廣東省生活垃圾滲濾液處理研究與實(shí)踐的發(fā)展綜述

周昭陽，吳惠鵬，伍琳瑛

（1.廣東省環(huán)境保護(hù)工程研究設(shè)計(jì)院有限公司，廣州 510030；2.廣東省環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會(huì)，廣州 510599）

20世紀(jì)80年代末，廣東省生活垃圾的無害化處理一直走在我國前列， 陸續(xù)建設(shè)了一系列生活垃圾處理設(shè)施，包括廣州市最早建設(shè)的幾個(gè)生活垃圾填埋場[1]和清遠(yuǎn)市、深圳市[2]、江門市等地的生活垃圾填埋場，以及深圳市、珠海市、佛山市、廣州市等地的生活垃圾焚燒發(fā)電廠等。垃圾滲濾液的處理是垃圾無害化處理設(shè)施環(huán)境污染防治的重要組成部分，在我國還沒有出臺(tái)有關(guān)生活垃圾滲濾液的污染控制標(biāo)準(zhǔn)和工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范前，廣東省就開始了積極研究和實(shí)踐探索?；仡櫲陙韽V東省生活垃圾滲濾液處理的研究與實(shí)踐歷程，總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，分析和預(yù)判未來垃圾滲濾液處理的發(fā)展方向，可為提高我國的生活垃圾無害化處理和環(huán)境保護(hù)水平提供更有價(jià)值的參考。

1 廣東省生活垃圾滲濾液處理的研究與應(yīng)用實(shí)踐的發(fā)展

綜合近30年來廣東省生活垃圾滲濾液處理的研究與應(yīng)用實(shí)踐，大致可分為四個(gè)發(fā)展階段。

1.1 起步摸索階段（1992年前）

由于廣東降雨量豐富，生活垃圾填埋場的垃圾滲濾液產(chǎn)生量較大，對(duì)周邊地區(qū)易造成明顯污染，因此，對(duì)比國內(nèi)其他地區(qū)，廣東省是最早開始重視垃圾滲濾液處理的省份。由于起步初期缺乏對(duì)垃圾滲濾液產(chǎn)量和水質(zhì)特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，更缺乏扎實(shí)的研究和探索基礎(chǔ)，該階段的應(yīng)用實(shí)踐基本上是一個(gè)被現(xiàn)實(shí)污染倒逼的技術(shù)應(yīng)用嘗試過程。1986年，廣州市老虎窿垃圾填埋場建成的滲濾液處理站采用單溝式氧化溝工藝，1990年廣州市大田山填埋場建成的滲濾液處理系統(tǒng)采用UBF+二級(jí)接觸氧化+氧化塘工藝。由于缺乏系統(tǒng)的水質(zhì)資料、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)等，該階段的實(shí)踐應(yīng)用不能達(dá)到預(yù)期效果，處理能力不足，處理效果與當(dāng)時(shí)的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)差距較大。1992年廣州市李坑垃圾填埋場建成，采用厭氧濾池+雙溝式氧化溝+氧化塘工藝，由于吸收了前兩個(gè)項(xiàng)目的教訓(xùn)，工藝參數(shù)選擇較為合理，運(yùn)行效果良好，而當(dāng)時(shí)國家沒有專門針對(duì)垃圾滲濾液的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此該項(xiàng)目的排放標(biāo)準(zhǔn)主要對(duì)照相應(yīng)的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，但出水的COD和色度指標(biāo)距當(dāng)時(shí)的排放標(biāo)準(zhǔn)存在差距。

廣州市環(huán)境衛(wèi)生研究所從1990年就開始對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行系統(tǒng)性研究，包括長時(shí)間的水質(zhì)水量調(diào)研跟蹤[4～6]，從厭氧技術(shù)開始，針對(duì)各種反應(yīng)器形式包括UASB、UBF、厭氧生物濾池等進(jìn)行了應(yīng)用探索。

