垃圾滲瀝液處理技術(shù)分析

垃圾滲瀝液主要是有垃圾在堆放或填埋過程中的有機(jī)質(zhì)分解出的水后游離水等通過淋溶作用形成的污水。由于垃圾滲瀝液本身具有較高濃度，且多為有機(jī)廢水，甚至包括有毒有害物質(zhì)、重金屬離子等，給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。隨著現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，對于垃圾滲瀝液的處理新技術(shù)，如MVC工藝、GZBS工藝、脫氨氮技術(shù)等也逐漸應(yīng)有到滲瀝液處置工藝中。本文將著重就垃圾滲瀝液的處理技術(shù)及工藝展開探討。

垃圾滲瀝液的產(chǎn)生多與垃圾在堆放、填埋過程中，因發(fā)酵、降水淋溶等作用有關(guān)。從垃圾滲瀝液的成分來看，不同垃圾種類、堆放、填埋時間及外界氣候條件的差異性，也會影響滲瀝液的化學(xué)特性。通常情況下，在劃分標(biāo)準(zhǔn)上將1年以下的成為年輕滲瀝液，1至5年的為中齡滲瀝液，5年以上的為老齡滲瀝液。由于垃圾滲瀝液自身氨氮含量較高，可生化降解能力低，如果不對之進(jìn)行合理有效的處理，不僅滋生微生物細(xì)菌，還對周邊土壤、氣候、水質(zhì)等造成嚴(yán)重污染。因此，加強(qiáng)對垃圾滲瀝液的處理技術(shù)研究已經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境保護(hù)技術(shù)研究的重點(diǎn)課題。

一、垃圾滲瀝液的特性研究

從垃圾滲瀝液的產(chǎn)生源來看，多與垃圾成分、垃圾數(shù)量、垃圾填埋時間、當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)及氣候條件有關(guān)。垃圾滲瀝液本身具有較高的濃度，與其他城市污水及工業(yè)廢水不同，具有自身的特性。我們從垃圾滲瀝液的特性梳理中，主要從水質(zhì)特性、水量特性及處理難度三方面來探討。

（1）滲瀝液的水質(zhì)特性

從垃圾滲瀝液自身的化學(xué)成分來分析，有機(jī)質(zhì)含量較多，如有機(jī)烴類、羧酸類、醇酚類及酚氨類等。這些有機(jī)物質(zhì)在我國環(huán)境污染物控制中多被列入重點(diǎn)防治對象。結(jié)合垃圾滲瀝液有機(jī)污染物分析結(jié)果，鄭曼英等人檢測出29中芳烴類有機(jī)質(zhì)、18種烯烴類、6種酚類、5種脂類、4種酮、醛類、2種酚胺類等；張?zhí)m英等人利用技術(shù)鑒定方法檢測出93種有機(jī)物。另外，滲瀝液中還可能含有一些重金屬類污染物。在有機(jī)污染物濃度測定中，主要參照COD、BOD濃度兩種指標(biāo)。通常情況下，隨著填埋時間的變化，滲瀝液BOD濃度也會發(fā)生變化，而在填埋6個月至2.5年BOD濃度增至最高，且多為溶解性，而到6至15年BOD濃度將保持在某一較低值范圍，且波動較小。因此，可以通過對滲瀝液BOD濃度值的變化，來測定填埋場穩(wěn)定性程度。COD與BOD相似，也隨填埋時間而變化。通常情況下，填埋初期BOD/COD值達(dá)到0.5，其后將隨著填埋時間的延長而降低。在離子含量上，滲瀝液中的金屬離子含量較少，但由于具有較高的總?cè)芙夤腆w，如鈣、鈉、硫酸鹽、氯化物等，通常需要6個月至2.5年將達(dá)到高峰值。在氨氮含量上，隨著填埋時間的推移，氨氮濃度將上升，最高可達(dá)2000mg/L。

