生活垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處置技術(shù)

摘 要：近年來(lái)，隨著生活垃圾處置技術(shù)的不斷發(fā)展，垃圾焚燒廠在生活垃圾處理方面日益扮演著重要角色，在環(huán)境保護(hù)方面發(fā)揮著十分重要的作用。在生活垃圾焚燒廠處理垃圾的過(guò)程中，垃圾滲濾液的處理是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。垃圾滲濾液的妥善處置，對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源回收等方面會(huì)產(chǎn)生很好的示范效應(yīng)。本文針對(duì)城市生活垃圾滲濾液的特點(diǎn)，介紹了當(dāng)前焚燒廠垃圾滲濾液的處置技術(shù)，對(duì)當(dāng)前各種處置技術(shù)的應(yīng)用效果及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析，為焚燒廠垃圾滲濾液的處理處置提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：生活垃圾焚燒廠；垃圾滲濾液；處置技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.007

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)總量的不斷提升，城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，我國(guó)的生活垃圾產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，生活垃圾的處置技術(shù)也在日益成熟。由環(huán)境部發(fā)布的《2018年全國(guó)大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報(bào)》中可以看出，202個(gè)大、中城市生活垃圾產(chǎn)生量20194.4萬(wàn)噸，處置量20084.3萬(wàn)噸，處置率達(dá)99.5%。各省（區(qū)、市）發(fā)布的大、中城市生活垃圾產(chǎn)生情況見(jiàn)下圖：

城市生活垃圾產(chǎn)生量最大的是北京市，產(chǎn)水量為901.8萬(wàn)噸，其次是上海、廣州、深圳和成都。前10位城市產(chǎn)生的城市生活垃圾總量為5685.8萬(wàn)噸，占全部信息發(fā)布城市產(chǎn)生總量的28.2%。

近年來(lái)，我國(guó)垃圾圍城問(wèn)題日漸突出，垃圾焚燒處理設(shè)施建設(shè)成為生態(tài)文明建設(shè)順利推進(jìn)的重點(diǎn)之一。2016年11月住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)土資源部和環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾焚燒處理工作的意見(jiàn)》，意見(jiàn)明確了“十三五”工作目標(biāo)：將垃圾焚燒處理設(shè)施建設(shè)作為維護(hù)公共安全、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、提高政府治理能力和加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的重點(diǎn)。到2017年底，建立符合我國(guó)國(guó)情的生活垃圾清潔焚燒標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系。到2020年底，全國(guó)設(shè)市城市垃圾焚燒處理能力占總處理能力50%以上，全部達(dá)到清潔焚燒標(biāo)準(zhǔn)。此目標(biāo)的提出基于我國(guó)垃圾圍城問(wèn)題的嚴(yán)重性，是落實(shí)中央關(guān)于生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措；對(duì)城市生活垃圾焚燒的建設(shè)指明了方向。

垃圾焚燒技術(shù)作為當(dāng)前垃圾處理的主要方式正在迅速發(fā)展。而隨著目前生活垃圾的不斷增加，對(duì)于生活垃圾的處理效率也有著越來(lái)越高的要求[1]。

垃圾焚燒廠的生活垃圾，在垃圾料倉(cāng)的貯存過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的垃圾滲濾液，垃圾滲濾液的處理是垃圾焚燒廠垃圾處置過(guò)程中十分重要的一環(huán)。垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、處理難度大的高濃度有機(jī)廢水，其中含有多種復(fù)雜成分，氨氮濃度高，有大量的難降解物質(zhì)、重金屬離子等。垃圾滲濾液若未能得到妥善處置，會(huì)對(duì)自然環(huán)境及人體健康造成極大的危害。為能夠使垃圾滲濾液得以更好處理，從而使垃圾滲濾液處理能夠得到更理想的效果，本文概括、總結(jié)了焚燒廠垃圾滲濾液的主要性質(zhì)，介紹了當(dāng)前焚燒廠滲濾液處理的幾種主要處理技術(shù)，對(duì)各種處置技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。為高效處理垃圾滲濾液提供一定的參考，為更好的處理生活垃圾提供更理想的技術(shù)支持，提升生活垃圾處理效率。下圖中為2011-2017年我國(guó)垃圾滲濾液產(chǎn)水量的數(shù)據(jù)表，仍保持逐年穩(wěn)步上升的趨勢(shì)。

