生物酶催化技術在垃圾滲濾液處理中的應用

齊愛玖，林祥進，孫祥章，沈明華，周海炳

（1.福州晨翔環保工程有限公司，福州 350002；2.杭州市固體廢棄物處理有限公司，杭州 310022）

生物酶催化技術在垃圾滲濾液處理中的應用

齊愛玖1，林祥進1，孫祥章1，沈明華2，周海炳2

（1.福州晨翔環保工程有限公司，福州 350002；2.杭州市固體廢棄物處理有限公司，杭州 310022）

針對垃圾滲濾液的特性及目前處理工藝普遍無法達標的問題，提出應用生物酶催化技術處理垃圾滲濾液的方法，可以高效迅速降解污染物，提高污染物去除效率，減少投資及處理費用，為垃圾滲濾液處理的技術升級與工藝探索提供新思路。

生物酶催化;垃圾滲濾液;達標排放

1 引言

城市垃圾滲濾液的處理問題，是長期困擾城市衛生環境的難點問題。2008年7月1日起執行的《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008），對生活垃圾填埋場從場址的選擇、建設、運行與封場后的全過程中的污染控制提出了更加嚴格的要求。同時要求現有和新建生活垃圾填埋場都應建有較完備的污水處理設施，并且提高了滲濾液處理的排放限值，需經過處理達到標準規定才能排放。該處理標準的提高，使原有常規使用的技術很難達到國家要求的排放標準。

我國在垃圾滲濾液處理方面尚處于起步階段，由于缺乏必要的基礎研究和技術開發，加之垃圾滲濾液水質水量的復雜多變性，垃圾填埋場滲濾液的處理大多照搬一般污水處理的技術，采用傳統的生物處理法和物化方法，而沒有充分考慮垃圾滲濾液中氨氮含量較高等特點，因而處理系統不是無法正常運轉難以達標就是運行費用過高。

2 垃圾滲濾液的水質特征

垃圾滲濾液的組分復雜，污染物濃度高、色度大、毒性強，BOD和COD濃度最高可達幾萬mg/L，同時還含有大量有機污染物及各類重金屬污染物，尤其是含有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物等。并且氨氮的含量可高達1700mg/L左右，而氨氮濃度過高，就會影響微生物的活性，降低生物處理的效果，C/N比例失調，磷元素缺乏，處理難度大，且由于滲濾液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，所以是環境污染的大戶。

3 垃圾滲濾液的處理方法

由于垃圾滲濾液對環境的破壞性污染，引起了環保界的高度重視。國家環保部在出臺的“十二五”規劃中，垃圾滲濾液的污染防治是重點項目。因滲濾液具有可變性極高的污染度，給處理技術的選擇、運行、管理等帶來諸多不便。經近年來的不斷探索，垃圾滲濾液的處理方式及方法也在不斷推陳出新，如引入城市污水處理廠合并處理，但該方法由于垃圾填埋場位置一般偏遠，滲濾液的輸送將造成較大的經濟負擔，且有可能造成對污水處理廠的沖擊負荷，所以難以得到運用；有些垃圾填埋場采用循環噴灑處理方案，將滲濾液集中后回噴，具有加速垃圾的穩定化、減少滲濾液的處理量、減少滲濾液污染物等優點，但該方法面臨通過循環噴灑處理后的滲濾液仍需處理方能排放，并存在環境衛生、安全及設計技術等問題，且受蒸發量所限，特別是在雨季，滲濾液會泛濫成災。因此眾多實踐證明，在資金投入有限的情況下，垃圾滲濾液以單獨處理為佳。

垃圾滲濾液處理最常用的方法是生化處理和物化處理，物理化學法主要有混凝、沉淀、活性炭吸附、臭氧氧化、化學沉淀、密度分離、化學氧化、化學還原、離子交換、反滲透、氣提及濕式氧化法等。生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者結合的方法。好氧處理包括活性污泥法、接觸氧化法、曝氣氧化池、好氧穩定塘、生物轉盤和滴濾池等，其中以延時曝氣活性污泥法應用較多。厭氧處理包括上流污泥床、厭氧固定化生物反應器、混合反應器及厭氧穩定塘。由于垃圾滲濾液的濃度較高，目前國內外大多采用A/O法進行處理。

