论文部分内容阅读
摘要：垃圾渗滤液是垃圾在填埋处理过程中产生的二次污染物。垃圾渗滤液如产生量过大则渗滤液中氨氮浓度过高，其可生化性差对水体及周边地区环境污染严重。但当前由于我国垃圾产量急剧增多，垃圾处理设施一时难以跟上社会的发展，垃圾渗滤液处理难度大，那么如何进行选择高效有利的垃圾渗滤液处理工艺技术并实现其经济有效处理已经成为当下亟待解决的一个工艺技术难题。
关键词：垃圾填埋场；渗滤液组合；处理工艺
中图分类号：TU74文献标识码： A
近年来，随着城市发展和生活水平的提高，固体垃圾产生量逐年增加，已成为世界性的环境污染问题。目前比较经济和环保的处置方法是卫生土地填埋。然而，在填埋过程中所产生的垃圾渗滤液是亟需解决的关键问题。垃圾渗滤液是一种成分复杂、含有大量的“致癌、致畸”化合物和重金属的有机废水，若不妥善处理，会污染地下水、地表饮用水源，并对环境和人体造成极大危害。目前，垃圾渗滤液的处理方法主要包括物化法、回灌法和生物法，其中生物法因具有运行费用低、处理效率高，不会产生二次污染等优点，而被世界各国广泛采用。
一、垃圾渗滤液处理的来源和特点
垃圾渗滤液中污染物主要有以下三个来源：垃圾本身含有的大量可溶性有机物、无机物在雨水、地表水或地下水的浸入过程中溶解的污染物；垃圾通过生物、化学、物理作用产生的可溶性的污染物；覆土和周围土壤渗入的可溶性污染物。垃圾渗滤液的组成受垃圾成分、气候、水文地质、垃圾填埋时间和填埋方式等因素的影响，垃圾渗滤液主要有以下几个特征：渗滤液水质水量随时间变化大；渗滤液成份复杂，一般而言渗滤液中的有机物可分为三类：低分子量的脂肪酸类、腐殖质类高分子的碳水化合物及中等分子量的灰黄霉酸类物质；COD浓度很高，随着填埋时间的延长，BOD/COD值降低甚至低于0.1，说明稳定期和老龄渗滤液的可生化性较差；氨氮含量高；金属离子含量高；色度高，有臭味。
二、选择垃圾渗滤液处理工艺的原则
根据进水水质特点、排放标准要求、渗滤液处理的规模，结合当地自然和社会经济等条件综合分析确定，选择垃圾渗滤液处理工艺的原则如下：（1）处理工艺确保出水稳定并达到设计排放标准，处理技术先进、可靠；（2）工程运行费用低，管理、维修方便，运转自动化程度较高；（3）可根据进水水量、水质灵活调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。借鉴和参考国内外先进技术和经验，结合当地的实际情况，选择切实可行的处理工艺，保障垃圾渗滤液处理处理系统的正常、稳定运行。
三、垃圾填埋场渗滤液组合处理工艺
1.膜处理系统性能
近几年来，基于膜处理的相关新型组合工艺在垃圾渗滤液处理上得到了广泛的应用。一般常用的是超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，由于垃圾渗滤液的难处理性，通常使用多种膜集成工艺处理。该工程采用超滤+纳滤双膜法工艺，超滤错流水回流至SBR出水池，纳滤浓水回灌填埋场区，总回收率为75%。采用双膜法出水水质稳定可靠，完全达到设计排放标准。由于预处理和生化处理已经去除了大部分污染物，因此，膜通量能长时间保持稳定，清洗频率较低，大大降低了运行成本。
2.超临界水氧化
超临界水氧化（SCWO）是利用超临界水的特殊性质，使有机物和氧气在超临界水中迅速发生氧化反应来彻底分解有机物的新型废水处理技术。与常规水处理方法相比，该技术具有处理彻底、反应迅速、无二次污染等优点。
