垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液現(xiàn)狀及處理方法探究

填埋場(chǎng)垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及新方法探究摘要:闡述了垃圾滲濾液的來(lái)源和水質(zhì)特點(diǎn)以及垃圾滲濾液的危害，對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理現(xiàn)狀和處理方法進(jìn)行了闡述和總結(jié)，同時(shí)針對(duì)目前國(guó)內(nèi)主要垃圾滲濾液處理技術(shù)和工藝的應(yīng)用情況,分析了國(guó)內(nèi)垃圾滲濾液處理工程技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題。最后，對(duì)垃圾滲濾液的處理新技術(shù)進(jìn)行總結(jié)并作出展望。關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液；處理技術(shù)；生物處理；催化氧化；COD去除率垃圾滲濾液是指垃圾在填埋和堆放過(guò)程中由于垃圾中有機(jī)物質(zhì)分解產(chǎn)生的水和垃圾中的游離水、降水以及入滲的地下水,通過(guò)淋溶作用形成的污水[1]。垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水，具有ＣＯＤ和氨氮含量高、水質(zhì)成分復(fù)雜、色度較高、微生物營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)等特點(diǎn)。若未經(jīng)處理或處理不當(dāng)，將嚴(yán)重污染農(nóng)作物和水生物，污染地表水、地下水及土壤，并通過(guò)食物鏈直接或間接地進(jìn)入人體組織與細(xì)胞中，導(dǎo)致各種疾病，危害生態(tài)環(huán)境和人體健康[2]。因此必須對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行有效的處理,將其對(duì)環(huán)境的影響降至最低。垃圾滲濾液的處理現(xiàn)狀滲濾液性質(zhì)的復(fù)雜多變性給滲濾液的處理處置帶了極大的困難,到目前國(guó)內(nèi)外尚未發(fā)展出完善的適合垃圾滲濾液處理的工藝。對(duì)滲濾液的處理處置目前的途徑主要有以下幾個(gè)方面:(1)將滲濾液輸送到城市污水處理廠與城市生活污水合并處理;(2)采用滲濾液回灌技術(shù)處理;(3)現(xiàn)場(chǎng)建造滲濾液處理廠處理[3]。與城市生活污水合并處理合并處理就是將垃圾滲濾液就近引入城市污水處理廠與城市污水合并進(jìn)行處理的方式。城市污水量較大,可對(duì)滲濾液起到稀釋作用,但需控制好比例,以避免對(duì)城市污水處理廠造成沖擊負(fù)荷。有研究表明,如果滲濾液的量與城市污水量之比<0.5%,同時(shí)滲濾液帶來(lái)的負(fù)荷增加在10%以下則是可行的。在合并處理時(shí),為了避免垃圾滲濾液中的有毒有害物質(zhì)對(duì)城市污水的副作用和減輕沖擊負(fù)荷,常采用對(duì)滲濾液進(jìn)行預(yù)處理后再合并的方案[4]。沈耀良等[5]在處理蘇州七子山垃圾滲濾液時(shí),采用先經(jīng)過(guò)場(chǎng)內(nèi)物化預(yù)處理(吹脫+混凝沉淀+焦炭吸附)再到城市污水處理廠合并處理的工藝,取得了良好的處理效果。1.2滲濾液回灌處理技術(shù)滲濾液回灌處理技術(shù)是指采用適當(dāng)措施,將從填埋場(chǎng)底部收集到的滲濾液,經(jīng)一定方式預(yù)處理或直接利用動(dòng)力設(shè)施重新打到填埋場(chǎng)覆蓋層表面或覆蓋層下部,利用填埋場(chǎng)覆土層及各年齡段垃圾的物化以及生物降解作用對(duì)滲濾液進(jìn)行處理的一種方法[6]。美國(guó)最早于20世紀(jì)70年代對(duì)滲濾液回灌處理技術(shù)進(jìn)行研究,隨后歐洲一些國(guó)家也開(kāi)始利用可控制的滲濾液循環(huán)系統(tǒng)來(lái)治理垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液。20世紀(jì)80年代末期國(guó)內(nèi)開(kāi)始對(duì)滲濾液回灌處理進(jìn)行研究,近幾年國(guó)內(nèi)外主要進(jìn)行回灌加速穩(wěn)定化的研究[7]。