含量均不高。 2.1.2厌氧处理单元& 污水处理厂采用上流式厌氧污泥反应器（UASB）作为污水厌氧处理工艺的主要处理单元。其在工艺上选用UASB时，控制适宜的污水温度是保证厌氧消化高效进行的条件，在冬季实际运行中，进厌氧器的污水水温不会超过17℃。UASB在处理负荷为设计能力的47.6%时（20m3/h），实际容积负荷为2.04 kgCODcr/m3.d。& 2.1.3好氧处理单元& 奥贝尔氧化沟利用外沟、中沟、内沟控制不同体积和不同溶氧量，达到生物硝化与反硝化的作用。其中第一沟（外沟）溶解氧控制在0~0.5mg/L；第二沟（中沟）溶解氧控制在0.5~1.5 mg/L；第三沟（内沟）溶解氧控制在1.5~2.5 mg/L；既在第一沟中对污水中的有机物水解酸化，又能利用污水中的BOD为碳源对回流自第三沟中的硝酸盐进行反硝化，总氮量可去除80%左右。& 2.1.4生物氧化塘处理单元& 利用红庙岭溪的自然落差，建了4个生物氧化塘，利用水生生物水葫芦以及池中的微生物对污水进一步处理。氧化塘的构造和设施比较简单，运行和维修管理的技术要求不高，进入污水水质的波动变化也不会引起出水水质大的波动，耐冲击负荷的能力比较强。同时，氧化塘对污水中的细菌有一定去除作用。对于垃圾渗滤液这种含有较多难以生物降解的有机物的污水有一定的去除能力。红庙岭的四级氧化塘在设计时分别按厌氧→兼氧→好氧流程来设计，但在实际运行中没有按设计运行，特别是第四级氧化塘原来的定位为“好氧塘”，实际变成了“厌氧塘”，其二、三级原设计为兼氧塘，实际都成了“厌氧塘”，因此影响了其处理效果，特别是降低了对氨氮的处理效果。经四级氧化塘的处理后，出水口污水水质为：CODcr 163mg/L，BOD5 59 mg/L，NH3—N 88 mg/L，SS 210mg/L。& 2.2 红庙岭垃圾处理场污水处理现状评价& 红庙岭垃圾渗滤液处理设施由沉淀、厌氧、好氧等处理单元构成，污水厂尾水进入生物氧化塘深度处理后排放。污水处理厂现有设施存在的最大问题是其设计处理能力仅为1000吨/日，而实际渗滤液产生量为1600吨/日，这是未能达标的关键所在。红庙岭垃圾场现有配套氧化塘处理单元，利用红庙溪的自然落差，按兼氧—好氧设计建设4个4.2万m3的生物氧化塘，利用微生物对污水深度处理，大大提高了系统的抗冲击负荷能力。因此，前端处理设施由于设计能力太小，非正常运行时，尾水进入生物氧化塘后，基本上能达到接近《污水综合排放标准》二级排放标准。& 2.3渗滤液处理系统扩容改造技术分析& 根据2008年颁布的《生活垃圾填埋场污染控制标准》规定[2]，渗滤液未经处理达标不得排放，因此，必须对现有渗滤液处理系统进行技改扩容。& 红庙岭垃圾场渗滤液处理系统生化处理设施维护方面，应注重总结现有系统单元设置和运行方面经验，包括：增加铁碳电化学处理单元，氧化沟两段曝气提高脱氮效果，增强沉淀单元优化出水水质。现有生化处理设施维护，包括适当的清理和各单元的维修和保养，预计投资300万元。重点内容包括设施维护调试达到设计要求，在垃圾封场前期和中期内应保持正常运行，中后期排放垃圾渗滤液浓度达到相关要求后停止使用，渗滤液由污水库收集后，进入氧化塘和生态滤床处理系统处理和回用[3]。& 现有10万m3污水库和4.2万m3氧化塘的清淤，改造成为好氧塘，引进水生植物、特效微生物提高氧化塘净化能力。此部分污泥约有10万m3，将清理出的污泥进行脱水、干化、堆肥处理后，作为花肥加以综合利用。清淤工程设计经费预算1000万元，污泥干化堆肥处理工程经费预算2000万元，氧化塘改造为好氧塘工程投资预算100万元[3]。& 3 渗滤液生态处理技术& 3.1 人工湿地的组成与分类& 人工湿地是一种人工建造和管理控制的与沼泽地类似的复合生态系统。建造人工湿地的目的是建造湿地生物的栖息地、食物与纤维物质生产地及废水处理设施。人工湿地主要由四部分组成：①具有各种透水性的基质，如土壤、砂、砾石等。基质具有支持植物、保持湿地系统中的生命和非生命物质，为微生物生长、同体物的沉积提供较大的表面积。②湿地植物。它们适于在饱和水和厌氧基质中生长，如芦苇、香根草等具有供氧、降低水流的速率、协助水的传导、养分的吸收和有机物的分泌等作用。③水。即在基质表面下或上流动的水。人工湿地水面的高低影响着系统中的生化反应环境，决定着反应的产物，影响着湿地生态系统功能。④活的生物体。湿地中有许多大型和微型的生物体，在湿地系统中处理废水起关键作用的是微型生命系统，如细菌、真菌、原生动物。& 目前对人工湿地的分类有两种方法：一种是按照水流方式将人工湿地分为表面流湿地、水平潜流湿地和垂直流湿地；另一种方法是按大型植物的类型，将人工湿地分为浮水植物型、沉水植物型和挺水植物型湿地。& 3.2人工湿地处理垃圾渗滤液的应用现状& 自1953年德国科学家发现可利用适当的水生植物降低内陆水的肥力、污染物以来，一些政府及私人研究机构对利用自然或人工湿地系统处理废水进行了不少努力，随着利用人工湿地进行废水处理的研究不断深入，应用领域也不断扩大。目前，该技术已可处理生活污水、城市径流、工业及农业废水、垃圾渗滤和酸性矿排水等。美国利用人工湿地处理垃圾渗滤液较广泛，如阿拉巴马州的垃圾填埋场将一般污水和渗滤液混合进水后，采用表面流人工湿地，经过沉淀池沉淀后达到排放标准，其COD去除率达90%、TSS去除率达97%、重金属Cu去除率达52%、Pb去除率达到94%；美国纽约市采用表面流湿地和潜流湿地对封场后的渗滤液进行处理，其COD去除率达68%、BOD去除率达46%、Fe去除率达80%；美国爱荷华州地区采用人工湿地直接处理垃圾填埋场的渗滤液，效果显著。在实际运用中，人工湿地多与其它处理工艺相结合来稳定处理后的水质。如我国上海的老港垃圾填埋场采用“厌氧塘+兼氧塘+曝气塘+芦苇湿地”的处理工艺处理渗滤液；挪威的垃圾填埋场则采用“氧化塘+人工湿地系统”的处理模式，均获得了较好的处理效果。& 3.3应用生物滤床处理设施处理渗滤液& 首先，基于对红庙岭垃圾场封场后排放的渗滤液水质水量预测分析的基础上，提出对现有污水处理设施的改造和修复方案。其次，充分利用红庙岭垃圾卫生填埋场封场后的场地，建成水生植物园、生态滤床处理系统，采取人工湿地技术，形成由多条食物链构成的人工生态系统。总体思路是，封场初期排放的垃圾渗滤液，先经过现有的垃圾污水处理设施和氧化塘处理系统后，尾水提升150米高程输送入生态滤床处理系统，力争出水水质达到地表水Ⅴ类标准。出水用于周边林地的喷灌和其他项目的综合利用。& 新建生态滤床处理设施，设计污水处理规模为5000 m3/d，需配套滤床占地40000 m2；包括泵站建设（取氧化塘之后的尾水，设计量按污水+地表水径流）、过滤池建设和配水布水系统建设。利用红庙岭垃圾卫生填埋场一期工程封场后的场地地面建成生态滤床和水生植物生产基地，也可作为温室水培种植基地，可将氧化塘出水的主要污染物指标处理达到地表水Ⅴ类标准。尾水可结合红庙岭生态园区建设项目统筹结合利用。泵站和输水管线建设工程投资预算30万元，生态滤床工程投资预算2000万元[3]。& 4 结论& 随着城市化进程的加快，城市生活垃圾的处理问题已日趋凸显；垃圾渗滤液处理是城市垃圾填埋中的重要一环，渗滤液的环境污染问题已引起人们的高度关注。特别是福州市现有城市垃圾处理主要由焚烧场来完成，封场后渗滤液将持续10~15年对水环境造成污染影响。笔者认为应当在现有污水处理系统扩容改造基础上，应用人工湿地技术，建成生态滤床处理系统，实现尾水的深度处理，从而有效解决垃圾渗滤液污染问题，生态治理工程投资预算总计5430万元。同时方案提出建设有观赏价值的水生植物生态基地，用于城市的绿化和美化，可以达到和谐双赢的目标。
