垃圾填埋場滲濾液處理工藝技術探究

牙建華

（河池市德勝生活垃圾處理場，廣西 河池 546313）

隨著城市人口的快速增長，導致城市生活垃圾的產生量持續增加，且加劇了處理難度。在城市生活垃圾處理中，以垃圾填埋技術為主，該技術具有投資小、技術成熟、運輸便利等特征，有助于對固體垃圾進行控制，是我國在垃圾處理中采用的主要方式。不過受大氣降水、垃圾水分、微生物降解等影響，在垃圾填埋中會產生大量的滲濾液，容易對地下和地表水造成污染，因此，垃圾填埋場滲濾液是生活垃圾處理中必須重視的一項內容，占據著絕對主導地位。

1 垃圾填埋場滲濾液的特點

1.1 污染物濃度高

在垃圾填埋過程中，由于對垃圾沒有進行分類處理，導致垃圾填埋場的滲濾液成分十分復雜，其中含有大量溶解或懸浮的無機污染物和有機污染物。通常情況下，在垃圾填埋場的滲濾液中會含有濃度較高的BOD5和COD，其含量一般是城市生活污水的10～100倍左右，處理難度較大，這對生態環境造成了嚴重污染。

1.2 水質變化大

在垃圾填埋場中，滲濾液的水質容易受地表水和雨水以及地下水的高度影響，同時，垃圾填埋的年限以及垃圾的組分、填埋覆土厚度，填埋場的排水設施等，都對滲濾液水質的影響波動較大[1]。其中，氣候是導致垃圾填埋場滲濾液水質變化的主要因素，即在干旱季節，滲濾液中的污染物濃度較高；而在降雨充足的時候，滲濾液中的污染物濃度會低至平均值以下。

1.3 滲濾液的危害

垃圾填埋場的滲濾液是一種具有較強污染性的物質，這是由于滲濾液的組成成分十分復雜，屬于一種具有較長污染時效的有機廢水，其中蘊含著大量的重金屬元素和病原微生物，如果處理不及時、不合理，均會對周邊土壤、植被以及地下水造成嚴重污染，尤其會影響周邊的水產品和農作物的質量，且這些污染物質最終會通過水、食品進入人體，給人們的身體健康造成一定影響。

1.4 處理難度大

在垃圾填埋場的滲濾液中，會含有較高的總氮與氨氮，由于我國對總氮排水標準有著比較嚴格的要求，以及要確保生化系統對氨氮、總氮有很高的去除率，因此，這已成為垃圾填埋場滲濾液處理面臨的一個主要問題。另外，由于滲濾液中含有較高的鹽分，所以可能會含有大量的碳酸鹽、硫酸鹽、氯離子等。但這對滲濾液的物化處理造成了嚴重影響，會導致滲濾液中的微生物容易出現脫水死亡的情況，也只有經過長時間培育的微生物才可以具備一定的耐鹽性。此外，垃圾填埋場滲濾液的水質會隨著季節變化發生改變，這對于垃圾填埋場的整個處理系統來說是一項巨大挑戰，如在水質變化過大的情況下，會導致整個系統發生崩潰。因此，在對垃圾填埋場滲濾液進行處理之前，需提前做好前期考察工作，了解滲濾液的水質情況，同時充分考慮后期的氣候環境變化，從而有針對性地選擇處理工藝。

2 垃圾填埋場滲濾液的來源

2.1 有機物污染

通常，城市居民在日常生活中會產生大量的生活垃圾，而許多垃圾都是由有機物構成，并在特定條件下容易產生氧化分解反應。而且，在城市生活垃圾中會含有大量的COD，在低分子揮發性脂肪酸中含有大量有機污染物，這些污染物如果進入地下，將會對地下水造成嚴重污染。

2.2 氮氧化物污染

氮氧化物主要是由NO2、NO等含氮化合物構成，比如在NH4+濃度超標的情況下，就會導致水體中的N元素含量嚴重超標，這樣不僅會對水體、土壤造成污染，還會抑制水體和土壤中的微生物繁殖、發育，從而進一步加大了垃圾填埋場滲濾液降解的難度。