1.2 常規(guī)物化和生化處理技術(shù)為主體的探索階段（1992～2002年）

20世紀(jì)90年代初，隨著廣州市幾個(gè)填埋場滲濾液處理設(shè)施的運(yùn)營和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，以及以有關(guān)部門開展的一系列研究工作，對(duì)滲濾液的產(chǎn)生和水質(zhì)特點(diǎn)有了較為深入的了解，認(rèn)識(shí)到填埋場滲濾液主要是一種有機(jī)物和氨氮濃度高、水質(zhì)復(fù)雜且變化較大的高濃度廢水，并發(fā)現(xiàn)了填埋場滲濾液的逐步老齡化現(xiàn)象和特點(diǎn)。對(duì)照當(dāng)時(shí)的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，以及后來國家發(fā)布的《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889—1997），以主要特征污染物COD和NH3-N為去除目標(biāo)，針對(duì)各種處理工藝技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的小試、中試，包括物化的混凝技術(shù)、氨吹脫（氣提）技術(shù)，生化的厭氧和好氧技術(shù)、化學(xué)氧化技術(shù)等，摸索出一系列應(yīng)用方案和技術(shù)參數(shù)，并在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中逐步開展應(yīng)用，形成了以氨吹脫和生化結(jié)合為主的常規(guī)水處理工藝組合應(yīng)用，生化技術(shù)采用厭好氧組合脫氮的SBR工藝。較為典型的案例有廣州市大田山填埋場滲濾液處理改造工程（1997年）、江門市大推車山填埋場滲濾液處理廠（1998年）等[7]，對(duì)當(dāng)時(shí)垃圾填埋場的水污染控制起到了較好的效果。但由于滲濾液有機(jī)物濃度高，即使經(jīng)過很好的生化處理后仍然殘留有較多的難降解COD，該工藝針對(duì)早期可生化性較好的滲濾液處理可以達(dá)到當(dāng)時(shí)滿足地表四類水體排放的滲濾液二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但無法進(jìn)一步提高。隨著填埋場的老齡化，出水COD值逐漸升高，常規(guī)生化處理工藝已無法滿足二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，只能按照三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)排往市政污水處理廠。如需獲得更好的處理出水效果則必須進(jìn)行深度處理，因此，有關(guān)單位于1995年開始采用反滲透膜技術(shù)進(jìn)行滲濾液處理應(yīng)用小試，并取得了較好的成果。

1.3 深度處理技術(shù)廣泛探索和應(yīng)用階段（2002～2011年）

2002年，隨著廣州市興豐垃圾衛(wèi)生填埋場的高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和污水排放的高標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)過多方論證，采用UASB+SBR+CMF+RO組合工藝處理滲濾液達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，是我國第一個(gè)運(yùn)用反滲透膜技術(shù)處理填埋場滲濾液的生產(chǎn)性應(yīng)用；2006年，佛山市高明苗村衛(wèi)生填埋場采用MBR+NF工藝的處理廠建成，出水滿足《廣東省水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）第二時(shí)段中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，是廣東省第一個(gè)滲濾液處理MBR工藝運(yùn)用案例；2008年，廣州市李坑垃圾焚燒發(fā)電廠采用UASB+MBR+DTRO工藝建成的滲濾液處理設(shè)施（兼顧填埋場封場后的滲濾液等），亦是國內(nèi)第一個(gè)采用膜深度處理技術(shù)的垃圾焚燒廠滲濾液處理案例；2009年，潮州市錫崗填埋場采用MVC+銨回收工藝處理滲濾液，是國內(nèi)第一個(gè)采用機(jī)械蒸發(fā)技術(shù)為主體工藝的應(yīng)用案例[8～10]。

隨著《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889—2008）的出臺(tái)，更加嚴(yán)格的填埋場污水排放標(biāo)準(zhǔn)倒逼各地加快了滲濾液處理技術(shù)研究和設(shè)施建設(shè)的步伐。廣東省多個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了各種水處理高級(jí)技術(shù)應(yīng)用嘗試，如深圳市下坪填埋場針對(duì)氨氮進(jìn)一步探索高效地吹脫工藝，江門市大推車山填埋場采用Feton氧化工藝為主處理生化系統(tǒng)后的出水，為國內(nèi)滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展和成熟，做了有益的探索。廣東省在這一階段的垃圾滲濾液處理經(jīng)驗(yàn)積累處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，但由于滲濾液水質(zhì)的復(fù)雜性和處理難度，相關(guān)工藝運(yùn)用和設(shè)施建設(shè)在實(shí)際生產(chǎn)中還存在著各種不完善的情況。

