垃圾滲濾液處理工藝及發(fā)展趨勢探討

易 偉，高 翔，劉 青，趙 晴

（1.深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠，廣東 深圳 518029；2.深圳市水務(wù)集團羅芳污水處理廠，廣東 深圳 518000）

垃圾滲濾液處理工藝及發(fā)展趨勢探討

易 偉1，高 翔2，劉 青1，趙 晴1

（1.深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠，廣東 深圳 518029；2.深圳市水務(wù)集團羅芳污水處理廠，廣東 深圳 518000）

分析了當(dāng)前國內(nèi)外幾種滲濾液處理技術(shù)中存在的問題，以及滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展方向。指出滲濾液處理技術(shù)應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)要求，并將滲濾液處理系統(tǒng)與垃圾焚燒系統(tǒng)結(jié)合起來確定，今后的發(fā)展方向和研究重點應(yīng)放在滲濾液處理系統(tǒng)中的污泥處理系統(tǒng)、沼氣凈化及利用系統(tǒng)、膜系統(tǒng)濃縮液處理系統(tǒng)上。

垃圾滲濾液;MBR存在問題;發(fā)展趨勢

垃圾滲濾液，又稱滲瀝水或浸出液，是垃圾在堆放和填埋過程中由于發(fā)酵和雨水的淋浴、沖刷以及地表水、地下水的浸泡，通過萃取、水解及發(fā)酵而濾出來的污水。它是垃圾填埋過程中產(chǎn)生二次污染的主要因素之一，對水體、土壤、大氣和生物都有不同程度的影響。垃圾滲濾液若不妥善處理而直接排放，將會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。垃圾滲濾液的處理既有常規(guī)廢水處理技術(shù)的共性，又有其自身明顯的特點。

垃圾滲濾液有成分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化大、有機物和氨氮濃度高、微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)等特點?？v觀國內(nèi)外垃圾滲濾液處理的現(xiàn)狀，目前大多數(shù)垃圾滲濾液的處理工藝主要為生物法、物化法、土地法以及這幾種方法的組合。

1 國內(nèi)外主流垃圾滲濾液處理工藝

1.1 氨吹脫 + 生化段

生化工藝必須滿足完全硝化要求，如為直接排放至自然水體或循環(huán)回用，根據(jù)要求需要增加反硝化過程。如為接入城市污水處理廠管網(wǎng)的間接排放方式，一般對滲濾液處理出水沒有無機氮濃度的要求，所以對反硝化進行程度僅僅要求生化系統(tǒng)的堿度不超過15mmol/L，以免對硝化反應(yīng)造成負(fù)面影響，但pH值又不允許過高，以免在后續(xù)的絮凝沉降階段中，為達(dá)到最佳絮凝效果，大幅增加酸液投加量，此時pH值大約為4.0。

該工藝組合方式的優(yōu)點為投資省、操作簡單，最大缺點為化學(xué)藥劑投加量大、運行費用貴，以及會產(chǎn)生大量的固體廢棄物。

1.2 生化段 + 化學(xué)氧化

利用臭氧和H2O2進行化學(xué)氧化，不管有沒有紫外線照射，要達(dá)到最大氧化反應(yīng)速度，需將滲濾液pH值調(diào)至3～4。所以與上述工藝組合方式相似，從最經(jīng)濟的角度考慮，一般要求生化段達(dá)到部分反硝化，降低滲濾液的“硬度”，保證硝化過程順利進行。

該工藝組合方式的優(yōu)點為不產(chǎn)生固體廢棄物，但化學(xué)氧化要求很高的反應(yīng)溫度，需要大量的能耗，同時高溫對反應(yīng)器的材質(zhì)也提出了更高的要求，從而需要巨大的投資費用，而且需要大量的氧化劑，運行費用極其昂貴。

1.3 盤管式反滲透 + 回灌

該工藝幾乎不需要生化處理，可直接進入反滲透系統(tǒng)進行過濾，濃縮液進行回灌處置，出水能夠達(dá)到較高的排放標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)較高的自動化要求。

由于該工藝沒有濃縮液的最終處置方式，因此鹽分會迅速富集在系統(tǒng)內(nèi)，造成系統(tǒng)癱瘓，運行過程中也極易造成過濾部件的堵塞，國內(nèi)幾個采用該工藝的項目目前基本都不能正常運行。