1 生活垃圾焚燒廠滲濾液組成及其性質(zhì)

對(duì)于垃圾焚燒廠中的滲濾液而言，其來(lái)源主要是垃圾自身內(nèi)含水及在堆酵中所產(chǎn)生的相關(guān)水分。滲濾液的成分比較復(fù)雜，并且受各種不同種類因素的影響，主要有初始含水率、垃圾成分以及空氣濕度與貯藏溫度等。通過(guò)對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行質(zhì)譜分析，其結(jié)果表明，滲濾液中存在的有機(jī)物種類能夠有上百種，并且這些物質(zhì)中絕大部分都是腐殖類高分子碳水化合物，還有中等分子如灰黃霉酸類物質(zhì)[2]。通過(guò)對(duì)某廠垃圾滲濾液組成進(jìn)行分析，其具體成分如下表：

通常情況下，垃圾滲濾液的性質(zhì)主要表現(xiàn)為以下特點(diǎn)：（1）有機(jī)物濃度高。生活垃圾在焚燒廠的貯藏時(shí)間都在一周之內(nèi)，生活垃圾中存在的部分有機(jī)物僅僅經(jīng)過(guò)短時(shí)間厭氧發(fā)酵、水解及酸化，由于微生物的水解酸化作用導(dǎo)致脂肪酸形成，而這些脂肪酸未必能得到進(jìn)一步降解，在這種情況下所產(chǎn)生滲濾液內(nèi)部具有濃度較高的CODcr，濃度能夠達(dá)到40—80g/L；（2）有機(jī)物濃度、水量變化大。受季節(jié)、氣候等因素影響，垃圾滲濾液的水量在一年之內(nèi)變化較大，有機(jī)物濃度也隨之受到影響，其特點(diǎn)為在夏季時(shí)濃度相對(duì)比較低，而在冬季時(shí)濃度相對(duì)比較高；（3）可生化能力差。滲濾液內(nèi)部的BOD5與CODcr的比例為0.4—0.8之間，其中氨氮濃度大約為1—2g/L，并且隨著目前石化、食品以及制藥與印染等相關(guān)工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下，在垃圾滲濾液中的氨氮含量以及氮化合物含量均表現(xiàn)出一定上升趨勢(shì)[3]；（4）物質(zhì)種類豐富、成分復(fù)雜。垃圾滲濾液中有濃度較高的揮發(fā)性污染物，還有揮發(fā)性有機(jī)酸，而這些有機(jī)酸中的低碳醇及碳原子在7之內(nèi)，在有機(jī)碳質(zhì)量濃度中所占比例大約為50%，滲濾液酸堿度在5.0—6.5之間，其原因主要就是由于其中包含數(shù)量較大有機(jī)酸，其中的SS濃度能夠達(dá)到1—5g/L[4]。綜上所述，垃圾滲濾液的整體特點(diǎn)表現(xiàn)為污染物濃度高，水質(zhì)水量隨季節(jié)存在較大的變化，物質(zhì)成分復(fù)雜，處理難度大，表現(xiàn)為灰褐色或者黃褐色，并具有較強(qiáng)烈惡臭味。

