城市垃圾渗滤液处理工艺研究

来源：职称驿站所属分类：环境法论文发布时间：2012-08-17 10:07:03浏览：次

　　摘要：城市垃圾填埋场渗滤液成分复杂,危害很大。目前国内常用的垃圾渗滤液的处理方法主要有生物处理、物化处理和土地处理，近两年有出现了一些新的垃圾渗滤液处理技术，如芬顿氧化技术、MBR+膜处理技术、蒸馏分离技术等，但这些技术由于出现较晚，还缺乏实际运行经验和数据考证;处理方式主要为场内处理、场外处理、场内外联合处理。尽管对垃圾渗滤液处理的应用研究越来越多,积累了不少经验,但如何从源头上减少垃圾渗滤液的产生,如何找到一条既经济又合理的工艺,是当前值得我们在环保工作中进一步分析研究的课题。
　　关键词：城市生活垃圾；渗滤液；处理工艺
　　1渗滤液的水质特点
　　城市生活渗滤液属高浓度污水,主要特点可归结为:成分复杂,污染物浓度高且变化无规律,可生化性差,含盐量高，含有多种重金属物质,并含有较高浓度的氨氮和COD,产生量和污染物浓度随季节性变化较大。由于垃圾的种类、性质及处理方式等诸多因素影响,渗滤液组分相当复杂,且在一个相对大的范围内变动。渗滤液与其他污水相比的一个重要特点是水质水量波动大,雨季是产生渗滤液的高峰期,而干旱季节基本没有渗滤液流出。填埋场降水是垃圾渗滤液的主要来源,微生物分解和降水淋溶是渗滤液中污染物的主要来源。渗滤液量及污染物浓度与气候变化、水文条件、季节变化、垃圾性质、垃圾填埋时间、填埋方式、垃圾含水率等诸多因素有关。同一垃圾卫生填埋场渗滤液的性质随着填埋场的使用时间而变化。新填埋场渗滤液呈弱酸性,pH值约为6.5,可生化性较好,氨氮和COD浓度较高;老填埋场渗滤液的pH值约为8.0,可生化性较差,而氨氮浓度逐渐升高，COD浓度逐渐降低。
　　2垃圾渗滤液处理方法
　　垃圾填埋场渗滤液的处理技术既有与常规废水处理技术的共性,也有其极为显著的特殊性。渗滤液的处理一般有如下几种形式:
　　(1)直接排入或运输至城市污水处理厂进行合并处理;
　　(2)渗滤液循环回喷填埋场;
　　(3)经必要的预处理后汇入城市污水处理厂合并处理;
　　(4)在填埋场建设污水处理站(厂)进行现场处理。
　　这些处理方式需在充分的技术经济比较和处理可行性研究的基础上合理而慎重地选用。通常有两方面的问题必须首先加以研究:首先是采用何种处理方式,其次是采用什么样的处理工艺方法。通常所说的垃圾渗滤液的处理方法包括物化法、生物法、厌氧处理、膜处理法、芬顿氧化法、蒸馏分离法等,渗滤液循环回喷填埋场也可认为是一种独立的处理方法。
　　2．1运输或排入污水处理厂合并处理
　　将渗滤液直接排入城市污水处理厂与城市污水合并处理,是最为简单的处理方案,不仅可以节省单独建设渗滤液处理系统的大额费用,还可以降低处理成本。利用污水处理厂对渗滤液的缓冲、稀释作用和城市污水中的营养物质实现渗滤液和城市污水的同时处理,并非是普遍适用的方法:一方面,由于垃圾填埋场往往远离城市污水处理厂,渗滤液的输送将造成较大的经济负担,而且渗滤液输送过程中的卫生、安全问题也很突出;另一方面,由于渗滤液特有的水质及变化特点,在采用此种方案时如不加控制,则因垃圾渗滤液中含有较高浓度的有机污染物和NH3-N物质,易造成对城市污水处理厂的冲击负荷,影响甚至破坏城市污水处理厂的正常运行。因而,在考虑合并处理方案时,必须研究其工艺上的可行性。一般认为,只要渗滤液的量小于城市污水总量的0.5%,并且渗滤液带来的冲击负荷增加控制在10%以下,合并处理就不会对城市污水的生物处理效果产生负面影响,那么合并处理就是一种经济可行,价格低廉的方法。将垃圾渗滤液运输或直接排至城市污水处理厂与城市污水合并处理不失为一种经济的处理方案,是目前较好的选择方式之一。在我国部分落后地区尚无经济实力独建场内渗滤液处理站(厂)的情况下,采用此方案具有实际意义,但要求城市具有污水处理厂且与垃圾卫生填埋场不能太远。由于渗滤液的特殊性质,必须根据实际情况进行可行性研究,确定渗滤液与城市污水的合理比例及必要的预处理方法,采用稳定可靠、高效的合并处理工艺系统。
　　2．2垃圾渗滤液循环回喷填埋场
