污水處理滲濾液的分析與處理

污水處理滲濾液的分析與處理污水處理滲濾液的分析與處理污水處理滲濾液的分析與處理資料僅供參考文件編號：2022年4月污水處理滲濾液的分析與處理版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：城市生活垃圾衛(wèi)生填埋滲濾液的分析與處理城市生活垃圾衛(wèi)生填埋滲濾液的分析與處理摘要：城市垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，若不加處理而直接排放，會造成嚴重的環(huán)境污染。本文對城市垃圾填埋場滲濾液的來源、產(chǎn)生及化學特性作了較為詳細的闡述和系統(tǒng)的分析。重點對當前城市生活垃圾衛(wèi)生填埋滲濾液的控制方式與處理技術作了總結和探討。

關鍵詞：城市垃圾衛(wèi)生填埋滲濾液0.前言在城市垃圾衛(wèi)生填埋過程中，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。以往垃圾簡單填埋處理的滲濾水主要是依靠下層土地凈化，但是，日久天長或地質構造環(huán)境發(fā)生變化，滲濾水往往會對地下水或周圍環(huán)境造成二次污染。調查結果表明，所有的垃圾簡單填埋處理后，在填埋場周圍的地下水均受到污染，許多有毒害物質在一般地下水中不存在，卻在填埋場周圍的地下水中出現(xiàn)。因此，現(xiàn)代意義的垃圾衛(wèi)生填埋處理已發(fā)展成底部密封型結構，或底部和四周都密封的結構，從而防止了滲濾水的流出和地下水的滲入，并且對垃圾滲濾水進行收集和處理，有效地保證了環(huán)境的安全。

下面對垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾水的來源、產(chǎn)生量及其化學特性，滲濾水的控制和處理方法等進行簡要地綜合介紹。1.滲濾液的來源滲濾液主要由垃圾填埋場范圍的降水滲透、地下水侵入以及垃圾本身所含的水分形成。影響滲濾液產(chǎn)量的因素十分復雜，主要有降水、地下水侵入、垃圾成分、填埋場頂部的地表徑流和水分蒸發(fā)等。圖1為垃圾填埋場中的水分循環(huán)示意圖。場外徑流降水蒸發(fā)地表徑流垃圾層垃圾分解地下水侵入滲濾液圖1垃圾填埋場中的水分循環(huán)示意圖垃圾填埋場一般不會建造在承壓地下水有可能侵入的地方，因此“地下水的侵入”是指地表的潛水，這部分潛水的量與降水密切相關；除夏季的西瓜等垃圾富含水分外，一般沒有大量的富含水分垃圾；所以降水是滲濾液的主要來源。垃圾填埋場頂部的地表徑流量的大小與垃圾的密實度、覆土材料、覆土厚度、表面的植被和排水條件有關，在北方干旱地區(qū)，由頂部蒸發(fā)轉移的水分是比較可觀的，而在南方多雨地區(qū)，這部分水分相對較小。垃圾中的有機組分在填埋場內降解的過程中會產(chǎn)生一部分水分，這些含有高濃度污染物質的垃圾滲濾水是垃圾填埋處理中最主要的污染源，如果不妥取有效措施加以控制，則會污染地表水或地下水。滲濾液的水量的估算和預測滲濾液的水量和水質的波動很大，準確的預測其水量及水質是十分的困難的，但作為垃圾填埋場的的配套設施——污水處理設備的設計參數(shù)，對滲濾液的水量和水質的預測又是十分必要的。影響滲濾液水量的因素影響滲濾液水量的因素主要有水分的供給狀況、填埋場表面狀況、垃圾性質、填埋場操作運行方式等。表1列出了影響滲濾液水量的各種因素。表1影響滲濾液水量的因素［1］主要因素子因素降水降雨量、強度、頻率、降雪的雪堆特點和場地條件等。地下水侵入地下水的流向、流速、位置；填埋場工程地質情況；填埋場底部防滲系統(tǒng)。地表徑流和蒸發(fā)地表地形、頂蓋材料、覆土材料、土壤及填埋垃圾初始的水分狀況；溫度、風、濕度、植被、太陽輻射等。垃圾成分初始水分含量、含水層的高度及均一性、壓實度、滲透性、持水性。填埋場表面條件覆蓋材料、覆蓋類型、植被等。填埋場構造滲透性、排水性、垃圾層厚度、排水層水平滲透系數(shù)、襯層垂直滲透系數(shù)等。滲濾液水量的估算滲濾液的產(chǎn)生量確切估算是比較困難的，因此，一般采用經(jīng)驗公式計算［2］：Q=10-3（C1A1+C2A2）式中Q——滲濾液流量，m3/dA1、A2——正在填埋及地表水不易排出的面積和已完成填埋且地表水可排出的面積，m2C1、C2——綜合了填埋場滲濾液水量各影響因素的系數(shù)i——最大年或月降雨量的日換算值，mm/d3.垃圾滲濾液的水質特征和變化特征垃圾滲濾液的水質特點滲濾液的組分比較復雜，與垃圾成分、填埋場的土壤組分和填埋場使用年齡有關，主要污染物是有機污染物、氨氮、磷、微量金屬元素、常見元素和離子、微生物等，CODCr可達幾千至上萬mg/L，pH值一般在～間。由于垃圾滲濾水的來源使得垃圾滲濾水的水質具有與城市污水所不同的特點。［3］

