垃圾填埋場滲濾液處理方法研究

北京歐亞泉環(huán)境投資管理有限公司 薛曉霞

我國目前使用的垃圾處置技術(shù)是以填埋場為主，而在掩埋的時(shí)候，通常會(huì)有很多的垃圾滲濾。滲濾水對(duì)環(huán)境的破壞特別突出，尤其是對(duì)環(huán)境的污染。而垃圾填埋場是一種二次污染，其實(shí)質(zhì)是一種具有難聞臭味的高濃度有機(jī)污水，而且會(huì)隨著季節(jié)、天氣的改變而改變。在污水處理廠內(nèi)，不但含有大量的微生物和病毒，而且含有各種有機(jī)物。通常情況下，填埋地點(diǎn)遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，若要將其與城市廢水結(jié)合起來，則存在一些特別的問題，只有單獨(dú)或組合處理才能達(dá)到高效的效果。

一、垃圾滲濾液的特點(diǎn)

由于我國各地的居民消費(fèi)習(xí)慣不同，所以污水處理的質(zhì)量也是不盡相同，有的污水的濃度也會(huì)有很大的差別。根據(jù)這段時(shí)間的監(jiān)測，滲濾液中有很多AOx致癌物和多種有害的有機(jī)化合物。污水的特性表現(xiàn)為：①污水中 CODcr、BOD5含量較高；在處理過程中，垃圾填埋場廢水中CODcr、BOD5的含量高于常規(guī)的監(jiān)測。隨著填埋的年限的延長，兩者的濃度逐漸降低，而堿性值卻在逐年上升。②高含量的金屬。從垃圾填埋場的檢測分析，至少有十多個(gè)金屬元素。③各微生物養(yǎng)分配比不合理，總氮濃度偏高；污水中BOD5/CODcr比率、C/N比率等對(duì)污水的污染狀況有一定的影響。當(dāng)兩者比例變化較大時(shí)，對(duì)污水的生物化學(xué)處置將產(chǎn)生一定的困難。還需要注意的是垃圾填埋場的使用時(shí)間越久，滲濾液中的氨氮含量就會(huì)隨著不斷增加。

二、垃圾滲濾液的來源

垃圾滲濾液主要有三個(gè)來源，具體內(nèi)容如下：第一，來源于降雨和降雪。第二，來源于垃圾本身，垃圾本身含水率在40-60%。第三，在垃圾進(jìn)行填埋后，由于微生物的作用，使得垃圾當(dāng)中的有機(jī)物經(jīng)過厭氧和好氧等反應(yīng)方式而進(jìn)行了降解過程，降解過程中會(huì)產(chǎn)生水分。由此可見，垃圾滲濾液，其主要的污染源。來自于垃圾本身。

三、垃圾滲濾液的危害

滲濾劑對(duì)人體的傷害要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般的城市廢水。由于垃圾滲濾液的高密度和難聞氣味，如若發(fā)生泄漏或填埋處理不善，將會(huì)使其滲入地下或流入地表，對(duì)鄰近水域造成嚴(yán)重的影響。與此同時(shí)，不同種類的有機(jī)物在不同的掩埋時(shí)期下，其可降解性會(huì)逐步下降，其質(zhì)量也會(huì)隨之改變，在一定程度上表現(xiàn)為：一是NH3-N的升高，二是溶態(tài)磷的濃度出現(xiàn)下降，顏色的提高。這將使?jié)B濾液的處置變得更加困難，而且處理的結(jié)果也不會(huì)令人滿意。當(dāng)垃圾滲濾液中的多種酸類污染物滲透到周圍的土壤中時(shí)，會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐耐寥涝斐珊艽蟮钠茐模瑥亩斐赏寥赖柠}堿和環(huán)境的重污染。另外，它含有的重金屬等有害元素也會(huì)滲透到土壤和地下水中，從而對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展造成不利影響；而其他的一些有機(jī)物，如果不加以治理，直接排入大氣，對(duì)大氣環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

