城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的生物處理工藝探究

王碧武

摘要：城市中的垃圾填埋場(chǎng)在進(jìn)行垃圾處理的過程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生滲濾液，是一種污染性較強(qiáng)、對(duì)環(huán)境影響較大、性質(zhì)較為復(fù)雜、處理難度大的一種高濃度化學(xué)污染物質(zhì)。因此，為進(jìn)一步控制滲濾液的污染程度及對(duì)環(huán)境的影響范圍，需要通過控制滲濾液在填埋場(chǎng)的處理流程，采用封場(chǎng)管理等方式，合理的處理滲濾液，將城市垃圾對(duì)環(huán)境的影響程度降到最低。

關(guān)鍵詞：好氧處理；厭氧處理；聯(lián)合處理

當(dāng)前階段，國內(nèi)城鎮(zhèn)中使用的滲濾液處理模式主要包括三種，即物化法、生物法以及土地處理法，不同的生產(chǎn)方式的適用對(duì)象存在差異，本文主要是對(duì)生物法的處理工藝及相應(yīng)的應(yīng)用范圍進(jìn)行簡(jiǎn)單的探析。

一、現(xiàn)階段滲濾液的使用特點(diǎn)及應(yīng)用問題

滲濾液的產(chǎn)生主要包括四種渠道：垃圾本身含有的水分、污染物質(zhì)生化產(chǎn)生的水分、地表及地下水反滲以及大氣降水。這些水分與垃圾產(chǎn)生分解、發(fā)酵等反應(yīng)，產(chǎn)生了滲濾液，對(duì)填埋場(chǎng)以及城市環(huán)境造成了不利影響。

1、滲濾液的常見使用特點(diǎn)

城市范圍內(nèi)的垃圾填埋場(chǎng)所使用的滲濾液通常具備以下幾種特點(diǎn)：首先，滲濾液的使用性質(zhì)較為復(fù)雜，產(chǎn)生的污染危害較大。一般的滲濾液中通常由金屬分子、有機(jī)化合物以及氨氮等物質(zhì)組成，組成的化學(xué)元素甚至能夠達(dá)到上百種，因此，實(shí)際的化學(xué)性質(zhì)較為復(fù)雜；其次，滲濾液中的COD、BOD的含量較高，其污染性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了城市污水；第三，滲濾液的實(shí)際有機(jī)污染物比重較大，包括生物降解難度較大的物質(zhì)，如萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物等；第四，氨氮的含量高于一般標(biāo)準(zhǔn)，且二者的比例失衡，生物處理技術(shù)的實(shí)際難度較高；第五，滲濾液的金屬離子在生物處理的過程中產(chǎn)生抑制作用，降低了垃圾滲濾液的處理效率；第六，水質(zhì)在不同的處理階段，實(shí)際的性質(zhì)也存在一定的差異。在填埋的初期階段（一般為五年），COD以及BOD在溶液中的比例較高，便于生化處理。初期階段過后，二者的實(shí)際濃度下降，可生化性不強(qiáng)，與之相對(duì)應(yīng)的，氨氮的比例上升。在不同的處理階段，滲濾液的化學(xué)物質(zhì)、金屬離子等物質(zhì)的比例不同，使得水質(zhì)變化的實(shí)際規(guī)律往往很難確定。與此同時(shí)，由于污染物質(zhì)的濃度過高、變化性較強(qiáng)等特點(diǎn)，也為處理工藝的選擇提升了難度。

2、滲濾液在實(shí)際應(yīng)用過程中面臨的具體問題

（1）氨氮的含量過高

滲濾液中的氨氮等物質(zhì)含量過高，既是滲濾液的特性，也是滲濾液生物處理的關(guān)鍵所在。氨氮含量過高的滲濾液與城市污水相比，污染性更強(qiáng)。同時(shí)，氨氮等物質(zhì)對(duì)生物處理中的生物活性有一定的抑制效果。據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示，在好氧環(huán)境下，溫度處于十五攝氏度，pH值為8，氮的總濃度如果超過200mg/L的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，滲濾液中的有約為百分之六的氨氮就會(huì)轉(zhuǎn)換形式，變?yōu)镹H3結(jié)構(gòu)，該種程度的氨氮形式不僅會(huì)降低微生物的氧化作用，氨氮實(shí)際濃度越高，產(chǎn)生的抑制性與之成正比增強(qiáng)，還會(huì)降低生物活性，增加生物處理的經(jīng)濟(jì)成本。因此，如果處理氨氮含量較高的滲濾液，首先應(yīng)采用氨吹脫工藝，然后應(yīng)用生物處理技術(shù)。

（2）滲入問題

城市填埋場(chǎng)會(huì)發(fā)生河流以及地下水滲入滲濾液的情況，增加了滲濾液的實(shí)際產(chǎn)量。通常情況下，造成滲入問題的主要原因是由于處理廠的防滲措施不完善，沒有及時(shí)排除水流，使得大量的河水、湖水等進(jìn)入處理廠。與此同時(shí)，填埋場(chǎng)如果沒有設(shè)置全面的封頂覆層也會(huì)導(dǎo)致雨水、雪水等進(jìn)入場(chǎng)內(nèi)，增加滲濾液的產(chǎn)量。