（2）滲瀝液的水量特性

由于垃圾滲瀝液的產(chǎn)生受到多種因素的影響，其水量特性變化較大，呈現(xiàn)明顯的非周期性。如對于敞開式填埋作業(yè)，因受到季節(jié)、氣候等因素的影響，對降雨量及蒸發(fā)量帶來的季節(jié)變化，也會影響滲瀝液的水量變化。

（3）滲瀝液的處理難度

由于垃圾滲瀝液自身化學(xué)成分的多樣性，加之不同成分及離子含量多、污染物濃度高、毒性大，特別是富含有機(jī)污染物，增加了處理難度。另外，由于垃圾滲瀝液填埋場所、填埋時間、填埋方式等差異性，對于滲瀝液水質(zhì)、水量的變化幅度較大，使得后續(xù)的滲瀝液處理難度不易把握。

二、垃圾滲瀝液的主要處理工藝研究

（1）MVC機(jī)械壓縮蒸發(fā)工藝

MVC工藝研究較早，基于機(jī)械加工技術(shù)與控制水平的發(fā)展，最早應(yīng)用于美國海軍艦艇的海水淡化工藝中，主要是通過機(jī)械蒸汽壓縮方式來獲取淡水補(bǔ)給。同時，該工藝能耗低，出水水質(zhì)優(yōu)良，在其他行業(yè)也受到廣泛應(yīng)用。如在廢水處理中，多應(yīng)用于高濃度無機(jī)鹽廢水、有機(jī)廢水，以及化工廢液等系統(tǒng)中。隨著現(xiàn)代化學(xué)工藝及化工工程技術(shù)的發(fā)展，在垃圾滲瀝液處理中也得到了深入應(yīng)用。MVC工藝自身具有物理、化學(xué)雙重分離過程，能夠結(jié)合垃圾滲瀝液的特性來進(jìn)行工藝優(yōu)化。其基本思路為：垃圾滲瀝液通過過濾器的處理，對細(xì)小纖維及其他雜質(zhì)進(jìn)行去除，然后進(jìn)入高效自動控制MVC蒸發(fā)裝置，利用閃蒸原理，將滲瀝液中的水分蒸發(fā)。一路通過蒸發(fā)冷凝裝置來形成蒸餾水，經(jīng)過DI離子交換設(shè)備來進(jìn)一步濾出氨氣，使其成為達(dá)標(biāo)的脫鹽蒸餾水，用于綠化及工業(yè)生產(chǎn)用水；另一路通過離子交換器，采用鹽酸再生工藝，生產(chǎn)氯化銨，再生液通過與MVC濃縮液回灌再送至填埋場。對于蒸發(fā)過程中的不冷凝氣體進(jìn)行酸堿處理達(dá)標(biāo)后再排放。

機(jī)械壓縮蒸發(fā)工藝在垃圾滲瀝液中的應(yīng)用效果較好，不受溫度、PH值、進(jìn)水濃度及其他成分的影響，具有較高的處理效果，出水標(biāo)準(zhǔn)能夠達(dá)到GB16889-2008城市生活垃圾填埋物排放標(biāo)準(zhǔn)要求。同時，該工藝具有占地少、操作簡便、產(chǎn)水率高、安裝、調(diào)試簡易等特性，具有較廣的推廣應(yīng)用價值。當(dāng)然，針對MVC工藝在實(shí)際生產(chǎn)中，也存在一些不足。如在蒸發(fā)系統(tǒng)中對能耗要求較高，特別是當(dāng)蒸發(fā)蒸餾水中氨氮含量超過300mg/L時，需要增加DI離子交互系統(tǒng)，來處理氨氮含量；另外，對于垃圾滲瀝液中因含有其他有機(jī)質(zhì)、PH值較高，且具有腐蝕性，因此對MVC裝置耐腐蝕性要求較高；后期在使用中的結(jié)垢問題，也會影響MVC工藝的產(chǎn)出效益。