．1有機物濃度高垃圾滲濾水中的BOD5和COD濃度最高可達幾萬mg/L，主要是在酸性發(fā)酵階段產(chǎn)生，pH達到或略低于7，BOD5和COD比值為～。

金屬含量高垃圾滲濾水中含有十多種金屬離子，其中鐵和鋅在酸性發(fā)酵階段較高，鐵的濃度可達2000mg/L左右，鋅的濃度可達130mg/L左右。

水質變化大垃圾滲濾水的水質取決于填埋場的構造方式、垃圾的種類、質量、數(shù)量以及填埋年數(shù)的長短，其中構造方式是最主要的。

氨氮含量高垃圾滲濾水中的氨氮濃度隨著垃圾填埋年數(shù)的增加而增加，可高達1700mg/L左右，氨氮濃度過高時，會影響微生物的活性，降低生物處理的效果。

營養(yǎng)元素比例失調對于生化處理，污水中適宜的營養(yǎng)元素比例是BOD5：N：P=100：5：1，而一般的垃圾滲濾水中的BOD5/P大都大于300，與微生物所需的磷元素相差較大。導致滲濾液的可生化性差。

其他特點滲濾水在進行生化處理時會產(chǎn)生大量泡沫，不利于處理系統(tǒng)正常運行。由于滲濾水中含有較多難降解有機物，一般在生化處理后，COD濃度仍在500～2000mg/L范圍內。滲濾液的一般組成滲濾液中的污染物種類超過100種，其中部分主要污染物含量的典型值見表2。表2垃圾滲濾液的一般成分/（mg/L）［4］成分變化范圍成分變化范圍顏色黃到黑灰色SO2-49～750氣味惡臭cl180～3500SS2000～35000As～電導率（μ）10～104氧化-還原電位（mV）320～380Cd～Pb～PH～Cu～CODcr400～70000Hg0～BOD580～35000Cr～有機酸46～24600Mn～TP～75NH3-N20～7400垃圾滲濾液變化特性滲濾液與其他污水相比的一個重要特點是水量水質波動大，雨季是產(chǎn)生滲濾液的高峰期，而干旱季節(jié)基本沒有滲濾液流出。滲濾液的水質的組成與填埋場的“年齡”變化也有很大的關系。表3說明了滲濾液的特征隨填埋場的年齡的變化。表3滲濾液的特征隨填埋場的年齡的變化［2］考察指標＜5年5～10年＞10年PH＜～＞COD/（g/L）＞10＜10＜5COD/TOC＜～＞BOD5/COD＞～＜VFA（占TOC）/%＞705～30＜54．垃圾滲濾液水質的影響因素填埋場結構與填埋技術對滲濾液的影響垃圾填埋場的結構與垃圾填埋技術直接影響到滲濾液的降解和穩(wěn)定，表4（見下頁）中列出了不同垃圾填埋場結構產(chǎn)生滲濾水的特性。從表4中可以看出,好氧性結構的垃圾填埋場能夠使垃圾滲濾水中污染物質快速降解,并能使垃圾滲濾水水質很快達到穩(wěn)定。但是，好氧性垃圾填埋場的建設和維護費用是相當高的，而且對運行操作要求十分嚴格。與垃圾的好氧性填埋相比，準好氧性結構的垃圾填埋場是容易建設，維護費用也低，并且也能夠使垃圾滲濾水中污染物質快速降解，從而使垃圾滲濾水水質穩(wěn)定化期間明顯縮短。由于準好氧性結構的垃圾填埋場在費用上與厭氧性填埋沒有大的差別，而在有機物分解方面又與垃圾的好氧性填埋相近，因此，得到越來越廣泛的應用。