國(guó)內(nèi)最早有關(guān)垃圾滲濾液回灌是1995年同濟(jì)大學(xué)徐迪民等進(jìn)行的研究。研究表明滲濾液回灌能較好地適應(yīng)滲濾液水質(zhì)水量的變化、加速填埋場(chǎng)穩(wěn)定化進(jìn)程、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低,具有較為廣闊的應(yīng)用前景[8]?；毓喾ㄌ幚砟壳把芯恐饕性谒科胶?、凈化能力、回灌處理影響因素和處理效果等方面?，F(xiàn)場(chǎng)建滲濾液處理廠合并處理與土地處理比較經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單,但受各種客觀因素的限制,大部分城市只能在填埋場(chǎng)建立獨(dú)立的滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)行就地處理。現(xiàn)場(chǎng)修建滲濾液處理廠必然涉及到滲濾液處理工藝,目前滲濾液的處理工藝基本上都是采用的廢水處理所運(yùn)用的工藝,包括生物法、物化法與土地法等。2我國(guó)垃圾滲濾液處理存在的問(wèn)題目前，由于我國(guó)的城市生活垃圾未分類，垃圾滲濾液成分復(fù)雜、濃度高，滲濾液處理廠存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在:(1)常規(guī)滲濾液處理工藝運(yùn)行效果不佳主要原因?yàn)?①抗沖擊負(fù)荷能力差。生物法處理污水一般要求相對(duì)穩(wěn)定的污水水量及水質(zhì)，而在垃圾處理設(shè)施中，在雨季豐水期，調(diào)節(jié)池的容量相對(duì)不足，勢(shì)必造成對(duì)生物處理系統(tǒng)負(fù)荷的沖擊，影響處理效果;在枯水期，滲濾液量極少，而氨氮等污染物濃度高，抑制了微生物生長(zhǎng)。②處理工藝重啟較為困難。冬季后滲濾液量很少，單元反應(yīng)器再啟動(dòng)相對(duì)困難。③工藝適應(yīng)性差。隨填埋時(shí)間的延長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)元素嚴(yán)重失調(diào)，滲濾液碳氮比下降，可生化性降低。④脫鹽率偏低。我國(guó)垃圾中由于含有大量餐廚垃圾，使得滲濾液中含鹽量偏大，但生物法脫鹽相當(dāng)困難。⑤生物法脫色相當(dāng)困難。滲濾液中含有大量難降解發(fā)色物質(zhì)，生物法對(duì)于后期尾水的脫色效果基本為零[9]。（2）垃圾滲濾液中有毒有害物質(zhì)尚未考慮垃圾滲濾液是一種有毒有害廢水,這已經(jīng)為人們所認(rèn)可,但是我國(guó)對(duì)于垃圾滲濾液的主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)還是停留在廢水的常規(guī)指標(biāo)如:BOD5、COD、氨氮、總氮等。但隨著分析手段及人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的提高,垃圾滲濾液中的有毒有害物質(zhì),如環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)人體的危害已越來(lái)越受到人們的關(guān)注。這類污染物質(zhì)即使含量極其微小,一旦它們進(jìn)入機(jī)體,將對(duì)生物體產(chǎn)生嚴(yán)重的后果,如生殖器官、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)異常,產(chǎn)生致癌、致畸、致突變等生物效應(yīng)。因此環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的研究受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視。在開(kāi)發(fā)垃圾滲濾液處理技術(shù)的同時(shí)必須考慮對(duì)這些有毒有害污染的去除效果[10]。(3)垃圾滲濾液高氨氮問(wèn)題難以解決由于垃圾填埋場(chǎng)水文地質(zhì)條件、填埋方式及垃圾成分的不同,垃圾滲濾液中的氨氮濃度從數(shù)十至幾千mg/L不等。隨著填埋時(shí)間的延長(zhǎng),垃圾滲濾液中的氨氮還有升高的趨勢(shì)。高濃度氨氮造成了垃圾滲濾液C/N失衡,對(duì)垃圾滲濾液生化處理過(guò)程中微生物有抑制作用,導(dǎo)致垃圾滲濾液的生化處理系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行[11]。