淺談我國垃圾滲濾液的處理

張國宇，何明成，王艷芳

(金州環境集團股份有限公司技術中心，北京 100101)

淺談我國垃圾滲濾液的處理

張國宇，何明成，王艷芳

(金州環境集團股份有限公司技術中心，北京 100101)

總結了我國垃圾滲濾液的特點，針對這些特點，分析了適合我國國情的垃圾滲濾液處理推薦技術的優缺點，指出了在處理不同地區、不同垃圾滲濾液時，必須具體情況具體分析，不可盲目照搬“成熟”工藝。

垃圾滲濾液;生物處理;MBR;沼氣

隨著我國經濟水平的快速發展，城市化速度和工業化速度日益加快，城市生活垃圾產量急劇增加，城市生活垃圾的妥善處理已成為急需解決的問題，近年來，也成為社會關注的熱點問題。目前，我國城市生活垃圾的處理方式仍然是以填埋為主，焚燒、堆肥和綜合利用逐漸得到廣泛應用。無論哪種處理方式，都會產生垃圾滲濾液，關于垃圾滲濾液的定義，我國的《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規范（試行）》（HJ564-2010）給出了明確的解釋，垃圾滲濾液是垃圾在堆放和填埋過程中由于壓實、發酵等物理、生物、化學作用，同時在降水和其他外部來水的滲流作用下產生的含有有機或無機成分的液體。盡管該定義是在《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規范（試行）》（HJ564-2010）中給出的，但是該定義同樣適合其他垃圾處理方法所產生的滲濾液，同樣，該定義也明確指出，垃圾滲濾液不僅包括垃圾在壓實、發酵等物理、生物、化學作用下所產生的水和垃圾中的游離水，還包括降水、人為沖洗、地下水滲入等外部水。垃圾滲濾液成分復雜、有機物濃度高，如得不到妥善處理，將會對環境造成極其嚴重的污染，因此，垃圾滲濾液處理也成為國內外環境工作者和科研工作者關注的熱點和難點問題之一。

1 垃圾滲濾液的特點

由于我國城市生活垃圾為混合垃圾，具有含水率高、有機物含量高、灰土含量高、熱值低等特點，因而決定了我國垃圾滲濾液的特點：

（1）水質、水量波動大

根據垃圾滲濾液的定義可以看出，垃圾滲濾液的產量不僅與垃圾含水率有關，而且還與降雨量、地下水滲入量（有地下水滲入時）、人工沖洗水量等因素有關。我國地域遼闊，南北氣候差異很大，不同地區居民的生活習慣和生活水平差異較大，這就使得我國不同地區的生活垃圾含水率差異也很大。普遍而言，南方地區的城市生活垃圾含水率較高，可以達到60%以上，而北方地區的城市生活垃圾含水率較低。同時，我國大部分地區的降水量主要集中在夏季，而夏季又是我國大量水果、蔬菜的上市季節，這就進一步加大了垃圾滲濾液的產量，而部分地區冬季氣候干燥，水果和新鮮蔬菜消耗量降低，使得冬季垃圾含水率偏低。因此，不同地區、不同季節、不同處理方式所產生的垃圾滲濾液水質水量差異很大。就北方城市生活垃圾焚燒廠而言，夏季的垃圾滲濾液產生量可達到垃圾量的30%，甚至更高，COD濃度為5萬～6萬mg/L；而冬季的垃圾滲濾液產生量僅為垃圾量的10%左右，COD濃度達到8萬mg/L以上。

（2）污染物種類繁多

我國城市生活垃圾是混合垃圾，垃圾中混有建筑垃圾、餐廚垃圾等。根據我國《城市生活垃圾采樣和物理分析方法》（CJ/T3039-95），我國城市生活垃圾根據其物理成分可以大致分為：有機物、塑料橡膠、紙類、紡織物、玻璃、金屬、木竹、磚瓦陶瓷、灰土、其他混合物，由此可見，我國城市生活垃圾成分復雜，這就導致由其產生的垃圾滲濾液中含有多種有機污染物（有資料報道垃圾滲濾液中有機污染物種類超過70種）和金屬（鐵、錳、汞、鉛、鋅、銅、鋁等），加大了垃圾滲濾液處理的難度。

（3）有機物濃度高

根據我國《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規范（試行）》（HJ564-2010），我國城市生活垃圾填埋場垃圾滲濾液典型水質如下表所示。

生活垃圾填埋場（調節池）滲濾液典型水質表

調查發現，生活垃圾焚燒廠垃圾滲濾液的有機物濃度遠高于生活垃圾填埋廠垃圾滲濾液的有機物濃度，COD濃度常年在6萬～8萬mg/L，pH在4～6。

盡管不同處理方式所產生的垃圾滲濾液水質有著較大差異，但其有機物濃度均遠高于其他大部分工業污水（如食品廢水、養殖廢水、屠宰廢水等），同時，其成分也比其他大部分工業污水成分復雜。