影響垃圾滲濾液化學特性的其他因素

垃圾的組成部分垃圾的組成成分直接影響到填埋滲濾水的化學特性。垃圾的預加工填埋前將垃圾破碎能增大垃圾的表面積，增加填埋場的密度，降低垃圾對水的滲透性，增大垃圾的持水功能，從而增長了垃圾與水的接觸時間，加速垃圾的降解，使?jié)B濾水中污染物的濃度增加。填埋時間垃圾填埋后，其填埋年齡不同，降解速率及持水能力和水的滲透性能均不相同。所以，產(chǎn)生的滲濾水的組成及其各組成的濃度均不相同。一般來講，填埋時間越長，滲濾水的濃度越低。填埋場的供水填埋場的供水速率的大小直接決定了填埋場內垃圾的溫度。當供水率很小時，垃圾場內垃圾的濕度小于60%，垃圾的降解速率不能達到最大值。當供水率很大時，填埋場的滲濾液就會被供水所稀釋。［5］填埋場的深度當垃圾的透水性能相同時，填埋場越深，滲濾水在填埋場內滯留時間越長，滲濾液的強度越大（所含組分濃度越高）。表4垃圾填埋場的結構與垃圾滲濾液水質的關系（mg/L）［2］項目填埋期間封場后六個月封場后一年封場后二年厭氧性填埋BOD540，000～50，00040，000～50，00030,000～40,00010,000～20,000COD40，000～50，00040，000～50，00030,000～40,00010,000～20,000NH3-N800～10001000800600pH大約大約大約大約透明度～～～～好氧性填埋BOD540，000～50，0007,000～8,000300200～300COD40，000～50，00010,000～20,0001,000～2,0001,000～2,000NH3-N800～1000800500～600500～600pH大約大約～～透明度～～～～準好氧性填埋BOD540，000～50，0005,00～6,00100～20050COD40，000～50，00010,0001,000～2,0001,000NH3-N800～1000500100～200100pH大約大約大約～透明度～～～～5.滲濾液的危害垃圾滲濾液不經(jīng)處理或處理不當，排入河流、水庫、農田，將嚴重污染農作物和水生物，污染地下水及土壤，并通過食物鏈直接或簡接地進入人體組織與細胞中，導致各種疾病的產(chǎn)生，危害人類的身體健康和生態(tài)環(huán)境。其主要危害可以歸納為以下幾個方面：①有機物毒性。②致病性。③重金屬毒性。④腐蝕性。6.控制垃圾滲濾液產(chǎn)生的主要措施填埋場選址影響滲濾液產(chǎn)量的諸因素中絕大部分是自然因素，因此首先要合理地選擇填埋場場址，要求集雨面積較小、庫容大、地下水位較低的區(qū)域。同時，選址還要綜合考慮垃圾運距、周圍環(huán)境、地形地質、交通、覆土來源等。填埋場表面的坡度填埋場表面的斜坡很重要，在平緩的斜坡上，水易于集結，因而大量滲濾，而在較陡的斜坡上，水容易流掉，從而減少了到達垃圾中的水量。垃圾填埋的最終覆土層一般做成中心高、四周低的拱型，保持1%-2%的坡度，這樣可使部分降雨沿地表流走。但當表面斜坡大于8%左右時，表面徑流量就有可能侵蝕垃圾的頂部覆蓋物，使填埋場暴露，因此，表面斜坡應小得足以預防表面侵蝕。入場垃圾含水率的控制垃圾填埋過程中隨填埋垃圾帶入的水分，相當部分會在垃圾壓實過程中滲濾出來，其量在滲濾水產(chǎn)生量中占相當大的比例。為此，必須控制入場填埋垃圾的含水率，一般要求小于30%（質量分數(shù)）?？刂频乇硭臐B入量由于地表水的滲入是滲濾水的主要來源，因此消除或者減少地表水的滲入量是填埋場設計的最為重要的方面。主要可采取的措施有：

