國(guó)內(nèi)外垃圾滲瀝液處理方式與技術(shù)分析_secret

1、 國(guó)內(nèi)外垃圾滲瀝液處理方式與技術(shù)分析 摘 要：在城市垃圾衛(wèi)生填埋過(guò)程中，由于垃圾的分解以及降水、地表水、地下水滲透、灌 溉、液體廢棄物等綜合因素的作用， 產(chǎn)生了垃圾滲瀝液。為防止垃圾滲瀝液對(duì)環(huán)境造成二次 污染，需對(duì)其處理方可排放。由于滲瀝液的水質(zhì)水量具有復(fù)雜、多變的特點(diǎn)，因此，針對(duì)具 體情況，尋求技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的處理方式與工藝、技術(shù)，在城市垃圾日益增長(zhǎng)、垃圾衛(wèi)生填埋 處置任務(wù)日益緊迫的今天， 顯得尤為重要。本文將對(duì)國(guó)內(nèi)外垃圾滲瀝液處理的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié) 即處理方式與工藝技術(shù)進(jìn)行分析探討。 關(guān)鍵字：垃圾滲瀝液 理方式 國(guó)內(nèi)外 技術(shù)分析 1 滲瀝液處理方式 常用的垃圾滲瀝液處理方式有以下四種： (1)

2、將滲瀝液輸送至城市污水處理廠進(jìn)行合并處理； (2) 經(jīng)預(yù)處理后輸送至城市污水處理廠合并處理，即預(yù)處理 -合并處理； (3) 滲瀝液回灌至填埋場(chǎng)的循環(huán)噴灑處理； (4) 在填埋場(chǎng)建設(shè)污水處理廠進(jìn)行單獨(dú)處理。 1.1 合并處理 垃圾滲瀝液與適當(dāng)規(guī)模的城市污水處理廠合并處理是最為簡(jiǎn)單的處理方式。 滲瀝液中所 含成份與城市污水相近， 主要不同點(diǎn)是滲瀝液含有較高的 CODCE BOD 坂氨氮物質(zhì)濃度， 較 低的磷物質(zhì)含量。當(dāng)滲瀝液?jiǎn)为?dú)處理時(shí)，要采取必要的措施，用以保證生化處理所需要的適 當(dāng)?shù)腃:N:P比例，因而使處理流程較為復(fù)雜。 合并處理時(shí)，由于城市污水量較大， 對(duì)滲瀝液 可起到緩沖、稀釋作用，同時(shí)，

3、還可補(bǔ)充磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，到達(dá)滲瀝液與城市污水共同處理的 目的。采用合并處理方式時(shí)，應(yīng)考慮兩個(gè)重要因素，其一是要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)平衡分析。一方面， 合并處理可以節(jié)省單獨(dú)處理所需要的投資費(fèi)用； 同時(shí)，由于垃圾填埋場(chǎng)往往遠(yuǎn)離城市污水處 理廠，滲瀝液的輸送將需要許多費(fèi)用， 二者應(yīng)綜合考慮。 其二是不同污染物濃度的滲瀝液量 與污水處理廠處理規(guī)模的比例要適當(dāng)。 據(jù)資料介紹，為保證城市污水處理廠的正常運(yùn)行， 避 免滲瀝液對(duì)城市污水處理廠造成的沖擊負(fù)荷，要嚴(yán)格控制滲瀝液與城市污水的混合比 1。 圖 1 所示為當(dāng)滲瀝液濃度一定時(shí) (以COD十)，宜控制的滲瀝液與城市污水的體積比的最大 值。 篥艇狼I zhwEong 圖1