1.4 工藝全面完善階段（2011年～至今）

2011年，《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889—2008）開始全面實(shí)施，多個(gè)垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目開始建設(shè)，廣東省各市縣新建或改造各類滲濾液處理項(xiàng)目超過30個(gè)以上，基本以下列兩類工藝為主：

一是生化+膜深度處理工藝，生化段主要采用兩段A/O的MBR工藝，一方面盡可能降解去除有機(jī)物，同時(shí)通過硝化反硝化脫氮，高效經(jīng)濟(jì)的去除絕大部分污染指標(biāo)，再通過RO和NF膜系統(tǒng)過濾，保證出水達(dá)標(biāo)排放，垃圾焚燒發(fā)電廠的滲濾液處理在前端還增加厭氧處理單元。該組合工藝模式經(jīng)過多年摸索，目前相應(yīng)流程與運(yùn)行參數(shù)已基本成熟，運(yùn)行可靠，出水能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，已成為當(dāng)前廣東省生活垃圾填埋場和焚燒廠滲濾液處理的主流應(yīng)用工藝。但由于膜深度處理有25%～30%的濃縮液富集了較高濃度的難降解COD和鹽分，目前尚缺乏成熟穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的處理技術(shù)，只能回灌填埋場、回噴焚燒爐或外運(yùn)市政污水處理廠。同時(shí)，隨著填埋場的逐漸老齡化，滲濾液碳氮比和可生化性降低，生化系統(tǒng)需投加越來越多的碳源來脫氮，膜處理系統(tǒng)的運(yùn)行壽命也受到影響，處理成本不斷升高[11]。

二是MVC（MVR）機(jī)械蒸發(fā)+氨離子交換吸附工藝為主的物化技術(shù)，也有超過十個(gè)以上的填埋場應(yīng)用，如江門、梅州、清遠(yuǎn)市等地，滲濾液處理能夠達(dá)標(biāo)排放，但由于蒸發(fā)器易于結(jié)垢，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性不高，蒸發(fā)殘留濃液和離子交換再生液出路困難[12]。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，部分項(xiàng)目開始重新建設(shè)生化+膜深度處理工藝設(shè)施，如江門旗桿石填埋場等。

通過廣東省各企事業(yè)單位和專業(yè)技術(shù)人員多年的努力，其他的應(yīng)用技術(shù)在滲濾液處理領(lǐng)域也在不斷嘗試和積累經(jīng)驗(yàn)，如Feton氧化和電化學(xué)氧化、短程硝化反硝化和厭氧氨氧化的生化技術(shù)、滲濾液回灌填埋場或回噴焚燒爐等，其適用性、經(jīng)濟(jì)性逐漸得到客觀驗(yàn)證和展示，一些物化技術(shù)如絮凝沉淀、氨吹脫等因其局限性在實(shí)踐中逐漸被棄用。

2 廣東省滲濾液處理行業(yè)發(fā)展形成的共識(shí)

（1）根據(jù)滲濾液的水質(zhì)特征和當(dāng)前的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，沒有單一的應(yīng)用技術(shù)能夠滿足其處理需求，必須根據(jù)具體項(xiàng)目水質(zhì)特點(diǎn)和處理要求采用專門設(shè)計(jì)的工藝組合處理系統(tǒng)。

（2）生化技術(shù)作為主體工藝運(yùn)用是滲濾液處理系統(tǒng)最為經(jīng)濟(jì)且有效的配置，其應(yīng)用需根據(jù)具體項(xiàng)目要求選擇經(jīng)濟(jì)可靠的工藝流程、反應(yīng)器形式和運(yùn)行參數(shù)，最大效率地去除COD、TN等主要特征污染物，并結(jié)合相應(yīng)配套的組合工藝技術(shù)合理控制生化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和處理效率。

