城市垃圾滲濾液處理的分析

何致建

摘要：垃圾滲濾液的處理是城市垃圾填埋中的重要一環(huán)，，也是污水處理的難題，滲濾液的環(huán)境污染問(wèn)題已引起人們的高度關(guān)注。本文主要對(duì)城市垃圾滲濾液生物處理進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液;生物處理

1.垃圾滲濾液的概況

1.1? 垃圾滲濾液的來(lái)源

垃圾滲濾液主要是在垃圾衛(wèi)生填埋以后，由于降雨的淋溶作用，垃圾自身產(chǎn)生的水分等經(jīng)過(guò)垃圾層和覆土層之后形成的高濃度有機(jī)污水。垃圾滲濾液來(lái)源具體包括以下幾項(xiàng)：

（1）降水的滲入：包括降雨和降雪，它是滲濾液產(chǎn)生的主要來(lái)源，具有短時(shí)性、集中性和反復(fù)性，是工程設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。

（2）外部地表水的流入：包括地表徑流和地表灌溉;

（3）地下潛水的反滲：當(dāng)填埋場(chǎng)內(nèi)滲濾液水位低于場(chǎng)外地下水水位，如果在設(shè)計(jì)施工中沒(méi)有采取防滲措施時(shí)，地下水就有可能滲入填埋場(chǎng)內(nèi)。垃圾滲濾液的產(chǎn)生量將會(huì)受地下水的影響。

（4）垃圾自身水分：這包括垃圾本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附量。

（5）垃圾降解過(guò)程中產(chǎn)生的水分：垃圾中的有機(jī)組分在填埋場(chǎng)內(nèi)分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生水分。其產(chǎn)生量與垃圾的組成、pH 值、溫度和菌種有關(guān)。

1.2? 垃圾滲濾液的特性

（1）濾液的成分復(fù)雜、可變且種類較多。垃圾滲濾液中含有各種典型污染物組分，且其濃度也不斷變化。

（2）有機(jī)物濃度高。滲濾液中的 BOD5和 COD濃度最高可達(dá)幾萬(wàn) mg/L，主要是在酸性發(fā)酵階段產(chǎn)生，pH 值在 6.0 左右，BOD5與 COD 的比值在 0.5～0.6 之間。

（3）水質(zhì)、水量變化大。滲濾液的成分和性質(zhì)隨填埋場(chǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)在不斷變化，而可生化性越來(lái)越差。滲濾液水質(zhì)隨填埋時(shí)間變化如表 1 所示。

表1? 滲濾液隨填埋場(chǎng)“年齡”的變化

（4）NH3-N 含量高。垃圾滲濾液中氨氮濃度很高，且氨氮濃度在一定時(shí)期隨時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)有所升高，主要是因?yàn)橛袡C(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮造成的。

（5）微生物營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)。對(duì)于生物處理，垃圾滲濾液中的磷元素總是缺乏的，一般垃圾滲濾液中的 BOD/TP 都大于 300，此值與微生物生長(zhǎng)所需的碳磷比（100∶1）相差甚遠(yuǎn)。

1.3 垃圾滲濾液的研究現(xiàn)狀及處理難點(diǎn)

國(guó)內(nèi)外對(duì)于垃圾滲濾液的處理方法主要包括物理化學(xué)法、生物法、土地法。目前，在各種垃圾滲濾液處理技術(shù)的研究工作中，國(guó)外以物理化學(xué)法的研究和運(yùn)行為主，而國(guó)內(nèi)滲濾液的處理一般以生物法處理為主。其中，生物法主要有好氧處理、厭氧處理以及兩者的結(jié)合處理。由于滲濾液的成分復(fù)雜，BOD/COD 含量高，生物可降解性隨填埋齡的增加而逐漸降低等問(wèn)題，僅依靠生物處理很難得到滿意的效果，故在垃圾滲濾液進(jìn)行生化處理前，先進(jìn)行預(yù)處理，提高其可生化性，將滲濾液調(diào)節(jié)到一個(gè)適應(yīng)生化處理的狀態(tài)。所以，處理滲濾液需要預(yù)處理和生物處理的組合工藝，達(dá)到較理想的處理效果。

2 垃圾滲濾液的預(yù)處理

2.1 降低 COD 的含量

對(duì)于 COD 的去除大多數(shù)是混凝沉淀等方法。當(dāng)加入 Fe3O4時(shí)，無(wú)機(jī)混凝劑 AL2（SO4）3的沉降效果有較大程度的提高。當(dāng) Fe3O4加入量達(dá) 116 gPL 時(shí)，COD 的去除率可達(dá) 70%，同時(shí)膠粒沉降速率可提高 5～6 倍，但處理效果受 pH 值限制影響較大，最佳 pH 值為 3.10。

2.2 降低氨氮的含量

通過(guò)研究表明，使用化學(xué)沉淀法去除氨氮，在反應(yīng)時(shí)間為 10min，反應(yīng) pH 值為9.0，Mg：N：P 摩爾比為 1：1：1 時(shí)去除效果最佳并使后續(xù)生化處理得以順利進(jìn)行。