SCWO对垃圾渗滤液中的有机物具有极好的降解效果，在较短的反应时间（5~10min），温度为400~450℃时，垃圾渗滤液中COD和NH3-N的去除率可以分别达到99%和97%以上，甚至出水的COD、pH、色度、NH3-N、SS等指标可以直接达到国家规定的《生活垃圾填埋场污染控制标准》。在温度为450℃、反应时间为300s、氧化系数为3.5、压力25MPa和MnO2催化作用下，出水COD和NH3-N分别降至50.75mg/L和17.66mg/L。P.T.Williams等进行了两种垃圾渗滤液（工业垃圾渗滤液和生活垃圾渗滤液）的亚临界水氧化和SCWO试验，渗滤液中数十种有机污染物的去除率均大于99.99%，垃圾渗滤液中的有机物可以在超临界条件下得到完全的氧化。
3.重金属去除效果
SCWO技术不仅可以去除垃圾渗滤液中的有机污染物，而且可以去除废水中的重金属。渗滤液SCWO出水的Ni、Co、Cu、Zn、Cd、Pb等各种重金属离子的去除率均大于98%，只是在间歇式反应釜被冷却时重金属离子有部分溶解于水样中，导致浓度有所增大；马承愚等在连续式SCWO系统的出水中未检测到Cu、Cr、Pb、Cd的存在，渗滤液中重金属离子的去除率达到了100%。
4.垃圾渗滤氨氮去除的方法
1)反渗透法
利用高压下的反渗透膜选择性通过某种物质而截留其他物质，实现对液体混合物不同组分的分离，这是反渗透法的特点。用反渗透膜处理技术，在超低压下，研究氨态氮去除的特点，并对工艺条件进行优化，实现了高效分离。这些研究为此技术在该领域中的应用提供参考。但此法缺点很多，一是膜容易被污染，而是设备成本较高，限制了其在国内外的废液处理上的应用。
2)吸附法
利用多孔性的固体，使渗滤液中氨氮被吸附在固体表面而去除的方法，这是吸附法的特点。由于沸石內表面积大，因而它具有较强的离子交换和吸附能力。在国内，天然沸石资源丰富，沸石吸附法有很大的应用前景，且此法可以回收氨，实现变废为宝，而且此法没有二次污染。但是对该法用于渗滤液处理的研究还不太多，用于实际生产还有待进一步研究。
5.回灌法
回灌法是把填埋场作为一个以垃圾为填料的巨大生物滤床，渗滤液经覆土层和垃圾层，发生一系列生物、化学和物理作用而被降解和截留，同时使渗滤液由于蒸发而减少。分析了循环回灌法对渗滤液不同组分的去除效果，发现回灌出水中HA、FA的比例提高，HyI比例下降，同时回灌出水中各组分的芳香性构成程度提高，但羧基官能团含量减少，DOM中小分子量有机质所占比例有所下降。回灌法对渗滤液的去除效果随垃圾堆体高度的增加而增加，但是进入垃圾堆体的有机负荷不能无限制增加，否则会破坏渗滤液回灌系统。
6.好氧厌氧结合处理法
中国现行的渗滤液处理厂大多采用厌氧－好氧结合处理系统以实现废水达标排放。采用上流式厌氧复合床(UBF)－缺氧/好氧膜生物反应器(AOMBＲ)工艺处理垃圾渗滤液，当进水渗滤液COD在10000mg/L左右时，出水COD为1000mg/L左右，COD总去除率＞90%。AOMBＲ系统能够实现稳定脱氮，进水NH+4－N最高质量浓度达2000mg/L左右时，出水NH+4－N质量浓度为50～100mg/L，NH+4－N去除率为95%左右。
综上所述，城镇生活垃圾渗滤液处理工艺基本上是借用城镇污水处理工艺方法进行，尚无针对垃圾渗滤液的特性，创建独立的处理方法。为避免产生次生污染，省、市有关主管部门应对具有垃圾渗滤液处理试验研究力量的单位、公司给予财力支持，以深入渗滤液处理工艺的组合研究，探索更完善的、新型的城镇生活垃圾渗滤液处理工艺，这样对促进我国垃圾处理事业有很大的促进作用。
参考文献：
[1]李莉.生活垃圾填埋场渗滤液物化和生化预处理及组合处理工艺研究[D].重庆大学,2010.