随着我国城市人口的增加、城市规模的扩大和居民生活水平的提高，我国城市生活垃圾的产量在急剧增加。&据了解，我国城市垃圾年生产量已达到1.52亿吨，中国城市生活垃圾累积量达70亿吨，并且以每年8％～10％的速度递增，人均日产垃圾已超过1kg，接近工业发达国家水平。& 根据我国垃圾处理&无害化、减量化、资源化&的原则，将有一大批生活垃圾卫生填埋场得到新建。而垃圾渗滤液是否处理达标排放是衡量一个填埋场是否为卫生填埋场的重要指标之一。作为一种高浓度有机废水，渗滤液的处理近几年得到了广大研究人员的关注，进行了大量的试验研究，取得了不少成果，并有一批渗滤液处理厂已经或正在兴建。& 本文对我国渗滤液处理现状进行了总结，并对存在问题提出一些研究方向。& 排放标准& &垃圾渗滤液处理作为一个卫生填埋场必不可少的环节，近几年越来越受到人们的重视，我国根据渗滤液排放的收纳水体不同，渗滤液的排放标准也不尽相同，具体见表1。& 2处理现状& 受到经济发展水平的限制，我国卫生填埋起步较晚，真正意义上的卫生填埋场从20世纪80 年代末才开始建设。渗滤液处理厂的建设就更晚，从时间上看，渗滤液的处理经历了三个阶段。& 2.1第一阶段& & & 此阶段在90年代初期，处理工艺主要参照城市污水的处理方法，代表性的工程实例有杭州天子岭等。& 杭州天子岭渗滤液处理厂简介：& 渗滤液处理厂处理量为300 m3/d ，采用三沉二曝活性污泥法工艺。& 设计进水指标为：COD为6000 mg/L， BOD为3000 mg/L；出水标准为: COD为300 mg/L，BOD为60 mg/L，SS为100 mg/L，pH为6～9。& 工艺特点为：采用两段式活性污泥法，对 DO与MLSS的浓度控制要求不一样,&一段利用细菌和低级霉菌占优势的混合种群,二段培养原生动物占优势。& 2.2第二阶段& 此阶段在90年代中后期，研究人员考虑到渗滤液的水质独特性，如高浓度的氨氮等，采取了脱氨措施，采取的处理工艺一般为氨吹脱＋厌氧处理＋好氧处理，代表性的工程实例有香港新界西等。& 香港新界西渗滤液处理厂简介：& 渗滤液处理厂处理量为1800 m3/d，采用氨汽提＋SBR的处理工艺。& 设计进水指标为：COD为10 000 mg/L，BOD为4000 mg/L，NH3-N为 3000 mg/L；出水标准为：COD＜1000 mg/L，NH3-N＜25 mg/L。& 该工程投资700万美元，工程于1998年投入使用，处理成本为4.35美元/m3。& 工艺特点：采用了汽提吹脱塔，将渗滤液的水温提高到60～70 ℃，用蒸汽进行汽提，减少了气量，同时不需要对渗滤液进行pH调整，另外，该渗滤液处理厂采用了脱氨尾气的分解装置，利用高温焚烧炉，操作温度在850&℃，用催化燃烧的方法将脱氨尾气的氨气分解成氮气，有效地解决了脱氨尾气二次污染的问题。& 2.3第三阶段& 2000年以后，由于经济的飞速发展，新建的渗滤液处理厂一般远离城区，渗滤液没有条件排入城市污水管网，因此处理要求也相应提高，一般需要处理到二级甚至一级排放标准。此时的渗滤液若仅靠生物处理无法达到处理要求，一般采取生物处理＋深度处理的方法。代表性的工程实例有广州新丰等。& 广州新丰渗滤液处理厂采用的是 UASB+SBR+反渗透处理工艺，处理规模为500 m3/d，工程投资约6000万，处理成本约25 元/m3。& 3存在问题& 目前，我国的渗滤液处理厂存在的问题主要表现在：& 3.1渗滤液高浓度氨氮的问题& 高浓度的氨氮是渗滤液的水质特征之一，根据填埋场的填埋方式和垃圾成分的不同，渗滤液氨氮浓度一般从数十至几千mg/L不等。随着填埋时间的延长，垃圾中的有机氮转化为无机氮，渗滤液的氨氮浓度有升高的趋势。& 与城市污水相比，垃圾渗滤液的氨氮浓度高出数十至数百倍。一方面，由于高浓度的氨氮对生物处理系统有一定的抑制作用；另一方面，由于高浓度的氨氮造成渗滤液中的C/N比失调，生物脱氮难以进行，导致最终出水难以达标排放。& 因此，在高氨氮浓度渗滤液处理工艺流程中，一般采用先氨吹脱，再进行生物处理的工艺流程。目前氨吹脱的主要形式有曝气池、吹脱塔和精馏塔。国内用得最多的是前两种形式，曝气池吹脱法由于气液接触面积小，吹脱效率低，不适用于高氨氮渗滤液的处理，采用吹脱塔的吹脱法虽然具有较高的去除效率，但具有投资运行成本高，脱氨尾气难以治理的缺点。& 采用汽提的方式虽然可以较好的解决氨氮的去除问题，但由于需要提高渗滤液的水温，其处理成本仍然较高。& 据上所述，各种吹脱方式的特点对比见表2。& & & 3.2渗滤液可生化性差的问题& 渗滤液可生化性差主要体现在两个方面：& 一是指随着填埋场填埋时间的延长，渗滤液的生化性降低，在填埋后期，可生化性很差，BOD/COD 值小于0.1，此时的渗滤液俗称&老化&渗滤液。& 另一方面，在填埋初期，虽然渗滤液的可生化性较好，但是光靠生物处理也很难将之处理至二级甚至一级标准以下，一般来讲，渗滤液的 COD中将近有500～600 mg/L无法用生物处理的方式处理。& 4研究方向& 根据渗滤液处理存在的问题，目前我国垃圾渗滤液处理工艺的关键主要集中在以下两个方面：高浓度氨氮处理技术和渗滤液深度处理技术。& 4.1高浓度氨氮处理技术& 高浓度氨氮处理技术，目前应用较多的主要有氨吹脱和生物脱氨技术。氨吹脱技术大多用空气为吹脱介质，低效率的吹脱设备吹脱的方式。相对而言，精馏塔脱氨是一种比较有前途的解决方案，虽然采用该法需要一定量的蒸汽，但由于水温提高了，可以减少调整pH的酸碱用量，还可以减小气液比，减少风机的电耗。另外，由于蒸馏后，脱氨尾气可以通过冷凝直接转换成液氨，可以回收利用，有效地解决了尾气难以治理的问题。因此，新型高效吹脱装置的开发，脱氨尾气的妥善处理成为了今后研究的方向。& 除了氨吹脱的方法脱氨以外，生物脱氮也是一种经济、有效的脱氨方式。但传统理论认为：氨氮的去除是通过硝化和反硝化两个相互独立的过程实现的；硝化过程需要大量的氧气，而反硝化过程则需要一定的碳源。渗滤液氨氮浓度很高，C/N值较低，无法通过单一的生物脱氮方式解决渗滤液的脱氨问题。目前对生物脱氮技术又有了很多新的认识，如好氧反硝化、同时硝化反硝化等，这些技术具有需氧量低、能耗低等优点。& 4.2渗滤液深度处理技术& 对于&老化&渗滤液，由于生物处理基本无效，因此，必须采用以物化为主的深度处理技术处理。深度处理技术一般有深度氧化法，如臭氧氧化、臭氧＋光催化氧化、臭氧催化氧化，以及膜处理技术等。& 国内曾进行了用负钛型TiO2作为催化剂进行光催化氧化的研究。国外对渗滤液的深度处理研究颇多，主要集中在光催化氧化和反渗透。