2.3 降低金屬離子的含量

在研究中發(fā)現(xiàn)，混凝劑 PAC 和吸附劑焦炭的投量分別為 400 mg/L 和 8～10 g/L 時(shí)，重金屬離子的去除率均達(dá) 60%左右，其中 Cu 的去除率近 100%。

2.4 去除滲濾液的色度

采用化學(xué)混凝-電 Fenton 處理晚期垃圾滲濾液，能有效地去除難降解有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，隨后再進(jìn)入 SBR 池深度處理，色度去除率達(dá)到99%。紫外光催化氧化法對(duì)滲濾液的降解機(jī)理，根據(jù)滲濾液水質(zhì)的不同，考察了 Ti02催化劑用量、反應(yīng)時(shí)間、pH 值、光照強(qiáng)度、通氣量等因素對(duì)滲濾液中去除色度最佳條件的研究。所取滲濾液原水和氧化溝出水，色度去除率為 83.3%。

2.5 去除滲濾液中的懸浮物水中懸浮物含量是衡量水污染程度的指標(biāo)之一。通過(guò)研究表明，用 CWO 法，在催化劑硝酸鈷為 0.372g，金屬離子濃度 300 mg/L，反應(yīng)溫度為 180℃，氧分壓為 3.5 MPa，進(jìn)水 pH 值為原

3 滲濾液的深度處理—生物處理

生物處理工藝技術(shù)在使用過(guò)程中具有處理效率高、不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)污泥造成二次污染及處理費(fèi)用較低的優(yōu)點(diǎn)。生物處理法的具體技術(shù)工藝形式大體上包括好氧處理法、厭氧處理法及二者相結(jié)合等方法。另外，厭氧工藝處理時(shí)在反應(yīng)過(guò)程中無(wú)需能耗，可大大節(jié)約反應(yīng)器的占地面積及動(dòng)力消耗。

3.1 好氧處理法

好氧法處理垃圾滲濾液，即指好氧微生物在適宜的富氧條件下，以垃圾滲濾液中的有機(jī)組分為原料，所進(jìn)行的旺盛的新陳代謝作用，使?jié)B濾液中的污染物質(zhì)含量明星降低的一種生物處理法。好氧處理法主要包括活性污泥法、曝氣氧化塘、生物膜法等工藝。這種處理方法能夠有效降低垃圾滲濾液中的氨氮、COD 以及 BOD 的含量，還可去除滲濾液中的鐵、錳等金屬，同時(shí)也可以有效地消減滲濾液的色度和濁度等。

3.1.1 活性污泥法

許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥能去除滲濾液中99% BOD5，80%以上的有機(jī)碳能被活性污泥去除，即使進(jìn)水中有機(jī)碳高達(dá) 1000 mg/L，污泥生物相也能很快適應(yīng)并起降解作用。采用 SBR 漸減曝氣工藝處理模擬城市生活垃圾填埋場(chǎng)新鮮滲濾液，研究結(jié)果表明：新鮮滲濾液經(jīng) 24 h 曝氣處理后，出水 COD 濃度約為 500 mg/L，BOD5/COD 降為0.114mg/L 左右;出水 COD 濃度與容積負(fù)荷無(wú)明顯相關(guān)性;COD 去除率與容積負(fù)荷呈正比，并在容積負(fù)荷為 510 kg COD/m3·d 時(shí)達(dá)到最高，約 95%;去除的有機(jī)碳?xì)庀噢D(zhuǎn)化率與容積負(fù)荷呈正比，在容積負(fù)荷為 510 kg COD/m3·d 時(shí)，有機(jī)碳?xì)庀噢D(zhuǎn)化率接近100%;該系統(tǒng)最高容積負(fù)荷為 510 kg COD/m3·d，相應(yīng)的污泥濃度（以混合液懸浮性揮發(fā)固體（MLVSS）計(jì)）為 7112 g/L。

3.1.2 曝氣氧化塘法

曝氣氧化塘處理垃圾滲濾液活性污泥法相比，曝氣氧化塘體積大、有機(jī)負(fù)荷低、降解速度慢，但由于其 T 程簡(jiǎn)單，在土地價(jià)格不高的地方比較合適。國(guó)外一些小試和中試規(guī)模的研究表明，采用曝氣氧化塘能夠獲得較好的垃圾滲濾液處理效果。

3.1.3 好氧生物膜法

好氧移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器法是好氧生物膜處理技術(shù)比較常用的一種技術(shù)之一。季民等[1]研究表明，好氧移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器對(duì)高鹽滲濾液中的氨氮有很好的去除效果。在原水 COD 為 1 567～3 865mg/L、BOD5為 31.3～59.6 mg/L、氨氮為 117.4～655.7mg/L、全鹽量為6 801～20 816mg/L、CL-為2 747.7～9 498 mg/L、MBBR 的水力停留時(shí)間為 10h的條件下，對(duì)氨氮的去除率為 78%～100%。

