垃圾滲瀝液處理工藝分析

杜 昱，王 進(jìn)，李 君，李 潔，孫月馳

（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院，天津 300074）

垃圾滲瀝液處理工藝分析

杜 昱，王 進(jìn)，李 君，李 潔，孫月馳

（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院，天津 300074）

介紹了垃圾滲瀝液處理現(xiàn)狀，簡(jiǎn)述了MBR+納濾/反滲透、JS-BC生物處理、低能耗蒸發(fā)、高級(jí)氧化等滲瀝液處理工藝，分析了這些處理工藝存在的問(wèn)題和成因，探討了滲瀝液處理的發(fā)展趨勢(shì)。

滲瀝液；MBR；JS-BC；膜法；濃縮液；高級(jí)氧化

1 垃圾滲瀝液處理現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)垃圾滲瀝液處理非常重視，嚴(yán)格按照相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，但由于垃圾組成和國(guó)內(nèi)相比差別較大，導(dǎo)致滲瀝液水質(zhì)也與國(guó)內(nèi)的垃圾滲瀝液有較大出入。同時(shí)由于排放標(biāo)準(zhǔn)不同，使國(guó)外的滲瀝液處理工藝與國(guó)內(nèi)相比差別較大。

總體來(lái)說(shuō)，國(guó)外滲瀝液處理采用生化處理的工藝較多，再輔以氧化等深度處理就可以達(dá)標(biāo)排放，日本和韓國(guó)大多采用這種處理工藝。

在20世紀(jì)，國(guó)內(nèi)對(duì)垃圾滲瀝液處理重視程度不夠，大部分滲瀝液沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理或簡(jiǎn)單處理后排放，對(duì)環(huán)境影響較大。21世紀(jì)以來(lái)，滲瀝液處理得到各方面的重視，開(kāi)始建設(shè)滲瀝液處理設(shè)施，初期階段滲瀝液處理一般參考城市污水的處理方式，大多采用生物處理，達(dá)到GB 8978—1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)后，排入城市污水處理廠處理。鑒于對(duì)滲瀝液本身認(rèn)識(shí)的不足，國(guó)內(nèi)又沒(méi)有成功的工程實(shí)例，采用的處理工藝主要有厭氧、氨吹脫、氧化溝及SBR處理，但大多數(shù)滲瀝液處理廠運(yùn)行都不穩(wěn)定，效果較差，甚至有一些處理廠根本無(wú)法運(yùn)行。

2008年環(huán)境保護(hù)部頒布了GB 16889—2008生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)，要求COD達(dá)到100 mg/L以下，NH3—N達(dá)到25 mg/L以下。在國(guó)土開(kāi)發(fā)密度已經(jīng)較高、環(huán)境承載能力開(kāi)始減弱，或環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題而需要采取特別保護(hù)措施的地區(qū)要求COD低于60 mg/L，NH3—N低于8 mg/L。

2 典型垃圾滲瀝液處理工藝

2.1 MBR+納濾/反滲透處理工藝

目前MBR+納濾/反滲透處理工藝（見(jiàn)圖1）廣泛應(yīng)用于垃圾滲瀝液處理領(lǐng)域。由于該工藝處理效果穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)而被廣泛接受，并且逐漸成為滲瀝液處理的主流工藝。例如成都長(zhǎng)安垃圾填埋場(chǎng)［1］、廣州李坑垃圾填埋場(chǎng)和長(zhǎng)沙垃圾填埋場(chǎng)等滲瀝液處理工程均采用該處理工藝。MBR+納濾/反滲透處理工藝雖然取得了較好的處理效果，但投資高、運(yùn)行成本高。

2.2 JS-BC生物處理工藝

JS-BC工藝（見(jiàn)圖2） 是由日本引進(jìn)的污水生化處理新工藝，該工藝由JS-BC裝置（回轉(zhuǎn)網(wǎng)狀型微生物接觸體裝置）、優(yōu)化培養(yǎng)的Bacillus spp菌和促進(jìn)優(yōu)勢(shì)菌活性的有機(jī)生物營(yíng)養(yǎng)液（生物活性劑）以及接收原水池廢水的調(diào)節(jié)池與曝氣池組、沉淀池組合而成。該工藝最大的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用低，相比于MBR處理工藝15～20元/m3的運(yùn)行費(fèi)用，JS-BC處理工藝運(yùn)行費(fèi)用僅為6～8元/m3。杭州市第二垃圾填埋場(chǎng)污水處理廠改造工程即采用該工藝，2011年5月開(kāi)始運(yùn)行至今，出水水質(zhì)穩(wěn)定，運(yùn)行狀況良好。

