淺談我國垃圾滲濾液的處理

張國宇，何明成，王艷芳

(金州環(huán)境集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，北京 100101)

淺談我國垃圾滲濾液的處理

張國宇，何明成，王艷芳

(金州環(huán)境集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，北京 100101)

總結(jié)了我國垃圾滲濾液的特點(diǎn)，針對這些特點(diǎn)，分析了適合我國國情的垃圾滲濾液處理推薦技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，指出了在處理不同地區(qū)、不同垃圾滲濾液時(shí)，必須具體情況具體分析，不可盲目照搬“成熟”工藝。

垃圾滲濾液;生物處理;MBR;沼氣

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，城市化速度和工業(yè)化速度日益加快，城市生活垃圾產(chǎn)量急劇增加，城市生活垃圾的妥善處理已成為急需解決的問題，近年來，也成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。目前，我國城市生活垃圾的處理方式仍然是以填埋為主，焚燒、堆肥和綜合利用逐漸得到廣泛應(yīng)用。無論哪種處理方式，都會(huì)產(chǎn)生垃圾滲濾液，關(guān)于垃圾滲濾液的定義，我國的《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ564-2010）給出了明確的解釋，垃圾滲濾液是垃圾在堆放和填埋過程中由于壓實(shí)、發(fā)酵等物理、生物、化學(xué)作用，同時(shí)在降水和其他外部來水的滲流作用下產(chǎn)生的含有有機(jī)或無機(jī)成分的液體。盡管該定義是在《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ564-2010）中給出的，但是該定義同樣適合其他垃圾處理方法所產(chǎn)生的滲濾液，同樣，該定義也明確指出，垃圾滲濾液不僅包括垃圾在壓實(shí)、發(fā)酵等物理、生物、化學(xué)作用下所產(chǎn)生的水和垃圾中的游離水，還包括降水、人為沖洗、地下水滲入等外部水。垃圾滲濾液成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度高，如得不到妥善處理，將會(huì)對環(huán)境造成極其嚴(yán)重的污染，因此，垃圾滲濾液處理也成為國內(nèi)外環(huán)境工作者和科研工作者關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題之一。

1 垃圾滲濾液的特點(diǎn)

由于我國城市生活垃圾為混合垃圾，具有含水率高、有機(jī)物含量高、灰土含量高、熱值低等特點(diǎn)，因而決定了我國垃圾滲濾液的特點(diǎn)：

（1）水質(zhì)、水量波動(dòng)大

根據(jù)垃圾滲濾液的定義可以看出，垃圾滲濾液的產(chǎn)量不僅與垃圾含水率有關(guān)，而且還與降雨量、地下水滲入量（有地下水滲入時(shí)）、人工沖洗水量等因素有關(guān)。我國地域遼闊，南北氣候差異很大，不同地區(qū)居民的生活習(xí)慣和生活水平差異較大，這就使得我國不同地區(qū)的生活垃圾含水率差異也很大。普遍而言，南方地區(qū)的城市生活垃圾含水率較高，可以達(dá)到60%以上，而北方地區(qū)的城市生活垃圾含水率較低。同時(shí)，我國大部分地區(qū)的降水量主要集中在夏季，而夏季又是我國大量水果、蔬菜的上市季節(jié)，這就進(jìn)一步加大了垃圾滲濾液的產(chǎn)量，而部分地區(qū)冬季氣候干燥，水果和新鮮蔬菜消耗量降低，使得冬季垃圾含水率偏低。因此，不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同處理方式所產(chǎn)生的垃圾滲濾液水質(zhì)水量差異很大。就北方城市生活垃圾焚燒廠而言，夏季的垃圾滲濾液產(chǎn)生量可達(dá)到垃圾量的30%，甚至更高，COD濃度為5萬～6萬mg/L；而冬季的垃圾滲濾液產(chǎn)生量僅為垃圾量的10%左右，COD濃度達(dá)到8萬mg/L以上。