3.1.4 好氧穩(wěn)定塘

傳統(tǒng)的氧化塘是天然的或加以人工修整的池塘，污水在塘內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)，有機(jī)物通過(guò)水中的微生物的代謝活動(dòng)而降解，溶解氧則由塘內(nèi)生長(zhǎng)的藻類通過(guò)光合作用和水面復(fù)氧作用而提供，污水的凈化過(guò)程同天然水的自凈過(guò)程很相近。實(shí)際上，它是一種介于好氧塘和活性污泥之間的廢水處理法。姚駿，章非娟對(duì)好氧穩(wěn)定塘研究中發(fā)現(xiàn)[2]：

（1）在試驗(yàn)條件相同時(shí)，用連續(xù)進(jìn)水推流式好氧塘和間歇進(jìn)水好氧塘進(jìn)行試驗(yàn)可以得到一致的結(jié)果。因此，這兩種型式的好氧塘模型裝置均可用作為好氧穩(wěn)定塘的試驗(yàn)研究。

（2）室內(nèi)外塘光照條件組成不同，是造成或室外塘出水 COD、BOD、SS 略高于室內(nèi)塘、出水溶解性 COD 和 BOD，略低于室水溫、光照強(qiáng)度的互相關(guān)系內(nèi)塘的主要原因。

（3）室外塘受環(huán)境條件影響較大，這對(duì)好氧塘處理結(jié)果有一定影響。在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)盡量選擇光譜與口光接近的燈作為光源，以使藻類的生長(zhǎng)繁殖與室外相同，光照時(shí)間和溫度變化也應(yīng)盡量能模擬室外條件。

3.2 厭氧處理法

厭氧處理法利用厭氧微生物在缺氧條件下的新陳代謝作用，對(duì)垃圾滲濾液中的有機(jī)污染物有很好的降解功效。厭氧生物處理法與好氧技術(shù)相比，其能耗少、產(chǎn)泥量少、操作簡(jiǎn)單、投資及運(yùn)行費(fèi)用低，適合于處理可生化性差、有機(jī)物濃度高的垃圾滲濾液，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液的處理領(lǐng)域中。厭氧工藝也分為懸浮態(tài)及固著態(tài)工藝，主要有常規(guī)厭氧消化、厭氧序批式反應(yīng)器（ASBR）、上流式厭氧污泥床工藝（UASB）、復(fù)合厭氧反應(yīng)器（UBF）、厭氧生物滴濾及流化床反應(yīng)器等。

3.3 厭氧-好氧結(jié)合法

單獨(dú)用厭氧法或好氧法處理垃圾滲濾液很難達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要進(jìn)一步好氧處理，現(xiàn)在已經(jīng)有很多學(xué)者將這兩者結(jié)合起來(lái)，也就是厭氧-好氧相結(jié)合的處理方法，效率高且經(jīng)濟(jì)適用。金永祥等[3]采用復(fù)合式 A/O 工藝處理處理晚期滲濾液，當(dāng) NH4+-N 容積負(fù)荷小于0.32 kg·m-3·d-1時(shí)，NH4+-N 去除率超過(guò) 99%，出水NH4+-N 的質(zhì)量濃度小于 20 mg·L-1，達(dá)到了生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)。

4? 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在垃圾主要是以填埋處理為主，垃圾在填埋過(guò)程中由于其本身水分、雨雪滲透等產(chǎn)生大量的滲濾液，形成二次污染，無(wú)法達(dá)到根除垃圾的效果，因此應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理、高效的處理。

（1）從源頭提高垃圾滲濾液的可生化能力。利用物化技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，再用低成本、易操作、處理效果較好的生物法進(jìn)行深度處理。

（2）提高生活垃圾的分類管理，使?jié)B濾液的成分簡(jiǎn)單化，便于深度處理，提高處理的效率。此外，還可以添加防滲等措施，以保證水量的穩(wěn)定性。

（3）利用多種技術(shù)聯(lián)合處理，通常利用物化預(yù)處理等方法來(lái)提高滲濾液的可生物性，再結(jié)合生物法進(jìn)行處理，使處理效果達(dá)到最好。

（4）因地制宜的選擇合適的處理垃圾的地方，在垃圾填埋附近建立沼氣收集，處理滲濾液中的填埋氣，從而具有經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]季民，王苗苗，等.AF—MBBR 技術(shù)處理高鹽垃圾滲濾液的試驗(yàn)研究[J].中國(guó)給水排水，2006，22（21）：93-98.

[2]姚駿，章非娟.好氧穩(wěn)定塘研究的模擬試驗(yàn)方法[J].污染防治技術(shù)，1992，5（1）：5-8.

[3]金永祥，陶麗娟，周展浩，倪淑君.復(fù)合式缺氧一好氧法處理晚期垃圾滲濾液研究[J].水處理技術(shù)，2010，2（36）：98-104.