（2）GZBS污水處理工藝

GZBS污水處理技術(shù)在垃圾滲瀝液中的應(yīng)用，可以有效處理滲瀝液重點(diǎn) COD，其日處理規(guī)模能夠達(dá)到1500噸。從工藝技術(shù)及流程來看，GZBS工藝分為三大模塊，前端部分是AT-BC系統(tǒng)，其技術(shù)主要是對日本的AT-BC技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，中間部分為二級Fenton技術(shù)和二級BAF系統(tǒng)。對于后端Fenton和BAF工藝，其主體為Fenton+曝氣生物濾池，利用氧化工藝來對污染物進(jìn)行去除，使得處理后的出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。GZBS技術(shù)工藝核心是日本的AT-BC系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要是有回轉(zhuǎn)網(wǎng)狀微生物接觸器構(gòu)成，利用Bacillus菌作為優(yōu)勢菌種，來調(diào)節(jié)生物濾池的COD濃度。當(dāng)然，通過調(diào)整氧濃度、菌種營養(yǎng)液來優(yōu)化Bacillus菌種數(shù)量，并實(shí)現(xiàn)對膜盤菌種、膜盤污泥厚度、轉(zhuǎn)速、進(jìn)水濃度的控制，以取得最佳污水控制工藝水平。

GZBS生化系統(tǒng)總體上具有較高的去除率，特別是在微生物優(yōu)勢菌自然降解后，能夠獲得94%以上的去除率，將總氮量有2500mg/L降至150mg/L，便于后續(xù)工藝系統(tǒng)進(jìn)行深度處理，也減少了后期降解處理的難度。GZBS生化系統(tǒng)的污泥沉降性能較好，污泥濃度可以達(dá)到10000mg/L以上，出水澄清，未出現(xiàn)污泥膨脹上浮現(xiàn)象，對于垃圾滲瀝液處理具有良好的效果。同時，與MBR處理工藝相比成本更低、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用也經(jīng)濟(jì)，且具有出水SS低、高污泥濃度等優(yōu)勢。近年來，隨著對GZBS生化處理工藝的不斷研究，利用GZBS生化系統(tǒng)，輔以Fenton氧化+BAF曝氣生物濾池工藝，可以實(shí)現(xiàn)垃圾滲瀝液處理效果達(dá)到GB16889-2008標(biāo)準(zhǔn)。另外，通過GBZS生化技術(shù)的處理，本系統(tǒng)在垃圾滲瀝液處理中具有較高的穩(wěn)定性、應(yīng)用實(shí)效性，在工藝技術(shù)上避免了因膜處理技術(shù)帶來的濃縮液問題。當(dāng)然，由于GZBS生化工藝需要Fenton藥劑和生物營養(yǎng)液，因此，在藥劑成本上會相對較高。

（3）脫氨氮技術(shù)+OFR氧化絮凝工藝

對于垃圾滲瀝液自身化學(xué)性能及構(gòu)成來看，氨氮含量較高，在降低氨氮技術(shù)上，利用單級自養(yǎng)脫氨氮技術(shù)，可以利用兩級硝化脫氮原理，來實(shí)現(xiàn)對滲瀝液中氨氮的降解。同時，利用好氧顆粒污泥技術(shù)、生物膜技術(shù)，來對其高濃度氨氮廢水進(jìn)行脫氮處理。在后期污水處理階段，利用OFR氧化絮凝技術(shù)，以電能來作為激發(fā)物，以無毒、穩(wěn)定的物質(zhì)來作為引發(fā)劑，以零成本空氣中的氧氣來作為反應(yīng)原料，實(shí)現(xiàn)對后期污水的物化處理。在這個過程中，物化處理主要通過氧化分解、混凝、吸附、絡(luò)合、置換、消毒等方式，來去除滲瀝液廢水中的污染物，并利用2個主電極充填高效無毒專用顆粒狀材料、催化劑、輔助劑等，來實(shí)現(xiàn)對不同種類、不同性質(zhì)污染物的處理，最后在裝置內(nèi)形成強(qiáng)氧化性羥基自由基和新的混凝劑。借助于OFR污水處理技術(shù)，可以將催化氧化、混凝、吸附等反應(yīng)融入一體，來降低污水中的重金屬、COD、SS、色度、PH值等。據(jù)測定，本技術(shù)在應(yīng)用中能夠有效解決滲瀝液自身中高濃度氨氮含量，滿足國家污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)；同時，在對OFR氧化絮凝技術(shù)處理結(jié)果的分析中，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對垃圾滲瀝液COD的高去除率，且具有良好的出水水質(zhì)。在單級OFR時間處理上，僅需要30min，且能夠與其他生化技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合使用，具有良好的工藝融合度。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行控制中，僅需要8-9h即可將COD從4000mg/L降至100mg/L，色度由1000多倍降至50倍，出水澄清且無臭味。另外，在脫氨氮技術(shù)+OFR氧化絮凝工藝實(shí)施中，整體運(yùn)行成本低，投資少，占地面積也小，處理效果良好等優(yōu)勢，更適宜垃圾滲瀝液的深度化處理。