（4）氨氮含量高

由于城市生活垃圾中含有大量有機物（動物和植物），這就導致垃圾滲濾液中氨氮濃度相對較高。對于垃圾填埋場，滲濾液氨氮濃度隨著填埋時間的延長而增加，對于中后期垃圾填埋場和封場后的垃圾填埋場，垃圾滲濾液氨氮濃度高達2000mg/L以上，甚至超過3000mg/L；對于生活垃圾焚燒廠，其氨氮濃度也在500～1000mg/L。

（5）水質惡臭

垃圾滲濾液的惡臭是周邊居民投訴的重點之一，垃圾滲濾液的臭味主要是垃圾滲濾液中的含硫化合物引起的。

2 垃圾滲濾液的處理

對于垃圾滲濾液的處理，應該遵循經濟、節能、環保的原則，回噴（回灌）處理是一種經濟、有效的處理方式。對于北方降雨量少的地區，垃圾含水率低，垃圾滲濾液回灌能夠降解其中大部分污染物，減少最終垃圾滲濾液的產出量，同時垃圾滲濾液回灌可以提高填埋場的穩定性，但是，回灌并不能使滲濾液完全消失，仍有部分需處理。對于入爐垃圾熱值較高的垃圾焚燒廠，垃圾滲濾液回噴至焚燒爐焚燒處理是徹底處理垃圾滲濾液的最有效方式，垃圾滲濾液中的氨氮還能夠實現爐內脫硝，減少煙氣中氮氧化物的排放量，但是，受垃圾熱值所限，國內垃圾焚燒廠的回噴焚燒量非常有限。

目前，垃圾滲濾液的處理仍然是以生物處理為主。《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規范（試行）》（HJ564-2010）推薦采用“預處理 + 生物處理 + 深度處理”的組合工藝，如下圖所示。

“預處理+生物處理+深度處理”組合工藝流程圖

該處理工藝為典型的有機廢水處理工藝。結合每個具體項目，應根據項目的水質特點，結合現場試驗，確定具體的工藝流程和工藝參數，不能盲目照搬某套處理工藝。如果盲目照搬認為比較成熟的工藝，就會造成投資的浪費。

（1）預處理

垃圾滲濾液預處理的主要目的是去除水中的懸浮物、重金屬、氨氮，并提高垃圾滲濾液的可生化性。

對于懸浮物和重金屬的去除，目前工程中常用的處理方法是混凝沉淀，目前常用的混凝劑為聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鋁（PAS）、三氯化鐵、聚合硫酸鋁鐵、硫酸亞鐵等，但由于各項目垃圾滲濾液水質差別較大，具體采用的混凝劑種類和混凝劑投加量，應根據現場試驗確定。實踐表明，混凝劑的混合使用和助凝劑PAM的投加能夠大大提高混凝沉淀效果。

在預處理階段，對于氨氮的去除，目前常用氨吹脫工藝，該工藝在香港垃圾填埋場滲濾液處理工程、深圳下坪垃圾填埋場滲濾液處理工程、蘇州七子山垃圾填埋場滲濾液處理工程、江蘇宜興垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處理工程等項目中均得到了成功的應用。該工藝具有易控制、不受毒性物質影響、處理效果好等優點。但也存在如下問題：1）該工藝要求廢水pH值較高，需要首先將廢水調至堿性，進入生物處理之前再將pH調至中性，使得處理工藝比較復雜，因而處理成本較高；2）氨吹脫工藝要求較大的氣水比，投資成本和處理成本較高；3）氨吹脫操作環境較差，容易導致臭味外溢，因此，氨吹脫工藝并不為廣大環保工作者和環境管理者歡迎。近年來，針對氨氮的處理，國內外學者作了大量的研究，提出了諸如化學沉淀、物理吸附等多種處理工藝，但是目前仍處于研究階段，實際應用不多。值得一提的是厭氧氨氧化工藝，該工藝是直接在厭氧段進行氨氧化，縮短氨氮處理工藝流程，這是一種值得關注的工藝，目前在國外已經有一個項目采用該工藝，但是仍然不夠成熟，不具備推廣條件，北京市環境科學研究院也做了大量研究工作，在實驗室取得了很好的效果，但在工程應用方面仍有大量工作要做。

部分垃圾滲濾液的可生化性較差，因此，預處理的主要目的之一就是提高垃圾滲濾液的可生化性，目前工程中常用的方法是水解酸化，該方法具有處理成本低、處理效果好等優點，具體酸化時間需結合具體項目進行現場試驗。國內外學者也提出了很多其它方法比如電解法、光催化氧化法、Fenton試劑法、臭氧催化氧化法、超聲波法、微波法、濕式催化氧化法等，但這些方法在實際項目中鮮有應用。