& 由于高级的处理技术意味着较高的投资和运行费用，如何找到一种廉价的处理方式，成为人们关注的问题。人工湿地处理技术由于具有建设和运行成本低等优点，用该技术处理渗滤液在近几年得到了一定应用。 Tjasa Bulc等人在Adriatic海滨建造了一座中试 CW（Constructed Wetland）［6］，处理Dragonja一处公共填埋场的渗滤液，该人工湿地系统包括1座容积10 m3的均化池，2座互联的潜流床，总面积450 m2。在水力负荷为2～4.5 cm3/(cm2·d)，进水COD 1264 mg/L，BOD 60 mg/L，NH3-N 88 mg/L的条件下，从年连续监测，上述几种污染物的平均去除率分别为68％,46％,81％。这表明人工湿地对处理BOD/COD＜0.05 的&老化&渗滤液具有较好的去除效果。& 人工湿地系统对于处理&老化&&渗滤液具有较好的效果，因此也可作为渗滤液深度处理的方法，对于有地方建造湿地的填埋场应予以推广。& 5总结& 渗滤液作为一种特殊废水，其处理的投资、运行成本远远高于一般城市、工业污水，这主要是由于渗滤液氨氮浓度很高、有机物浓度高，导致处理工艺复杂，设备繁多。渗滤液由于在垃圾体已经经历了厌氧过程，其生化性相对较差，生物处理的停留时间较长，导致设施、设备的投资较大。而处理量一般相对较小，导致折旧、维修费较高。& 渗滤液处理由于较高的投资和运行费用，在对其进行处理时应根据当地情况，采取综合处理的措施。对于北方降雨量少，垃圾含水率较低的填埋场，采用回灌措施是较为经济、有效的方法，但对于南方城市，其应用受到一定的限制。& 对于有条件将渗滤液送至污水处理厂合并处理的地方，在不影响污水处理厂运行的前提下，可直接送至污水处理厂，否则应将之处理至符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》三级排放标准。对于没有条件与城市污水合并处理而直接排放到水体的地方，应根据不同水域，严格将之处理到二级、一级标准，避免对环境的污染。
随着经济的不断发展,生产规模的不断扩大,人来需求的不断提高,随之而来的固体废物产生量也不断增加。目前,工业发达国家的工业固体废物每年平均以2%—4%的增长率增加,同样的,生活垃圾的产生量也在不断增长。目前,我国城市生活垃圾的年增长率平均为10%。& 近来,城市垃圾的处理方法主要有焚烧、堆肥和填埋等。其中垃圾卫生填埋法由于成本低、技术相对简单、处理迅速,是目前国内外应用最为广泛的垃圾处置方式。填埋法处理城市生活垃圾会产生大量的污染物浓度高、持续时间长、流量极不均匀且水质变化大的渗滤液,这些渗滤液不加处理则会对周围环境水体产生严重的二次污染。城市生活垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常迫切而棘手的问题。& & 2 渗滤液的污染特性& & 2.1 营养元素比例失衡& 相对于生物处理,渗滤液C∶N∶P的比例不合适。& 2.2 渗滤液水质的易变性& (1)渗滤液水质随水量变化而变化;& (2)渗滤液水质在日、时尺度内变化较大;& (3)渗滤液水质随填埋阶段改变而改变。填埋初期,渗滤液呈黑色,可生化性较好,易于处理,而随着填埋时间的延长,渗滤液逐渐呈褐色,可生化性变差,且C∶N∶P比例失调更加严重。& 2.3 金属离子含量不高& 渗滤液中含有多种金属离子,其浓度与所填埋垃圾的类型、组分和时间等密切相关。不同类型填埋场渗滤液种所含的金属含量并不相同,但大都不超过排放标准。& 2.4 微生物含量及病毒& 填埋场作为“生物反应器”,其出水中含有大量的微生物种群,其中微生物主要是杆菌、大肠杆菌、大肠链球菌等,并且随填埋时间和渗滤液中的化学成分不同而发生较大变化。虽然很多市政垃圾填埋场中含有粪便,但在渗滤液中很少能发现肠道病菌。& 2.5 渗滤液的生物毒性& 渗滤液的毒性与其所含的有机污染物含量有关。Assmuth对芬兰的3个填埋场的研究标明,渗滤液的致死性与渗滤液中所含的离子,特别是Cl-、NH3-N和轻金属含量有一定的关联性,同时发现其致死性还与反映硬度的指标(Ca2+、Mg2+等)有关。在酸性条件下,渗滤液中的金属和S对鱼的毒害作用更强,所含的悬浮物也将增加毒性,但温度的升高对毒性影响不大。垃圾渗滤液对大麦的毒性作用与渗滤液中CODCr含量有直接的关系。& & 3 当前垃圾渗滤液处理工艺现状及问题& & 当前,垃圾渗滤液的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、气提及湿式氧化等多种;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。垃圾渗滤液处理的投资、运行成本远远高于一般城市污水和工业废水,由于在垃圾体已经经历了厌氧过程,其生化性相对较差,生物处理的停留时间较长,导致设施设备的投资较大,同时垃圾渗滤液处理量一般相对较小,导致折旧、维修费较高。& 各种处理垃圾渗滤液的工艺所存在的问题可归纳为如下方面:技术上可行的工艺在经济性上均较差,如膜处理,投资和运行费用均很高,且还有原液体积1/5—1/4的浓缩液需进一步处理;活性炭吸附和化学氧化,运行成本基本无法承受;经济性好的工艺在处理效果上无法达标,如生物处理,投资和运行费用均较低,但通常情况下处理出水无法达标。& & 4 垃圾渗滤液新工艺简介& & 4.1 电化学处理法& 电化学处理法作为一种“环境友好”技术已广泛用于垃圾渗滤液的处理。利用金属腐蚀原理,以Fe、C形成原电池对废水进行处理。废铁屑是铁和炭的合金,由纯铁和Fe?3C及一些杂质组成,当铁屑加入废水中则形成成千上万个细小的微电池,由于渗滤液内存在着稳定的胶体,当这些胶体处于电场中将产生电泳作用而被富集,从而沉降出来。在开展这方面研究的过程中,许多学者已对电流密度、pH值、不同电解质、氯离子浓度等因素对处理效果的影响进行了探讨,取得了较大的成果。& 4.2 Fenton试剂法& 目前垃圾渗滤液的处理方法中生化法应用最为广泛,但由于其含有高度难降解有机物,不利于活性污泥法的运行。Fenton氧化法可以解决这一问题,它可使带有苯环、羟基、-COOH-S03-H、-NO2等取代基的有机化合物氧化分解,从而提高废水的可生化性,降低废水的毒性,改变其溶解性、混凝沉淀性,有利于后续的生化或混凝处理。& 4.3 高压脉冲放电技术& 高压脉冲放电技术利用高功率脉冲电源对放电电极间的液体介质进行高电压、大电流的脉冲放电,本质是把较大的能量在空间和时间上进行压缩,使水介质在极短的时间内集聚极高的能量密度,形成等离子体通道,产生高温、高压、高密度活性粒子、强烈紫外光和超声波,实现对高浓度有机污染物的活性粒子氧化、光化学氧化、空化降解和超临界水氧化降解。该技术是一种降解能力高、无二次污染、适用范围广的有机污染物处理技术。& 4.4 蒸发处理& 蒸发法主要在废水尤其是放射性废水的处理领域有较广泛的应用。它是利用外加能量蒸发废水中的水份,使其体积大大缩小。国内外关于渗滤液蒸发技术公开发表的文献很少。与传统处理工艺相比,渗滤液蒸发工艺对渗滤液的性质变化适应性强,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值较敏感,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类。& & 5 结语& & 显然,应进一步摸索各种技术可行、经济性又较佳的渗滤液处理新颖工艺,且主要应体现以下特点:降低运行费用;满足更严格的排放标准要求;适应渗滤液水质随时间的变化;去除难于处理的污染物,如总溶解性残渣;减少因渗滤液回灌或填埋场生物反应器运行方式而引起氨氮浓度的积累。