（3）關(guān)于生化處理后續(xù)保障達(dá)標(biāo)排放的各種深度處理技術(shù)應(yīng)用雖然進(jìn)行了大量的嘗試，但仍處于探索和完善階段，其長期運(yùn)行的可靠性、成熟性仍需進(jìn)一步落實(shí)。至今為止，尚未形成能達(dá)成行業(yè)共識(shí)的最優(yōu)工藝技術(shù)與裝備，滲濾液處理系統(tǒng)全面滿足環(huán)保排放要求及經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)化仍有待進(jìn)一步完善。如膜深度處理后的濃縮液處理仍然缺乏能夠長期有效穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)與裝備，非膜工藝中化學(xué)氧化技術(shù)在氧化工藝的選擇、運(yùn)行流程及參數(shù)、與生化工藝的協(xié)同配合等方面仍有待優(yōu)化，蒸發(fā)工藝相關(guān)技術(shù)與裝備的完善以及在處理流程組合上的合理運(yùn)用等需要進(jìn)一步落實(shí)等。

3 結(jié)語

目前我國城鄉(xiāng)生活垃圾無害化處理水平進(jìn)一步提高，但存量填埋垃圾仍有大量的垃圾滲濾液需要妥善處理，相當(dāng)數(shù)量的滲濾液處理設(shè)施需要新建或改造。經(jīng)過三十多年的實(shí)踐研究，滲濾液處理主體工藝技術(shù)路線已基本形成行業(yè)共識(shí)，未來值得關(guān)注和需要完善的幾個(gè)主要問題有：

（1）針對(duì)現(xiàn)行的排放標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前的各類工藝應(yīng)用技術(shù)仍可以進(jìn)一步完善和發(fā)展，問題主要聚焦在滲濾液生化處理后的全方位深度處理方案如何擇優(yōu)選擇、結(jié)合新的生物技術(shù)繼續(xù)強(qiáng)化生化處理單元效果與效率等方面。

（2）隨著相當(dāng)一批衛(wèi)生填埋場達(dá)到較長的使用年限或已經(jīng)封場，該滲濾液水質(zhì)日趨老齡化，其特點(diǎn)與前中期水質(zhì)差異較大，可生化性極差，而氨氮濃度仍然維持在較高的狀態(tài)，使得原本有效的生化處理設(shè)施運(yùn)行難度加大，成本不斷提高，系統(tǒng)運(yùn)行未來難以長期持續(xù)。因此，根據(jù)老齡化滲濾液的特點(diǎn)，需要繼續(xù)優(yōu)化和開發(fā)新的技術(shù)，不依托生化處理的物化處理技術(shù)或許重新成為重點(diǎn)。

（3）隨著未來垃圾無害化處理的精細(xì)化管理水平加強(qiáng)、垃圾分類的進(jìn)一步推行、存量垃圾的處理和環(huán)境整治等，垃圾處理各流通和處置環(huán)節(jié)與時(shí)段中滲濾液會(huì)呈現(xiàn)不同的水質(zhì)差異，針對(duì)各類垃圾處理處置設(shè)施的具體污染控制要求，對(duì)應(yīng)的滲濾液處理技術(shù)和裝備有待于繼續(xù)優(yōu)化和開發(fā)。

（4）滲濾液處理標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)。關(guān)于滲濾液的排放標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)內(nèi)一直存在不同的聲音。我國當(dāng)前滲濾液處理排放標(biāo)準(zhǔn)是全世界最為嚴(yán)格的，尤其是垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)要求滲濾液必須在本填埋場內(nèi)處理達(dá)標(biāo)才可排放，導(dǎo)致滲濾液處理難度極大，且造成巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)投入，一些日處理生活垃圾幾十噸的垃圾填埋場仍需要同步配建滲濾液處理設(shè)施，單位投資大，運(yùn)行管理費(fèi)用極高，其經(jīng)濟(jì)代價(jià)是否合理值得商榷。目前，國外許多發(fā)達(dá)國家是根據(jù)污水排放去向合理設(shè)定對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，如可處理至一定標(biāo)準(zhǔn)則排入市政污水管網(wǎng)或者市政污水處理廠，因此，合理選擇滲濾液的排放去向、優(yōu)化對(duì)應(yīng)的排放限制指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，在保證環(huán)境安全的情況下根據(jù)具體項(xiàng)目污染控制要求選擇更為經(jīng)濟(jì)有效的滲濾液處理技術(shù)值得深入探討。

廣州市第四資源熱力電廠滲濾液處理廠兩段A/O-MBR生化反應(yīng)池

長沙固體廢棄物處理場生活垃圾滲濾液處理廠全貌