1.4 厭氧 + 膜生化反應(yīng)器（MBR）+ 納濾膜工藝

針對垃圾滲濾液有機負(fù)荷高的特點，厭氧工藝是一個較為合適的選擇，其原因在于：

（1）厭氧工藝不需要曝氣，從而節(jié)省能源；

（2）產(chǎn)生的固體量低；

（3）進水水質(zhì)、水量可以通過調(diào)節(jié)池穩(wěn)定。

由于厭氧生物處理工藝具有節(jié)能、運行費低、能產(chǎn)生沼氣等特點，所以一般認(rèn)為針對高濃度有機廢水處理較宜先采用厭氧工藝，然后再采用好氧工藝作進一步處理。

在膜生化反應(yīng)器（MBR）中用膜分離（通常為超濾）替代了常規(guī)生化工藝的二沉池。與傳統(tǒng)活性污泥法相比，生化反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度可從常規(guī)法的3～5g/L提高到15～30g/L，MBR對有機物的去除率要高得多。MBR對滲濾液中的氨氮也有良好的去除效果，氨氮的去除率基本維持在99%以上，這得益于膜的截留使世代周期長的硝化菌得以富集。

MBR的主要特點有：

（1）對污染物的去除率高，抗污泥膨脹能力強，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，出水中沒有懸浮物。

（2）膜生物反應(yīng)器實現(xiàn)了反應(yīng)器污泥齡SRT和水力停留時間HRT的分別控制，因而其設(shè)計和操作大大簡化。

（3）膜的機械截留作用避免了微生物的流失，生物反應(yīng)器內(nèi)可保持高的污泥濃度，從而能提高體積負(fù)荷，降低污泥負(fù)荷，具有極強的抗沖擊能力。

（4）由于SRT很長，生物反應(yīng)器又起到了“污泥消化池”的作用，從而能顯著減少污泥產(chǎn)量，剩余污泥產(chǎn)量低，污泥處理費用低。

（5）由于膜的截流作用使SRT延長，有利于增殖緩慢的微生物生長，如硝化細(xì)菌生長的環(huán)境，可以提高系統(tǒng)的硝化能力，同時有利于提高難降解大分子有機物的處理效率和促使其徹底的分解。

（6）MBR曝氣池的活性污泥不會隨出水流失，在運行過程中，活性污泥會因進入的有機物濃度變化而變化，并達(dá)到一種動態(tài)平衡，這能使系統(tǒng)出水穩(wěn)定并耐沖擊負(fù)荷。

（7）較大的水力循環(huán)導(dǎo)致了污水的均勻混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高了活性污泥的比表面積。MBR系統(tǒng)中活性污泥的高度分散是提高水處理效果的又一個原因，這是易形成較大菌膠團的普通生化法水處理技術(shù)難以相比的。

（8）膜生物反應(yīng)器易于一體化，易于實現(xiàn)自動控制，操作管理方便。

（9）MBR工藝省略了二沉池，減少了占地面積。

該工藝組合方式的優(yōu)點為抗沖擊負(fù)荷能力強，進水水質(zhì)對其影響較小，MBR對氨氮的去除率較高，使用納濾膜可同時讓部分鹽分與出水一起通過并排除，既利用了生化過程和膜技術(shù)各自的優(yōu)點，又避免了單純反滲透工藝的缺點。工藝過程簡單，操作方便。

目前，該工藝已經(jīng)成為國內(nèi)垃圾滲濾液處理的主流工藝。

2 厭氧 + 膜生化反應(yīng)器（MBR）+ 納濾膜工藝存在的問題

隨著滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展以及環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，主體工藝不斷完善，單純達(dá)到出水排放要求已經(jīng)沒有什么問題了。業(yè)界已將相關(guān)輔助系統(tǒng)作為重點研究對象，如膜濃縮液的處理、剩余污泥的處置、沼氣凈化利用系統(tǒng)等。

2.1 膜濃縮液的處置

目前的主流工藝都用上了納濾或者反滲透，由于其產(chǎn)生的濃縮液若回到滲濾液處理系統(tǒng)，就會造成鹽分富集問題，最終導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰，因此采用了納濾或者反滲透的工藝均不可避免存在濃縮液處置的問題。目前，該問題還沒有得到有效解決。