（4）其他深度處理工藝及技術(shù)

由于垃圾滲瀝液自身成分復(fù)雜，有機(jī)物含量較高，對降解難度偏高，水質(zhì)指標(biāo)波動性大等問題，一直是當(dāng)前水處理領(lǐng)域的重要難題。隨著構(gòu)建生態(tài)社會進(jìn)程的全面實(shí)施，垃圾滲瀝液排放標(biāo)準(zhǔn)的頒布，對于垃圾滲瀝液深度處理技術(shù)的研究也日益迫切。如膜技術(shù)雖然可以實(shí)現(xiàn)對90%的氨氮進(jìn)行處理，但其應(yīng)用規(guī)模有限，特別是膜污染、濃縮液處理問題仍然突出。臭氧氧化技術(shù)作為近年來研究的重點(diǎn)，利用臭氧的高氧化性，在處理難降解的有機(jī)物過程中具有良好效果。對于傳統(tǒng)生化工藝技術(shù)，出水BOD/COD含量低，但對于難降解有機(jī)物卻存在處理極限值。臭氧技術(shù)作為后續(xù)處理方案，可以針對難講解的有機(jī)物進(jìn)行講解或礦化。有實(shí)驗(yàn)表明，在后期垃圾滲瀝液有機(jī)物處理中，臭氧技術(shù)基本可以實(shí)現(xiàn)完全講解和處理。還有研究指出，在臭氧氧化預(yù)處理中，將BAF曝氣池工藝進(jìn)行融合，能夠?qū)崿F(xiàn)出水符合GB16889-2008的排放標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，對于臭氧氧化技術(shù)本身，速率較慢，且在處理過程中 也會產(chǎn)生氨氮。因此，單純依賴臭氧氧化工藝，其適應(yīng)性有限，而基于臭氧綜合處理工藝的研究，能夠獲得較高的效果。如臭氧+UV氧化技術(shù)，利用紫外光來催化反應(yīng)，增強(qiáng)滲瀝液可生化性反應(yīng)效果；利用臭氧+US超聲波技術(shù)，提升臭氧的溶解度，促進(jìn)有機(jī)物快速分解；利用臭氧+PAC活性炭技術(shù)，借助于活性炭高表面積吸附容量，來實(shí)現(xiàn)最佳的處理效果；利用臭氧+金屬催化劑技術(shù)，借助于金屬離子的催化作用，來實(shí)現(xiàn)羥基自由基氧化有機(jī)物的生成，以降低滲瀝液的色度、濁度、懸浮物顆粒濃度等。

三、結(jié)語

環(huán)保科技的發(fā)展，對垃圾滲瀝液的處理工藝的創(chuàng)新，特別是先進(jìn)處理技術(shù)的優(yōu)化組合與應(yīng)用，將逐漸提升垃圾滲瀝液的處理效果。當(dāng)然，需要技術(shù)的研究與實(shí)施，還需要從技術(shù)探索中來破解不同技術(shù)瓶頸，努力改進(jìn)處置技術(shù)，從整體上降低投資與運(yùn)行成本，提升垃圾滲瀝液的處理效率。

（作者單位：淮安市環(huán)衛(wèi)事業(yè)管理處）