王丹 劉陽
(長沙威保特環保科技股份有限公司湖南長沙410000)
淺析城市生活垃圾滲濾液處理技術
王丹 劉陽
(長沙威保特環保科技股份有限公司湖南長沙410000)
本文介紹了城市生活垃圾滲濾液特點,探討了我國城市生活垃圾填埋場滲濾液處理的現狀,筆者根據多年垃圾填埋場滲濾液處理運營經驗提出“MBR+納濾+反滲透”處理工藝可以很好地滿足滲濾液處理要求,保證滲濾液處理出水達標排放,適宜推廣使用。
城市;生活垃圾;滲濾液;滲濾液處理技術
垃圾滲濾液是一種污染性強、成分復雜的高濃度有機廢水,其來源于垃圾本身含有的水分、垃圾填埋場降水和垃圾中污染物因為壓實和微生物分解作用產生的水分[1]。垃圾填埋垃圾種類繁多,導致垃圾滲濾液成分復雜,一般呈深黑色,具有一定的刺激性氣味,其含有的主要污染物有無機污染物(如重金屬元素、無機鹽等)、有機污染物(如高濃度的有機酸、醇等有機廢液)和微生物(大腸桿菌等有害微生物等)。表1反應我國垃圾滲濾液的水質特征。
從表1可以看出垃圾滲濾液污染物濃度高,且水質不穩定,波動范圍大;水量也不穩定,不同的填埋時間和季節水質波動很大。垃圾滲濾液成分復雜,含有眾多的難降解有機物,COD、BOD的濃度高,且BOD/COD值低,老齡垃圾尤其明顯,可生化性很差;氨氮濃度很高,抑制后續生物處理;垃圾滲濾液中含有金屬離子(含重金屬離子)濃度高;垃圾滲濾液色度高,有惡臭對周邊環境影響較大。
垃圾滲濾液處理的方法主要是物化法和生物法。物化法是指采用物理化學的方法去除污染物,主要有化學氧化、化學混凝沉淀、膜分離法、光化學氧化、膜分離法、活性炭吸附、離子交換等方法。化學氧化法是利用強氧化劑氧化廢水中污染物,可以有效分解廢水中的有機物,降低COD和BOD5,有利于后期生物處理,常被用于處理生化性較差的老齡垃圾滲濾液。最常見的化學氧化法是Fenton試劑法,Fenton試劑是亞鐵離子和過氧化氫的組合。化學氧化法使用中常需要使用強氧化和催化劑,存在化學反應條件不易控制,易產生有毒有害副產物,對環境造成二次污染且處理成本較高。混凝沉淀法可降低廢水的色度,去除水中大分子物質、有機物和金屬離子,以及導致水體富營養化物質氮、磷等可溶性無機鹽。混凝沉淀法處理垃圾滲濾液很難達標排放,其COD的去除率僅僅為30%~40%。在實際工程應用中,需要根據處理水質靈活地調節混凝劑的投加量,操作管理繁瑣。
生物法具有處理效果好、運行成本低的優點,常見的處理方法有好氧處理和厭氧處理。好氧生物處理包括曝氣穩定塘法、生物膜法、活性污泥法、生物濾池和接觸氧化法等工藝。滲濾液好氧生物能夠有效降低滲濾液中的低中的COD、BOD5、氨氮,去除鐵、錳等金屬物質。曝氣穩定塘法與活性污泥法相比占地面積大,有機負荷低,雖然降解速度慢,但其工藝簡單,適用于土地不貴的地區。穩定期和老齡滲濾液可生化性變差,傳統的好氧工藝較難達到處理效果。厭氧技術適用于營養物質含量少的高濃度難降解的有機工業廢水,具有操作簡單、能耗低、投資運行省的優點,但是其厭氧出水水質不能達到排放標準,需進一步處理。采用厭氧-好氧組合工藝,以厭氧工藝作為前續處理,降低進水負荷,提高廢水的可生化性,再用好氧法處理,既經濟合理,處理效率又高。
隨著社會的發展和人們生活水平的提高,對環境要求也越來越高。2008年我國新頒布《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB-16889—2008)對垃圾滲濾液的處理提出了更高的要求,其排放限值見表2。

表2 生活垃圾滲濾液處理后排放限值(GB16889-2008)單位:mg/L
鑒于垃圾滲濾液水質的復雜性,垃圾滲濾液中22種有機化合物被列入中國和美國EPA環境優先控制污染物的黑名單。滲濾液若處理不當,不僅會嚴重污染當地的地下水源、大氣和土壤,且對生態環境和人類帶來巨大的傷害。單一的處理方法已經不能滿足垃圾滲濾液的處理要求。目前垃圾滲濾液的處理多采用“預處理-主處理-后處理”的工藝流程,常見的是MBR+納濾/反滲透組合處理工藝。膜分離處理技術在垃圾滲濾液處理工程中得到了廣泛應用。
MBR處理工藝是把膜技術與生物處理技術相結合的綜合處理廢水新工藝。MNR又稱為膜生物反應器,應用最廣泛的是固液分離膜生物反應器,本項目主要是外置式膜生物反應器[2]。在MBR工藝中,采用膜組件代替傳統活性污泥中的二沉池,分離污泥混合液中的微生物懸浮物和溶解性大分子有機物,通過膜的分離作用,獲得滲濾液處理出水。MBR與傳統的生化處理工藝相比具有以下優點:(1)抗沖擊負荷能力強,能適應不同填埋時間和不同季節水質水量的變化;(2)具有高效的固液分離能力;(3)膜組件取代了傳統的二沉池,占地面積小;(4)反應器內污泥濃度高、污泥負荷低,出水水質好,能滿足更高的出水水質要求。

圖1 滲濾液處理系統工藝流程圖
垃圾滲濾液水質復雜多變,單一的處理工藝不能滿足日益嚴格的環保要求,一般采用組合方法對滲濾液進行處理。“生化+膜”是指生化系統與膜處理系統完整的結合起來形成先進的“生化+膜”處理工藝,即“MBR+納濾(NF)+反滲透(RO)”處理工藝[3]。該工藝不僅具有MBR處理工藝的優點,還能完全確保出水水質的達標排放,解決因滲濾液處理不達標引起的二次污染問題,從根本上實現生活垃圾填埋場環境保護的目標。其工藝流程見圖1。
垃圾滲濾液成分復雜,水質水量變化很大,BOD5、COD和氨氮的含量高等特點,一般來說南方地區適宜采用MBR+納濾/反滲透的工藝處理滲濾液。該工藝具有工藝簡單、占地面積小和處理成本低等優點,具有很好的推廣應用價值。
[1]陳旭欒,李軍.垃圾滲濾液的處理現狀及新技術分析[J].給水排水,2009,vol.35:30-33.
[2]顧國維,何義亮.膜生物反應器在污水處理中的研究和應用[M].北京:化學工業出版社,1999.
[3]王凡,王鋼.MBR工藝在垃圾滲濾液處理中的應用[J].企業技術開發,2010,vol.29(3):38-40.