近年来,随着我国城市化进程迅速发展,城市垃圾填埋场数量剧增,产生的生活垃圾迅速增长.垃圾渗滤液的高浓度氨氮废水,排放量大,成分复杂,毒性强,对环境危害大,处理难度又很大,使得氨氮废水的污染及其治理一直受到全世界环保领域的高度重视.因此城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物，主要来源于降水和垃圾本身的内含水。在垃圾填埋过程中产生的污染性极强的垃圾渗滤液极易下渗污染地下水，若处理不当会对生态环境和人体健康带来巨大危害，因此垃圾渗滤液的有效处理十分迫切已成为目前国内外环境工程领域的难点之一。以保护环境为目的，对渗滤液进行处理是必不可少的。& 2渗滤液处理工艺& &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。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、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法等。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.& 3渗滤液处理方法介绍& 目前的渗滤液的处理方法大致可分为回灌法、物化法、生物法、土地法等.& 3.1 滤液回灌法&将垃圾填埋场产生的未经处理的渗滤液或者处理不充分的滤液部分或全部喷灌至填埋场的表面，利用土壤的物化吸附作用及土壤层和填埋层中微生物的代谢净化作用，使渗滤液得到净化。但是回灌存在许多问题，滤液进水过高或者微生物过量繁殖容易造成土壤堵塞，垃圾填埋层中因厌氧消化而出现的有机酸积累水质酸化严重，同时回灌技术对氨氮的去除效果不够理想。一些地区雨季降水量大，容易随水地表径流产生二次污染，回灌时表面喷灌会散发臭味对环境造成不良影响。& 3.2 物化法&物化法包括混凝、吹脱、活性炭吸附、蒸发法、化学沉淀、电解催化氧化、离子交换、膜分离等多种方法。物化法相对稳定，一般不受垃圾渗滤液水质、水量变化的影响。物化法出水水质稳定,尤其对可生化性较低的垃圾渗滤液有较好的处理效果。但由于物化法处理费用高,通常只用于渗滤液的预处理或深度处理。& 3.3 生物法&在众多方法中生物法由于其投资运营费用低为各污水厂首选。生物法一般可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类,好氧处理工艺有活性污泥法、曝气氧化塘、稳定塘、生物转盘、滴滤池等。厌氧处理工艺有厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床、厌氧混合床等。生物法是垃圾渗滤液处理中最常用的一类方法,因其运行费用低、处理效率高、不会出现化学污泥等特点而被世界各国广泛采用。当渗滤液的BOD5/CODCr&值大于0.3&时,表明渗滤液的可生化性较好,可采用生化法处理。生化处理具有处理效果好、成本低等优点,它是目前应用最广泛的处理方法。 3.3. 1 好氧处理& 用活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘，生物转盘等好氧法处理渗滤液都有成功的经验，好氧处理颗幼小的降低BOD5、COD和氨氮，还可以去除另一些污染物质如铁、锰等金属。在好氧法中又以延时曝气法用的最多，还有曝气稳定塘和生物转盘（主要用以去除氮）。下面将对目前主要工艺予以介绍& 1.&传统活性污泥法&渗滤液可用生物法、化学絮凝、炭吸附、膜过滤、脂吸附、气提等方法单独或联合处理，其中活性污泥因其费用低、效率高而得到最广泛的应用。美国和德国的几个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。& 2.曝气稳定塘与活性污泥法相比,曝气稳定塘体积大,有机负荷低,尽管降解进度较慢,但由于其工程简单,在土地不贵的地区,是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法.美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小试、中试及生产规模的研究都表明，采用曝气稳定塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。& 3.&生物膜法&与活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点，而且生物膜上能生长世代时间较长的微生物，如消化菌之类。加拿大British Columbia 大学的C.Peddie&和J.Atwater用直径0.9m的生物转盘处理CODCr&1000mg/L,NH3-N&50mg/L的弱性渗滤液，其出水BOD5&25mg/L，当温度回升，微生物的硝化能力随即恢复。但是应当指出，这种渗滤液的性质与城市污水相近，对于较强的渗滤液此方法是否食用还待研究。& 3.3.2厌氧生物处理& &厌氧生物处理的有目的运用已有近百年的历史.但直到近20年来,随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累，不断开发出新的厌氧处理工艺，克服了传统工艺的水力停留时间长，有机负荷低等特点，使它在理论和实践上有了很大进步，在处理高浓度(BOD5≥2000mg/L）有机废水方面取得了良好效果。& 厌氧生物处理有许多优点，最主要的是能耗少，操作简单，因此投资及运行费用低廉，而且由于产生的剩余污泥量少，所需的营养物质也少，如其BOD5/P只需为4000：1，虽然渗滤液中P的含量通常少于1mg/L，但仍能满足微生物对P的要求，用普通的厌氧硝化，35℃、负荷为1kgCOD/(m3.d),停留时间10d，渗滤液中COD去除率可达90％。& 近年来，开发的厌氧生物处理方法有：厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。& 3.3.3 厌氧与好氧的结合方式& &虽然实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性,但单独采用厌氧法处理渗滤液也很少见.对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧-氧处理工艺即经济合理,处理效率又高.COD和BOD的去除率分别达86.8％和97.2％。