垃圾填埋場滲濾液處理方法研究

北京歐亞泉環境投資管理有限公司 薛曉霞

我國目前使用的垃圾處置技術是以填埋場為主，而在掩埋的時候，通常會有很多的垃圾滲濾。滲濾水對環境的破壞特別突出，尤其是對環境的污染。而垃圾填埋場是一種二次污染，其實質是一種具有難聞臭味的高濃度有機污水，而且會隨著季節、天氣的改變而改變。在污水處理廠內，不但含有大量的微生物和病毒，而且含有各種有機物。通常情況下，填埋地點遠離城鎮，若要將其與城市廢水結合起來，則存在一些特別的問題，只有單獨或組合處理才能達到高效的效果。

一、垃圾滲濾液的特點

由于我國各地的居民消費習慣不同，所以污水處理的質量也是不盡相同，有的污水的濃度也會有很大的差別。根據這段時間的監測，滲濾液中有很多AOx致癌物和多種有害的有機化合物。污水的特性表現為：①污水中 CODcr、BOD5含量較高；在處理過程中，垃圾填埋場廢水中CODcr、BOD5的含量高于常規的監測。隨著填埋的年限的延長，兩者的濃度逐漸降低，而堿性值卻在逐年上升。②高含量的金屬。從垃圾填埋場的檢測分析，至少有十多個金屬元素。③各微生物養分配比不合理，總氮濃度偏高；污水中BOD5/CODcr比率、C/N比率等對污水的污染狀況有一定的影響。當兩者比例變化較大時，對污水的生物化學處置將產生一定的困難。還需要注意的是垃圾填埋場的使用時間越久，滲濾液中的氨氮含量就會隨著不斷增加。

二、垃圾滲濾液的來源

垃圾滲濾液主要有三個來源，具體內容如下：第一，來源于降雨和降雪。第二，來源于垃圾本身，垃圾本身含水率在40-60%。第三，在垃圾進行填埋后，由于微生物的作用，使得垃圾當中的有機物經過厭氧和好氧等反應方式而進行了降解過程，降解過程中會產生水分。由此可見，垃圾滲濾液，其主要的污染源。來自于垃圾本身。

三、垃圾滲濾液的危害

滲濾劑對人體的傷害要遠遠大于一般的城市廢水。由于垃圾滲濾液的高密度和難聞氣味，如若發生泄漏或填埋處理不善，將會使其滲入地下或流入地表，對鄰近水域造成嚴重的影響。與此同時，不同種類的有機物在不同的掩埋時期下，其可降解性會逐步下降，其質量也會隨之改變，在一定程度上表現為：一是NH3-N的升高，二是溶態磷的濃度出現下降，顏色的提高。這將使滲濾液的處置變得更加困難，而且處理的結果也不會令人滿意。當垃圾滲濾液中的多種酸類污染物滲透到周圍的土壤中時，會對當地的土壤造成很大的破壞，從而造成土壤的鹽堿和環境的重污染。另外，它含有的重金屬等有害元素也會滲透到土壤和地下水中，從而對農業的發展造成不利影響；而其他的一些有機物，如果不加以治理，直接排入大氣，對大氣環境也會產生很大的影響。

四、垃圾填埋場滲濾液處理工藝

（一）物化處理工藝

滲濾水采用物理法進行治理，但其操作費用高、耗電大，且經常會有二次污染。但由于滲透液體的密度高；因水體環境的復雜性和對生物化學的影響，使得污水的排放更加的苛刻，因而對污水的處理也更加地重視。(1)化學氧化法是利用強氧化劑將污水中的污染物氧化，除去不能或不易被生物分解的 CODCr及某些毒性成分。通常使用的是雙氧水，次氯酸鈉，臭氧和氯氣。這種方法所用的化學試劑很多，所以其加工費用也比較高。(2)在生化處理的后半程中，一般采用混凝沉降和氣浮兩種方法，對生物后的滲濾水進行混凝、氣浮等處理。這種工藝存在著大量的化學淤泥和浮渣，其含鹽濃度高，對脫硝效果不明顯。(3)活性碳的吸附，它的作用是將一些溶解的有機物質或微量的重金屬從生物工藝中除去。由于活性碳的造價比較高，長年累月的使用會導致操作費用上升。(4)一種可以在溶液中有選擇地將某一離子組進行選擇性的分離，使得該液體在離子交換后被去除某些離子組，由此可對該溶液中的某一離子的含量進行調控。垃圾填埋場的作用是對NH3-N和NH3-N的脫除，從而確保出水達到一定的標準。(5)一種通過薄膜的選擇性滲透性使離子、分子或某些顆粒與水相隔離的薄膜分離過程。由于該方法能量消耗小，適用范圍更廣；它的大小易于控制，可大可小；無需添加其他原料，節省原料；采用薄膜的孔徑對材料進行分離，既能保證材料的性質和性質，又能實現對材料的分離和濃縮，從而達到對材料的再循環。