四、垃圾填埋場滲濾液處理工藝

（一）物化處理工藝

滲濾水采用物理法進(jìn)行治理，但其操作費(fèi)用高、耗電大，且經(jīng)常會(huì)有二次污染。但由于滲透液體的密度高；因水體環(huán)境的復(fù)雜性和對(duì)生物化學(xué)的影響，使得污水的排放更加的苛刻，因而對(duì)污水的處理也更加地重視。(1)化學(xué)氧化法是利用強(qiáng)氧化劑將污水中的污染物氧化，除去不能或不易被生物分解的 CODCr及某些毒性成分。通常使用的是雙氧水，次氯酸鈉，臭氧和氯氣。這種方法所用的化學(xué)試劑很多，所以其加工費(fèi)用也比較高。(2)在生化處理的后半程中，一般采用混凝沉降和氣浮兩種方法，對(duì)生物后的滲濾水進(jìn)行混凝、氣浮等處理。這種工藝存在著大量的化學(xué)淤泥和浮渣，其含鹽濃度高，對(duì)脫硝效果不明顯。(3)活性碳的吸附，它的作用是將一些溶解的有機(jī)物質(zhì)或微量的重金屬從生物工藝中除去。由于活性碳的造價(jià)比較高，長年累月的使用會(huì)導(dǎo)致操作費(fèi)用上升。(4)一種可以在溶液中有選擇地將某一離子組進(jìn)行選擇性的分離，使得該液體在離子交換后被去除某些離子組，由此可對(duì)該溶液中的某一離子的含量進(jìn)行調(diào)控。垃圾填埋場的作用是對(duì)NH3-N和NH3-N的脫除，從而確保出水達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。(5)一種通過薄膜的選擇性滲透性使離子、分子或某些顆粒與水相隔離的薄膜分離過程。由于該方法能量消耗小，適用范圍更廣；它的大小易于控制，可大可??；無需添加其他原料，節(jié)省原料；采用薄膜的孔徑對(duì)材料進(jìn)行分離，既能保證材料的性質(zhì)和性質(zhì)，又能實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的分離和濃縮，從而達(dá)到對(duì)材料的再循環(huán)。

（二）生物降解處理垃圾滲濾液

應(yīng)用生物化學(xué)方法對(duì)污水進(jìn)行了治理，去除了污水中的各類有機(jī)物及NH3-N。目前常用的工藝有厭氧-缺氧-好氧生物反應(yīng)化工藝。采用厭氧—缺氧—好氧生物脫硝化技術(shù)，不僅能有效地清除污水中的雜質(zhì)，還能其沉淀效果也很好。與此同時(shí)，本技術(shù)除對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生物降解之外，還對(duì)廢水進(jìn)行了脫硝處理。該工藝過程簡便易行，無需添加碳源和后續(xù)曝氣池，采用原廢水作為碳源，在降低系統(tǒng)的運(yùn)營成本，同時(shí)也降低了操作成本。另外，處理設(shè)備占用較少的空間，在后面的好氧處理池可以更好地除去有機(jī)物。其不足之處在于，此工藝無單獨(dú)的回流體系，且其分解效率也比較低下。膜生物反應(yīng)器，該方法的整個(gè)過程相對(duì)較為簡便，可以將HRT和SRT徹底分開，從而達(dá)到計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化。該工藝具有較好的分離效率，并且具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，出水中的懸浮物質(zhì)和渾濁程度接近于0，并具有一定的清除能力。通過對(duì)污水進(jìn)行生物化學(xué)工藝的處理，可以提高污水的處理效果，提高污水的水質(zhì)。

（三）反滲濾膜工藝概述

污水處理廠的滲濾水具有高污染、難以治理等特性，若將其直接排出會(huì)對(duì)周邊造成很大的污染，因此迫切需要對(duì)其進(jìn)行治理。RO法是利用膜的兩邊壓力差異來抵抗?jié)B透壓降，從而將溶解于污水中的有機(jī)物和無機(jī)污染物攔截下來，從而被廣泛地用于處理污染。該技術(shù)可將污水中 COD的COD除去率達(dá)98%,NH3-N99.6%，過濾出了大部分的污水，從而防止了對(duì)環(huán)境的二次污染。采用盤管式反滲透過濾技術(shù)（DTRO）技術(shù)，可以對(duì)高濃度的滲濾液進(jìn)行預(yù)處理，該工藝相對(duì)比較簡便，自動(dòng)化水平也更高，但它的處理量更大，并且可以根據(jù)不同的水質(zhì)和流量，采用這種技術(shù)來進(jìn)行滲濾液的治理。

（四）MVC蒸發(fā)濃縮技術(shù)

MVC技術(shù)，是一種（能源消耗）的機(jī)械蒸氣壓縮蒸發(fā)技術(shù)，這個(gè)技術(shù)早在一百多年前就被人發(fā)現(xiàn)了，但因受技術(shù)的限制，在20世紀(jì)70年代就被采用了。

該工藝具有能源消耗少、操作和經(jīng)營管理簡單等特點(diǎn)；近些年，污水處理技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。例如：凈化廢水、高濃度工業(yè)廢水處理、高濃度有機(jī)廢水處理等。

