垃圾滲濾液處理技術(shù)及展望

番祖艷

(德宏州環(huán)境保護(hù)局，云南 芒市 678400)

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市垃圾產(chǎn)量也在不斷地增加，給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)沉重壓力。因此，環(huán)境保護(hù)工作者要始終秉持“化害為利、變廢為寶”的理念，優(yōu)先保護(hù)環(huán)境。

目前，衛(wèi)生填埋是垃圾處理的主要方式，具有一次性建設(shè)投資少，運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)費(fèi)低，技術(shù)容易掌握等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)帶來(lái)了一種成分復(fù)雜的高濃度廢水，即垃圾滲濾液，因此必須采取有效措施來(lái)控制這種二次污染源，避免再次污染環(huán)境。

2 垃圾滲濾液產(chǎn)生原因和特點(diǎn)

垃圾滲濾液來(lái)自垃圾自身所含水分、填埋場(chǎng)內(nèi)的雨雪水和填埋后微生物厭氧分解產(chǎn)生的液體，是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水。污染物包含有機(jī)污染物、金屬、氨氮、總氮、總磷、色度、懸浮物、糞大腸菌群等，因季節(jié)和填埋場(chǎng)使用年限導(dǎo)致水質(zhì)變化相當(dāng)大，并且滲濾液中微生物營(yíng)養(yǎng)元素比列嚴(yán)重失調(diào)。

根據(jù)垃圾滲濾液的產(chǎn)生和特點(diǎn)，給滲濾液處理帶來(lái)很多不確定因素的同時(shí)，也給滲濾液的處理帶來(lái)挑戰(zhàn)，只有了解滲濾液的特點(diǎn)才能選擇正確處理方式，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)利益最大化。

3 垃圾滲濾液的處理方式

垃圾滲濾液如若不能進(jìn)行適當(dāng)處理，將對(duì)周?chē)乇硭?、地下水造成“二次污染”，并影響環(huán)境空氣質(zhì)量。破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，因此填埋場(chǎng)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)條件和自身實(shí)際選擇正確的滲濾液處理方式，具體如下。

一是直接排入城市污水處理廠(chǎng)；二是預(yù)處理后再排入城市污水處理廠(chǎng)，預(yù)處理設(shè)施除去滲濾液中的重金屬離子、氨氮、色度、懸浮物等污染物或改善滲濾液的可生化性和降低負(fù)荷；三是滲濾液循環(huán)噴灑(回灌處理)，是土地處理滲濾液的典型方式；四是建設(shè)污水處理系統(tǒng)完全獨(dú)立處理。

4 垃圾滲濾液的處理技術(shù)

4.1 物化法

4.1.1 吹脫法

吹脫法是一種在堿性條件下鼓入空氣使游離氨逸出較為經(jīng)濟(jì)有效的除去滲濾液中高濃度氨氮的方法。吳方同[1]等在溫度25 ℃，pH值為10.5～11.0，氣/液為2900～3600，得到氨吹脫效率可達(dá)95%以上。王文斌等[2]研究吹脫法去除垃圾滲濾液中的氨氮，pH值為10.5左右，溫度大于25 ℃，氣液比3500左右去除率達(dá)90%以上。

4.1.2 吸附法

吸附法常用的吸附劑是顆?；钚蕴亢头勰┗钚蕴?，可以除去色度、難降解的有機(jī)物、金屬離子等。隋智慧等[3]用混凝與吸附聯(lián)合的方法研究表明，該法對(duì)廢水COD的去除率在70%左右，且受水質(zhì)影響不大。Morawe等[4]用兩個(gè)活性炭柱來(lái)處理經(jīng)生物法處理后的垃圾滲濾液。結(jié)果表明：對(duì)難降解有機(jī)物、氯化物以及色度都能降低到可接受的水平，并對(duì)中間分子量的化合物具有吸附和降解的雙重作用。

4.1.3 化學(xué)沉淀法

4.1.4 氧化法

化學(xué)氧化法是利用強(qiáng)氧化劑失去電子對(duì)目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行氧化的方法。張暉等[7]實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)雙氧水與亞鐵鹽的總投加比一定(H2O2/Fe2+=3.0)時(shí)，COD的去除率隨雙氧水投加量的增加而增加。光催化氧化法是一種以半導(dǎo)體材料為催化劑，通過(guò)光照引發(fā)氧化還原反應(yīng)氧化分解有機(jī)物和無(wú)機(jī)物方法，此工藝簡(jiǎn)單、能耗低、易操作、無(wú)二次污染，常用的氧化劑有TiO2、ZnO、WO3等。譚小萍等[8]探討了光催化氧化法用于垃圾滲濾液深度處理的可行性和影響因素，COD的去除率可到59.97%，脫色率可到78.57%。王敏等[9]對(duì)滲濾液進(jìn)行催化電解正交實(shí)驗(yàn)表明：在pH值為8.0，電極材料為 RuO2-IrO2-TiO2/Ti，電流密度為 10 A/m2，電極間距為0.5 cm，Cl-濃度為10000 mg/L，單位體積所用電極面積為50 cm2/L條件下電解 48 min，COD 去除率可達(dá) 82.6%。張春艷等[10]采用濕式氧化技術(shù)探討不同反應(yīng)條件處理垃圾滲濾液，優(yōu)化條件后總磷和正磷酸鹽去除率可達(dá)82.2%和89.6%。