（2）污染物種類繁多

我國城市生活垃圾是混合垃圾，垃圾中混有建筑垃圾、餐廚垃圾等。根據(jù)我國《城市生活垃圾采樣和物理分析方法》（CJ/T3039-95），我國城市生活垃圾根據(jù)其物理成分可以大致分為：有機(jī)物、塑料橡膠、紙類、紡織物、玻璃、金屬、木竹、磚瓦陶瓷、灰土、其他混合物，由此可見，我國城市生活垃圾成分復(fù)雜，這就導(dǎo)致由其產(chǎn)生的垃圾滲濾液中含有多種有機(jī)污染物（有資料報(bào)道垃圾滲濾液中有機(jī)污染物種類超過70種）和金屬（鐵、錳、汞、鉛、鋅、銅、鋁等），加大了垃圾滲濾液處理的難度。

（3）有機(jī)物濃度高

根據(jù)我國《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ564-2010），我國城市生活垃圾填埋場垃圾滲濾液典型水質(zhì)如下表所示。

生活垃圾填埋場（調(diào)節(jié)池）滲濾液典型水質(zhì)表

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，生活垃圾焚燒廠垃圾滲濾液的有機(jī)物濃度遠(yuǎn)高于生活垃圾填埋廠垃圾滲濾液的有機(jī)物濃度，COD濃度常年在6萬～8萬mg/L，pH在4～6。

盡管不同處理方式所產(chǎn)生的垃圾滲濾液水質(zhì)有著較大差異，但其有機(jī)物濃度均遠(yuǎn)高于其他大部分工業(yè)污水（如食品廢水、養(yǎng)殖廢水、屠宰廢水等），同時(shí)，其成分也比其他大部分工業(yè)污水成分復(fù)雜。

（4）氨氮含量高

由于城市生活垃圾中含有大量有機(jī)物（動(dòng)物和植物），這就導(dǎo)致垃圾滲濾液中氨氮濃度相對較高。對于垃圾填埋場，滲濾液氨氮濃度隨著填埋時(shí)間的延長而增加，對于中后期垃圾填埋場和封場后的垃圾填埋場，垃圾滲濾液氨氮濃度高達(dá)2000mg/L以上，甚至超過3000mg/L；對于生活垃圾焚燒廠，其氨氮濃度也在500～1000mg/L。

（5）水質(zhì)惡臭

垃圾滲濾液的惡臭是周邊居民投訴的重點(diǎn)之一，垃圾滲濾液的臭味主要是垃圾滲濾液中的含硫化合物引起的。

2 垃圾滲濾液的處理

對于垃圾滲濾液的處理，應(yīng)該遵循經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保的原則，回噴（回灌）處理是一種經(jīng)濟(jì)、有效的處理方式。對于北方降雨量少的地區(qū)，垃圾含水率低，垃圾滲濾液回灌能夠降解其中大部分污染物，減少最終垃圾滲濾液的產(chǎn)出量，同時(shí)垃圾滲濾液回灌可以提高填埋場的穩(wěn)定性，但是，回灌并不能使?jié)B濾液完全消失，仍有部分需處理。對于入爐垃圾熱值較高的垃圾焚燒廠，垃圾滲濾液回噴至焚燒爐焚燒處理是徹底處理垃圾滲濾液的最有效方式，垃圾滲濾液中的氨氮還能夠?qū)崿F(xiàn)爐內(nèi)脫硝，減少煙氣中氮氧化物的排放量，但是，受垃圾熱值所限，國內(nèi)垃圾焚燒廠的回噴焚燒量非常有限。

目前，垃圾滲濾液的處理仍然是以生物處理為主?！渡罾盥駡鰸B濾液處理工程技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ564-2010）推薦采用“預(yù)處理 + 生物處理 + 深度處理”的組合工藝，如下圖所示。

“預(yù)處理+生物處理+深度處理”組合工藝流程圖

該處理工藝為典型的有機(jī)廢水處理工藝。結(jié)合每個(gè)具體項(xiàng)目，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的水質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)，確定具體的工藝流程和工藝參數(shù)，不能盲目照搬某套處理工藝。如果盲目照搬認(rèn)為比較成熟的工藝，就會(huì)造成投資的浪費(fèi)。

（1）預(yù)處理

垃圾滲濾液預(yù)處理的主要目的是去除水中的懸浮物、重金屬、氨氮，并提高垃圾滲濾液的可生化性。

對于懸浮物和重金屬的去除，目前工程中常用的處理方法是混凝沉淀，目前常用的混凝劑為聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鋁（PAS）、三氯化鐵、聚合硫酸鋁鐵、硫酸亞鐵等，但由于各項(xiàng)目垃圾滲濾液水質(zhì)差別較大，具體采用的混凝劑種類和混凝劑投加量，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定。實(shí)踐表明，混凝劑的混合使用和助凝劑PAM的投加能夠大大提高混凝沉淀效果。