　　将垃圾渗滤液收集并通过回灌,使之回到填埋场,称之为循环喷洒处理。垃圾渗滤液的循环喷洒是一种较为有效的处理方案,是垃圾填埋场常用的减少渗滤液量和处理渗滤液的方法。通过回喷可提高垃圾层的水分含量(含水率由20%～25%提高到60%～70%),使垃圾渗滤液中微生物的营养成分回到填埋场中,增强垃圾中微生物的活性,加速产甲烷的速率、垃圾中污染物溶出及有机物的分解,降低垃圾渗滤液的有害物质浓度,缩短填埋垃圾水量和水质的稳定化进程,增大垃圾填埋场的沉降速率和总沉降幅度。北英格兰的SeamerCarr垃圾填埋场将一部分渗滤液循环喷洒,20个月后喷洒区渗滤液的COD值有明显的降低,金属浓度大幅度下降,NH3-N浓度基本保持不变。虽然渗滤液的循环喷洒处理法提出已有多年,但实际应用则是十多年的事。目前美国已有200多座垃圾填埋场采用了此技术,国内也有少数的应用实例。该方法具有减少渗滤液的场外处理量、缩短垃圾的发酵期、降低渗滤液处理造价等优点,环境经济效益明显。但是,垃圾渗滤液的场内喷洒处理法也具有4个方面的弊端:
　　1)不能完全消除渗滤液。由于喷洒或回灌的渗滤液量受填埋场特性的限制,因而仍有大量的渗滤液需外排处理。
　　2)通过喷洒循环后的渗滤液仍需进行处理方能排放,尤其是由于渗滤液在垃圾中的循环,导致NH3-N不断积累,甚至最终使其浓度远高于其在非循环渗滤液中的浓度,对含高浓度NH3-N的垃圾渗滤液进行二次处理,将使费用增高。
　　3)垃圾渗滤液回喷在年降水量大(大于700mm)的地区应慎用。
　　4)渗滤液回喷过程中所带来的环境卫生、安全及设计技术等问题应慎重处理。在采用循环喷洒技术时,要求在填埋场的顶部有部分敞开以便于设立规则性排列的沟道及回喷配水系统。基于以上原因,循环喷洒处理法在我国应用较少。
　　2．3预处理—合并处理
　　垃圾渗滤液与城市污水进行合并处理前,有时需要进行预处理。预处理—合并处理是基于减轻直接混合处理时渗滤液中有害有毒物对城市污水处理厂的冲击危害而采取的一种场内外联合处理方案。渗滤液首先通过设置于填埋场内的预处理设施进行处理,以去除渗滤液中的重金属离子、氨氮、色度以及SS等污染物或改善其可生化性、降低负荷,为合并处理创造良好的条件。对于含有一定数量的工业废物的混合型垃圾填埋场产生的渗滤液及城市污水处理厂规模较小而采用合并处理的情形,进行物理化学等预处理去除渗滤液中的重金属离子、氨氮等尤为重要。为使污水处理厂的微生物正常生长,除了使其物化环境中含有可降解的有机基质及必要的营养外,还必须保证废水中适量的营养物质和微量元素。而渗滤液中主要营养物质的实际浓度大多远高于微生物所需的浓度,若不做适当的预处理则将给微生物造成危害。有研究结果表明:垃圾渗滤液中高浓度的氨氮对微生物活性有抑制作用,会降低生化系统对有机污染物的降解效果,从而导致出水难于达标排放。
　　3垃圾渗滤液处理工艺分析
　　目前国内外渗滤液的处理工艺有生物处理、物化处理、土地处理、芬顿氧化处理、MBR+膜处理、蒸馏分离处理等多种。一般情况下必须将两种以上处理技术合理组合,才能使处理后渗滤液达标排放垃圾渗滤液处理工艺的比较。而国内多家填埋场(如厦门东孚填埋场、广州大田山填埋场等)的实际经验证明即使采用厌氧—好氧结合的工艺也很难使渗滤液处理出水达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889－2008）。因而,在经济条件允许的情况下,垃圾渗滤液的处理应首先选择膜法工艺。膜法工艺虽然一次性建设投资高于生物法,但运行费用若以处理单位质量COD计则与城市污水处理厂基本持平,经济上是合理的,而且出水水质稳定可靠,受水质波动影响较少,管理方便。其中德国的Ihlenberg渗滤液碟管式反渗透(DT-RO)处理系统已能实现全程的计算机控制。另外近两年出现的蒸馏分离法处理工艺，由于这种方法是通过物理方法蒸馏分离，出水水质较好，浓液通过干化处理后焚烧或回填，但其能耗及后期运行维护等还有待进一步证实，从环保节能减排方面来看，这种方法没有降低污染物的措施，只是一种分离，所有目前在国内还存在一定争议，还需要时间和实际运行效果来检验。
　　4几点结论
　　根据上述对垃圾渗滤液水质和处理方案、工艺的介绍、分析,可得出以下结论和建议:
　　1)由于垃圾渗滤液的特殊性质,无论采用哪种处理方案都存在一定的问题。在目前采用较多的现场处理的各工艺中也存在各种问题,所以除对处理方案进行研究外,还应当考虑如何减少渗滤液的产生量,宜发展可减少渗滤液产生量的填埋技术。
　　2)从各工艺的比较可以看出,膜法处理可取得比较好的效果,在经济条件允许的情况下应首先考虑使用。
　　3)在条件允许的情况下,可将填埋场早期生化性比较好的渗滤液运输至附近城市污水处理厂进行合并处理,后期可生化性差的渗滤液采用膜法处理以降低总处理费用。