2.3 重金屬污染

重金屬污染主要和工業生產、建筑工程、鋰離子電池等有關。而在對電子類產品進行處理的過程中，污染物容易在水體、土壤中分解，這樣就會導致垃圾填埋場滲濾液中的Zn、Gr、Cu等重金屬元素增多，嚴重時甚至會出現水土流失和土壤污染等情況。

3 垃圾填埋場滲濾液的處理工藝

3.1 脫氨氮試驗

在對垃圾填埋場的滲濾液進行處理時，需要注意滲濾液中含有的大量氨氮物質。在實際處理過程中，如果氨氮物質濃度超標，就會對滲濾液中的專用于生化處理的微生物起到毒害作用，這既不利于垃圾自然降解，還會對污水生化處理效果造成嚴重影響。因此，為了有效規避上述問題，在對滲濾液進行生化處理的過程中，需要注重脫氨氮裝置的設置和應用[2]。

從表1的統計數據可以看出，在垃圾填埋場滲濾液的pH值上升的過程中，脫氨氮去除率也呈現出上升的趨勢，這說明pH值的高低與氨氮去除率成正相關；在采用脫氨氮另一過程中，CODcr的降低趨勢并不明顯，甚至沒有發生變化。

表1 pH值不同時脫氨氮前后的水質對比（mg·L-1）

3.2 SBR生化試驗

為了有效提高SBR生化試驗結果的準確性，保證試驗結果的真實性，在對菌種進行選用的過程中，需優選污水處理廠的活性污泥。但在氨氮濃度達到一定標準的情況下，會對滲濾液中的微生物造成毒害，因此在處理滲濾液的過程中，即滲濾液流入曝氣池之前，需要注重脫氨氮裝置的設置和應用[3]。在進行脫氨氮預處理的過程中，滲濾液中的氨氮濃度會有所下降，但為了進一步降低氨氮濃度，還需要采取菌種篩選的方式，及時篩選出大量脫氮菌，并在此基礎上定期對垃圾填埋場滲濾液進行處理，然后再通過對滲濾液中的氨氮含量進行控制，從而篩選大量脫氮菌，在脫氮菌含量達到一定標準以后即可進入正式試驗環節。pH值不同時滲濾液脫氨氮后的生化處理詳見表2。

表2 pH值不同時滲濾液脫氨氮后的生化處理

從上表2可以看出，試驗三中的生化處理效果明顯優于試驗一和試驗二，該試驗主要是處于微生物的最佳生長區間，盡管pH值有所增減，但還是可以提高脫氨氮的效率。不過會對微生物產生相應的毒害作用，以及微生物的正常發育和繁殖造成影響，因此，在對垃圾填埋場滲濾液進行處理的時候，需避免采用加減工藝進行處理。

3.3 DTRO處理工藝

DT膜技術的研發主要是針對垃圾填埋場滲濾液的處理，其獨具的開放式流道和傳統卷式膜組件構造相比，存在較大差異。其處理工藝過程是，原水經膜柱底部下套筒和反拉之間的通道到達膜上柱法蘭，使上法蘭進入導流盤，這時原水以較快的速度從膜片的a面向b面流動，隨后從下方導流盤中心的槽口流出并進入下一模塊，其行進路線整體呈S型，膜柱末端最后的出水即濃縮液。DTRO的導流盤與膜片安裝的示意圖如圖1所示，在導流盤的上下表面有著不規則的凸起點，這種獨特構造讓進水很容易形成湍流，這樣就可以提高進水的透過率，避免出現堵塞的情況，有助于規避膜污染的情況，同時也大幅度提升了膜片的使用壽命。

圖1 DTRO的導流盤與膜片

從DTRO的結構特點可看出，DTRO系統的出水受預處理的影響較小，甚至在不經過預處理的情況下也可以對滲濾液進行處理。其優勢在于：（1）適用于不同階段的垃圾填埋場滲濾液的處理，不易受到滲濾液的生化性影響，且出水水質較為穩定；（2）出水水質較好，不易受C/N影響，總氮與重金屬達標率較高，可以更好地滿足滲濾液處理標準；（3）系統靈活性較強，在氣候干旱的時候可以停機，維護起來十分便捷，尤其在北方的寒冷地區適用性較強；（4）DTRO的運行費用較低，但具有較高的自動化水平，操作十分便捷，同時，在各地區的垃圾填埋場的滲濾液處理中有較強的適應性[4]。