在預(yù)處理階段，對于氨氮的去除，目前常用氨吹脫工藝，該工藝在香港垃圾填埋場滲濾液處理工程、深圳下坪垃圾填埋場滲濾液處理工程、蘇州七子山垃圾填埋場滲濾液處理工程、江蘇宜興垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處理工程等項(xiàng)目中均得到了成功的應(yīng)用。該工藝具有易控制、不受毒性物質(zhì)影響、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。但也存在如下問題：1）該工藝要求廢水pH值較高，需要首先將廢水調(diào)至堿性，進(jìn)入生物處理之前再將pH調(diào)至中性，使得處理工藝比較復(fù)雜，因而處理成本較高；2）氨吹脫工藝要求較大的氣水比，投資成本和處理成本較高；3）氨吹脫操作環(huán)境較差，容易導(dǎo)致臭味外溢，因此，氨吹脫工藝并不為廣大環(huán)保工作者和環(huán)境管理者歡迎。近年來，針對氨氮的處理，國內(nèi)外學(xué)者作了大量的研究，提出了諸如化學(xué)沉淀、物理吸附等多種處理工藝，但是目前仍處于研究階段，實(shí)際應(yīng)用不多。值得一提的是厭氧氨氧化工藝，該工藝是直接在厭氧段進(jìn)行氨氧化，縮短氨氮處理工藝流程，這是一種值得關(guān)注的工藝，目前在國外已經(jīng)有一個(gè)項(xiàng)目采用該工藝，但是仍然不夠成熟，不具備推廣條件，北京市環(huán)境科學(xué)研究院也做了大量研究工作，在實(shí)驗(yàn)室取得了很好的效果，但在工程應(yīng)用方面仍有大量工作要做。

部分垃圾滲濾液的可生化性較差，因此，預(yù)處理的主要目的之一就是提高垃圾滲濾液的可生化性，目前工程中常用的方法是水解酸化，該方法具有處理成本低、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，具體酸化時(shí)間需結(jié)合具體項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。國內(nèi)外學(xué)者也提出了很多其它方法比如電解法、光催化氧化法、Fenton試劑法、臭氧催化氧化法、超聲波法、微波法、濕式催化氧化法等，但這些方法在實(shí)際項(xiàng)目中鮮有應(yīng)用。

（2）生物處理

生物處理是垃圾滲濾液處理的核心部分，該階段要完成絕大部分有機(jī)物的降解。目前，垃圾滲濾液的生物處理絕大部分采用厭氧+好氧的處理工藝。厭氧過程將大分子、難降解的有機(jī)物降解為易生物處理的小分子有機(jī)物，好氧過程則最大程度的去除有機(jī)污染物和氨氮。

厭氧工藝直接決定垃圾滲濾液處理工程的成敗，厭氧處理工藝目前最常用的是UASB、IC和EGSB，目前運(yùn)行的垃圾滲濾液處理工程中，絕大部分都是采用的這三種形式中的一種。中溫厭氧具有處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，比較適用于處理垃圾滲濾液，厭氧過程中產(chǎn)生的沼氣還可以加熱垃圾滲濾液，實(shí)現(xiàn)沼氣回收利用。對于UASB、IC和EGSB，三相分離器和布水系統(tǒng)是否合理會(huì)直接影響其處理效果。對于三相分離器的設(shè)計(jì)，很多環(huán)保公司都有自己的經(jīng)驗(yàn)，這也是很多環(huán)保公司的技術(shù)秘密之一。關(guān)于厭氧工藝的容積負(fù)荷，《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ564-2010）推薦采用5～15kgCOD/m3·d，但這一范圍較寬，具體參數(shù)應(yīng)根據(jù)水質(zhì)確定。曾有報(bào)道厭氧工藝直接處理沒有經(jīng)過預(yù)處理的垃圾滲濾液，容積負(fù)荷在25kgCOD/m3·d時(shí)，COD去除率高達(dá)95%。

