城市生活垃圾填埋場滲濾液處理工藝的研究

張艷娟

（唐山市生態環境局遷安市分局，河北遷安 064400）

1 垃圾滲透液的來源和特征

1.1 垃圾滲透液的來源

①地表水滲透。地表水主要涉及地層表面的灌溉水，地表水會流入地下并滲入垃圾填埋場。②降水滲漏。雨雪融化形成的水滲入地球表面形成降水滲漏，部分沉積物沉積在垃圾填埋場，形成過濾垃圾的濾液。③生活垃圾自身的水分。生活垃圾含有大量的水，在儲存過程中，水被積聚出來，形成過濾垃圾的濾液。④垃圾中的有機物分解成水。⑤地下水滲漏。生活垃圾填埋后，地下水不斷分解垃圾，形成特定的粉塵，在垃圾中形成濾液[1-2]。

隨著填埋容量的增加，滲濾液的質量逐年變化。當濾液或濃縮物被放置在填埋場時，會積聚鹽等不可降解的有毒物質。通常每年不穩定濾液的數量都不同，需要大量水箱調節水量，否則濾液處理廠將影響過濾系統在沖擊載荷下的穩定性。隨著填埋場和垃圾的數量逐年增加，平均年過濾能力發生顯著變化，因此污水處理廠需要進行現代化改造或擴建。

1.2 垃圾滲濾液的特征

1.2.1 垃圾滲濾液的水質特征

滲濾液有不同的種類，雖然城市的污水較少，但是由于土壤特性和河流的不同，水質會發生改變。垃圾滲濾液的主要污染物為氮氧化物等有機污染物，還包括鐵、鉛、鋅、汞等10余種可生物降解的金屬離子[3]。隨著垃圾的堆積和填埋，垃圾分解的可能性逐漸降低，進而出現變質，一些在變質過程中不易分解的有機材料會降低滲濾液的生物降解性。

1.2.2 垃圾的主要成分

由于垃圾來源比較廣，垃圾滲濾液的組成成分十分復雜，既含有有機物，也含有無機物，還包含大量的重金屬。

2 垃圾滲透液的主要風險

垃圾滲濾液成分復雜，含有近百種污染物，包括致癌物、促癌劑、共致癌物、誘變劑等[4]。近年來，隨著生產和生活方式不斷發展，滲濾液中全氟和多氟烷基物質等污染物也越來越多。垃圾滲濾液的主要風險如下。

2.1 滲濾液滲漏和非法排放對區域環境的破壞

①地下水、地表水等水體環境受到污染，導致水體缺氧、水質惡化、富營養化，對飲用水、工業用水造成嚴重影響。同時，由于滲濾液的處理不當，導致地下水的污染，對環境產生了很大影響。②污染周邊土壤。大量的土地因滲濾液滲漏或非法排放而受到污染。高鹽分的滲濾液會破壞土壤的微生物，進而影響土壤的結構和品質，增加土壤中的重金屬含量，嚴重威脅農作物的正常生長[5]。

2.2 滲濾液應急臨時儲存設施對周圍環境的影響

隨著滲濾液產量增加，國內滲濾液臨時應急儲存設施的數量不斷增加，而臨時應急設施的建設和監管體系不完善導致滲濾液處理能力不足，進而導致滲濾液泄漏、產生異味，長時間的泄漏會污染周圍的空氣環境、水環境和土壤環境。

3 滲透液處理工藝

厭氧和氧生化處理的主要目的是從廢水中去除有機物，一般采用厭氧處理與氧處理相結合的生化技術，目前大多數技術符合《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889—2008）的要求。

3.1 全膜吸附過濾處理工藝

流程：前處理-雙級反滲透膜過濾。

典型工藝：二段DTRO反滲透技術。

工藝流程：垃圾填埋場的滲濾液在調節槽內通過循環泵進入一級DTRO反滲透膜，出水后進入DTRO反滲透系統，通過兩個階段的反滲透處理，出水達到排放標準后再進行回收。一次濃縮液回流至填埋場，二次濃縮后，濃縮液進入主要進料口，其排水量為60%。

3.2 生物處理技術+膜處理工藝

處理流程：預處理—微生物處理—膜吸附過濾。

采用工藝：中溫厭氧系統+膜生物反應器（membrane bio-reactor,MBR）+反滲透。

工藝講解：垃圾滲濾液通過調節槽流入中溫厭氧生物反應器，在大分子有機物的作用下，進入低氧MBR，然后與回流水混合，進入好氧段MBR曝氣，隨后去除滲濾液中不理想的化合物，將好氧池的污水送入MBR分離器，然后將其送入MBR的低氧區，MBR出水進入反滲透系統，經反滲透工藝處理后達標排放。

該技術具有生物化學反應、物理處理、高度自動化、技術風險低等優點，但其運行過程受到諸多因素的制約，需要各部門密切配合。

該技術的缺點：出水量小，不易回注；由于生物處理的效果不穩定，必須對滲濾過程的微生物進行人工培育和人工飼養，因此增加了運行成本；生物化學法處理“老齡化”滲濾液的效果很差；不能長時間停用，要連續使用。