2 垃圾滲濾液產(chǎn)生的危害

在生活垃圾焚燒廠進(jìn)行垃圾處理過(guò)程中，所產(chǎn)生的垃圾滲濾液，屬于有機(jī)物濃度及氨氮濃度均較高的一種廢水，若未能夠進(jìn)行適當(dāng)處理，不但會(huì)對(duì)地表水、地下水及周圍環(huán)境造成污染，對(duì)人的身體健康也會(huì)構(gòu)成較大威脅。在垃圾滲濾液的組成中，包含數(shù)量較多的碳水化合物以及硫、氮有機(jī)物，且溶解氧不足，使?jié)B濾液內(nèi)部環(huán)境形成厭氧環(huán)境，從而產(chǎn)生多種惡臭物質(zhì)如硫化氫、甲硫醇等，這些物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致人們有頭暈、惡心及尿血等相關(guān)癥狀產(chǎn)生，嚴(yán)重時(shí)危及生命，對(duì)人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。同時(shí)，垃圾滲濾液中還存在大量病毒及病原微生物，其內(nèi)部存在的有機(jī)物病毒、病菌及微生物繁殖。此外，在垃圾滲濾液中還有很多重金屬污染物及其它有毒有害物質(zhì)存在，通過(guò)生物富集等各種途徑被人體吸收之后，可能會(huì)導(dǎo)致急慢性中毒，導(dǎo)致畸形及癌癥發(fā)生，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致死亡，且重金屬在進(jìn)入水體之后，也就會(huì)對(duì)水環(huán)境造成污染。所以，垃圾滲濾液會(huì)產(chǎn)生十分嚴(yán)重的危害，在生活垃圾處理過(guò)程中，對(duì)于滲濾液進(jìn)行科學(xué)合理處理十分必要，使垃圾滲濾液所產(chǎn)生危害能夠得以減輕。

3 生活垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處置技術(shù)

隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，滲濾液處理技術(shù)的不斷發(fā)展，焚燒廠滲濾液處理的排放標(biāo)準(zhǔn)也逐漸提高。技術(shù)、排放標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提升，越來(lái)越多的處理技術(shù)被人們所重視，通過(guò)尋求科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理的技術(shù)組合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)滲濾液的適當(dāng)處理，其具體工藝流程如下圖：

當(dāng)前，焚燒廠垃圾滲濾液處理的主流工藝技術(shù)，已經(jīng)從早期的單一處理工藝，如“預(yù)處理+厭氧+生化（MBR）”逐漸過(guò)渡到多種成熟工藝相結(jié)合，如“預(yù)處理+厭氧+生化（MBR）+兩級(jí)DTRO”，“預(yù)處理+厭氧+生化（MBR）+納濾（NF）+反滲透（RO）”，多種處理技術(shù)的組合應(yīng)用，為焚燒廠滲濾液的有效處理提供了更科學(xué)合理的選擇途徑。

以下為幾種工藝路線的經(jīng)濟(jì)性比較：

下面就滲濾液處理不同工藝環(huán)節(jié)的處置技術(shù)，做一定的概括和介紹。

3.1 垃圾滲濾液的物化法處置

滲濾液成分復(fù)雜，在垃圾滲濾液進(jìn)行生化處理前，需要進(jìn)行一定的預(yù)處理，通過(guò)預(yù)處理可以優(yōu)先去除滲濾液中的部分雜質(zhì)及大分子物質(zhì)。物化法在預(yù)處理以及深度處理中均有著十分廣泛的應(yīng)用，這種方法的應(yīng)用能夠避免水質(zhì)及水量所產(chǎn)生影響，特別是對(duì)于BOD5與CODcr的比例在0.2之內(nèi)，且可利用生物處理方法比較困難的一些滲濾液，利用物化法進(jìn)行處理能夠取得十分理想的效果，并且在實(shí)際處理過(guò)程中出水性質(zhì)比較穩(wěn)定。然而，這種處理方法的缺點(diǎn)就是需要耗費(fèi)較高的成本，所產(chǎn)生投資及運(yùn)行費(fèi)用相比于生物法處理明顯比較高。焚燒廠滲濾液水質(zhì)成分復(fù)雜，污染物濃度高，排放標(biāo)準(zhǔn)要求高，在實(shí)際處理過(guò)程中，物化法已得到比較廣泛的應(yīng)用。在垃圾滲濾液的深度處理過(guò)程中，比較常用的物化法主要包括吸附法、混凝-沉淀法、氣浮、蒸發(fā)以及膜處理法與光催化氧化法，通常都是將其與厭氧生化處理方法相結(jié)合進(jìn)行應(yīng)用，可得到理想的處理效果。其中，最主要的物化處理方式，如混凝-沉淀法及膜處理法，由于其產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，運(yùn)維操作方便，自動(dòng)化程度高，當(dāng)前已成為垃圾滲濾液處理的主要處理方式。