（2）生物處理

生物處理是垃圾滲濾液處理的核心部分，該階段要完成絕大部分有機物的降解。目前，垃圾滲濾液的生物處理絕大部分采用厭氧+好氧的處理工藝。厭氧過程將大分子、難降解的有機物降解為易生物處理的小分子有機物，好氧過程則最大程度的去除有機污染物和氨氮。

厭氧工藝直接決定垃圾滲濾液處理工程的成敗，厭氧處理工藝目前最常用的是UASB、IC和EGSB，目前運行的垃圾滲濾液處理工程中，絕大部分都是采用的這三種形式中的一種。中溫厭氧具有處理效率高、運行穩定、運行成本低等優點，比較適用于處理垃圾滲濾液，厭氧過程中產生的沼氣還可以加熱垃圾滲濾液，實現沼氣回收利用。對于UASB、IC和EGSB，三相分離器和布水系統是否合理會直接影響其處理效果。對于三相分離器的設計，很多環保公司都有自己的經驗，這也是很多環保公司的技術秘密之一。關于厭氧工藝的容積負荷，《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規范（試行）》（HJ564-2010）推薦采用5～15kgCOD/m3·d，但這一范圍較寬，具體參數應根據水質確定。曾有報道厭氧工藝直接處理沒有經過預處理的垃圾滲濾液，容積負荷在25kgCOD/m3·d時，COD去除率高達95%。

在垃圾滲濾液處理工程中，好氧工藝目前常用的是氧化溝、A/O、SBR等工藝。需要注意的是，這些工藝在處理垃圾滲濾液時，應考慮厭氧工藝出水的營養是否失調，若條件允許，最好對厭氧出水做全面分析，以決定是否投加營養元素。國內某些垃圾滲濾液項目存在著盲目投加營養元素的現象，主要是由于沒有對水質做全面分析。

近年來，MBR技術發展迅速，在工程中得到了廣泛的應用，MBR具有占地面積小、處理效率高等優點。對于垃圾滲濾液處理工程，在上述好氧工藝之后增加一MBR處理工段，是一種很好的選擇，能夠大大提高出水水質。

（3）深度處理

為了回收利用垃圾滲濾液中的資源，實現循環經濟，垃圾滲濾液應進行深度處理，處理后的垃圾滲濾液作為循環冷卻水或者填埋場澆灑道路用水、綠化用水。深度處理宜采用納濾或者反滲透。從投資成本分析，納濾投資成本稍高于反滲透投資成本，這主要是由于納濾膜應用較少，使得其生產成本相對較高。從運行成本分析，兩者幾乎相當。從處理效果來看，反滲透處理效果要遠好于納濾處理效果。因此，深度處理宜采用反滲透，國內部分采用納濾作為深度處理垃圾滲濾液的項目也計劃增加反滲透的工序。

國內外學者提出了許多其它新的深度處理垃圾滲濾液技術，但是這些技術距離實際應用還有一定距離。

（4）污泥處理和濃縮液處理

垃圾滲濾液處理過程中產生的污泥，脫水后應填埋處理或者送至焚燒廠焚燒處理，深度處理過程中產生的濃縮液應采用焚燒處理或者化學處理方法，以避免濃縮液對環境造成污染。

除了上述傳統工藝之外，近年來南方一些垃圾滲濾液處理工程采用了蒸餾全能源回收 + 銨回收工藝。該工藝利用高效蒸餾能源全回收裝置，將垃圾滲濾液中的水分及氨與其他物質分離，蒸餾水經離子交換樹脂將蒸餾水中的氨氮截留使出水達標排放，樹脂上的氨氮經再生置換到再生液中，廢液經結晶形成氯化銨產品，而蒸發產生的少量濃縮液回噴。傳統認為，該技術處理成本較高，但是該技術采取了諸多工程措施，據反映，處理成本比較合理，該技術投資成本和運行成本合理，為垃圾滲濾液處理提供了一條新的思路。

3 結論

垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，水質水量變化較大，如不妥善處理，將對環境造成嚴重污染。但是不同地區、不同垃圾處理方式所產生的垃圾滲濾液水質有著本質上的區別，在確定垃圾滲濾液處理方案時，應詳細調查當地的垃圾滲濾液水質水量，分析其特點，通過小試和現場中試確定合理的工藝過程和工藝參數，不可盲目照搬“成熟”工藝，以避免投資浪費。

Study on Leachate Treatment in China

ZHANG Guo-yu, HE Ming-cheng, WANG Yan-fang
(Golden State Environment Group Corporation, Beijing 100101, China)

The characters of leachate in China are summarized in this paper. And the suitable treatment technology is researched. The advantages and disadvantages of the technology are analyzed. The problems in the leachate treatment in China are pointed and the solutions are studied.

leachate; bio-treatment; MBR; biogas

X703

A

1006-5377（2011）09-0035-04