2.2 剩余污泥的處置

生化系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥，目前有幾種處置方式，脫水后進入焚燒爐焚燒或進行深度脫水后填埋場處置。但這兩種處置方式均存在一些問題，由于機械脫水后的污泥含水率一般在80%左右，送入焚燒爐焚燒熱值較低，會影響垃圾焚燒的熱值；而進行深度脫水使污泥含水率降至50%以下進行填埋處置，處理費用又非常昂貴。

3 新技術(shù)及發(fā)展趨勢

在垃圾滲濾液處理技術(shù)日趨成熟的背景下，研究者將重點放在系統(tǒng)的穩(wěn)定性及消除二次污染等方向上，并催生出一些新興的技術(shù)，如MVR技術(shù)（機械蒸發(fā)再壓縮）、高級氧化技術(shù)、蒸發(fā)濃縮技術(shù)等。

由于前述的污泥、濃縮液及沼氣系統(tǒng)等存在的相關(guān)問題，通過現(xiàn)有的一些新技術(shù)基本可以解決，但存在著技術(shù)不成熟、運行費用高等問題，研究人員將目光投向垃圾焚燒廠的其他相關(guān)系統(tǒng)上，將滲濾液系統(tǒng)與其它系統(tǒng)有機的結(jié)合起來，運用清潔生產(chǎn)的理念，進行資源互補相互協(xié)助，從而達(dá)到整個焚燒發(fā)電系統(tǒng)的清潔生產(chǎn)，實現(xiàn)“零排放”要求。

例如可將沼氣在垃圾焚燒發(fā)電廠的焚燒爐，進行焚燒處置，既解決了沼氣的出路問題，同時也可利用這部分沼氣進行發(fā)電；濃縮液經(jīng)過減量化后可進行爐渣噴淋或飛灰增濕，既減少了爐渣和飛灰系統(tǒng)的自來水用量，同時也能較好解決濃縮液的出路問題。

4 結(jié)語

近年來，隨著人們環(huán)保意識的不斷加強，國家對垃圾處理廠的環(huán)保要求日益嚴(yán)格，垃圾處理廠對滲濾液處理系統(tǒng)的建設(shè)要求也越來越高，近兩年國內(nèi)已有廠家要求按照“零排放”標(biāo)準(zhǔn)進行建設(shè)，對垃圾滲濾液處理系統(tǒng)的設(shè)計建設(shè)提出了更高的要求，這就不僅要求處理系統(tǒng)的主體工藝穩(wěn)定可靠，其輔助系統(tǒng)更要做到精益求精。

隨著垃圾滲濾液處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，滲濾液處理主體工藝已日趨成熟，“厭氧 + MBR + NF/RO”已成為主流工藝，但隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，對輔助系統(tǒng)也提出了更高的要求。今后的發(fā)展方向和研究重點應(yīng)放在滲濾液處理系統(tǒng)中的污泥處理系統(tǒng)、沼氣凈化及利用系統(tǒng)、濃縮液膜系統(tǒng)處理上，應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)要求，將滲濾液處理系統(tǒng)與垃圾焚燒系統(tǒng)結(jié)合起來考慮，以清潔生產(chǎn)概念為基礎(chǔ)，開發(fā)運行費用低廉、工藝穩(wěn)定可靠的垃圾滲濾液處理工藝。

LemaJM．Characteristicsoflandfillleaehatesandaherna—fivesfor山eirtreatment：areviewlJJ．JW-PCF1998，40：223—25O．

Probe into Treatment Technology and Development Trend of Garbage Leachates

YI Wei1, GAO Xiang2, LIU Qing1, ZHAO Qing1
(1.Shenzhen Municipal Sanitation Comprehensive Treatment Plant, Guangdong Shenzhen 518029;2. Shenzhen Water Group Loufang Sewage Treatment Plant, Guangdong Shenzhen 518000, China)

The paper analyzes the existing problems in the several leachate treatment technologies at home and abroad and development trend of leachate treatment technologies. It points out that the leachate treatment technology should be confirmed in accordance with the engineering construction requirement, and leachate treatment system should be combined with garbage incineration system. The future development and research should be focused on the sludge treatment system, marsh gas purification and utilization system, membrane system and concentration liquid treatment system in leachate treatment system.

garbage leachate; MBR existing problem; development trend

X703

A

1006-5377（2012）11-0044-03

注：本稿件不同意加入有關(guān)數(shù)據(jù)庫。