垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝技術(shù)探究

牙建華

（河池市德勝生活垃圾處理場(chǎng)，廣西 河池 546313）

隨著城市人口的快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致城市生活垃圾的產(chǎn)生量持續(xù)增加，且加劇了處理難度。在城市生活垃圾處理中，以垃圾填埋技術(shù)為主，該技術(shù)具有投資小、技術(shù)成熟、運(yùn)輸便利等特征，有助于對(duì)固體垃圾進(jìn)行控制，是我國在垃圾處理中采用的主要方式。不過受大氣降水、垃圾水分、微生物降解等影響，在垃圾填埋中會(huì)產(chǎn)生大量的滲濾液，容易對(duì)地下和地表水造成污染，因此，垃圾填埋場(chǎng)滲濾液是生活垃圾處理中必須重視的一項(xiàng)內(nèi)容，占據(jù)著絕對(duì)主導(dǎo)地位。

1 垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的特點(diǎn)

1.1 污染物濃度高

在垃圾填埋過程中，由于對(duì)垃圾沒有進(jìn)行分類處理，導(dǎo)致垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液成分十分復(fù)雜，其中含有大量溶解或懸浮的無機(jī)污染物和有機(jī)污染物。通常情況下，在垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液中會(huì)含有濃度較高的BOD5和COD，其含量一般是城市生活污水的10～100倍左右，處理難度較大，這對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

1.2 水質(zhì)變化大

在垃圾填埋場(chǎng)中，滲濾液的水質(zhì)容易受地表水和雨水以及地下水的高度影響，同時(shí)，垃圾填埋的年限以及垃圾的組分、填埋覆土厚度，填埋場(chǎng)的排水設(shè)施等，都對(duì)滲濾液水質(zhì)的影響波動(dòng)較大[1]。其中，氣候是導(dǎo)致垃圾填埋場(chǎng)滲濾液水質(zhì)變化的主要因素，即在干旱季節(jié)，滲濾液中的污染物濃度較高；而在降雨充足的時(shí)候，滲濾液中的污染物濃度會(huì)低至平均值以下。

1.3 滲濾液的危害

垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液是一種具有較強(qiáng)污染性的物質(zhì)，這是由于滲濾液的組成成分十分復(fù)雜，屬于一種具有較長(zhǎng)污染時(shí)效的有機(jī)廢水，其中蘊(yùn)含著大量的重金屬元素和病原微生物，如果處理不及時(shí)、不合理，均會(huì)對(duì)周邊土壤、植被以及地下水造成嚴(yán)重污染，尤其會(huì)影響周邊的水產(chǎn)品和農(nóng)作物的質(zhì)量，且這些污染物質(zhì)最終會(huì)通過水、食品進(jìn)入人體，給人們的身體健康造成一定影響。

1.4 處理難度大

在垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液中，會(huì)含有較高的總氮與氨氮，由于我國對(duì)總氮排水標(biāo)準(zhǔn)有著比較嚴(yán)格的要求，以及要確保生化系統(tǒng)對(duì)氨氮、總氮有很高的去除率，因此，這已成為垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理面臨的一個(gè)主要問題。另外，由于滲濾液中含有較高的鹽分，所以可能會(huì)含有大量的碳酸鹽、硫酸鹽、氯離子等。但這對(duì)滲濾液的物化處理造成了嚴(yán)重影響，會(huì)導(dǎo)致滲濾液中的微生物容易出現(xiàn)脫水死亡的情況，也只有經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間培育的微生物才可以具備一定的耐鹽性。此外，垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的水質(zhì)會(huì)隨著季節(jié)變化發(fā)生改變，這對(duì)于垃圾填埋場(chǎng)的整個(gè)處理系統(tǒng)來說是一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)，如在水質(zhì)變化過大的情況下，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生崩潰。因此，在對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)行處理之前，需提前做好前期考察工作，了解滲濾液的水質(zhì)情況，同時(shí)充分考慮后期的氣候環(huán)境變化，從而有針對(duì)性地選擇處理工藝。

2 垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的來源

2.1 有機(jī)物污染

通常，城市居民在日常生活中會(huì)產(chǎn)生大量的生活垃圾，而許多垃圾都是由有機(jī)物構(gòu)成，并在特定條件下容易產(chǎn)生氧化分解反應(yīng)。而且，在城市生活垃圾中會(huì)含有大量的COD，在低分子揮發(fā)性脂肪酸中含有大量有機(jī)污染物，這些污染物如果進(jìn)入地下，將會(huì)對(duì)地下水造成嚴(yán)重污染。

2.2 氮氧化物污染

氮氧化物主要是由NO2、NO等含氮化合物構(gòu)成，比如在NH4+濃度超標(biāo)的情況下，就會(huì)導(dǎo)致水體中的N元素含量嚴(yán)重超標(biāo)，這樣不僅會(huì)對(duì)水體、土壤造成污染，還會(huì)抑制水體和土壤中的微生物繁殖、發(fā)育，從而進(jìn)一步加大了垃圾填埋場(chǎng)滲濾液降解的難度。

