餐廚垃圾滲濾液處理技術(shù)研究與展望

常紅晨　曾文超　龔習(xí)煒　李盼盼　李根燦

摘要：隨著餐廚垃圾不斷得到合理的處置，對(duì)餐廚垃圾滲瀝液也提出了較高的處理要求，如何對(duì)其進(jìn)行有效處理成為目前面臨的最大問題。本文綜述了餐廚垃圾滲濾液的處理方法，并比較了生物法、物化法、土地法等方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾;滲濾液;處理方法

中圖分類號(hào)：X799.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）09-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.062

Research and prospect of food waste leachate treatment technology

Chang Hongchen1，Zeng Wenchao2，Gong Xiwei2，Li Panpan3，Li Gencan3，4

（1.Nanjing City Construction Investment Holding （Group） Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210037，China;2.Nanjing Environment Group Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210046，China;3.School of Energy and Environment，Southeast University，Nanjing Jiangsu 210096，China;4.Xinmi City Environmental Protection Bureau，Zhengzhou Henan 452370，China）

Abstract：With the continued reasonable disposal of kitchen waste，it also puts forward higher treatment requirements for kitchen waste leachate，and how to effectively treat it has become the biggest problem currently facing.This article summarizes the treatment methods of kitchen waste leachate，and compares the advantages and disadvantages of biological method， physicochemical method，and land method.

Key words：Kitchen waste;Leachate;Treatment method

從城市產(chǎn)生的大多數(shù)城市固體廢物都放置在露天垃圾場(chǎng)或設(shè)計(jì)和操作不當(dāng)?shù)男l(wèi)生垃圾填埋場(chǎng)中，從而導(dǎo)致諸如滲濾液污染地下水等問題。餐廚垃圾是城市生活垃圾的主要組成部分（30%～55%），由于其易腐爛的性質(zhì)，通常更難處理。餐廚垃圾滲濾液是在處理餐廚垃圾過程中產(chǎn)生的一種稠密且發(fā)臭的有害液體，其中含有大量的有機(jī)物、硫酸鹽、氨氮、重金屬、氯化有機(jī)物和無機(jī)鹽等。滲濾液不僅成分復(fù)雜，而且污染負(fù)荷高。這些滲濾液的重污染物可能導(dǎo)致地下水和地表水污染，從而引發(fā)許多與人類健康相關(guān)的問題。

1 生物處理法

1.1 好氧生物處理

傳統(tǒng)的生物廢水處理工藝（例如活性污泥）可以去除大多數(shù)污染物，但是餐廚垃圾滲濾液中的某些養(yǎng)分，尤其是氮，去除率很低。此外，殘留的氮排放到河流中會(huì)導(dǎo)致富營養(yǎng)化。曝氣穩(wěn)定塘與活性污泥法相比，具有體積大、有機(jī)負(fù)荷低、周期長(zhǎng)、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是一種成本較低的垃圾滲濾液處理方法。

1.2 厭氧消化

厭氧消化是在無氧條件下進(jìn)行的，此過程的最終產(chǎn)品是沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）和消化液。在大多數(shù)情況下，由于消化介質(zhì)中的正向相互作用，使用共底物可以提高沼氣產(chǎn)量。將餐廚垃圾滲濾液與其他有機(jī)基質(zhì)（污泥、秸稈、動(dòng)物糞便等）共消化，具有改善工藝穩(wěn)定性、增加有機(jī)負(fù)荷率、提高厭氧消化的效率和沼氣產(chǎn)量等優(yōu)勢(shì)[1]。

1.3 微生物燃料電池

微生物燃料電池（MFC）是一種利用微生物作為催化劑，將嵌入基質(zhì)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。餐廚垃圾滲濾液富含揮發(fā)性脂肪酸（VFA），可以作為良好的有機(jī)原料，以驅(qū)動(dòng)MFC的發(fā)電[2]。電化學(xué)活性微生物參與該過程，以不溶性電極（陽極）作為電子受體催化有機(jī)化合物的氧化。與厭氧消化不同，MFC特別適用于處理VFA等低強(qiáng)度可溶性有機(jī)物，并且不易受到不利條件的影響。