①對間歇暴露地區(qū)產(chǎn)生的臨時性侵蝕和淤塞的控制；

②對最終覆蓋區(qū)域采取土壤加固、植被、整修邊坡等控制侵蝕的措施；

③對于山溝式填埋場，需要設置截洪溝，以截留填埋區(qū)上游山區(qū)地表徑流和部分潛水。④溝渠加設襯層，以防止在暴雨期間大流量徑流的沖刷；

⑤修建緩沖池以減少洪峰的影響；

⑥將流經(jīng)未覆蓋垃圾的徑流引至滲濾水處理與處置系統(tǒng)。填埋場底部防滲處理根據(jù)場址的工程地質和水文地質情況，對填埋場底部進行防滲處理。防滲處理的目的一方面是防止?jié)B濾液滲入地下，污染地下水；另一方面是防止地下水侵入填埋場，造成滲濾液水量大幅度上升。防滲處理要因地制宜，水平防滲可以利用天然不透水層(要求透水率小于10-7cm/s),或鋪設不透水布建成人工不透水層，或兩者相結合。垂直防滲可以采用灌漿幕墻、不透水布等。填埋作業(yè)規(guī)范化嚴格規(guī)范的填埋作業(yè)可以有效地控制降水的滲入量。對山溝式填埋場宜采用斜坡作業(yè)法，填埋單元按1～2天的垃圾量劃分(冬季可擴大至5～7天)，布置成矩形網(wǎng)格，每單元堆高約2m～3m，經(jīng)壓實后覆土，覆土層一般為～，覆土來源宜就近，由推土機整平碾壓。作業(yè)面布置成斜坡，每升高2m～5m設一平臺，兩階平臺間堆成斜坡，平臺上設排水溝，以排除表面徑流。在填埋場使用初期，未進行填埋的區(qū)域應設臨時排水溝，將地表徑流引出。7.滲瀝液的處理生活垃圾滲濾液的允許排放標準生活垃污染控制排放標準（GB16889—1997）規(guī)定了滲濾液的允許排放標準（見表5）。對排入Ⅲ類水域或二類海域的生活垃圾滲濾液，其排放限值必須達到GB16889—1997的一級標準；排入Ⅳ、Ⅴ類水域或二類海域的生活垃圾滲濾液，其排放限值必須達到GB16889—1997的二級標準；排入設置城市二級污水處理廠的生活垃圾滲濾液，其排放限值必須達到GB16889—1997的三級標準。表5生活垃污染控制排放標準［4］（GB16889—1997）（單位：mg/L）項目一級二級三級懸浮物70200400BOD530150600COD1003001000氨氮1525大腸菌值10-1～10-210-1～10-2滲瀝液的處理方式垃圾填埋場滲濾液的處理技術既有與常規(guī)廢水處理技術的共性,也有其極為顯著的特殊性。滲濾液的處理有場內和場外兩大類處理方案［5］。常用的垃圾滲瀝液處理方式有以下四種：