（3）滲濾液的工藝處理技術(shù)復(fù)雜，對(duì)水環(huán)境污染較為嚴(yán)重

通常情況下，濃度含量較高的滲濾處理液在經(jīng)由生物工藝處理后，也很難達(dá)到污水的排放標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，滲濾液的實(shí)際處理工藝復(fù)雜，需要投入較大的經(jīng)濟(jì)成本，工藝的設(shè)計(jì)要求較高，很多城市范圍的填埋場(chǎng)在進(jìn)行滲濾液處理的過程中，往往很難按照設(shè)計(jì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。與此同時(shí)，氨氮比例較高的滲濾液對(duì)周圍環(huán)境尤其是城市水循環(huán)系統(tǒng)的影響較大，滲濾液的積存會(huì)散發(fā)出氣味、滋生蚊蟲，不利于人們的正常生活。

二、滲濾液的主要生物處理技術(shù)

生物處理按照工藝流程及技術(shù)應(yīng)用的不同分為厭氧處理、好氧處理、聯(lián)合處理。在進(jìn)行厭氧處理的過程中，需要在裝置內(nèi)部將滲濾液分子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳等物質(zhì)，在這一階段會(huì)產(chǎn)生一些污泥。而早期的滲濾液由于含有大量的脂肪酸，容易被生物降解，需要采用好氧工藝進(jìn)行處理。無論是何種生物技術(shù)，為保證處理效率，降低沖擊產(chǎn)生的負(fù)荷，都需要嚴(yán)格按照技術(shù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工藝操作。

1、好氧生物處理模式

經(jīng)由好氧技術(shù)處理程序，可以降低滲濾液的氨氮及污染性較強(qiáng)的BOD、COD等物質(zhì)含量，還能及時(shí)去除一些金屬分子。具體的技術(shù)類型包括活性污泥法、曝氣氧化塘法、穩(wěn)定塘法、生物轉(zhuǎn)盤法、生物流化床法等。其中生物膜工藝以及活性污泥法在滲濾液處理領(lǐng)域應(yīng)用的范圍較廣。據(jù)國外相關(guān)的滲濾液處理實(shí)踐研究表明，活性污泥處理法相較于其他好氧生物工藝，具有運(yùn)行費(fèi)用較低、處理效果較好、技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。美國與德國等發(fā)展國家通過調(diào)整污泥的濃度，降低有機(jī)負(fù)荷，取得了較為顯著的治理效果。

2、厭氧生物處理模式

厭氧生物滲濾液處理工藝技術(shù)模式已經(jīng)擁有近百年的發(fā)展史，在能耗、去污等方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，且對(duì)生物元素的實(shí)際要求較低，技術(shù)應(yīng)用模式簡(jiǎn)單，對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的利用率較高。近20年來隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，不斷開發(fā)出新的厭氧處理工藝，克服了傳統(tǒng)工藝水力停留時(shí)間長、有機(jī)負(fù)荷低等特點(diǎn)，在理論和實(shí)踐上都有了很大進(jìn)步，特別是在處理高濃度（BOD 5000mg/L）有機(jī)廢水方面取得了良好的效果。目前，厭氧生物處理方法有：厭氧生物濾池、厭氧接觸池、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）等。但是，由于厭氧處理出水中的COD濃度和氨氮濃度仍比較高，溶解氧很低，所以在處理滲濾液方面，大多是作為后續(xù)處理的預(yù)處理。

3、厭氧、好氧的聯(lián)合處理模式

在用生物法處理垃圾滲濾液的實(shí)際應(yīng)用中，單純的厭氧處理或好氧處理幾乎沒有，基本都采用厭氧好氧組合工藝。與好氧法相比，厭氧生物處理占地面積小、能耗少、操作簡(jiǎn)單，因此投資及運(yùn)行費(fèi)用低廉；而且由于產(chǎn)生的剩余污泥量少，所需的營養(yǎng)物質(zhì)也少，其BOD5/P只需40001，適合垃圾滲濾液含磷少的特點(diǎn)；對(duì)許多在好氧條件下難于處理的高分子有機(jī)物在厭氧時(shí)可以被生物降解。但是，厭氧處理出水中的COD濃度和氨氮濃度仍比較高，出水基本達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，一般需要進(jìn)行后續(xù)的好氧處理。利用厭氧好氧組合工藝處理垃圾滲濾液經(jīng)濟(jì)合理且處理效率較高。Im等利用厭氧好氧反應(yīng)系統(tǒng)來處理年輕的滲濾液中有機(jī)物和含氮化合物，脫氮作用和甲烷生成均可在厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行，有機(jī)物去除和硝化作用在好氧反應(yīng)器中進(jìn)行，效果良好。

結(jié)語：

城市填埋場(chǎng)在進(jìn)行垃圾處理的過程中會(huì)產(chǎn)生一些性質(zhì)復(fù)雜、污染性較強(qiáng)的滲濾液，且地理區(qū)域、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水環(huán)境、氣象、垃圾成分等條件的差異，也對(duì)相應(yīng)的技術(shù)選擇、工藝設(shè)計(jì)等提出了更加多樣化的要求。通過對(duì)生物處理技術(shù)的厭氧、好氧以及聯(lián)合技術(shù)的工藝分析，可以對(duì)技術(shù)應(yīng)用的難點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，為滲濾液后續(xù)處理技術(shù)的深入研究夯實(shí)了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱勇，劉保成，杜昱等.成都市固體廢棄物衛(wèi)生處置場(chǎng)垃圾滲濾液處理工程設(shè)計(jì)[J].中國給水排水，2010，26（16）；

[2]鄭淑英，李萍，李求忠等.壽寧垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程實(shí)例[J].寧德師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，25（1）；

[3]王杰，馬溪平，鄭旭等.SBR法后續(xù)處理垃圾滲濾液的影響因素[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（4）.