1.4 膜生物反應(yīng)器

膜生物反應(yīng)器（MBR）為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的處理工藝，膜生物反應(yīng)器具有占地面積小，對(duì)微生物截留作用強(qiáng)，污泥濃度高等特點(diǎn)，造成其在微量污染物強(qiáng)化去除及出水水質(zhì)保障方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。作為一門新興的分離技術(shù)，膜分離技術(shù)由于對(duì)物質(zhì)有選擇性分離的作用而越來越受到重視。根據(jù)分離的精度可將膜分離過程分為微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）幾大類，其中NF對(duì)色度、硬度和部分有機(jī)物都有很好的脫除效果。MBR由于膜的截留作用，能徹底去除懸浮物和膠體以及絕大部分的微生物，可以防止NF膜受到膠體和生物污染，兼具預(yù)處理作用。同時(shí)，MBR相較于一般生物法，能保持較高的污泥濃度，因而降解速率快，去除效果更好。

2 物化處理法

由于滲濾液的高生物降解性，生物處理似乎是最理想的方法。但是滲濾液中存在大量的氨，硫化物和金屬會(huì)抑制生物處理過程，并降低了處理效率。現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用化學(xué)物理結(jié)合方法來處理滲濾液。主要有化學(xué)混凝、沉淀、過濾、活性炭吸附、臭氧氧化等物理化學(xué)處理方法。物化處理法可以去除難以生物降解的有機(jī)物，因此，常常作為深度處理單元，提高出水水質(zhì)。

3 土地法

土地法主要通過土壤自凈的能力來處理垃圾滲濾液[3]。其原理是通過土壤的過濾，吸附和沉淀去除滲濾液中懸浮固體，并通過土壤微生物的作用轉(zhuǎn)化滲濾液中的有機(jī)物和氨氮，以凈化餐廚垃圾滲濾液。

4 機(jī)械蒸汽再壓縮

機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）的原理是，液體物料通過蒸發(fā)器蒸發(fā)以產(chǎn)生二次蒸汽，該二次蒸汽由分離器分離并由壓縮機(jī)壓縮以增加壓力并提高溫度，增加焓，并用作加熱蒸汽循環(huán)。通過使蒸發(fā)過程中二次蒸汽產(chǎn)生的冷凝潛熱最大化，所使用的技術(shù)降低了蒸發(fā)和濃縮過程的外部能量需求[4]。

5 總結(jié)

滲濾液中的污染物濃度高，其組成復(fù)雜，相應(yīng)的處理困難且昂貴。當(dāng)今仍未研發(fā)出較為成熟的適用于各種性質(zhì)垃圾滲濾液的處理工藝，已有的處理工藝大多是參照市政污水的處理方法，綜合考慮各填埋場(chǎng)的實(shí)際情況及經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求而提出的。由于滲濾液中含有大量有機(jī)物，與城市污廢水的性質(zhì)相似，因此，國內(nèi)一些填埋場(chǎng)采用將其排入城市污水廠進(jìn)行處理;但由于輸送距離及滲濾液的添加對(duì)水廠負(fù)荷沖擊影響較大。通常，在進(jìn)行生物和物理化學(xué)預(yù)處理后，將垃圾滲濾液與城市污水結(jié)合起來處理。生物處理方法被認(rèn)為是最理想的處理方法，因?yàn)槔鴿B濾液的生物可降解性好的特性，使它既具有經(jīng)濟(jì)效率又具有實(shí)用性。

近年來，機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)開始被引入垃圾滲濾液處理領(lǐng)域，并因?yàn)槠漭^低的投資和運(yùn)行費(fèi)用以及較為簡(jiǎn)便的運(yùn)行管理而有望成為垃圾滲濾液處理的主流工藝之一。

參考文獻(xiàn)

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[2]滕瑤.高濃度餐廚垃圾滲濾液的處理研究[D].吉首：吉首大學(xué)，2015.

[3]陳竹，伍長(zhǎng)青，肖燕.餐廚垃圾滲瀝液處理工藝及案例分析[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2017，25（02）：74-76.

[4]張帆，王欲曉，莊嚴(yán)，等.機(jī)械蒸汽再壓縮處理高鹽有機(jī)廢水進(jìn)展[J].山東化工，2018，47（24）：204-206.

收稿日期：2020-07-11

作者簡(jiǎn)介：常紅晨（1966-），男，漢族，工學(xué)碩士，正高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程管理研究。