4、 COD與體積比關(guān)整示意圖 由圖可見，滲瀝液濃度愈高，體積比應(yīng)控制愈小，否那么， 將會(huì)使城市污水處理系統(tǒng)出現(xiàn) 污泥膨脹等問(wèn)題。 滲瀝液與城市污水的合并處理應(yīng)在經(jīng)過(guò)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、 合理確定滲瀝液與城市污水 之比例的根底上進(jìn)行。對(duì)于一個(gè)城市來(lái)講，應(yīng)在城市具體規(guī)劃時(shí)，統(tǒng)籌考慮城市污水及城市 生活垃圾的處理問(wèn)題，使合并處理這一簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的處理方式成為可能。 江蘇省吳江市將城市生活垃圾、糞便無(wú)害化及城市污水處理綜合考慮，日處理規(guī)模為 5000 立方米的城市污水處理廠同時(shí)接納垃圾滲瀝液及糞便無(wú)害化處理過(guò)程中產(chǎn)生的上清 液；垃圾填埋場(chǎng)那么接納污水處理及糞便無(wú)害化處理過(guò)程中產(chǎn)生的泥和渣。 該綜合處理系統(tǒng)具

5、 有占地小、投資省、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低的顯著特點(diǎn)， 產(chǎn)生了較好的效益， 是值得借鑒的一種處理模 式。 1.2 預(yù)處理-合并處理 垃圾滲瀝液輸送至城市污水處理廠進(jìn)行合并處理前， 有時(shí)需要進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理的目 的是保證生物處理過(guò)程中微生物處于良好的生長(zhǎng)繁殖環(huán)境， 即生物可降解的有機(jī)基質(zhì)、適量 的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和銅、鐐、鋅等微量元素。滲瀝液中主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氨氮及重金屬離子的實(shí)際含量 往往高于微生物所需要的濃度，預(yù)處理那么是去除過(guò)量的此類物質(zhì)以及色度、 SS等污染物質(zhì)， 或改善其可生化性、降低負(fù)荷，為合并處理的正常運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。 滲瀝液中高濃度的氨氮是影響滲瀝液生物處理效果的重要因素。 過(guò)高的氨氮濃度使?jié)B瀝

6、液中的營(yíng)養(yǎng)比例C:N:P失調(diào)，抑制微生物的正常生長(zhǎng)及合并處理的有效運(yùn)行。氨氮的去 除可采用吹脫等物理化學(xué)方法， 同時(shí)可結(jié)合合并生物處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 考慮采用具有脫氮功 能的 A2/O 或 A/O處理系統(tǒng)將其有效地去除。 滲瀝液中重金屬離子去除的預(yù)處理工藝多采用物理化學(xué)法。法國(guó) A.AMOKRANE人對(duì)于 建筑初KE籃就在筑走聞 300 00 1OOCO 2OC00 COD o o o O 0 6 4 _2o o o O 0 6 4 _2 穩(wěn)定的填埋場(chǎng)的滲瀝液開展了采用混凝絮凝方法作為預(yù)處理工藝的研究 2。該項(xiàng)研究報(bào)道 指出，穩(wěn)定的填埋場(chǎng)之滲瀝液經(jīng)生化和物化處理后， CO 以含鹽量仍超過(guò)排放要求

7、。在這種 情況下，反滲透可有效去除 CO 以含鹽量，但其處理能力往往由于反滲透膜易受到污染的原因而受到影響。為了減少這種影響， 研究證明，混凝絮凝方法作為反滲透的預(yù)處理措施是行 之有效的。但盡管濁度去除率到達(dá)了 97%上清液中仍呈現(xiàn)明顯的污染污染指數(shù)大于 15/min 。在混凝階段使用 H2O2 作為氧化劑，并用石灰控制 PH值，上清液中的離子濃度和 污染指數(shù)分別減至 2mg/l和 5/min以下。由此說(shuō)明，混凝絮凝方法作為反滲透的預(yù)處理是可 行的。 預(yù)處理-合并處理無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)方式的靈活性或在對(duì)出水水質(zhì)的保證方面，是一 種比擬理想的處理方式。 1.3 循環(huán)噴灑處理 將滲瀝液收集并通過(guò)回

