我國(guó)垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀探究

柳偉

（普羅生物技術(shù)（上海）有限公司，上海 200120）

1 垃圾滲濾液概述

1.1 垃圾滲濾液的產(chǎn)生

垃圾滲濾液是垃圾在轉(zhuǎn)運(yùn)及填埋過(guò)程中產(chǎn)生的一種深褐色帶有刺鼻氣味的高濃度有機(jī)廢水，含有多環(huán)芳烴（PAHs）、可吸附有機(jī)鹵化物（AOXs）、多氯聯(lián)苯（PCBs）等毒性物質(zhì)[1-2]，主要由自然降水、垃圾中自帶的水分、地表徑流、地下水和有機(jī)物反應(yīng)生成的水分組成[3]。垃圾中自帶的水分包括自身含有的水分和垃圾從大自然中吸收的水分；地表徑流包括場(chǎng)地上坡的徑流水，部分地區(qū)還會(huì)伴隨有灌溉水；有機(jī)物反應(yīng)生成的水即在填埋過(guò)程中垃圾中的有機(jī)物通過(guò)發(fā)酵反應(yīng)分解產(chǎn)生的水分。

1.2 我國(guó)垃圾滲濾液生成量現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和居民生活水平的提高，生活垃圾產(chǎn)生量不斷增加。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《2020年城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)，我國(guó)垃圾清運(yùn)量呈逐年上升趨勢(shì)，截至2020年，我國(guó)城市和鄉(xiāng)村的垃圾總清運(yùn)量已經(jīng)達(dá)到了3.03億t，比2010年增長(zhǎng)了37.1%。

表1 2010—2020年我國(guó)生活垃圾清運(yùn)量統(tǒng)計(jì)表（單位：億t）

1.3 垃圾滲濾液的特點(diǎn)

1.3.1 水質(zhì)水量變化大

露天開(kāi)放式、占地面積較大是垃圾填埋場(chǎng)的一大特點(diǎn)，因此自然降雨的水量直接影響填埋場(chǎng)的滲濾液產(chǎn)生量，每年6—9月梅雨季節(jié)連續(xù)的降雨會(huì)導(dǎo)致滲濾液的量猛增，而旱季又會(huì)導(dǎo)致滲濾液量減少、濃度增大，同時(shí)我國(guó)地大物博，南北東西氣候差異較大導(dǎo)致各個(gè)地區(qū)的垃圾種類(lèi)也會(huì)有所不同，水質(zhì)變化較大，并且由于垃圾滲濾液在填埋過(guò)程中會(huì)進(jìn)行發(fā)酵反應(yīng)，下游相應(yīng)處理廠在處理過(guò)程中產(chǎn)生部分不可生化的濃縮液，因此導(dǎo)致時(shí)間越長(zhǎng)的填埋場(chǎng)水質(zhì)越難處理（表2）。

表2 不同運(yùn)行時(shí)間填埋場(chǎng)垃圾滲濾液水質(zhì)指標(biāo)

1.3.2 污染物濃度高

高COD、高氨氮是垃圾滲濾液的又一大特點(diǎn)：垃圾滲濾液的COD可高達(dá)90 000 mg/L，氨氮一般達(dá)2 000 mg/L以上[4]，在一些填埋時(shí)間較久的填埋場(chǎng)有機(jī)氮會(huì)轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氮導(dǎo)致氨氮濃度持續(xù)增高。在部分填埋場(chǎng)，由于濃縮液的回灌導(dǎo)致BOD慢慢減少，可生化性越來(lái)越差。

1.3.3 重金屬離子濃度高

垃圾填埋場(chǎng)填埋物的復(fù)雜多樣性導(dǎo)致滲濾液中金屬離子濃度較高：鐵濃度最高可達(dá)2 000 mg/L，鋅濃度可達(dá)130 mg/L，鉛濃度可達(dá)12.3 mg/L，鈣濃度甚至達(dá)到4 300 mg/L[5]。因此，在大部分滲濾液處理中心都會(huì)有絮凝沉淀池在前端去除金屬離子，防止金屬離子在生化端造成影響。

1.3.4 營(yíng)養(yǎng)元素嚴(yán)重失衡

滲濾液中COD、氨氮濃度基本都在幾千，甚至平穩(wěn)期能達(dá)到上萬(wàn)毫克每升，但是磷元素含量都較低，致使C、N、P比例嚴(yán)重失調(diào)。

2 我國(guó)垃圾滲濾液處理工藝

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究探索以及相應(yīng)的工程實(shí)踐，目前我國(guó)針對(duì)垃圾滲濾液主要的處理工藝可以分為以下幾類(lèi)：（1）物化法，如膜分離技術(shù)、混凝沉淀技術(shù)等；（2）生化法，如厭氧發(fā)酵+活性污泥法；（3）混合法，如厭氧發(fā)酵+活性污泥+后置膜處理技術(shù)。