2.3 低能耗蒸發(fā)處理工藝

低能耗MVC蒸發(fā)工藝（見(jiàn)圖3）是利用高效MVC蒸發(fā)裝置，將垃圾滲瀝液中的水分及氨與其他物質(zhì)分離，蒸餾水經(jīng)離子交換樹(shù)脂將蒸餾水中的氨氮截流，使出水水質(zhì)達(dá)到GB 16889—2008排放標(biāo)準(zhǔn)，樹(shù)脂吸附的氨氮經(jīng)再生置換到再生廢液，廢液經(jīng)結(jié)晶形成氯化銨產(chǎn)品。而蒸發(fā)產(chǎn)生的濃縮液回灌填埋場(chǎng)，再利用填埋場(chǎng)巨大垃圾堆體作為濃縮液的處理體。

采用低能耗蒸發(fā)技術(shù)處理垃圾滲瀝液是目前滲瀝液處理技術(shù)的突破，不僅節(jié)省大量的投資、運(yùn)行費(fèi)用及土地，而且解決了運(yùn)行管理困難的問(wèn)題。

2.4 高級(jí)氧化處理工藝

作為深度處理的一種方法，高級(jí)氧化處理工藝可以將污水中的部分難降解有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，并將大分子有機(jī)物氧化成易降解的小分子有機(jī)物，提高水體的生化比（B/C由0.01提升至0.35～0.45）。高級(jí)氧化處理工藝的最大特點(diǎn)是系統(tǒng)沒(méi)有濃縮液產(chǎn)生，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到零排放意義重大。

3 典型垃圾滲瀝液處理工藝存在問(wèn)題分析

3.1 MBR+納濾/反滲透處理工藝

3.1.1 耗電量大

普通的城市污水處理廠，生物處理的耗電主要是鼓風(fēng)機(jī)耗電。與城市污水處理工藝不同，MBR處理工藝除鼓風(fēng)機(jī)外，還有射流泵、冷卻塔、污泥冷卻泵、冷卻水泵、超濾循環(huán)泵等耗電設(shè)備［2］。

射流曝氣雖然氧轉(zhuǎn)移效率高，但由于需要設(shè)置射流水泵，用電量大幅度增加，從而導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用增加。

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，生物池內(nèi)會(huì)保持較高的溫度［3］，但溫度過(guò)高會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)，影響生物處理效果。為此，在生物池設(shè)置污水冷卻系統(tǒng)，當(dāng)溫度超過(guò)40℃時(shí)，開(kāi)啟冷卻系統(tǒng)，使生物池內(nèi)水溫不超過(guò)40℃，確保生化處理正常運(yùn)行。由于設(shè)置冷卻塔、污泥冷卻泵和冷卻水泵，也導(dǎo)致用電量大幅增加。

為保證超濾膜內(nèi)的水流速度，需要設(shè)置超濾循環(huán)泵，導(dǎo)致用電量大幅提高。

實(shí)際運(yùn)行證明，上述用電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鼓風(fēng)機(jī)的用電量，運(yùn)行成本大幅度提高。

3.1.2 濃縮液難于處理

無(wú)論采用納濾或反滲透工藝，系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生一定量的濃縮液，由于濃縮液中含有大量的難降解有機(jī)物，同時(shí)含鹽量也較高，導(dǎo)致濃縮液很難處理。

目前采用比較多的濃縮液處理方法有回灌填埋場(chǎng)、蒸發(fā)處理、高級(jí)氧化、活性炭吸附、離子交換等，從實(shí)際應(yīng)用的情況來(lái)看，不論采用何種方式其處理效果均不理想。

3.2 JS-BC生物處理工藝

JS-BC生物處理工藝在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的實(shí)例不多，目前國(guó)內(nèi)僅杭州天子嶺1個(gè)工程在運(yùn)行，運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)較少，一些設(shè)計(jì)參數(shù)也有待進(jìn)一步完善，同時(shí)環(huán)境溫度等外部環(huán)境因素對(duì)該處理工藝的影響還需要進(jìn)行更深入的研究。

單獨(dú)采用JS-BC生物處理工藝尚不能達(dá)到GB 16889—2008排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，后續(xù)必須輔以深度處理（膜法或高級(jí)氧化工藝）方能達(dá)標(biāo)。