8、灌， 使之回到填埋場(chǎng)，稱之為循環(huán)噴灑處理。 滲瀝液的循環(huán)噴灑 處理是一種有效的處理方法， 歸結(jié)起來(lái)主要表達(dá)在兩個(gè)方面。 一是減量。滲瀝液的回噴可通 過(guò)蒸發(fā)或被植被吸收， 減少滲瀝液的場(chǎng)外處理量， 降低滲瀝液處理的投資。 二是加速穩(wěn)定化 進(jìn)程。通過(guò)回噴可提高垃圾層的含水率， 增加垃圾的濕度，增強(qiáng)垃圾中微生物的活性， 加速 產(chǎn)甲烷的速率及有機(jī)物的分解， 縮短填埋垃圾的穩(wěn)定化進(jìn)程。 為強(qiáng)化上述成效，必須注意噴 灑的量及噴灑的方式。一般在填埋場(chǎng)處于產(chǎn)酸階段時(shí)， 回噴的量較少，在產(chǎn)氣階段那么可以逐 漸增加回噴量。對(duì)于回灌方式那么可將新、 老填埋區(qū)產(chǎn)生的滲瀝液交互回灌， 以此加速有機(jī)物 的溶出和有機(jī)污染物

9、的分解，同時(shí)加速垃圾層的穩(wěn)定化進(jìn)程。 循環(huán)噴灑處理的缺乏是不能完全消除滲瀝液， 對(duì)該滲瀝液仍需要進(jìn)行處理方能排放。 同 時(shí)在應(yīng)用過(guò)程中還要注意諸如環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題、平安及設(shè)計(jì)技術(shù)問(wèn)題等。 近 10 年來(lái)，該項(xiàng)方法在實(shí)際工程中得到了應(yīng)用。目前美國(guó)已有 200 多座垃圾填埋場(chǎng)采 用了此項(xiàng)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用較少。據(jù)資料介紹，唐山市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲瀝液處 理采用了循環(huán)噴灑處理方法 3。滲瀝液經(jīng)收集并經(jīng)沉淀調(diào)節(jié)池處理后， 噴灌回流至填埋場(chǎng)； 沉淀調(diào)節(jié)池中的沉淀污泥與滲瀝液一并回流至填埋場(chǎng)，防止了污泥的二次污染。 1.4 單獨(dú)處理 當(dāng)垃圾填埋場(chǎng)遠(yuǎn)離城市污水處理廠時(shí)，為防止?jié)B瀝液長(zhǎng)距離輸送而帶來(lái)的高額運(yùn)

10、轉(zhuǎn)費(fèi) 用，可考慮在填埋場(chǎng)附近建設(shè)獨(dú)立的滲瀝液處理系統(tǒng)。 選用此方法應(yīng)注意與投資及運(yùn)行費(fèi)用 有關(guān)的三個(gè)問(wèn)題。其一， 與城市污水處理廠規(guī)模相比，滲瀝液的產(chǎn)量較小， 因此單獨(dú)設(shè)置小 規(guī)模的處理系統(tǒng)在單方水投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用方面缺乏經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。 其二，滲瀝液中的營(yíng)養(yǎng)比 例C:N:P失調(diào)，主要表現(xiàn)在氮含量過(guò)高，而磷含量缺乏，在處理過(guò)程中需要花費(fèi)削減氮 及補(bǔ)充磷的費(fèi)用。此外，對(duì)于滲瀝液中的多種重金屬離子和較高濃度的 NH3-N,需要采用化 篥艇狼I zhwEong 建撫我料下篥就在虹走網(wǎng) 學(xué)等方法進(jìn)行必須的預(yù)處理乃至后處理，故其運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高。 2 滲瀝液處理技術(shù) 2.1 滲瀝液處理系統(tǒng)的單元構(gòu)成 垃圾滲瀝液

11、中污染物濃度很高，并且含有較高濃度的有毒有害物質(zhì)。 垃圾滲瀝液水質(zhì)隨 垃圾成分、當(dāng)?shù)貧夂?、水文、填埋時(shí)間及填埋工藝等因素的影響而有顯著的變化， 其中填埋 場(chǎng)場(chǎng)齡是主要影響因素。滲瀝液量的變化那么主要取決于降水這一因素。 鑒于滲瀝液水質(zhì)、水 量變化的復(fù)雜性，滲瀝液處理系統(tǒng)應(yīng)為多種處理方法組合的具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的工藝系 統(tǒng)。就填埋場(chǎng)場(chǎng)齡為滲瀝液水質(zhì)主要影響因素而言，應(yīng)選擇相應(yīng)的處理方法。填埋初期，垃 圾滲瀝液中含有高濃度的易于生物降解的揮發(fā)性有機(jī)酸， BOD/COD 匕值約 0.6 以上，宜采用 生物處理工藝；隨著場(chǎng)齡的增加，填埋層日趨穩(wěn)定，滲瀝液中的有機(jī)物濃度降低， 難于生物 降解的物質(zhì)增加