MVC法是目前各種蒸發(fā)器中節(jié)能效果最好的方法，其基本組成為：熱交換器和蒸發(fā)器。其基本思想是采用膜蒸發(fā)器，利用自動(dòng)化的控制裝置，使汽化和分離過程保持平穩(wěn)。

該技術(shù)的特點(diǎn)是利用了蒸氣的性質(zhì)，通過壓縮空氣中的蒸氣，使其溫度和氣壓逐漸升高。高的蒸氣通過蒸發(fā)器的換熱管內(nèi)，而在管道外面噴射的時(shí)候，在管子內(nèi)凝結(jié)，凝結(jié)出一股凝結(jié)水，將蒸氣的熱量傳遞到管道外面的噴射水中，如此反復(fù)地進(jìn)行蒸發(fā)。在整個(gè)體系中，能源的供給來自于一個(gè)依賴于壓氣機(jī)的電機(jī)和一個(gè)非常少的浸泡式加熱裝置，以此確保該設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

MVC蒸發(fā)技術(shù)用于滲濾液或者膜系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮液處理中，原理是利用單效降膜蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度約80℃，將二次蒸汽輸送到離心式蒸汽壓縮機(jī)中，按照蒸發(fā)裝置加熱室需要的蒸汽溫度與壓力，并將加壓后二次蒸汽返回到蒸發(fā)系統(tǒng)，作為熱源循環(huán)利用。由于滲濾液中氨氮和硫化氫含量高，MVR直接處理滲濾液時(shí)，產(chǎn)水的氨氮和硫化需要經(jīng)過洗滌塔，處理成本會(huì)很高，而且廢液也沒有較好的處理辦法。這種工藝更適合用在垃圾焚燒廠滲濾液處理系統(tǒng)膜處理后的濃縮液處理，濃縮液經(jīng)MVR處理后進(jìn)入垃圾發(fā)電系統(tǒng)的焚燒爐噴漿焚燒或與預(yù)處理工序的濾渣混配后，再一起進(jìn)入焚燒爐焚燒。

（五）DTRO處理工藝

DT薄膜技術(shù)，是一種新型的薄膜技術(shù)，其中包括DTRO（DTRO）和碟管式納過濾（DTNF）。本技術(shù)專門用于滲濾液的處理，其膜片結(jié)構(gòu)與常規(guī)的螺旋膜片結(jié)構(gòu)有所不同，其主要特點(diǎn)是：圓盤型薄膜裝置是一種特殊的流道結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)為：圓筒型薄膜裝置，其結(jié)構(gòu)為開放的流道，物料從進(jìn)口進(jìn)入壓力箱，經(jīng)過導(dǎo)向板和箱體的通路向裝置的一頭流動(dòng)。在其另外一端，物料經(jīng)過八條管道，經(jīng)過八條通路，經(jīng)過加工的流體，通過一段時(shí)間的高速流動(dòng)，180°，回流至下一層薄膜，并從中間的凹槽流向下一層，此時(shí)薄膜的表層就產(chǎn)生了一條“S”型曲線。即：在薄膜的表面上，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的圓周，從圓周，到圓心，最終，濃縮液從供料端法蘭上排出來。DT總成兩個(gè)導(dǎo)向片間隔4毫米，以特定的方式布置的凸點(diǎn)排布在導(dǎo)向板上。由于其獨(dú)特的流體動(dòng)力學(xué)特性，使得在經(jīng)過過濾膜的過程中，液體與突起的撞擊產(chǎn)生紊動(dòng)，提高了滲透速度和自動(dòng)清潔能力，可有效地防止膜的阻塞和濃度偏振，提高了薄膜的使用年限；同時(shí)在洗滌過程中也能很好地清除隔板上的污物，確保了盤管膜組能處理較高的混濁、高沙粒的污水，并能更好地適應(yīng)較苛刻的入水環(huán)境。

DTRO法由于能對(duì)滲透液體進(jìn)行直接的處置，出水的質(zhì)量要求較高；該體系具有良好的工作性能，專用于污水處理廠的滲濾水的治理，因此在我國得到了很好的推廣。

（六）深度高效絮凝處理工藝

由于滲濾液經(jīng)過生化處理后，有機(jī)物的分子量較低，其導(dǎo)致COD不能達(dá)標(biāo)，后續(xù)采用納濾和反滲透工藝會(huì)引起濃縮液的問題。為避免濃縮液的產(chǎn)生，采用深度絮凝處理技術(shù)對(duì)小分子的COD進(jìn)行去除，保證出水達(dá)標(biāo)，避免了濃縮液的產(chǎn)生和二次處理。