3.3 低耗蒸發+離子交換處理工藝

工藝流程：預過濾蒸汽壓縮分離水-吸收氣體氨。

典型工藝：MVC蒸發+DI離子交換。工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程

工藝內容：利用MVC壓縮-蒸發技術，將滲濾液中的雜質分離，達到凈化滲濾液的目的；用專用樹脂脫除精制的樹脂，使其符合水質要求；采用DI技術研究滲濾液中殘留的鹽酸氣體。

該工藝受滲濾液原始水質的影響較小，出水率較高，通常以可以達到90%，能夠實現間歇式運行，自動化程度較高、維護簡單，濃液量較少。

該工藝的缺點主要有：蒸發工藝實際應用較為復雜，電力能耗較高，需要較高的維護成本;設備的材質要求較高；要求設備材質具有較強的耐強酸、強堿腐蝕性能；運行設備噪聲較大；后期蒸發罐清洗頻次較多，藥劑成本較高。

3.4 二次DTRO反滲透技術

二次DTRO反滲透技術操作簡單，維護和管理方便。它的缺點是對原水的水質敏感，容易受電導率、溫度等因素影響；二次反滲透工藝中，前期沒有經過預處理，容易造成膜堵塞；由于出水量小（一般在55%～70%），回灌難度和操作費用都大幅增加。

3.5 MWC汽化+DI離子交換技術

MWC汽化+DI離子交換技術不受初始水質條件的限制，出水量高達90%，此技術間歇式運行，具有自動化、維修方便、濃縮量少等特點。但它的缺點是實際操作起來比較麻煩，能耗高、維護費用高；對設備的材料有很高的要求；蒸發器到了后期要經常清洗，需要消耗的藥劑比較多。

目前國內已建成的填埋場中，能夠達到衛生要求的填埋場寥寥無幾，很多填埋場由于缺乏足夠的資金，難以滿足環保要求。所以，采用投資少、效益好的工藝是處理滲濾液的最佳途徑。目前，我國對垃圾滲濾液的處置還處在摸索和研究階段，所以要建立一個規范化的城市垃圾衛生填埋場，加強對其滲濾液的處理。

4 生活垃圾填埋場滲濾液處理存在的問題

由于我國生活垃圾的含水率比較高，部分地區直接在垃圾填埋場處理垃圾，導致過濾量增加。在污水分門別類、工作負荷過大、堆填區管理不正規等因素的影響下，大量雨水流入堆填區，與滲濾液混合，大大增加了滲濾液的體積。在雨量多、雨量周期長的南部地區，填埋區的滲濾量約占40%，增加了滲濾液處理廠的負荷。

首先，過去的環保標準低，監管不足，很多垃圾填埋場沒有安裝適當的設備去除濾料，導致裝置過載和濾液積累。此外，過濾工藝路線選擇不恰當，難以實現預期處理。地方政府和企業對濾液處理方法認識不足，根據處理市政污水的常規方法選擇過濾方法，導致過濾質量低，有機污染物濃度高。再者，很多地方機構缺乏專業素質和工作經驗，由于過濾液變化較大，相關經營者很難根據指標控制過濾裝置。對此，應及時優化參數和工作方法，使設備的工作效率和性能達到最佳。

目前已有先進的濃縮液氧化工藝和浸入燃燒蒸發工藝等技術的應用實例，但經濟適用性和穩定性較差。而通過直接灌溉進行凈化，使污染物進入垃圾填埋場，則會進入死循環，引發次級環境風險。首先，對垃圾處理企業來說，濃縮液中的高濃度鹽在垃圾處理設施中積聚，導致濾液電導率提高，影響了濾液處理階段的微生物活性，最終導致濾液處理設施被徹底淘汰，增加了處理的壓力，過濾系統的連續出水也會更差。對于垃圾焚化企業來說，將濃縮液中的鹽轉移到焚化垃圾中會導致垃圾焚化和回收過程復雜，造成廢氣和氣體處理廠腐蝕等嚴重問題。其次，長期堆填會帶來環境安全問題。將濃縮液輸送到垃圾填埋場導致反應堆體內液位升高，反應堆容器不穩定，堤壩損壞。同時，液位升高后，現有的反過濾措施存在泄漏滲濾液的風險。

5 垃圾滲濾液的研究新方向

近年來，為了提高垃圾滲濾液的處理效率，在滲濾液處理中采用了臭氧氧化、活性炭吸附、薄膜分離、蒸氣干燥等方法。深層過濾液處理改善了出水水質，而濾液預處理是滲透處理的關鍵，它決定了整個處理的成敗。有效調節濾液、減少濾液、控制生成水質是未來垃圾滲濾液處理的發展方向。

6 結語

隨著民眾的環保意識提高，垃圾滲濾液污染及其危害已廣為人知，應采取有效的技術措施降低生活垃圾過濾資源滲入的風險，推進我國生態文明建設和可持續發展。此外，在設計過濾回路時，應考慮沉積系統受水的影響以及對水質的要求。在垃圾滲濾液的處理方面，我國尚處于探索階段，規范城市垃圾處理填埋場，需要國家環境保護主管部門和環境保護專家等對垃圾滲濾液的處理進行更深入的研究。