12、，生物可降解性降低， BOD/COQ 匕值約 0.3 以下，滲瀝液處理宜采用物化方 法。 根據(jù)不同的滲瀝液水質(zhì)及對(duì)處理程度的要求， 垃圾滲瀝液處理系統(tǒng)一般為如下工藝單元 的不同組合： 主處理前需預(yù)處理時(shí)，一般采用混凝沉淀等物理化學(xué)方法， 主處理采用厭氧、好氧等生 物處理方法，后處理可采用混凝沉淀、過(guò)濾、吸附等物理化學(xué)方法。 2.2 國(guó)內(nèi)外垃圾滲瀝液處理技術(shù) 多年來(lái)國(guó)內(nèi)外專家對(duì)垃圾滲瀝液處理技術(shù)進(jìn)行了深入研究， 研究重點(diǎn)仍以去除有機(jī)物及 氮為主，根據(jù)最新國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道，處理工藝那么多采用膜過(guò)濾及 SBR 技術(shù)。 垃圾滲瀝液中含有一些好氧微生物難于降解的物質(zhì)， 厭氧處理及用強(qiáng)氧化劑氧化是提高 這些物

13、質(zhì)可好氧降解特性的有效途徑， 而厭氧處理是更為經(jīng)濟(jì)的方法。浙江省某城市垃圾填 埋場(chǎng)滲瀝液處理工程采用厭氧兩段好氧處理工藝 4。為提高厭氧處理效果，該工程在厭 氧池中投放懸浮填料，池底設(shè)攪拌器，厭氧池的設(shè)計(jì)負(fù)荷為 1.5kgCODcr/m3.d ,填料投加量 為池容的 25%處理效果較好。 為有效去除有機(jī)物和懸浮固體，廣州大田山垃圾填埋場(chǎng)采用厭氧生物接觸氧化混凝 沉淀氧化塘工藝處理滲瀝液。 當(dāng)進(jìn)水 BOD5=5000mg/l, COD=8000mg/l, SS=700mg/l, PH=7.4 篥艇狼I zhwEong 建撫祇料下案境在筑尤網(wǎng) 時(shí)，出水滿足原工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn) GB74-73,即 B

14、OD5 60mg/l , COD 100mg/l, SSK 500mg/l, PH=9,取得了成效。 哈爾濱建筑大學(xué)采用 A (缺氧活性污泥法)B (淹沒(méi)式生物膜法： A 缺氧段/O 好氧段) 復(fù)合系統(tǒng)處理垃圾滲瀝液 5。結(jié)果說(shuō)明，對(duì)于 COD=1693.9 mg/l , NH3-N=170.0 mg/l 和 TN=190.0 mg/l的填埋場(chǎng)滲瀝液，經(jīng)該復(fù)合系統(tǒng)處理后，出水 COD NH3-N 和 TN 分別降至 97.9mg/l、8.3mg/l和49.5mg/l ,相應(yīng)的去除率分別為 94.2%、95.1%和 73.9%,到達(dá)了良好 的去除有機(jī)物和脫氮的效果。 日本A.IMAI等專家應(yīng)用生

15、物活性炭流化床工藝處理 老齡填埋場(chǎng)滲瀝液6,充分利用其生 物降解和吸附功能。當(dāng) HRT自 24h 提高到 96h 時(shí)，溶解性有機(jī)碳(DOC 的去除率為 42%至 58%去除機(jī)理主要由兩方面組成，一是生物對(duì)滲瀝液低分子量物質(zhì)的降解，因?yàn)榇蠓肿恿?物質(zhì)難于降解；二是活性炭?jī)?yōu)先吸附低分子量的有機(jī)物。 該工藝去除 DOC 勺同時(shí)，還可去除 局部腐殖質(zhì)。當(dāng) HRT為 24h 時(shí)，腐殖質(zhì)的去除率達(dá) 70% 以 H.TIMUR 為主的專家組研究采用厭氧 SBR (ASBR 工藝處理垃圾滲瀝液7。研究表 明，ASB砒理滲瀝液是可行的。當(dāng) CO 弟積負(fù)荷和污泥負(fù)荷分別為 0.4 9.4gCOD/l.d 和 0.