3.3.4 处理工艺的分析比较& 与好氧方法相比，厌氧生物处理具有以下优点:⑴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。⑵厌氧处理时有机物转化成污泥的比例（0.1kgMISS/kgCODCr)远小于好氧处理的比例（0.5kgMISS/kgCODCr），因此污泥处理和处置的费用大为降低。⑶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。⑷根据报道，许多在好氧条件下难于处理的卤素有机物在厌氧时可以被生物降解。⑸厌氧处理的有机负荷高，占地面积比较小。& 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次啊用好氧生物处理法。对于COD在mg/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它因素。& 3.4土地法& 土地处理法包括慢速渗滤法、快速渗滤法、表面漫流、人工湿地和回灌等,其中人工湿地和回灌应用得较多。& 4 结论和建议& 通过对上述几种处理方法及处理工艺的分析比较可得以下结论，并提出水质、水量等方面的建议和意见：& ⑴垃圾渗滤液具有成分复杂，水质水量变化巨大，有机物和氨氮浓度高，微生物营养元素比例失调等特点，因此在选择垃圾渗滤液生物处理工艺时，必须详细测定垃圾渗滤液的各种成分，分析其特点，以便采取相应的对策。还应通过小试和中试，取得可靠优化的工艺参数，以获得理想的处理效果。& ⑵多种方法应用于渗滤液的处理是可行的。在有条件的地方修筑生物塘，同时采用水生植物系统处理渗滤液，不仅投资省，而且运行费用低。& ⑶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。因此，宜发展投资省、效果好的渗滤液处理技术。垃圾填埋场渗滤液向填埋场回灌，利用土地吸附，土壤生物降解及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解，具有投资省、效果好，无需专门处理设施投资等特点。& ⑷对垃圾填埋场渗滤液进行处理是问题的一个方面，另一方面应当考虑减少渗滤液产生量。宜发展可减少渗滤液产生量的填埋技术，如好氧填埋或准好氧填埋。& ⑸对垃圾渗滤液的处理，我国尚处于研究探索阶段，为了建设标准化的城市垃圾卫生填埋场，对其渗滤液的处理应作更深入的研究。
垃圾渗滤液作为垃圾填埋过程中产生的副产物因其高有机物浓度和高氨氮浓度，一直是国内污水处理领域的重点和难点。目前国内对垃圾渗滤液处理大体可分为物化法、生物法和膜法，现将此三类渗滤液处理技术大致介绍如下：& 1 物化法& 物化法对渗滤液中难降解有机物、氨氮、色度有较好的处理效果，常用的物化法处理垃圾渗滤液包括吸附法，化学沉淀法，氧化还原法，吹脱,膜处理等。& 1.1 吸附法& 吸附法是利用具有吸附能力的多孔性固体物质，去除水中微量溶解性杂质的一种处理工艺。吸附法可去除渗滤液中的COD和氨氮，常用的吸附剂有颗粒活性炭和粉末活性炭。使用活性炭对渗滤液中污染物处理效率高、处理效果好，但处理设备简单，结构紧凑，但处理费用高，易堵塞，吸附饱和的吸附材料难以再生、处理，目前，大多将吸附法作为渗滤液深度处理的末端工艺。& 1.2 化学沉淀法& 化学沉淀法是向垃圾渗滤液中投加化学物质，使它与渗滤液中某些溶解性物质发生置换反应，生成难溶盐沉淀，从而降低水中溶解性污染物的方法。投加的这种化学物质称为沉淀剂。根据生成的难溶盐的性质，化学沉淀主要有氢氧化物沉淀法和硫化物沉淀法。常用的沉淀剂有硫酸铝、氯化铁和聚合氯化铝等。主要用于去除垃圾渗滤液的色度、重金属离子和浊度等。& 1.3 化学氧化法& 在废水处理过程中，利用溶解于废水中的有毒有害物质，在氧化还原反应中能被氧化，把它转化成为无毒无害的新物质，这种方法称为化学氧化法。化学氧化法主要是去除渗滤液的色度和硫化物并可以分解渗滤液中难降解的有机物，从而提高废水的可生化降解性。常用的氧化剂包括氯、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾和次氯酸钠等。& 1.4 吹脱& 由于水中的氨氮多以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）的状态存在，并且两者保持平衡，所以提高渗滤液中PH值后，通过施加曝气吹脱的物理作用，氨从渗滤液中逸出。吹脱主要用于去除垃圾渗滤液中的高浓度氨氮，从而保证后续生物处理的正常运行。吹脱出的NH3须经过回收处理，以防对空气造成二次污染。& 1.5 膜处理技术& 膜技术是利用隔膜使溶剂同溶质和微粒分离的一种水处理方法&,根据溶质或溶剂通过膜的推动力的大小&,膜分离法可以分成反渗透法、超滤和微孔过滤等&.近年来&,为了尽可能减少水体污染程度&,膜法也被应用到了渗滤液的处理领域&,其中国外的应用和研究均较多。德国的Thmos将反渗透和微滤用于渗滤液的净化&,研究了不同情况下反渗透膜的特性&,指出用压力达到 120bar的高压反渗透和与控制的结晶过程联合使用的微滤&,可达到超过 95%的渗透去除率.在德国的Damsdorf垃圾填埋场&,用反渗透装置来继续处理生化水得到了成功的运行,荷兰、瑞士的几个渗滤液处理厂也先后使用了膜分离技术。国外实践证明&,膜技术处理垃圾渗滤液是高效可靠的。膜技术由于其极高的费用，现阶段我国还不可能将其广泛地应用于垃圾渗滤液的处理&。& 物化法主要用于去除渗滤液中的色度、SS、氨氮、重金属离子、难生物降解COD等污染物。和生物法相比，物化法具有耐冲击负荷，对生物法难以处理的贵重金属离子和难降解的有机物有较好的去除效果。尤其是对氨氮含量高、BOD5/COD比值较低难以进行生化处理的“老龄”渗滤液有较好的去除效果。但物化法处理成本较高，在处理工艺上需进一步优化，同时吸附、沉淀等物化处理工艺只是将污染物转移，污染物最终仍将会以物化污泥的形式回到垃圾填埋场，造成污染物的循环。因此物化法多用于垃圾渗滤液的预处理和深度处理中，通常渗滤液的主体工艺仍多选用生物法。& 2 生物处理法& 与常规的物理化学法相比，生物处理法具有对溶解态和胶态有机物较高的去除效果；运行成本相对较低；剩余污泥的沉降性能较好有利于进一步脱水。故目前垃圾渗滤液的处理主要采用生物法。生物处理法可分为好氧生物处理法，厌氧生物处理法和好氧——厌氧结合处理。& 2.1 好氧处理& 好氧处理可有效降低COD和氨氮，还可去除一些铁锰等污染物。好氧处理工艺包括：序批式反应器（SBR），周期循环式活性污泥法（CASS），氧化沟，氧化塘等。& Ehrig等人就采用活性污泥法处理垃圾渗滤液，其实验表明当BOD5的负荷为0.1kg BOD5/kg MLSS/d,出水BOD5小于25mg/L;实验中，高氨氮负荷引起了亚硝酸盐的积累，当氨氮负荷小于0.03kg·NH4+-N/kg MLSS/d时，硝化过程可以进行完全，随着微生物对高氨氮负荷的适应，氨氮的负荷可以提高到0.1 kg BOD5/kg·MLSS/d.