2.3 重金屬污染

重金屬污染主要和工業(yè)生產(chǎn)、建筑工程、鋰離子電池等有關(guān)。而在對(duì)電子類產(chǎn)品進(jìn)行處理的過程中，污染物容易在水體、土壤中分解，這樣就會(huì)導(dǎo)致垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中的Zn、Gr、Cu等重金屬元素增多，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)水土流失和土壤污染等情況。

3 垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理工藝

3.1 脫氨氮試驗(yàn)

在對(duì)垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液進(jìn)行處理時(shí)，需要注意滲濾液中含有的大量氨氮物質(zhì)。在實(shí)際處理過程中，如果氨氮物質(zhì)濃度超標(biāo)，就會(huì)對(duì)滲濾液中的專用于生化處理的微生物起到毒害作用，這既不利于垃圾自然降解，還會(huì)對(duì)污水生化處理效果造成嚴(yán)重影響。因此，為了有效規(guī)避上述問題，在對(duì)滲濾液進(jìn)行生化處理的過程中，需要注重脫氨氮裝置的設(shè)置和應(yīng)用[2]。

從表1的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，在垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的pH值上升的過程中，脫氨氮去除率也呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，這說明pH值的高低與氨氮去除率成正相關(guān)；在采用脫氨氮另一過程中，CODcr的降低趨勢(shì)并不明顯，甚至沒有發(fā)生變化。

表1 pH值不同時(shí)脫氨氮前后的水質(zhì)對(duì)比（mg·L-1）

3.2 SBR生化試驗(yàn)

為了有效提高SBR生化試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，保證試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性，在對(duì)菌種進(jìn)行選用的過程中，需優(yōu)選污水處理廠的活性污泥。但在氨氮濃度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的情況下，會(huì)對(duì)滲濾液中的微生物造成毒害，因此在處理滲濾液的過程中，即滲濾液流入曝氣池之前，需要注重脫氨氮裝置的設(shè)置和應(yīng)用[3]。在進(jìn)行脫氨氮預(yù)處理的過程中，滲濾液中的氨氮濃度會(huì)有所下降，但為了進(jìn)一步降低氨氮濃度，還需要采取菌種篩選的方式，及時(shí)篩選出大量脫氮菌，并在此基礎(chǔ)上定期對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)行處理，然后再通過對(duì)滲濾液中的氨氮含量進(jìn)行控制，從而篩選大量脫氮菌，在脫氮菌含量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)以后即可進(jìn)入正式試驗(yàn)環(huán)節(jié)。pH值不同時(shí)滲濾液脫氨氮后的生化處理詳見表2。

表2 pH值不同時(shí)滲濾液脫氨氮后的生化處理

從上表2可以看出，試驗(yàn)三中的生化處理效果明顯優(yōu)于試驗(yàn)一和試驗(yàn)二，該試驗(yàn)主要是處于微生物的最佳生長(zhǎng)區(qū)間，盡管pH值有所增減，但還是可以提高脫氨氮的效率。不過會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生相應(yīng)的毒害作用，以及微生物的正常發(fā)育和繁殖造成影響，因此，在對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)行處理的時(shí)候，需避免采用加減工藝進(jìn)行處理。

3.3 DTRO處理工藝

DT膜技術(shù)的研發(fā)主要是針對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理，其獨(dú)具的開放式流道和傳統(tǒng)卷式膜組件構(gòu)造相比，存在較大差異。其處理工藝過程是，原水經(jīng)膜柱底部下套筒和反拉之間的通道到達(dá)膜上柱法蘭，使上法蘭進(jìn)入導(dǎo)流盤，這時(shí)原水以較快的速度從膜片的a面向b面流動(dòng)，隨后從下方導(dǎo)流盤中心的槽口流出并進(jìn)入下一模塊，其行進(jìn)路線整體呈S型，膜柱末端最后的出水即濃縮液。DTRO的導(dǎo)流盤與膜片安裝的示意圖如圖1所示，在導(dǎo)流盤的上下表面有著不規(guī)則的凸起點(diǎn)，這種獨(dú)特構(gòu)造讓進(jìn)水很容易形成湍流，這樣就可以提高進(jìn)水的透過率，避免出現(xiàn)堵塞的情況，有助于規(guī)避膜污染的情況，同時(shí)也大幅度提升了膜片的使用壽命。

圖1 DTRO的導(dǎo)流盤與膜片

從DTRO的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可看出，DTRO系統(tǒng)的出水受預(yù)處理的影響較小，甚至在不經(jīng)過預(yù)處理的情況下也可以對(duì)滲濾液進(jìn)行處理。其優(yōu)勢(shì)在于：（1）適用于不同階段的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理，不易受到滲濾液的生化性影響，且出水水質(zhì)較為穩(wěn)定；（2）出水水質(zhì)較好，不易受C/N影響，總氮與重金屬達(dá)標(biāo)率較高，可以更好地滿足滲濾液處理標(biāo)準(zhǔn)；（3）系統(tǒng)靈活性較強(qiáng)，在氣候干旱的時(shí)候可以停機(jī)，維護(hù)起來十分便捷，尤其在北方的寒冷地區(qū)適用性較強(qiáng)；（4）DTRO的運(yùn)行費(fèi)用較低，但具有較高的自動(dòng)化水平，操作十分便捷，同時(shí)，在各地區(qū)的垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液處理中有較強(qiáng)的適應(yīng)性[4]。