3垃圾滲濾液處理技術(shù)3.1物理化學(xué)方法尚愛(ài)安等[12]研究了絮凝劑Al2(SO4)3、PAC、FeCl3、PFS對(duì)垃圾滲濾液的預(yù)處理和后處理效果,結(jié)果表明,PFS和PAC的混凝效果較好,混凝預(yù)處理可有效降低難降解有機(jī)物的含量,并提高滲濾液的可生化性,混凝可以去除滲濾液中的有毒物質(zhì),因而能促進(jìn)滲濾液生化處理中活性污泥的增殖,垃圾滲濾液經(jīng)生化處理后再接混凝處理便可保證出水COD達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn);沈耀良等[13]采用聚合氯化鋁作為混凝劑、焦炭作為吸附劑,可以有效去除滲濾液中的COD和重金屬離子。當(dāng)聚合氯化鋁的用量為400mg/L、焦炭為8～10g/L時(shí),COD去除率為8.9%,重金屬去除率為60%,色度去除率為68%,并且可以完全去除銅。厭氧—好氧結(jié)合處理法為了發(fā)揮滲濾液好氧處理和厭氧處理技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)這兩種處理技術(shù)各自的不足，高濃度滲濾液的生物處理一般都采用厭氧—好氧兩者結(jié)合處理工藝。實(shí)踐證明，該工藝對(duì)滲濾液的處理效果遠(yuǎn)好于單純的好氧工藝或厭氧工藝。同濟(jì)大學(xué)徐迪民等用低氧—好氧活性污泥法處理垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，試驗(yàn)證明：在控制運(yùn)行條件下，該工藝對(duì)滲濾液COD、BOD5、SS的去除率分別為96.4%、99.6%和83.4%[14]。北京市政設(shè)計(jì)院采用UASB和傳統(tǒng)的活性污泥法組合工藝處理垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，滲濾液COD和BOD5總?cè)コ史謩e達(dá)到86.8%和97.2%[15]。趙宗升采用厭氧—缺氧—好氧法（簡(jiǎn)稱A2O法）工藝處理垃圾滲濾液，取得了很好的處理效果。該法對(duì)滲濾液COD的總?cè)コ蕿?6%，對(duì)NH3-N的去除率99%[16]。光催化氧化技術(shù)光催化氧化技術(shù)是半導(dǎo)體材料(如TiO2)或催化氧化劑受到能量大于帶隙能量的光照射時(shí)，處于價(jià)帶(vb)上的電子就被激發(fā)到導(dǎo)帶(cb)上，使導(dǎo)帶上生成高活性電子(e-)，價(jià)帶上生成帶正電的空穴(H+)，形成氧化-還原體系，從而起到降解污染物的作用。潘留明等[17]用臭氧強(qiáng)化光催化工藝對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行了深度處理，結(jié)果表明，該工藝不僅可以提高處理能力，還有效地改善出水的可生化性。微電解法利用金屬腐蝕原理，以Fe、C形成原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理，廢鐵屑是鐵和炭的合金，由純鐵和Fe3C及一些雜質(zhì)組成，當(dāng)鐵屑加入廢水中則形成成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)小的微電池，由于滲濾液內(nèi)存在著穩(wěn)定的膠體，當(dāng)這些膠體處于電場(chǎng)中將產(chǎn)生電泳作用而被附集，從而沉降出來(lái)。湯貴蘭等[18]通過(guò)靜態(tài)正交實(shí)驗(yàn)確定了廢鐵屑和焦炭最佳投加體積比為1∶3，最佳反應(yīng)pH為4的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)時(shí)間1h時(shí)，COD和色度去除率分別高達(dá)68%和91%；BOD5/COD從0.3提高到0.5左右。4.結(jié)論與展望垃圾滲濾液是一種水質(zhì)水量變化大、微生物營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)、氨氮含量高、成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水[19]。垃圾滲濾液的特性隨環(huán)境變化而變化。早期滲濾液有機(jī)物和氨氮濃度都很高，但有機(jī)物易降解，晚期滲濾液中有機(jī)物濃度低且難降解，故高氨氮的有效去除是滲濾液處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前對(duì)垃圾滲濾液的處理仍以生物法為主，而處理垃圾滲濾液最經(jīng)濟(jì)、有效的方法仍然是厭氧-好氧組合工藝。