2.1 物化處理法

目前我國(guó)針對(duì)垃圾滲濾液的物化法分為前段預(yù)處理和膜處理兩種，前段預(yù)處理有氨吹脫塔降低高濃度氨氮、混凝沉淀降低金屬離子的濃度等；膜處理主要為超濾（UF）+納濾（NF）+反滲透（RO）或者直接使用兩級(jí)碟管式反滲透（DTRO）膜，出水滿足國(guó)家《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889—2008）排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 生化處理法

生化處理法主要是厭氧發(fā)酵+水解酸化+兩級(jí)A/O的處理方法，先通過(guò)前段厭氧和水解反應(yīng)使污水中的大部分COD去除并提高污水的B/C，后續(xù)生化處理一般是兩級(jí)A/O，通過(guò)兩段反硝化和硝化反應(yīng)去除滲濾液里面的總氮、氨氮、COD等污染物。不過(guò)，一般生化處理出水無(wú)法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)通常需要增加膜處理。

膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)是目前我國(guó)在垃圾滲濾液的處理中最為成熟的一項(xiàng)處理方式。2003年，遲軍、王寶貞等[6]探討了一體化復(fù)合式膜生物反應(yīng)器的研究表明一體化復(fù)合式膜生物反應(yīng)器對(duì)COD去除率可以達(dá)到94%以上，氨氮的去除率甚至可以達(dá)到96%以上。主要是因?yàn)榛钚晕勰嗪痛蠓肿游镔|(zhì)一直在膜內(nèi)進(jìn)行流通，提高了污泥濃度，但是膜法無(wú)法避免會(huì)產(chǎn)生部分濃縮液，但是這部分濃縮液可生化性很差，無(wú)機(jī)污染物、金屬離子濃度的復(fù)雜性導(dǎo)致濃縮液的處理一直是膜系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程需要考慮的重難點(diǎn)。

2.3 混合處理法

混合處理法是目前垃圾滲濾液行業(yè)使用最多的一種處理方式，如前段絮凝沉淀、氨吹脫+兩級(jí)A/O+后段DTRO/UF+NF+RO?；旌咸幚矸▽?duì)于垃圾滲濾液中的處理效率可以達(dá)到85%～90%。膜法處理的濃縮液使用氧化法或電滲析法進(jìn)行處理，降低濃縮液的產(chǎn)量。部分垃圾滲濾液運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在膜處理后端繼續(xù)增加1～2組相應(yīng)的濃縮液減量膜來(lái)減少系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮液，此類(lèi)減量膜一般可以減少50%～65%的濃縮液。

3 典型案例

3.1 上海老港四期垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理項(xiàng)目

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模3 200 m3/d（1 600 m3焚燒廠滲濾液+1 600 m3填埋場(chǎng)滲濾液）。主要處理工藝為滲濾液采用MBR+NF/RO，濃縮液采用臭氧高級(jí)氧化組合技術(shù)（SHAS）技術(shù)。項(xiàng)目規(guī)模大、來(lái)源復(fù)雜、濃縮液處理徹底[7]，是我國(guó)目前大的垃圾滲濾液處理現(xiàn)場(chǎng)，給后續(xù)借鑒提供了相當(dāng)大的幫助（圖1）。

圖1 上海老港四期垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理項(xiàng)目

3.2 杭州天子嶺垃圾場(chǎng)滲濾液處理工程

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模1200 m3/d，處理工藝為JS-BC+二級(jí)芬頓+二級(jí)曝氣生物濾池（BAF），具有主要使用生化法處理、濃縮液產(chǎn)生量為零的特點(diǎn)（圖2）。該現(xiàn)場(chǎng)使用JSBC（Joint System Biological Contact）工藝，核心是使用芽孢桿菌作為系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)菌屬，采用生物膜法（JSBC裝置）和活性污泥法（JSBC生化池）相結(jié)合的組合生化處理工藝[8]。

圖2 杭州天子嶺垃圾場(chǎng)滲濾液處理工程

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)目前處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的階段，人們生活水平的提高不可避免地導(dǎo)致垃圾的產(chǎn)生量越來(lái)越多。根據(jù)不同的滲濾液水質(zhì)情況，如何通過(guò)不同處理工藝相結(jié)合的方法保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放是相關(guān)企業(yè)和部門(mén)都很關(guān)注的問(wèn)題。生物處理法具有環(huán)保、二次污染少的特點(diǎn)，是未來(lái)垃圾滲濾液處理的研究方向。