3.4 加氯消毒工藝

由于在垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中存在著大量的污染雜質(zhì)，因此，要想對(duì)污水進(jìn)行消毒，需提前進(jìn)行生物處理，同時(shí)還需要添加適量的氯，一般控制在10～30 mg/L之間，然后再對(duì)廢水進(jìn)行攪拌，使廢水與氯充分混合。通常，混合時(shí)間需控制在2 h左右，在滲濾液的生化處理結(jié)束之后，需要采取加氯這一消毒措施。

3.5 預(yù)處理

預(yù)處理過程是利用水泵將調(diào)節(jié)池內(nèi)的滲濾液送入原水罐，并采取回流攪拌的方式添加酸，以對(duì)滲濾液的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)；然后利用離心泵將經(jīng)pH值調(diào)節(jié)的滲濾液泵入沙濾罐進(jìn)行過濾，砂濾出水之后再進(jìn)入過濾器。需要注意的是，為了避免在DTRO工藝的預(yù)處理階段出現(xiàn)硫酸鹽垢和硅酸鹽垢，還需要在進(jìn)入過濾器之前，根據(jù)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的水質(zhì)情況添加適量阻垢劑。

3.6 ?兩級(jí)DTRO

在垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理流程中可采用單獨(dú)DTRO工藝，其工藝過程是，利用高壓泵對(duì)過濾器的出水進(jìn)行加壓處理并進(jìn)入一級(jí)膜柱，高壓泵再次加壓后第一級(jí)透過液出水進(jìn)入第二級(jí)膜柱。而一級(jí)反滲透系統(tǒng)需設(shè)串聯(lián)方式的兩組膜柱，在第一組的反滲透濃液進(jìn)入串聯(lián)后的第二組后，各組處理的原水濃度將依次提升。但由于第一級(jí)膜柱的進(jìn)水濃度較高，因此，各組膜柱需要配備一臺(tái)高流量的在線循環(huán)泵，避免出現(xiàn)膜片污染的情況[5]。因一級(jí)反滲透的出水濃度較低，二級(jí)系統(tǒng)在高壓柱塞泵的促進(jìn)下完全可以實(shí)現(xiàn)反滲透，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期凈水回收率，但需要在兩級(jí)出水端設(shè)置一個(gè)VS閥，并通過這種方式對(duì)模組的進(jìn)水壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，在反滲透之后，兩級(jí)膜柱的出水端均有透過液與濃縮液。而且，通過應(yīng)用兩級(jí)DTRO處理工藝，還可以對(duì)分頓系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，而綜合使用分頓系統(tǒng)與DTRO設(shè)備，既有助于提高處理的產(chǎn)水量，還不會(huì)加大運(yùn)營成本投入。兩級(jí)DTRO處理流程如圖2所示。

圖2 兩級(jí)DTRO處理工藝流程

3.7 加強(qiáng)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理的措施

首先，需要注重對(duì)各類污染水體的綜合控制，并明確滲濾液中污染物的濃度與種類，以確定不同污染物的處理方式，提高滲濾液處理的合理性。在這個(gè)過程中，還應(yīng)當(dāng)注重滲濾液輸入量，要制定出滲濾液輸入量的控制指標(biāo)。其次，要加強(qiáng)對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理中的安全管理，要建立完善的垃圾分類和處理體系，并根據(jù)垃圾填埋場(chǎng)的布局特點(diǎn)，選擇相應(yīng)的優(yōu)化技術(shù)，以保證滲濾液在填埋過程中可以自然降解[6]。同時(shí)，為了提高垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理效率，還需要明確相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行情況，避免在滲濾液的處理過程中出現(xiàn)機(jī)械設(shè)備卡帶、超重等情況。此外，工作人員需要定期對(duì)管道進(jìn)行清理，避免管道出現(xiàn)銹蝕、水垢；也要注重對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)督；更要注重對(duì)滲濾液含量及污染物濃度進(jìn)行分析，便于在實(shí)際處理中采取必要的干預(yù)措施，從而有效提高處理系統(tǒng)的安全性與有效性。

4 結(jié)語

綜上所述，在對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)行處理的過程中，要打破過去單一的處理模式，可通過開展前期調(diào)查的方式，綜合考慮垃圾填埋場(chǎng)布局以及地方氣候環(huán)境，明確垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的后續(xù)發(fā)展情況，以及進(jìn)行提前預(yù)測(cè)和評(píng)估。同時(shí)，在明確滲濾液水質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，綜合采取多種滲濾液處理工藝技術(shù)，從而盡可能地減少垃圾滲濾液中的有毒有害物質(zhì)，避免在垃圾滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)的情況下對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染，且必須保證滲濾液合理排放。