[2]唐家富,李国建.城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺比较[J].环境卫生工程,1995,02:15-19.
[3]李波.城镇小型生活垃圾填埋场渗滤液两级SBR组合处理工艺应用研究[D].浙江大学,2012.
关键词：垃圾填埋场；渗滤液组合；处理工艺
中图分类号：TU74文献标识码： A
近年来，随着城市发展和生活水平的提高，固体垃圾产生量逐年增加，已成为世界性的环境污染问题。目前比较经济和环保的处置方法是卫生土地填埋。然而，在填埋过程中所产生的垃圾渗滤液是亟需解决的关键问题。垃圾渗滤液是一种成分复杂、含有大量的“致癌、致畸”化合物和重金属的有机废水，若不妥善处理，会污染地下水、地表饮用水源，并对环境和人体造成极大危害。目前，垃圾渗滤液的处理方法主要包括物化法、回灌法和生物法，其中生物法因具有运行费用低、处理效率高，不会产生二次污染等优点，而被世界各国广泛采用。
一、垃圾渗滤液处理的来源和特点
垃圾渗滤液中污染物主要有以下三个来源：垃圾本身含有的大量可溶性有机物、无机物在雨水、地表水或地下水的浸入过程中溶解的污染物；垃圾通过生物、化学、物理作用产生的可溶性的污染物；覆土和周围土壤渗入的可溶性污染物。垃圾渗滤液的组成受垃圾成分、气候、水文地质、垃圾填埋时间和填埋方式等因素的影响，垃圾渗滤液主要有以下几个特征：渗滤液水质水量随时间变化大；渗滤液成份复杂，一般而言渗滤液中的有机物可分为三类：低分子量的脂肪酸类、腐殖质类高分子的碳水化合物及中等分子量的灰黄霉酸类物质；COD浓度很高，随着填埋时间的延长，BOD/COD值降低甚至低于0.1，说明稳定期和老龄渗滤液的可生化性较差；氨氮含量高；金属离子含量高；色度高，有臭味。
二、选择垃圾渗滤液处理工艺的原则
根据进水水质特点、排放标准要求、渗滤液处理的规模，结合当地自然和社会经济等条件综合分析确定，选择垃圾渗滤液处理工艺的原则如下：（1）处理工艺确保出水稳定并达到设计排放标准，处理技术先进、可靠；（2）工程运行费用低，管理、维修方便，运转自动化程度较高；（3）可根据进水水量、水质灵活调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。借鉴和参考国内外先进技术和经验，结合当地的实际情况，选择切实可行的处理工艺，保障垃圾渗滤液处理处理系统的正常、稳定运行。
三、垃圾填埋场渗滤液组合处理工艺
1.膜处理系统性能
近几年来，基于膜处理的相关新型组合工艺在垃圾渗滤液处理上得到了广泛的应用。一般常用的是超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，由于垃圾渗滤液的难处理性，通常使用多种膜集成工艺处理。该工程采用超滤+纳滤双膜法工艺，超滤错流水回流至SBR出水池，纳滤浓水回灌填埋场区，总回收率为75%。采用双膜法出水水质稳定可靠，完全达到设计排放标准。由于预处理和生化处理已经去除了大部分污染物，因此，膜通量能长时间保持稳定，清洗频率较低，大大降低了运行成本。
2.超临界水氧化
超临界水氧化（SCWO）是利用超临界水的特殊性质，使有机物和氧气在超临界水中迅速发生氧化反应来彻底分解有机物的新型废水处理技术。与常规水处理方法相比，该技术具有处理彻底、反应迅速、无二次污染等优点。