3.2 垃圾滲濾液的生物法處理

在生物法的滲濾液處理中，其主要包括好氧生物法、厭氧生物法以及好氧與厭氧結(jié)合生物法。其中，對(duì)于好氧生物法而言，其能夠使?jié)B濾液中的COD濃度、BOD5濃度以及NH3-N濃度，并且還能夠?qū)㈣F及錳等相關(guān)金屬污染物去除，然而，在利用這種方法進(jìn)行垃圾滲濾液的處理中，應(yīng)當(dāng)使氧氣供需得以得到滿足，該方法的實(shí)質(zhì)就是通過(guò)電能消耗使廢水水質(zhì)能夠得以較好改善，因而需要耗費(fèi)一定的能源。另外，在利用好氧生物法進(jìn)行處理中會(huì)有較大污泥量產(chǎn)生，污泥處置及處理需要較高費(fèi)用，并且對(duì)于無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素具有較好要求。而對(duì)于厭氧生物法處理而言，其所產(chǎn)生的能耗比較少，操作相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單，污泥產(chǎn)率相對(duì)比較低，因而其投資及運(yùn)行費(fèi)用也就相對(duì)比較低，并且在實(shí)際應(yīng)用中所產(chǎn)生污泥量相對(duì)比較少，對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需求相對(duì)也比較少，同時(shí)厭氧菌在降解有機(jī)物方面具備較強(qiáng)能力，因而該方法的應(yīng)用相對(duì)更廣泛。焚燒廠滲濾液在進(jìn)行生化處理前，通過(guò)厭氧處理的方式，可以大幅降低水中的COD，BOD等，降低滲濾液整體水質(zhì)負(fù)荷，為后續(xù)更好的進(jìn)行生化處理打下良好基礎(chǔ)。好氧與厭氧結(jié)合生物法就是對(duì)好氧生物法與厭氧生物法進(jìn)行綜合利用，利用這種方法需要依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇，能夠取得比較理想的處理效果。

3.3 垃圾滲濾液的活性污泥法處理

在垃圾滲濾液的處理過(guò)程中，活性污泥法也是十分常見(jiàn)的一種方法，這種方法主要就是以活性污泥為主體對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理。就系統(tǒng)組成方面而言，在利用活性污泥法進(jìn)行垃圾滲濾液處理過(guò)程中，其系統(tǒng)主要包括四個(gè)部分，分別為曝氣池、沉淀池以及污泥回流系統(tǒng)及污泥排出脫水系統(tǒng)。在實(shí)際操作過(guò)程中，首先應(yīng)當(dāng)使需處理滲濾液及回流活性污泥之間能夠?qū)崿F(xiàn)充分混合，對(duì)于混合之后流體，將其向曝氣池中投入。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)外部空氣壓縮機(jī)將壓縮空氣向曝氣池的底部通入，使氣體能夠由下及上不斷擴(kuò)散，在不斷擴(kuò)散過(guò)程中，混合污水將大量氧氣溶解，此時(shí)活性污泥及滲濾液中相關(guān)化學(xué)成分能夠?qū)崿F(xiàn)充分反應(yīng)。在實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中，可有效去除滲濾液中存在的有機(jī)污染物，而后在沉淀池中實(shí)現(xiàn)分離，對(duì)于澄清上部污水，由出水口將其排出，而對(duì)于下部沉淀物，大多數(shù)均向曝氣池內(nèi)回流，重新進(jìn)行處理，而對(duì)于少量增殖微生物，則以剩余污泥方式將其排出，從而將滲濾液處理得以完成。

此外，對(duì)于一些中小型生活垃圾焚燒廠而言，所產(chǎn)生滲濾液相對(duì)而言數(shù)量比較少，可利用濃縮法進(jìn)行處理，也就是將滲濾液進(jìn)行濃縮，在此基礎(chǔ)上將濃縮液回噴至焚燒爐內(nèi)實(shí)行焚燒處理，從而使?jié)B濾液處理得以完成。