& Mard等人研究发现，对于COD为mg/L,BOD为mg/L，氨氮为87-590mg/L的垃圾渗滤液，采用好氧活性污泥法，对COD的去除率可稳定在90%以上& Robinson采用连续流活性污泥法处理垃圾渗滤液，发现当污泥龄&5d时，处理效果波动较大，并出现污泥膨胀等问题。且当运行温度由10℃降至5℃时，处理效果受较大的影响；而当污泥龄&10d时，处理后出水的BOD和COD可分别低于20mg/L和150mg/L。但同时发现，当N/BOD之比超过36：100时，多余的氨氮将不能为微生物利用而残留在处理出水中。& Ying等利用SBR反应器对美国某处垃圾填埋场的垃圾渗滤液进行处理，发现SBR反应器对渗滤液这中总碳的去除率在95%以上。& Harry等人利用两段式SBR法处理垃圾渗滤液，第一段SBR反应器对BOD的去除率可达到98%,使进水的COD从5800mg/L下降到112mg/L；经过二级SBR处理后，出水的水质能达到排放标准。& Yalmaz等对伊斯坦布尔一垃圾填埋场的厌氧生化后出水进行了SBR生物脱氮，发现在一个24h的循环周期内，氨氮可从进水浓度1000mg/L下降到出水的5mg/L。& 王显胜等采用二级接触氧化工艺处理垃圾渗滤液，内部装软性填料，好氧段体积为6.71L,接触氧化池的进水浓度在mg/L,其二级出水浓度维持在1100mg/L-3000mg/L,COD的去除率保证在10%左右。& 总体而言，好氧处理存在有毒金属物质存在时工作性能不好，且存在当外界温度迅速降低时，难以保持较高的去除率；耗能大等缺点。& 2.2 厌氧处理& 厌氧处理在处理高浓度有机废水方面有较好的效果，具有处理负荷高、产泥率低、能耗低、占地少等优点。厌氧生物处理工艺主要有： UASB反应器，厌氧生物滤池，厌氧塘，厌氧接触法和新型厌氧折流板反应器等。& 英国的水研究中心用UASB处理COD＞10000mg/L的渗滤液，当负荷为3.6～19.7 kg/(m3·d)、平均泥龄为1.0～4.3d、温度为30℃时，COD和BOD5的去除率分别为82%和85%。& 徐竺使用上流式厌氧生物滤池对成都垃圾填埋场渗滤液进行连续动态实验。结果表明：上流式厌氧生物滤池处理垃圾渗滤液效果良好。在中温消化时，COD为mg/L的垃圾渗滤液的COD去除率达95%左右，即使常温下其COD去除率也可达90%；反应器的COD容积负荷可达5kg/(m3·d)以上。 加拿大Toronto大学的J.G.Henry等采用厌氧滤池在室温条件下，对填埋年龄分别为1.5年（COD为14000mg/L,B/C为0.7）和8年（COD为4000mg/L,B/C为0.5）的渗滤液进行了处理，当容积负荷在1.26-1.45kg/&(m3·d)，HRT为24-96h，COD去除率可达90%以上。& 沈耀良等人用ABR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的混合液。结果表明，ABR可有效地改善混合废水的可生化性。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4.71kgCOD/(m3·d)时，可形成沉降性良好、粒径为1～5mm的棒状颗粒污泥。各隔室中的污泥浓度为20～38g/L。混合废水经ABR的预处理，大大提高了该废水的后续好氧处理设施的运行稳定性。& 厌氧处理具有能耗低，操作简单等优点，因此投资和运行费用低廉，同时厌氧处理产生剩余污泥量少，所需的氮、磷等营养物质少，许多在好氧条件下难于处理的高分子有机物在厌氧时可以被生物降解。但是厌氧生物法不能去除废水中的氮和磷，启动过程较长，运行管理较复杂，卫生条件差，特别是单独使用厌氧装置处理高浓度有机废水，处理不彻底，出水的有机物浓度仍然较高，不宜直接排放到河流或湖泊中，故在垃圾渗滤液的生物处理工艺中，很少单独采用厌氧工艺。常常采用厌氧和好氧相结合的模式处理高浓度有机废水。利用厌氧段去除水中大部分的有机污染物，同时将难降解的高分子有机物进行分解，利用好氧段进行对有机物的进一步处理和对氮、磷的处理。& 3 总结& 经过多年的研究，垃圾渗滤液处理技术得到长足进步，经过生化、物化法处理后，渗滤液中COD、氨氮污染物浓度可下降80%-90%。随着国家对垃圾渗滤液排放标准的日趋严格，渗滤液中总氮和难降解有机物的去除成为下一阶段垃圾渗滤液处理的重点。
1渗滤液的水质特点& 城市生活渗滤液属高浓度污水,&主要特点可归结为:&成分复杂,&污染物浓度高且变化无规律,可生化性差,&含盐量高，含有多种重金属物质,&并含有较高浓度的氨氮和COD,&产生量和污染物浓度随季节性变化较大。由于垃圾的种类、性质及处理方式等诸多因素影响,&渗滤液组分相当复杂,&且在一个相对大的范围内变动。渗滤液与其他污水相比的一个重要特点是水质水量波动大,雨季是产生渗滤液的高峰期,&而干旱季节基本没有渗滤液流出。填埋场降水是垃圾渗滤液的主要来源,&微生物分解和降水淋溶是渗滤液中污染物的主要来源。渗滤液量及污染物浓度与气候变化、水文条件、季节变化、垃圾性质、垃圾填埋时间、填埋方式、垃圾含水率等诸多因素有关。同一垃圾卫生填埋场渗滤液的性质随着填埋场的使用时间而变化。新填埋场渗滤液呈弱酸性, pH 值约为6.5,&可生化性较好,&氨氮和COD浓度较高;&老填埋场渗滤液的pH&值约为8.0,&可生化性较差,&而氨氮浓度逐渐升高，COD浓度逐渐降低。& 2垃圾渗滤液处理方法& 垃圾填埋场渗滤液的处理技术既有与常规废水处理技术的共性,&也有其极为显著的特殊性。渗滤液的处理一般有如下几种形式:& (1)&直接排入或运输至城市污水处理厂进行合并处理;& (2)&渗滤液循环回喷填埋场;& (3)&经必要的预处理后汇入城市污水处理厂合并处理;& (4)&在填埋场建设污水处理站(厂)&进行现场处理。& 这些处理方式需在充分的技术经济比较和处理可行性研究的基础上合理而慎重地选用。通常有两方面的问题必须首先加以研究:&首先是采用何种处理方式,&其次是采用什么样的处理工艺方法。通常所说的垃圾渗滤液的处理方法包括物化法、生物法、厌氧处理、膜处理法、芬顿氧化法、蒸馏分离法等,&渗滤液循环回喷填埋场也可认为是一种独立的处理方法。& 2．1运输或排入污水处理厂合并处理& 将渗滤液直接排入城市污水处理厂与城市污水合并处理,&是最为简单的处理方案,不仅可以节省单独建设渗滤液处理系统的大额费用,&还可以降低处理成本。利用污水处理厂对渗滤液的缓冲、稀释作用和城市污水中的营养物质实现渗滤液和城市污水的同时处理,&并非是普遍适用的方法:&一方面,&由于垃圾填埋场往往远离城市污水处理厂,&渗滤液的输送将造成较大的经济负担,&而且渗滤液输送过程中的卫生、安全问题也很突出;&另一方面,&由于渗滤液特有的水质及变化特点,&在采用此种方案时如不加控制,&则因垃圾渗滤液中含有较高浓度的有机污染物和NH3-N 物质,&易造成对城市污水处理厂的冲击负荷,&影响甚至破坏城市污水处理厂的正常运行。因而,&在考虑合并处理方案时,&必须研究其工艺上的可行性。一般认为,&只要渗滤液的量小于城市污水总量的0.5%&,&并且渗滤液带来的冲击负荷增加控制在10%&以下,&合并处理就不会对城市污水的生物处理效果产生负面影响,&那么合并处理就是一种经济可行,&价格低廉的方法。