3.4 加氯消毒工藝

由于在垃圾填埋場滲濾液中存在著大量的污染雜質，因此，要想對污水進行消毒，需提前進行生物處理，同時還需要添加適量的氯，一般控制在10～30 mg/L之間，然后再對廢水進行攪拌，使廢水與氯充分混合。通常，混合時間需控制在2 h左右，在滲濾液的生化處理結束之后，需要采取加氯這一消毒措施。

3.5 預處理

預處理過程是利用水泵將調節池內的滲濾液送入原水罐，并采取回流攪拌的方式添加酸，以對滲濾液的pH值進行調節；然后利用離心泵將經pH值調節的滲濾液泵入沙濾罐進行過濾，砂濾出水之后再進入過濾器。需要注意的是，為了避免在DTRO工藝的預處理階段出現硫酸鹽垢和硅酸鹽垢，還需要在進入過濾器之前，根據垃圾填埋場滲濾液的水質情況添加適量阻垢劑。

3.6 ?兩級DTRO

在垃圾填埋場滲濾液處理流程中可采用單獨DTRO工藝，其工藝過程是，利用高壓泵對過濾器的出水進行加壓處理并進入一級膜柱，高壓泵再次加壓后第一級透過液出水進入第二級膜柱。而一級反滲透系統需設串聯方式的兩組膜柱，在第一組的反滲透濃液進入串聯后的第二組后，各組處理的原水濃度將依次提升。但由于第一級膜柱的進水濃度較高，因此，各組膜柱需要配備一臺高流量的在線循環泵，避免出現膜片污染的情況[5]。因一級反滲透的出水濃度較低，二級系統在高壓柱塞泵的促進下完全可以實現反滲透，從而實現預期凈水回收率，但需要在兩級出水端設置一個VS閥，并通過這種方式對模組的進水壓力進行調節。同時，在反滲透之后，兩級膜柱的出水端均有透過液與濃縮液。而且，通過應用兩級DTRO處理工藝，還可以對分頓系統進行改進，而綜合使用分頓系統與DTRO設備，既有助于提高處理的產水量，還不會加大運營成本投入。兩級DTRO處理流程如圖2所示。

圖2 兩級DTRO處理工藝流程

3.7 加強垃圾填埋場滲濾液處理的措施

首先，需要注重對各類污染水體的綜合控制，并明確滲濾液中污染物的濃度與種類，以確定不同污染物的處理方式，提高滲濾液處理的合理性。在這個過程中，還應當注重滲濾液輸入量，要制定出滲濾液輸入量的控制指標。其次，要加強對垃圾填埋場滲濾液處理中的安全管理，要建立完善的垃圾分類和處理體系，并根據垃圾填埋場的布局特點，選擇相應的優化技術，以保證滲濾液在填埋過程中可以自然降解[6]。同時，為了提高垃圾填埋場滲濾液的處理效率，還需要明確相關設備的運行情況，避免在滲濾液的處理過程中出現機械設備卡帶、超重等情況。此外，工作人員需要定期對管道進行清理，避免管道出現銹蝕、水垢；也要注重對機械設備的運行進行監督；更要注重對滲濾液含量及污染物濃度進行分析，便于在實際處理中采取必要的干預措施，從而有效提高處理系統的安全性與有效性。

4 結語

綜上所述，在對垃圾填埋場滲濾液進行處理的過程中，要打破過去單一的處理模式，可通過開展前期調查的方式，綜合考慮垃圾填埋場布局以及地方氣候環境，明確垃圾填埋場滲濾液的后續發展情況，以及進行提前預測和評估。同時，在明確滲濾液水質特征的基礎上，綜合采取多種滲濾液處理工藝技術，從而盡可能地減少垃圾滲濾液中的有毒有害物質，避免在垃圾滲濾液排放標準不達標的情況下對生態環境造成污染，且必須保證滲濾液合理排放。