4 目前垃圾滲濾液處理中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題

就目前我國(guó)實(shí)際情況而言，由于生活垃圾的分類仍未實(shí)現(xiàn)，垃圾滲濾液成分比較復(fù)雜，污染物物質(zhì)濃度較高，在垃圾滲濾液的處理方面仍舊存在一定問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

第一，常規(guī)滲濾液處理方式效果不理想。這一問(wèn)題出現(xiàn)的原因主要包括以下一點(diǎn)：其一，抗沖擊負(fù)荷能力比較差。在生物處理污水過(guò)程中，通常情況下要求污水水量及水質(zhì)比較穩(wěn)定，然而在實(shí)際處理過(guò)程中，由于降水較多的情況下，調(diào)節(jié)池內(nèi)容量可能存在不足情況，而這種情況的存在必然會(huì)沖擊生物處理系統(tǒng)負(fù)荷，對(duì)處理效果產(chǎn)生不良影響；而在降水匱乏情況下，滲濾液量比較少，但氨氮等相關(guān)污染物濃度比較高，對(duì)于微生物生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生一定抑制作用。其二，處理工藝重啟比較困難。在進(jìn)入冬季之后，滲濾液量會(huì)比較少，單元反應(yīng)器再次啟動(dòng)也就比較困難。其三，工藝適應(yīng)性比較差。隨著垃圾填埋時(shí)間不斷延長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)元素失調(diào)會(huì)比較嚴(yán)重，滲濾液中的碳氮比會(huì)有所降低，并且可生化性有所降低。其四，脫鹽率比較低。由于目前的生活垃圾中有大量餐廚垃圾存在，導(dǎo)致滲濾液中鹽含量比較高，然而在實(shí)際處理中脫鹽相對(duì)比較困難。其五，脫色比較困難。在垃圾滲濾液中會(huì)有較多難降解發(fā)色物質(zhì)存在，而在后期尾水處理過(guò)程中，脫色效果十分不理想。

第二，水質(zhì)指標(biāo)處理很難達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)。由于在垃圾滲濾液中有多種不同物質(zhì)存在，其成分比較復(fù)雜，可生化性相對(duì)比較差，水質(zhì)及水量波動(dòng)性比較大，因而利用常規(guī)工藝進(jìn)行處理很難達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)，而利用比較先進(jìn)的膜技術(shù)進(jìn)行處理，往往需要加大的資金投入，耗費(fèi)的成本比較高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，投資效率比較低，浪費(fèi)比較嚴(yán)重。產(chǎn)生的膜濃縮液也是當(dāng)前滲濾液處理行業(yè)中的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題。氨氮濃度較高問(wèn)題比較突出，氨氮濃度較高屬于滲濾液十分重要的一個(gè)特點(diǎn)，依據(jù)垃圾成分不同及處理方式不同，滲濾液中的氨氮濃度也存在一定差異，這對(duì)于垃圾滲濾液的處理會(huì)造成嚴(yán)重不良影響，導(dǎo)致其無(wú)法達(dá)到比較理想的處理標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

在生活垃圾焚燒廠實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，為能夠使生活垃圾處理得到更加理想的效果，應(yīng)當(dāng)注意有效開(kāi)展各個(gè)方面工作，而垃圾滲濾液處理就是比較重要的任務(wù)及內(nèi)容。因而應(yīng)當(dāng)對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行有效處理，在垃圾滲濾液實(shí)際處理中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)在充分認(rèn)識(shí)垃圾滲濾液基礎(chǔ)上，選擇有效技術(shù)及方法對(duì)滲濾液進(jìn)行合理處置。全面認(rèn)識(shí)、了解滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)、處理技術(shù)難點(diǎn)，通過(guò)多種科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的方式，從而使垃圾滲濾液處置能夠得到理想效果，更好滿足實(shí)際需求，為更好進(jìn)行生活垃圾處理奠定較好基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：王肖杭（1975-），男，浙江杭州人，碩士，工程師和高級(jí)經(jīng)濟(jì)師，研究方向：環(huán)保新能源。