垃圾滲濾液是高濃度有機廢水，水中含各種形態的有機胺及大量不明性質的高濃度高分子有機物，采用傳統物化、生化工藝難以達到污水處理排放要求，滲濾液中氨氮濃度高，尤其是在填埋后期其濃度更高。雖然傳統處理方法很多，各有優缺點，但在實踐中發現，單獨使用任何一種處理滲濾液均不能使出水水質達到國家排放標準。滲濾液處理費用高且難以達到排放標準。填埋場在封閉前，一般滲濾液濃度高且較難處理，即使采用厭氧-好氧生物處理工藝也難以達到排放標準；而高標準的滲濾液處理廠投資大，運行管理費用高，許多填埋場因為資金不足受限。

傳統的物化、生化處理方法對垃圾滲濾液中污染物的去除往往不夠理想，難以達到國家相關排放標準，探求高效、低耗、投資省且穩定排放達標的垃圾滲濾液處理新技術已日趨重要。國內外許多學者致力于將環境工程技術與生物技術結合發展，以環境生物技術為新技術體系解決環境污染成為當今乃至未來發展的方向。生物酶催化技術的開發與應用是環境生物技術中重要的部分，為垃圾滲濾液治理提供了新的技術手段。

4 生物酶催化技術

針對國內垃圾滲濾液處理的現狀，目前，國內已有一些企業采用生物酶催化技術處理垃圾滲濾液，將生化工程技術與環境科學技術相結合，通過應用系統的方法，對生物酶類的選用與開發進行了研究，以成本低、速度快、效率高、安全簡便的操作解決垃圾滲濾液的處理問題，即應用生物酶催化技術處理垃圾滲濾液，取得了顯著的效果。

4.1 生物酶催化技術去除污染物的機理

將生物酶催化技術應用于污染物的去除，是采用不同于普通微生物菌的系列生物酶結合技術，通過酶打開污染物中更復雜的化學鏈，將其迅速降解為小分子，從高分子有機物降解為低分子有機物或CO2、H2O等無機物，降低 COD值，從而達到去除污染物的目的，同時還可大大降低污水處理費用。

生物酶處理有機物的機理是先通過酶反應生成游離基，然后游離基發生化學聚合反應生成高分子化合物沉淀。與其他微生物處理相比，酶處理法具有催化效能高、反應條件溫和、對廢水質量及設備情況要求較低，反應速度快，對溫度、濃度及有毒物質適應范圍廣，可以重復使用等優點。

4.2 生物酶催化技術特點

生物酶催化技術具有脫色除臭、去除COD、脫氮除磷等功能，是環境友好型技術。其特點體現在：1）替代現有傳統藥劑，可降低30%～50%處理成本；2）去除COD效果明顯，特別是消解氨氮有特效；3）提高處理效率與處理量，可與原有處理設施生化單元相結合，即原有設施不需要新建或者增建，可提高處理量30%左右；4）生物酶催化技術使用方便，容易操作，效果穩定，環境友好；5）能改善垃圾填埋場周邊環境，除臭味，去蚊蠅；6）經處理后的出水COD、氨氮等指標可確保達到國家排放標準。

5 生物酶催化技術在垃圾滲濾液處理中的應用

垃圾滲濾液中主要的難降解物質是各種形態的有機胺及大量不明性質的高濃度高分子有機物，采用針對性生物酶可直接分解上述污染物。在垃圾滲濾液處理工藝中，投加專性生物酶，通過特殊生物酶的催化作用，增強廢水的可生化性，出水可達到相應排放標準，并且可降低運行成本和工作強度，減少對環境的污染。