（二）生物降解處理垃圾滲濾液

應用生物化學方法對污水進行了治理，去除了污水中的各類有機物及NH3-N。目前常用的工藝有厭氧-缺氧-好氧生物反應化工藝。采用厭氧—缺氧—好氧生物脫硝化技術，不僅能有效地清除污水中的雜質，還能其沉淀效果也很好。與此同時，本技術除對有機物進行生物降解之外，還對廢水進行了脫硝處理。該工藝過程簡便易行，無需添加碳源和后續曝氣池，采用原廢水作為碳源，在降低系統的運營成本，同時也降低了操作成本。另外，處理設備占用較少的空間，在后面的好氧處理池可以更好地除去有機物。其不足之處在于，此工藝無單獨的回流體系，且其分解效率也比較低下。膜生物反應器，該方法的整個過程相對較為簡便，可以將HRT和SRT徹底分開，從而達到計算機的自動化。該工藝具有較好的分離效率，并且具有優良的穩定性，出水中的懸浮物質和渾濁程度接近于0，并具有一定的清除能力。通過對污水進行生物化學工藝的處理，可以提高污水的處理效果，提高污水的水質。

（三）反滲濾膜工藝概述

污水處理廠的滲濾水具有高污染、難以治理等特性，若將其直接排出會對周邊造成很大的污染，因此迫切需要對其進行治理。RO法是利用膜的兩邊壓力差異來抵抗滲透壓降，從而將溶解于污水中的有機物和無機污染物攔截下來，從而被廣泛地用于處理污染。該技術可將污水中 COD的COD除去率達98%,NH3-N99.6%，過濾出了大部分的污水，從而防止了對環境的二次污染。采用盤管式反滲透過濾技術（DTRO）技術，可以對高濃度的滲濾液進行預處理，該工藝相對比較簡便，自動化水平也更高，但它的處理量更大，并且可以根據不同的水質和流量，采用這種技術來進行滲濾液的治理。

（四）MVC蒸發濃縮技術

MVC技術，是一種（能源消耗）的機械蒸氣壓縮蒸發技術，這個技術早在一百多年前就被人發現了，但因受技術的限制，在20世紀70年代就被采用了。

該工藝具有能源消耗少、操作和經營管理簡單等特點；近些年，污水處理技術已廣泛應用于各種工業領域。例如：凈化廢水、高濃度工業廢水處理、高濃度有機廢水處理等。

MVC法是目前各種蒸發器中節能效果最好的方法，其基本組成為：熱交換器和蒸發器。其基本思想是采用膜蒸發器，利用自動化的控制裝置，使汽化和分離過程保持平穩。

該技術的特點是利用了蒸氣的性質，通過壓縮空氣中的蒸氣，使其溫度和氣壓逐漸升高。高的蒸氣通過蒸發器的換熱管內，而在管道外面噴射的時候，在管子內凝結，凝結出一股凝結水，將蒸氣的熱量傳遞到管道外面的噴射水中，如此反復地進行蒸發。在整個體系中，能源的供給來自于一個依賴于壓氣機的電機和一個非常少的浸泡式加熱裝置，以此確保該設備的平穩運行。

MVC蒸發技術用于滲濾液或者膜系統產生的濃縮液處理中，原理是利用單效降膜蒸發，蒸發溫度約80℃，將二次蒸汽輸送到離心式蒸汽壓縮機中，按照蒸發裝置加熱室需要的蒸汽溫度與壓力，并將加壓后二次蒸汽返回到蒸發系統，作為熱源循環利用。由于滲濾液中氨氮和硫化氫含量高，MVR直接處理滲濾液時，產水的氨氮和硫化需要經過洗滌塔，處理成本會很高，而且廢液也沒有較好的處理辦法。這種工藝更適合用在垃圾焚燒廠滲濾液處理系統膜處理后的濃縮液處理，濃縮液經MVR處理后進入垃圾發電系統的焚燒爐噴漿焚燒或與預處理工序的濾渣混配后，再一起進入焚燒爐焚燒。