将垃圾渗滤液运输或直接排至城市污水处理厂与城市污水合并处理不失为一种经济的处理方案,&是目前较好的选择方式之一。在我国部分落后地区尚无经济实力独建场内渗滤液处理站(厂)&的情况下,&采用此方案具有实际意义,&但要求城市具有污水处理厂且与垃圾卫生填埋场不能太远。由于渗滤液的特殊性质,&必须根据实际情况进行可行性研究,确定渗滤液与城市污水的合理比例及必要的预处理方法,&采用稳定可靠、高效的合并处理工艺系统。& 2．2垃圾渗滤液循环回喷填埋场& 将垃圾渗滤液收集并通过回灌,&使之回到填埋场,&称之为循环喷洒处理。垃圾渗滤液的循环喷洒是一种较为有效的处理方案,是垃圾填埋场常用的减少渗滤液量和处理渗滤液的方法。通过回喷可提高垃圾层的水分含量(含水率由20%～ 25%&提高到60%～70%&)&,&使垃圾渗滤液中微生物的营养成分回到填埋场中,&增强垃圾中微生物的活性,&加速产甲烷的速率、垃圾中污染物溶出及有机物的分解,&降低垃圾渗滤液的有害物质浓度,&缩短填埋垃圾水量和水质的稳定化进程,增大垃圾填埋场的沉降速率和总沉降幅度。北英格兰的Seamer Carr 垃圾填埋场将一部分渗滤液循环喷洒, 20个月后喷洒区渗滤液的COD 值有明显的降低,&金属浓度大幅度下降, NH3-N 浓度基本保持不变。虽然渗滤液的循环喷洒处理法提出已有多年,&但实际应用则是十多年的事。目前美国已有200&多座垃圾填埋场采用了此技术,国内也有少数的应用实例。该方法具有减少渗滤液的场外处理量、缩短垃圾的发酵期、降低渗滤液处理造价等优点,&环境经济效益明显。但是,&垃圾渗滤液的场内喷洒处理法也具有4个方面的弊端:& 1)&不能完全消除渗滤液。由于喷洒或回灌的渗滤液量受填埋场特性的限制,&因而仍有大量的渗滤液需外排处理。& 2)&通过喷洒循环后的渗滤液仍需进行处理方能排放,&尤其是由于渗滤液在垃圾中的循环,&导致NH3-N 不断积累,&甚至最终使其浓度远高于其在非循环渗滤液中的浓度,对含高浓度NH3-N&的垃圾渗滤液进行二次处理,&将使费用增高。& 3)&垃圾渗滤液回喷在年降水量大(大于700 mm )&的地区应慎用。& 4)&渗滤液回喷过程中所带来的环境卫生、安全及设计技术等问题应慎重处理。在采用循环喷洒技术时,&要求在填埋场的顶部有部分敞开以便于设立规则性排列的沟道及回喷配水系统。基于以上原因,&循环喷洒处理法在我国应用较少。& 2．3预处理—合并处理& 垃圾渗滤液与城市污水进行合并处理前,&有时需要进行预处理。预处理—合并处理是基于减轻直接混合处理时渗滤液中有害有毒物对城市污水处理厂的冲击危害而采取的一种场内外联合处理方案。渗滤液首先通过设置于填埋场内的预处理设施进行处理,以去除渗滤液中的重金属离子、氨氮、色度以及SS等污染物或改善其可生化性、降低负荷,&为合并处理创造良好的条件。对于含有一定数量的工业废物的混合型垃圾填埋场产生的渗滤液及城市污水处理厂规模较小而采用合并处理的情形,&进行物理化学等预处理去除渗滤液中的重金属离子、氨氮等尤为重要。为使污水处理厂的微生物正常生长,&除了使其物化环境中含有可降解的有机基质及必要的营养外,&还必须保证废水中适量的营养物质和微量元素。而渗滤液中主要营养物质的实际浓度大多远高于微生物所需的浓度,&若不做适当的预处理则将给微生物造成危害。有研究结果表明:&垃圾渗滤液中高浓度的氨氮对微生物活性有抑制作用,&会降低生化系统对有机污染物的降解效果,&从而导致出水难于达标排放。& 3垃圾渗滤液处理工艺分析& 目前国内外渗滤液的处理工艺有生物处理、物化处理、土地处理、芬顿氧化处理、MBR+膜处理、蒸馏分离处理等多种。一般情况下必须将两种以上处理技术合理组合,&才能使处理后渗滤液达标排放垃圾渗滤液处理工艺的比较。而国内多家填埋场(如厦门东孚填埋场、广州大田山填埋场等)&的实际经验证明即使采用厌氧—好氧结合的工艺也很难使渗滤液处理出水达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB1）。因而,&在经济条件允许的情况下,&垃圾渗滤液的处理应首先选择膜法工艺。膜法工艺虽然一次性建设投资高于生物法,&但运行费用若以处理单位质量COD计则与城市污水处理厂基本持平,&经济上是合理的,&而且出水水质稳定可靠,&受水质波动影响较少,&管理方便。其中德国的Ih lenberg 渗滤液碟管式反渗透(DT-RO&)&处理系统已能实现全程的计算机控制。另外近两年出现的蒸馏分离法处理工艺，由于这种方法是通过物理方法蒸馏分离，出水水质较好，浓液通过干化处理后焚烧或回填，但其能耗及后期运行维护等还有待进一步证实，从环保节能减排方面来看，这种方法没有降低污染物的措施，只是一种分离，所有目前在国内还存在一定争议，还需要时间和实际运行效果来检验。& 4几点结论& 根据上述对垃圾渗滤液水质和处理方案、工艺的介绍、分析,&可得出以下结论和建议:& 1)&由于垃圾渗滤液的特殊性质,&无论采用哪种处理方案都存在一定的问题。在目前采用较多的现场处理的各工艺中也存在各种问题,&所以除对处理方案进行研究外,&还应当考虑如何减少渗滤液的产生量,&宜发展可减少渗滤液产生量的填埋技术。& 2)&从各工艺的比较可以看出,&膜法处理可取得比较好的效果,&在经济条件允许的情况下应首先考虑使用。& 3)&在条件允许的情况下,&可将填埋场早期生化性比较好的渗滤液运输至附近城市污水处理厂进行合并处理,&后期可生化性差的渗滤液采用膜法处理以降低总处理费用。
近年来随着城市生活垃圾填埋场的不断建设,垃圾渗滤液的处理问题也日益凸显出来,垃圾渗滤液对垃圾场周围的水体环境造成严重的污染,如何处理垃圾渗滤液成了一个需要迫切关心的问题。为了更好地控制垃圾渗滤液产生的影响,国家环保部于2008年4月颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB),对新建垃圾填埋场渗滤液出水COD标准限值由100mg/l调整为60mg/l。为满足新标准的要求,本文推荐采用MBR-纳滤处理的工艺进行垃圾渗滤液的处理。& & 1垃圾渗滤液的性质& 填埋垃圾在生物降解过程中产生的液体和各种渗入填埋场的水混合后,如总量超过了填埋场垃圾的极限含水量,多余部分就以渗滤液的形式排出。垃圾渗滤液中含有高浓度的有机物及重金属离子。渗滤液中的主要污染物指标有COD、BOD、氨氮、SS、pH、细菌、大肠菌群等。垃圾渗滤液水质的特点见表1。& 表1垃圾渗滤液水质特点& 指标特点& 色味呈淡茶色或暗褐色,色度一般在之间,有较浓的腐败臭味;& pH值填埋初期pH为6～7,呈弱酸性;随着时间的推移,pH可提高到7～8,呈弱碱性& BOD5随时间和微生物活动增加, BOD5也逐渐增加,填埋6个月至2.5年,达到最高峰值,此时BOD5多以溶解性为主,随后BOD5开始下降,到5～6年填埋场稳定化为止;& CODCr填埋初期CODCr略低于BOD5,随着时间的推移,BOD5急速下降,而CODCr下降缓慢,从而CODCr高于BOD5。渗滤液中的BOD5/CODCr的比值较高,说明渗滤液较易生物降解,封场后2～5年中BOD5/CODCr的比值逐步降至0.1,后期难生化降解成分占主要。