①將滲瀝液輸送至城市污水處理廠進行合并處理；

②經(jīng)預處理后輸送至城市污水處理廠合并處理，即預處理--合并處理；

③滲瀝液回灌至填埋場的循環(huán)噴灑處理；

④在填埋場建設污水處理廠進行單獨處理。垃圾滲濾液處理工藝滲濾液及污水處理的一般方法一般用于污水處理的工藝主要有三種：生物法、物理法、化學法。其中，用于滲濾液處理的主流工藝是厭氧生物法、好氧生物法、膜法，常用輔助工藝有絮凝、吸附、吹脫、過濾、氣浮、化學氧化等。幾種處理工藝的比較見表6、表7表6部分垃圾滲濾液處理工藝比較［4］項目主要應用范圍主要特點主流工藝生物法厭氧高濃度污水運行成本底，用于滲濾液處理很難達標好氧中、底濃度污水運行成本底，用于滲濾液處理很難達標膜法超濾-納濾各種污水處理、其他工業(yè)領域處理單位數(shù)量污染物成本與生物法相當，出水穩(wěn)定可達標，出水率較底90%反滲透污水處理、工業(yè)應用、軍事應用處理單位數(shù)量污染物成本與生物法相當，出水穩(wěn)定可達標，出水率較底，75%輔助工藝絮凝主要用于前處理輔助工藝吸附用于前處理或后處理輔助工藝吹脫用于去除氨氮處理對象單一化學氧化特殊要求應用較少過濾用于前處理或后處理輔助工藝表7部分垃圾滲濾液處理工藝適用性比較［4］項目高濃度高氨氮季節(jié)變化大高含鹽量可生化性底綜合評價主流工藝生物法厭氧適宜兩種方法配合使用不適宜不適宜不適宜不適宜好氧不適宜不適宜不適宜不適宜不適宜膜法超濾-納濾可用效果一般適宜適宜無影響適宜反滲透可用效果一般適宜適宜無影響適宜輔助工藝絮凝輔助應用沒有效果———吸附輔助應用沒有效果———吹脫輔助應用較好———化學氧化不用不用———過濾輔助應用沒有效果———其他處理方法除了上面提到的生化處理和物化處理技術外，垃圾滲濾液的土地處理也是一種有效的方法。土地處理是利用土壤--微生物、土壤--植物系統(tǒng)的陸地生態(tài)系統(tǒng)的自我調控機制和對污染物的綜合凈化功能來處理污水，使水質得到不同程度的改善，實現(xiàn)廢水資源化和無害化。用土地法處理垃圾滲濾液的主要形式是滲濾液回灌和土壤植物處理系統(tǒng)。垃圾滲濾液的土地處理方法處理后的滲濾液具有較高的濃度，仍然會對周圍的環(huán)境造成污染。因此很少單獨作為污水處理工藝，一般只作為預處理工藝。對滲濾液處理工藝選擇的分析選擇適宜的處理工藝，要根據(jù)滲濾液的特性，參照國內外處理技術狀況及滲濾液處理要求。理論上處理高濃度廢水采用厭氧-好氧處理工藝，經(jīng)濟，處理效率高，處理效果好。但滲濾液是一種高濃度的污水，生物法處理滲濾液還有相當?shù)木窒扌浴Ｉ锓ㄌ幚砦鬯话愣家笠蟹€(wěn)定的污水進水量，而在垃圾填埋場，滲濾液的產(chǎn)生主要集中在雨季，量大而集中，調節(jié)池容量相對不足，勢必造成對生物處理系統(tǒng)負荷的沖擊，影響處理效果。而在枯水期，滲濾液極少，生物處理負荷不足，造成微生物生長困難。另外，微生物營養(yǎng)比例嚴重失調，也是生物法處理滲濾液的一大障礙。所以處理后的水質仍然較難達到生活垃污染控制排放標準（GB16889—1997）的要求。在處理工藝的選擇上單獨采用生物處理技術不能滿足排放要求，因此，滲濾液的處理技術應該是物化以及生化等多種處理方式有機結合的工藝。目前常用的滲濾液處理工藝組合有：生物處理-混凝沉淀、生物處理-化學氧化-（生物后處理