16、17 1.85gCOD/gVSS.d 時(shí)，CO 以除率為 64 85% 去除的 CON 約 83%專化為甲烷，其余 轉(zhuǎn)化為微生物，甲烷轉(zhuǎn)換率按 COta 配濃度計(jì)為 0.2 L CH4/g COD 按去除量計(jì)為 0.29 L CH4/g COD 污泥產(chǎn)率系數(shù)為 0.1 g VSS/g COD 去除，污泥自身氧化率為 0.01/d 。 國(guó)外一些專家致力于膜工藝技術(shù)處理滲瀝液的研究，并取得了成功。美國(guó) MASSOUD PIRBAZARI等專家采用混合膜過(guò)濾技術(shù)處理垃圾滲瀝液 8 , TOC除率到達(dá) 95 咐上。1998 年瑞典 U.WELANDER 專家采用懸浮載體生物膜工藝 (SCBP 9:,取

17、得了理想的實(shí)驗(yàn)室規(guī) 模的滲瀝液生物脫氮效果。實(shí)驗(yàn)裝置是容積為 5M3 的塑料池，內(nèi)裝填料(Natrix 6/6C ), 其容積占池容積的 60%,滲瀝液溫度范圍為 10 26C 時(shí)，硝化效果良好，硝化容積負(fù)荷率 為 24gN/m3.h,反硝化容積負(fù)荷率為 55gN/m3.h。當(dāng)工藝運(yùn)行穩(wěn)定后，無(wú)機(jī)氮幾乎全部去除， 總氮去除率到達(dá) 90% 3結(jié)論與建議 (1) 滲瀝液處理方式的選擇應(yīng)根據(jù)具體情況，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素綜合考慮。在滲瀝 液合并處理、預(yù)處理-合并處理、循環(huán)噴灑處理及單獨(dú)處理方式中， 預(yù)處理-合并處理無(wú)論 是在經(jīng)濟(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)方式的靈活性或在對(duì)出水水質(zhì)的保證方面， 是一種比擬理想的處理方案，但

18、 要注意城市污水處理廠可接納滲瀝液容量的能力。 (2) 膜處理技術(shù)對(duì)有機(jī)物及脫氮是行之有效的方法，預(yù)計(jì)在二一世紀(jì)該技術(shù)必將成 為滲瀝液處理的主導(dǎo)工藝。 篥艇狼I zhwEong 建撫祇料下案境在筑尤網(wǎng) (3) 填埋過(guò)程與滲瀝液水質(zhì)、水量的關(guān)系以及調(diào)節(jié)池容量與處理廠規(guī)模的關(guān)系，是合 理選擇處理方式、優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)的重要依據(jù)之一， 應(yīng)加強(qiáng)這方面課題的研究力度， 使?jié)B瀝液 處理的設(shè)計(jì)做到有的放矢。 (4) 建議廣泛關(guān)注國(guó)外滲瀝液處理技術(shù)的開展趨勢(shì)與技術(shù)動(dòng)態(tài)， 借鑒他們的成功經(jīng)驗(yàn)， 提高我國(guó)滲瀝液處理的技術(shù)水平。 參考文獻(xiàn) 1 沈 耀 良 ， 等 。 (1999) 城 市 垃 圾 填 埋 場(chǎng) 滲 瀝 液

19、 處 理 方 案 及 其 分 析 ， 給 水 排 水 。 Vol.25,No.8,PP.18-22. 2 A.AMOKRANE et al. (1997)Land leachates Pretreatment by Coagulation-Flocculation. Wat.Res.Vol.31, No.11, PP.2775-2782. 3 吳晨，等。(1996)城市垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液處理技術(shù)，給水排水。 Vol.22, No.5. 4 盧賢飛。(1999)城市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲瀝液的控制和處理， 給水排水。Vol.25, No.6. 5王寶貞，等。(1996)A (缺氧活性污泥)/B (A/O淹沒(méi)式生物膜)復(fù)合系統(tǒng)