在垃圾滲濾液處理工程中，好氧工藝目前常用的是氧化溝、A/O、SBR等工藝。需要注意的是，這些工藝在處理垃圾滲濾液時(shí)，應(yīng)考慮厭氧工藝出水的營養(yǎng)是否失調(diào)，若條件允許，最好對厭氧出水做全面分析，以決定是否投加營養(yǎng)元素。國內(nèi)某些垃圾滲濾液項(xiàng)目存在著盲目投加營養(yǎng)元素的現(xiàn)象，主要是由于沒有對水質(zhì)做全面分析。

近年來，MBR技術(shù)發(fā)展迅速，在工程中得到了廣泛的應(yīng)用，MBR具有占地面積小、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。對于垃圾滲濾液處理工程，在上述好氧工藝之后增加一MBR處理工段，是一種很好的選擇，能夠大大提高出水水質(zhì)。

（3）深度處理

為了回收利用垃圾滲濾液中的資源，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，垃圾滲濾液應(yīng)進(jìn)行深度處理，處理后的垃圾滲濾液作為循環(huán)冷卻水或者填埋場澆灑道路用水、綠化用水。深度處理宜采用納濾或者反滲透。從投資成本分析，納濾投資成本稍高于反滲透投資成本，這主要是由于納濾膜應(yīng)用較少，使得其生產(chǎn)成本相對較高。從運(yùn)行成本分析，兩者幾乎相當(dāng)。從處理效果來看，反滲透處理效果要遠(yuǎn)好于納濾處理效果。因此，深度處理宜采用反滲透，國內(nèi)部分采用納濾作為深度處理垃圾滲濾液的項(xiàng)目也計(jì)劃增加反滲透的工序。

國內(nèi)外學(xué)者提出了許多其它新的深度處理垃圾滲濾液技術(shù)，但是這些技術(shù)距離實(shí)際應(yīng)用還有一定距離。

（4）污泥處理和濃縮液處理

垃圾滲濾液處理過程中產(chǎn)生的污泥，脫水后應(yīng)填埋處理或者送至焚燒廠焚燒處理，深度處理過程中產(chǎn)生的濃縮液應(yīng)采用焚燒處理或者化學(xué)處理方法，以避免濃縮液對環(huán)境造成污染。

除了上述傳統(tǒng)工藝之外，近年來南方一些垃圾滲濾液處理工程采用了蒸餾全能源回收 + 銨回收工藝。該工藝?yán)酶咝д麴s能源全回收裝置，將垃圾滲濾液中的水分及氨與其他物質(zhì)分離，蒸餾水經(jīng)離子交換樹脂將蒸餾水中的氨氮截留使出水達(dá)標(biāo)排放，樹脂上的氨氮經(jīng)再生置換到再生液中，廢液經(jīng)結(jié)晶形成氯化銨產(chǎn)品，而蒸發(fā)產(chǎn)生的少量濃縮液回噴。傳統(tǒng)認(rèn)為，該技術(shù)處理成本較高，但是該技術(shù)采取了諸多工程措施，據(jù)反映，處理成本比較合理，該技術(shù)投資成本和運(yùn)行成本合理，為垃圾滲濾液處理提供了一條新的思路。

3 結(jié)論

垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水，水質(zhì)水量變化較大，如不妥善處理，將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。但是不同地區(qū)、不同垃圾處理方式所產(chǎn)生的垃圾滲濾液水質(zhì)有著本質(zhì)上的區(qū)別，在確定垃圾滲濾液處理方案時(shí)，應(yīng)詳細(xì)調(diào)查當(dāng)?shù)氐睦鴿B濾液水質(zhì)水量，分析其特點(diǎn)，通過小試和現(xiàn)場中試確定合理的工藝過程和工藝參數(shù)，不可盲目照搬“成熟”工藝，以避免投資浪費(fèi)。

Study on Leachate Treatment in China

ZHANG Guo-yu, HE Ming-cheng, WANG Yan-fang
(Golden State Environment Group Corporation, Beijing 100101, China)

The characters of leachate in China are summarized in this paper. And the suitable treatment technology is researched. The advantages and disadvantages of the technology are analyzed. The problems in the leachate treatment in China are pointed and the solutions are studied.

leachate; bio-treatment; MBR; biogas

X703

A

1006-5377（2011）09-0035-04