5.1 垃圾填埋場的垃圾滲濾液處理

浙江某垃圾填埋場現日處理垃圾滲濾液1500m3，原設計主體采用生化處理工藝，即進水—預曝調節池—混凝池—好氧池—結晶槽（二沉池）—生物壓力濾罐—中間水池—出水。

該單位于2009年10月至今采用MBK復合生物酶生化凈水劑產品進行滲濾液處理，生化系統的處理效率大大提高，最終出水達到國家相關標準的要求。采用生物酶處理垃圾滲濾液的處理效果見下表。

2010年1月份污水生化工段單級處理效果數據表

從上表可看出，生物酶催化技術應用于難降解垃圾滲濾液處理中，可以迅速高效去除污染物，COD去除率可以達到93%，NH3-N去除率可以達到99%, 處理效果能夠達到現階段污水處理的要求。

5.2 垃圾填埋場的垃圾滲濾液與雨水混合物的處理

泉港新建垃圾填埋場垃圾滲濾液處理調節池，有大量雨水與污水混合。該污水呈現淺綠色或微黃色，散發臭味，總量為18,000m3，COD濃度為280mg/L，NH3-N濃度為30mg/L。采用生物酶催化處理技術對此污水進行處理3天后，COD及NH3-N濃度分別低于100mg/L和25mg/L，達到國家《生活垃圾填埋場污染物控制標準》（GB16889-2008）中的排放標準，并且消除了臭味，很好地解決了垃圾滲濾液中的有機物及氨氮降解問題。

6 結語

垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，其排放標準也越來越嚴，現有的生化或物化處理都難以達到排放要求，長期以來垃圾滲濾液的處理都是難點。應用生物酶催化技術處理垃圾滲濾液的工藝，其核心內容即采用兩級生物酶催化。此工藝可以高效迅速地去除垃圾滲濾液中高濃度的COD和NH3-N，對垃圾滲濾液中的有機胺和復雜高分子有機物進行催化降解，使有機胺轉化為無機氨，最終降解為氮氣，從水中逸出；不明高分子有機物經催化降解后進行開環斷鏈形成小分子有機物，提高了污水的可生化性，并縮短了處理時間，減少了建設投資及處理費用，使滲濾液處理后達標排放。該技術具有顯著的經濟效益和社會環境效益，并為垃圾滲濾液處理的技術升級與工藝探索提供了新思路。

[1]孫祥章，敖小平，林祥進.固定化酶復合材料及其制備方法的研究[J].中國環保產業，2007（11）：38.

[2]孫祥章，齊愛玖，宋守清.印染廢水處理工程調試過程及關鍵問題[J].知識經濟，2008（1）：129.

[3]孫祥章，齊愛玖，宋守清.酶催化技術在印染廢水處理中的應用[J].黑龍江科技信息，2008（7）：3.

[4]周曉云.酶學原理與酶工程[M].北京：中國輕工業出版社，2005.

[5]Andreas S. Bommarius. Bio-catalysis： Fundamentals and Applications[M].北京：化學工業出版社，2006.

Application of Bio-enzyme Catalyzing Technique in Treatment of Landfill Leachate

QI Ai-jiu1, LIN Xiang-jin1, SUN Xiang-zhang1, SHEN Ming-hua2, ZHOU Hai-bing2
(1.Fuzhou Chenxiang Environmental Engineering Co., Ltd, Fuzhou 350002;2.Hangzhou Solid Waste Treatment Co., Ltd, Hangzhou 310022, China)

In view of the characteristic of landfill leachate and the problems that the treatment technology can not comply with the standard, the article points out that the treatment method of landfill leachate, by using the bio-enzyme catalyzing technology, can degrade pollutants with a high efficiency, increase the pollutant removing efficiency, reduce the costs of investment and treatment and give a new idea to upgrade the technology of landfill leachate treatment.

bio-enzyme catalysis; landfill leachate; comply with the emission standard

X703

A

1006-5377（2011）10-0034-03