深度絮凝處理技術(shù)是國家科技支撐項(xiàng)目的研究成果，其特點(diǎn)是通過改變絮凝劑的分子機(jī)構(gòu)，從根本上強(qiáng)化了絮凝劑的絮凝作用，以此實(shí)現(xiàn)了絮凝分離去除小分子溶解性有機(jī)物的技術(shù)創(chuàng)新。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：（1）有效去除常規(guī)絮凝劑難去除的小分子有機(jī)物；（2）確保清晰，并防止殘余微粒；(3)增加絮體顆粒大小、增大強(qiáng)度及吸附能力；(4)增大絮凝劑 pH值的區(qū)間；(5)提高絮體產(chǎn)生、沉淀、過濾等工藝的速率，縮短工藝周期，降低結(jié)構(gòu)體積。

（七）電化學(xué)處理工藝

通過電化學(xué)方法，可將污染物質(zhì)與電化學(xué)直接或通過電化學(xué)方法進(jìn)行電化學(xué)轉(zhuǎn)化，從而降低或消除污水。該工藝可分為兩類：一是采用直接或非接觸式。直接電解指的是將污染物質(zhì)，通過電極的氧化或還原而從污水中除去。這種電解法可以分成正極法和負(fù)極法。陽極處理是指污染物在陽極表面被氧化，變成低毒性或可生物分解的污染物，或產(chǎn)生有機(jī)的無機(jī)化反應(yīng)，從而達(dá)到削減和去除污染物的作用。陰極工藝，是指在陰極上進(jìn)行的一次氧化處理，它的應(yīng)用范圍包括：鹵化物的還原脫鹵、重金屬的再利用。間接電解法，是通過使用電化學(xué)反應(yīng)生成的一種氧化劑或催化劑，并將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低的有毒成分。這種電解工藝可以分成兩類：可逆和不可逆兩類?？赡娣磻?yīng)是指在電解時(shí)，氧化劑可以通過電化學(xué)方法進(jìn)行再利用。非可逆性工藝，是通過非可逆性的電化學(xué)作用而得到的。自二十世紀(jì)八十年代開始，電化學(xué)法對(duì)廢水中的氨氮進(jìn)行了處理，目前已被用于各種工業(yè)廢水，如制藥廢水、化肥廠廢水、煤化工廢水、石油化工廢水等。

在滲濾水的電化學(xué)中，利用DSA作為一種新型的催化劑，利用 DSA的電化學(xué)法對(duì)其進(jìn)行快速的電化作用。陽極分解法可以直接分解有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)也可以利用陽極氧化生成氫氧根；一種氧化物質(zhì)，例如臭氧層，能使有機(jī)物質(zhì)發(fā)生分解；采用電催化工藝或物理工藝，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的分解和轉(zhuǎn)換，利用特殊的電催化廢氣吸附裝置對(duì)氯氣和氫氣進(jìn)行凈化。該工藝不但可以將污水中的有機(jī)化合物完全降解，減少了中間體的毒性，而且所需的裝置也比較簡單，占用空間少，運(yùn)行和維修成本也低，同時(shí)可以防止二次污染，具有很好的可操作性和易于工業(yè)化的特點(diǎn)。

五、結(jié)語

綜上所述，垃圾滲濾液是對(duì)人們生存環(huán)境極其有害的高濃度有機(jī)廢水，應(yīng)對(duì)其加以控制，否則垃圾滲濾液，將會(huì)造成環(huán)境再次污染，對(duì)人們的生活和社會(huì)的發(fā)展都會(huì)造成不可估計(jì)的影響。為此我們應(yīng)該知道垃圾滲濾液中含有大量的處于游離狀態(tài)的氨氮，其毒性對(duì)污泥內(nèi)的微生物有很大影響，為減少生物化學(xué)的費(fèi)用和改善水質(zhì)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧Ｒ脒M(jìn)一步改善污水生物處理的質(zhì)量，就需要加強(qiáng)對(duì)污水中的微生物進(jìn)行合理的培育和篩選，以達(dá)到改善污水生物處理的目的。

對(duì)滲濾液進(jìn)行預(yù)處理，其出水的NHN濃度必須符合有關(guān)的廢水排放規(guī)范和規(guī)定。為了保證污水在排放之前符合有關(guān)的要求，一般都是使用納濾法和反滲透法進(jìn)行深度治理。