SCWO对垃圾渗滤液中的有机物具有极好的降解效果，在较短的反应时间（5~10min），温度为400~450℃时，垃圾渗滤液中COD和NH3-N的去除率可以分别达到99%和97%以上，甚至出水的COD、pH、色度、NH3-N、SS等指标可以直接达到国家规定的《生活垃圾填埋场污染控制标准》。在温度为450℃、反应时间为300s、氧化系数为3.5、压力25MPa和MnO2催化作用下，出水COD和NH3-N分别降至50.75mg/L和17.66mg/L。P.T.Williams等进行了两种垃圾渗滤液（工业垃圾渗滤液和生活垃圾渗滤液）的亚临界水氧化和SCWO试验，渗滤液中数十种有机污染物的去除率均大于99.99%，垃圾渗滤液中的有机物可以在超临界条件下得到完全的氧化。
3.重金属去除效果
SCWO技术不仅可以去除垃圾渗滤液中的有机污染物，而且可以去除废水中的重金属。渗滤液SCWO出水的Ni、Co、Cu、Zn、Cd、Pb等各种重金属离子的去除率均大于98%，只是在间歇式反应釜被冷却时重金属离子有部分溶解于水样中，导致浓度有所增大；马承愚等在连续式SCWO系统的出水中未检测到Cu、Cr、Pb、Cd的存在，渗滤液中重金属离子的去除率达到了100%。
4.垃圾渗滤氨氮去除的方法
1)反渗透法
利用高压下的反渗透膜选择性通过某种物质而截留其他物质，实现对液体混合物不同组分的分离，这是反渗透法的特点。用反渗透膜处理技术，在超低压下，研究氨态氮去除的特点，并对工艺条件进行优化，实现了高效分离。这些研究为此技术在该领域中的应用提供参考。但此法缺点很多，一是膜容易被污染，而是设备成本较高，限制了其在国内外的废液处理上的应用。
2)吸附法
利用多孔性的固体，使渗滤液中氨氮被吸附在固体表面而去除的方法，这是吸附法的特点。由于沸石內表面积大，因而它具有较强的离子交换和吸附能力。在国内，天然沸石资源丰富，沸石吸附法有很大的应用前景，且此法可以回收氨，实现变废为宝，而且此法没有二次污染。但是对该法用于渗滤液处理的研究还不太多，用于实际生产还有待进一步研究。
5.回灌法
回灌法是把填埋场作为一个以垃圾为填料的巨大生物滤床，渗滤液经覆土层和垃圾层，发生一系列生物、化学和物理作用而被降解和截留，同时使渗滤液由于蒸发而减少。分析了循环回灌法对渗滤液不同组分的去除效果，发现回灌出水中HA、FA的比例提高，HyI比例下降，同时回灌出水中各组分的芳香性构成程度提高，但羧基官能团含量减少，DOM中小分子量有机质所占比例有所下降。回灌法对渗滤液的去除效果随垃圾堆体高度的增加而增加，但是进入垃圾堆体的有机负荷不能无限制增加，否则会破坏渗滤液回灌系统。
6.好氧厌氧结合处理法
中国现行的渗滤液处理厂大多采用厌氧－好氧结合处理系统以实现废水达标排放。采用上流式厌氧复合床(UBF)－缺氧/好氧膜生物反应器(AOMBＲ)工艺处理垃圾渗滤液，当进水渗滤液COD在10000mg/L左右时，出水COD为1000mg/L左右，COD总去除率＞90%。AOMBＲ系统能够实现稳定脱氮，进水NH+4－N最高质量浓度达2000mg/L左右时，出水NH+4－N质量浓度为50～100mg/L，NH+4－N去除率为95%左右。
综上所述，城镇生活垃圾渗滤液处理工艺基本上是借用城镇污水处理工艺方法进行，尚无针对垃圾渗滤液的特性，创建独立的处理方法。为避免产生次生污染，省、市有关主管部门应对具有垃圾渗滤液处理试验研究力量的单位、公司给予财力支持，以深入渗滤液处理工艺的组合研究，探索更完善的、新型的城镇生活垃圾渗滤液处理工艺，这样对促进我国垃圾处理事业有很大的促进作用。
参考文献：
[1]李莉.生活垃圾填埋场渗滤液物化和生化预处理及组合处理工艺研究[D].重庆大学,2010.
[2]唐家富,李国建.城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺比较[J].环境卫生工程,1995,02:15-19.
[3]李波.城镇小型生活垃圾填埋场渗滤液两级SBR组合处理工艺应用研究[D].浙江大学,2012.