3.3 低能耗蒸發(fā)處理工藝

低能耗蒸發(fā)處理工藝清液回收率一般在90%以下，蒸發(fā)后的濃液還需進(jìn)一步干燥處理，處理費(fèi)用相對(duì)較高。而且蒸發(fā)后的清液總氮含量超標(biāo)，需進(jìn)一步去除清液中的總氮。該處理工藝在全國(guó)范圍內(nèi)工程實(shí)例較少，僅在國(guó)內(nèi)部分省市有應(yīng)用。

3.4 高級(jí)氧化處理工藝

作為深度處理的一種方法，高級(jí)氧化處理工藝雖然沒(méi)有濃縮液產(chǎn)生，但整個(gè)系統(tǒng)能耗較高，致使運(yùn)行成本增加。目前該工藝在滲瀝液處理領(lǐng)域工程實(shí)例不多，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)較少。

4 滲瀝液處理的發(fā)展趨勢(shì)

滲瀝液處理的典型流程為生化處理+深度處理，作為生物處理的主流工藝，MBR工藝雖然具有處理效果穩(wěn)定、運(yùn)行成熟可靠的優(yōu)點(diǎn)，但其運(yùn)行成本偏高在一定程度上抑制了該工藝的應(yīng)用。

作為深度處理膜處理工藝可以使?jié)B瀝液處理達(dá)標(biāo)排放，但其投資大、運(yùn)行成本高，尤其是濃縮液難于處理的問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的解決。由于新排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的時(shí)間較短，目前已經(jīng)運(yùn)行的滲瀝液處理廠其濃縮液帶來(lái)的隱患還沒(méi)有完全顯現(xiàn)出來(lái)，一旦該影響逐步擴(kuò)大，該處理方案的推廣、發(fā)展必將受到限制。

采用非膜法處理工藝是解決濃縮液難于處理的一個(gè)有效途徑，目前國(guó)內(nèi)許多科研機(jī)構(gòu)致力于研發(fā)非膜法處理工藝，該工藝有效解決膜處理工藝不能解決的難點(diǎn)。

JS-BC處理工藝的應(yīng)用，使?jié)B瀝液處理成本大幅度降低，如能夠及時(shí)總結(jié)現(xiàn)有工程的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，不斷完善該工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)，該工藝必將成為滲瀝液處理的主流工藝。

高級(jí)氧化處理工藝在滲瀝液處理上的應(yīng)用，徹底解決了濃縮液難于處理的難題，該工藝沒(méi)有濃縮液產(chǎn)生，在垃圾滲瀝液處理領(lǐng)域里值得廣泛推廣。

5 結(jié)論

1） 生化處理+深度處理是目前滲瀝液處理的主流工藝，其中MBR+膜處理能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，但必須解決濃縮液的處理及工藝運(yùn)行成本較高的問(wèn)題。

2） 采用JS-BC+高級(jí)氧化的工藝處理，不僅能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且可以徹底解決濃縮液難于處理的難題，值得廣泛推廣。

［1］閔海華，杜昱，劉淑玲，等.MBR/RO工藝處理滲瀝液工程實(shí)例［J］.中國(guó)給水排水，2010，26（4）：64-66.

［2］李君，杜昱，孫月馳，等.垃圾滲瀝液處理的常見(jiàn)問(wèn)題及解決措施［J］.中國(guó)給水排水，2010，26（16）：138-140.

［3］杜昱，林伯偉，李洪軍，等.MBR工藝處理垃圾滲濾液的設(shè)計(jì)參數(shù)探討［J］.中國(guó)給水排水，2011，27（10）：43-46.

Waste Leachate Treatment Technologies

Du Yu,Wang Jin,Li Jun,Li Jie,Sun Yuechi
（North China Municipal Engineering Design&Research Institute,Tianjin 300074）

The status of waste leachate treatment was introduced.Several kinds of waste leachate treatment technologies were sketched,including MBR+nanofiltration/reverse osmosis,JS-BCbiological treatment,low energy evaporation,and advanced oxidation.The existing problems and their causes of these technologies were analyzed,and the development trend of waste leachate treatment was discussed.

leachate；membrane bioreactor（MBR）；JS-BC biological treatment；membrane;concentrate；advanced oxidation

X703.1

B

1005－8206（2012） 02－0029－03

2011-12-27

杜昱（1964—），高級(jí)工程師，主要從事城市污水處理和垃圾滲瀝液處理的研究與設(shè)計(jì)。

E-mail：dy-2000@126.com。

（責(zé)任編輯：鄭雯）