（五）DTRO處理工藝

DT薄膜技術，是一種新型的薄膜技術，其中包括DTRO（DTRO）和碟管式納過濾（DTNF）。本技術專門用于滲濾液的處理，其膜片結構與常規的螺旋膜片結構有所不同，其主要特點是：圓盤型薄膜裝置是一種特殊的流道結構。其結構為：圓筒型薄膜裝置，其結構為開放的流道，物料從進口進入壓力箱，經過導向板和箱體的通路向裝置的一頭流動。在其另外一端，物料經過八條管道，經過八條通路，經過加工的流體，通過一段時間的高速流動，180°，回流至下一層薄膜，并從中間的凹槽流向下一層，此時薄膜的表層就產生了一條“S”型曲線。即：在薄膜的表面上，經過旋轉的圓周，從圓周，到圓心，最終，濃縮液從供料端法蘭上排出來。DT總成兩個導向片間隔4毫米，以特定的方式布置的凸點排布在導向板上。由于其獨特的流體動力學特性，使得在經過過濾膜的過程中，液體與突起的撞擊產生紊動，提高了滲透速度和自動清潔能力，可有效地防止膜的阻塞和濃度偏振，提高了薄膜的使用年限；同時在洗滌過程中也能很好地清除隔板上的污物，確保了盤管膜組能處理較高的混濁、高沙粒的污水，并能更好地適應較苛刻的入水環境。

DTRO法由于能對滲透液體進行直接的處置，出水的質量要求較高；該體系具有良好的工作性能，專用于污水處理廠的滲濾水的治理，因此在我國得到了很好的推廣。

（六）深度高效絮凝處理工藝

由于滲濾液經過生化處理后，有機物的分子量較低，其導致COD不能達標，后續采用納濾和反滲透工藝會引起濃縮液的問題。為避免濃縮液的產生，采用深度絮凝處理技術對小分子的COD進行去除，保證出水達標，避免了濃縮液的產生和二次處理。

深度絮凝處理技術是國家科技支撐項目的研究成果，其特點是通過改變絮凝劑的分子機構，從根本上強化了絮凝劑的絮凝作用，以此實現了絮凝分離去除小分子溶解性有機物的技術創新。技術優點體現在：（1）有效去除常規絮凝劑難去除的小分子有機物；（2）確保清晰，并防止殘余微粒；(3)增加絮體顆粒大小、增大強度及吸附能力；(4)增大絮凝劑 pH值的區間；(5)提高絮體產生、沉淀、過濾等工藝的速率，縮短工藝周期，降低結構體積。

（七）電化學處理工藝

通過電化學方法，可將污染物質與電化學直接或通過電化學方法進行電化學轉化，從而降低或消除污水。該工藝可分為兩類：一是采用直接或非接觸式。直接電解指的是將污染物質，通過電極的氧化或還原而從污水中除去。這種電解法可以分成正極法和負極法。陽極處理是指污染物在陽極表面被氧化，變成低毒性或可生物分解的污染物，或產生有機的無機化反應，從而達到削減和去除污染物的作用。陰極工藝，是指在陰極上進行的一次氧化處理，它的應用范圍包括：鹵化物的還原脫鹵、重金屬的再利用。間接電解法，是通過使用電化學反應生成的一種氧化劑或催化劑，并將污染物質轉變為較低的有毒成分。這種電解工藝可以分成兩類：可逆和不可逆兩類。可逆反應是指在電解時，氧化劑可以通過電化學方法進行再利用。非可逆性工藝，是通過非可逆性的電化學作用而得到的。自二十世紀八十年代開始，電化學法對廢水中的氨氮進行了處理，目前已被用于各種工業廢水，如制藥廢水、化肥廠廢水、煤化工廢水、石油化工廢水等。

在滲濾水的電化學中，利用DSA作為一種新型的催化劑，利用 DSA的電化學法對其進行快速的電化作用。陽極分解法可以直接分解有機物質，同時也可以利用陽極氧化生成氫氧根；一種氧化物質，例如臭氧層，能使有機物質發生分解；采用電催化工藝或物理工藝，實現對污染物的分解和轉換，利用特殊的電催化廢氣吸附裝置對氯氣和氫氣進行凈化。該工藝不但可以將污水中的有機化合物完全降解，減少了中間體的毒性，而且所需的裝置也比較簡單，占用空間少，運行和維修成本也低，同時可以防止二次污染，具有很好的可操作性和易于工業化的特點。

五、結語

綜上所述，垃圾滲濾液是對人們生存環境極其有害的高濃度有機廢水，應對其加以控制，否則垃圾滲濾液，將會造成環境再次污染，對人們的生活和社會的發展都會造成不可估計的影響。為此我們應該知道垃圾滲濾液中含有大量的處于游離狀態的氨氮，其毒性對污泥內的微生物有很大影響，為減少生物化學的費用和改善水質，應采取適當的工藝措施。要想進一步改善污水生物處理的質量，就需要加強對污水中的微生物進行合理的培育和篩選，以達到改善污水生物處理的目的。

對滲濾液進行預處理，其出水的NHN濃度必須符合有關的廢水排放規范和規定。為了保證污水在排放之前符合有關的要求，一般都是使用納濾法和反滲透法進行深度治理。