& SS一般多在300mg/l以下,垃圾填埋高度愈高,SS值下降。& P渗滤液中含磷量少,生化处理中应适当增加与BOD5相当比例的磷。& 重金属生活垃圾单独填埋时,重金属含量很低,一般不会超过标准,但若与工业废物或污泥混埋时,或填埋盖土为酸性红壤时,重金属含量增加,超标可能性大。& 细菌渗滤液含有毒有害物质及细菌病毒、寄生虫等,大肠杆菌数量很大。& & & & 渗滤液水质受垃圾组成、成份、填埋方式、季节、垃圾分解不同阶段等诸多因素的影响,变化范围较大。国内部分地区垃圾渗滤液的水质见表2。& 表2国内部分地区垃圾渗滤液水质单位:mg/l,pH除外& BOD5CODCrSSNH3-NpH 漳&州006～9 宜&昌006～7 上&海200～～ 杭&州400～～ 广&州400～0～.8 & 2国内垃圾渗滤液处理方式& 国内垃圾渗滤液常用的处理方法有回灌法、物化法和生化法。循环回灌法处理能力有限,操作环境差,不适于年降水量大的南方。物化法处理成本一般较高,不适于大水量垃圾渗滤液的处理。生物处理分为厌氧处理、好氧处理和好氧与厌氧结合处理法。目前生物处理法国内应用较多的一般为好氧和厌氧的组合工艺。组合工艺主要适用于高浓度垃圾渗滤液。在氨氮的质量浓度较高的渗滤液处理工艺流程中,一般采用先氨吹脱,再进行生物处理。组合处理工艺处理效率高,污泥沉淀性能好,经济合理,技术成熟,已在废水治理领域广泛推广,但是对于可生化性低,难降解的有机物以及毒性高的废水,则处理效果较差。深圳下坪垃圾填埋场采用氨吹脱-厌氧生物滤池-SBR工艺,设备运行良好,出水稳定达标。& 近年来,随着膜技术的发展与推广,反渗透成为处理垃圾渗滤液的主要方法,这是由于反渗透具有高效的截留污水中溶解态的无机和有机污染物的特性。但是在应用过程中,反渗透的缺点和不足日益显露,主要是操作压力大,能耗较高,设备损耗大,维护管理困难。为克服上述缺点,减少操作难度,各国的研究者相继把目光转向了操作压力较低、运行管理方便的纳滤技术,本文主要介绍MBR-纳滤垃圾渗滤液处理工艺。& & 3MBR-纳滤处理工艺& 近年来,国内MBR工艺处理垃圾渗滤液发展较快。由于MBR对垃圾渗滤液中的有机物进行了生化降解,不存在浓缩液需要进一步处理的问题,单一的MBR工艺出水不能达到国家二级以上的排放标准,往往需要配合NF、RO、活性炭等后续处理工艺以满足新的渗滤液排放标准。目前青岛小涧西垃圾填埋场、北京北神树垃圾填埋场、佛山高明白石坳填埋场、哈尔滨西南垃圾填埋场等多家垃圾处理厂采用MBR十NF系统处理垃圾渗滤液,并取得了良好的处理效果,其中处理规模最大的为佛山高明白石坳填埋场,处理规模达到860t/d。MBR十NF工艺处理垃圾渗滤液的常见工艺流程图见图1。& & 图1MBR+NF处理垃圾渗滤液工艺流程& 3.1 MBR MBR是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统,用膜分离(通常为超滤)替代了常规生化工艺的二沉池,大大提高了对有机物的去除率。传统活性污泥法中,受二沉池对污泥沉降特性要求的影响,当生物处理达到一定程度时,要继续提高系统的去除效率很困难,往往需要延长很长的水力停留时间也只能少量提高总的去除效率,而膜生物反应器中,由于分离效率大大提高,生化反应器内微生物浓度可从常规法的3~5g/L提高到15~30g/L,可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的去除效果,减小了生化反应器体积,提高了生化反应效率,出水无菌体和悬浮物,因此在提高系统处理能力和提高出水水质方面表现出很大的优势。& 超滤膜组件主要由不对称管式陶瓷膜元件构成。陶瓷膜元件是一种无机膜,是将金属与非金属氧化物、氮化物或碳化物结合而构成,其内外表面为致密层,层面密布微孔,膜孔径0.05μm,中间是多孔支撑层。超滤过程很容易形成污染而导致通量大幅度衰减,因此需要定期清洗。清洗时可以选强酸强碱作清洗剂,也可进行反向冲洗。& MBR的主要特点:①能有效降解主要污染物COD、BOD和氨氮;②100%生物菌体分离;③出水无细菌和固性物;④反应器高效集成,占地面积小;⑤污泥负荷(F/M)低,剩余污泥量小;⑥无需脱臭装置;⑦运行费用小。& 3.2 纳滤& 在MBR反应器系统后加上纳滤,纳滤的作用是截留那些不可生化的大分子有机物COD,污水经纳滤系统进一步深化处理后,可使出水COD降到60mg/L左右,保证出水的达标排放,同时MBR工艺作为NF的前段处理工艺也有效地保障了纳滤的处理效率。根据有关资料,垃圾填埋场渗滤液经NF后的各项截留率指标如表3所示。& 表3垃圾渗滤液经纳滤处理后的截留率& 项目进水出水截留率(%)& pH6.36.4/& COD(mg/l).88 BOD5(mg/l) NH3(mg/l).61 SO4(mg/l).48 Ca2+(mg/l) Mg2+(mg/l).94 Na+(mg/l).04 纳滤净化水回收率80%,纳滤过程中产生20%的回流浓缩液,采用混凝沉淀进一步处理。实践表明,使用具有混凝和吸附作用的复合型混凝剂(主要含FeCl3),COD去除率可达60%以上,混凝沉淀后上清液回调节池。纳滤回流液回生化系统进一步处理,由于其中的难降解有机物在生化处理系统中的相对停留时间延长,微生物得到有效驯化,难降解有机物也能部分降解,不会产生难降解有机物在系统中的富集现象。& 3.3 污泥处理系统& 渗滤液处理站的污泥来自生物处理的剩余污泥和纳滤回流液混凝沉淀产生的污泥。为了发挥生物处理的剩余污泥的生物吸附作用和改善污泥的脱水性能,工艺流程把生物处理的剩余污泥排到纳滤回流液混凝沉淀系统(即污泥浓缩池),经过混凝沉淀和污泥浓缩,上清液溢流回调节池,浓缩污泥通过污泥泵抽送到板框压滤机进行压滤,滤饼运送垃圾填埋区进行填埋,滤液经收集后用泵抽送到调节池。& & 4结论& MBR-纳滤工艺处理垃圾渗滤液具有受原水水质影响小、出水水质好、运行稳定和占地面积小等明显优势,随着垃圾渗滤液膜处理技术的日益成熟和膜产品的逐步国产化,MBR-纳滤工艺处理渗滤液的优势开始逐渐展现出来,随着对垃圾渗滤液处理出水要求的提高,该工艺膜在垃圾渗滤液处理中的应用将具有广阔的前景。
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]；有机物浓度高，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》(GB)&于日颁布实施后，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GB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》（GB），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达标排放。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。