4.1.5 膜分離法

常見(jiàn)的膜分離法是反滲透法，袁維芳等[11]研究了3#乙酸纖維素RO膜處理垃圾滲濾液 ,對(duì)COD色度去除率可達(dá)95%以上 ,出水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。Hurd 等[12]選用3種低壓聚酰胺RO膜處理TrailRoad 垃圾填埋場(chǎng)滲濾液表明：透過(guò)液的流量取決于操作壓力大小及TOC的濃度，當(dāng)操作壓力>1.03 MPa 時(shí)，透過(guò)液的流量為26.0～54.0 L/(m2·h)，TOC和Cl-去除率>96%，NH3-N去除率>88%。

4.2 生物法

4.2.1 厭氧生物處理

厭氧生物處理是一種利用厭氧微生物處理廢水的一種方法，具有成本低、產(chǎn)余泥少、需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)?？捎脜捬醴ㄓ袇捬跎餅V池(AF)、上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧折流板(ABR)、厭氧接觸池及厭氧塘等。徐竺等[13]采用上流式厭氧過(guò)濾器對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理垃圾滲濾液的效果良好，在中溫(35～40 ℃)消化時(shí)， 高濃度(3000～8000 mg/L)進(jìn)水 COD 的去除率達(dá) 95%，常溫消化去除率可達(dá) 90%。耿曉麗等[14]采用有序提高有機(jī)負(fù)荷的半連續(xù)進(jìn)料方式，探討35 ℃左右以豬糞作接種物，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)厭氧消化垃圾滲濾液的消化規(guī)律，CODCr從70472 mg/L降到3373 mg/L，去除率達(dá)到95.2%。胡剛等[15]用UASB處理垃圾滲濾液，在啟動(dòng)時(shí)間82 d，最大容積負(fù)荷 5 kg COD/(m3·d)，過(guò)程中只需要適當(dāng)加入鐵、鎳、鈷等微量元素可是COD的去除率達(dá)到50%。

4.2.2 好氧生物處理

好氧生物處理是在有氧氣存在的條件下進(jìn)行生物代謝以降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無(wú)害化的處理方法，可有效降低五日化學(xué)需氧量、化學(xué)需氧量、氨氮、鐵錳等，常見(jiàn)的有活性污泥法、曝氣氧化塘、生物轉(zhuǎn)盤(pán)等。艾石基[16]等研究好氧顆粒污泥處理垃圾滲濾液表明，在進(jìn)水COD：1000 mg/L、氨氮：750 mg/L，經(jīng)29 d馴化，COD平均去除率91.05%；控制pH=7.5、DO=4 mg/L、循環(huán)時(shí)間8 h、溫度25±1 ℃，出水時(shí)氨氮為26.98 mg/L，去除率96.4%。Mehmood等[17]利用4個(gè)現(xiàn)場(chǎng)曝氣池生物氧化處理滲濾液。研究結(jié)果表明：COD平均去除效率為75%，氨氮的平均去除率為80%。

4.2.3 好氧-厭氧結(jié)合處理法

在滲濾液的很多處理過(guò)程中，單一的厭氧或好氧處理很難實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。特別是高濃度的垃圾滲濾液，需要好氧和厭氧相結(jié)合的處理方法才能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，此法既經(jīng)濟(jì)，又高效。李征[18]采用 UASB-好氧膜生物炭反應(yīng)器聯(lián)合處理工藝對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理， 在進(jìn)水 COD：500～3000 mg/L， BOD5：300～1900 mg/L，氨氮：146.57～1071.5 mg/L，水力停留時(shí)間為19～30 h的條件下，出水COD降為146～880 mg/L，BOD5為7.8～14.2 mg/L，氨氮為55～620 mg/L，平均去除率分別為73%、97%、52%。

4.3 土地處理法

土地處理滲濾液是指在人工控制的前提下，利用土壤和植物與滲濾液發(fā)生生物-化學(xué)-物理作用來(lái)除去污染物，可以除去懸浮物、轉(zhuǎn)化有機(jī)物與氮。它包括慢速滲透系統(tǒng)、快速滲透系統(tǒng)及地表漫流、濕地系統(tǒng)、地下滲濾土地處理系統(tǒng)、人工快濾處理系統(tǒng)等[19]。該方法具有投資少，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。但是土壤中積累重金屬和鹽類(lèi)對(duì)土壤和地下水造成污染，過(guò)量時(shí)鹽類(lèi)會(huì)對(duì)影響植物的生長(zhǎng)，且土壤的滲透能力會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下降，處理效率也會(huì)隨之降低[12]。

5 展望

目前，垃圾滲濾液的處理技術(shù)還存在許多難點(diǎn)，值得廣大學(xué)者進(jìn)行研究。

(1)從滲濾液的特點(diǎn)來(lái)看，在選擇處理工藝時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分分析滲濾液的詳細(xì)成分并結(jié)合其間存在的化學(xué)平衡，再結(jié)合實(shí)際、因地制宜地通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)充分比較后合理選擇，爭(zhēng)取處理方式最佳化。

(2)針對(duì)高濃度的污染物，一種處理技術(shù)很難達(dá)到理想效果，需要結(jié)合其他技術(shù)同時(shí)處理；或者繼續(xù)深入研究該處理技術(shù)使其達(dá)到預(yù)期，如高濃度的氨氮，生物技術(shù)難處理，需要繼續(xù)深入開(kāi)發(fā)高效的生物脫氮技術(shù)。此外，開(kāi)發(fā)組合工藝也很重要，畢竟不同的工藝有不同的特點(diǎn)，側(cè)重點(diǎn)也不一樣，只有強(qiáng)強(qiáng)組合才能最大限度的處理污染物，同時(shí)考慮投資費(fèi)用和運(yùn)行成本。

(3)城市垃圾填埋場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、滲濾液的處理設(shè)計(jì)需要繼續(xù)探索，爭(zhēng)取早日達(dá)到去除率100%的理想效果。