在未來(lái)的滲濾液處理研究方向上，可以從一下兩點(diǎn)進(jìn)行研究：強(qiáng)化厭氧-好氧處理技術(shù)進(jìn)一步強(qiáng)化已有的厭氧-好氧工藝，提高其承受沖擊負(fù)荷能力和運(yùn)行的穩(wěn)定性，為實(shí)際工程提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)，為大規(guī)模推廣及其他特種廢水處理提供經(jīng)驗(yàn)。開(kāi)發(fā)高效、低耗垃圾滲濾液厭氧-好氧治理新技術(shù)短程脫氮與全程生物脫氮相比，短程生物脫氮可以減少25%的能耗，節(jié)省40%的有機(jī)碳源，縮短約4.3倍的反應(yīng)歷程。因此，若能在好氧段實(shí)現(xiàn)短程硝化將會(huì)更加高效和低耗的處理垃圾滲濾液。因此，開(kāi)發(fā)新型的厭氧-好氧組合工藝，實(shí)現(xiàn)短程硝化和厭氧氨氧化工藝將是垃圾滲濾液處理的一個(gè)很好地發(fā)展方向，有待于廣大科研人員繼續(xù)進(jìn)行深入研究。參考文獻(xiàn)[1]趙由才,龍燕,張華.生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.[2]聶發(fā)輝,李文婷,魯秀國(guó),劉占孟.礦化垃圾對(duì)滲濾液的吸附試驗(yàn)及其動(dòng)力學(xué)研究.華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，江西南昌330013[3]龍騰銳,易潔,林于廉,尤鑫.垃圾滲濾液處理難點(diǎn)及其對(duì)策研究.重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院,重慶400045[4].董春松,樊耀波,李剛,吳琳琳.我國(guó)垃圾滲濾液的特點(diǎn)和處理技術(shù)探討.中國(guó)給水排水.[B](2005)12-0027-05[5]沈耀良,張建平,王惠民.蘇州七子山垃圾填埋場(chǎng)滲濾液水質(zhì)變化及處理工藝方案研究[J].給水排水,2000,26(5):22-26.[6]沈耀良,曹曉瑩.城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的回灌處理及其作用[J].江蘇環(huán)境科技,2004,17(2):4-6.[7]張益,陶華.垃圾處理處置技術(shù)及工程實(shí)例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社、環(huán)境科學(xué)與工程出版中心,2002.[8]盧成洪徐迪民回灌法處理城市垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液上海環(huán)境科學(xué),1997,16(1)[9]唐鳳喜，曹?chē)?guó)憑，劉景良，司軍.我國(guó)垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及處理技術(shù)進(jìn)展.河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2095-2716(2012)01-0116-05[10]代晉國(guó),宋乾武,王紅雨,王艷捷.我國(guó)垃圾滲濾液處理存在問(wèn)題及對(duì)策分析.環(huán)境工程2011年第29卷增刊.[11]代晉國(guó),宋乾武,張玥,秦琦.新標(biāo)準(zhǔn)下我國(guó)垃圾滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展方向.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào).2011年5月.第1卷,第3期[12]尚愛(ài)安,趙慶祥,徐美燕,等.混凝在垃圾滲濾液處理中的作用研究[J].中國(guó)給水排水,2004,20(1):50-52.[13]沈耀良,楊銓大,王寶貞.垃圾滲濾液的混凝-吸附預(yù)處理研究[J].中國(guó)給水排水,1999,15(11):10-14.[14]NathalieTouze-Foltz，ChristianDuquennoi，EnericGaget.HydraulicandmechanicalbehaviorofGCLSincontactwithleachateaspartofacompositeliner［J］.GeoetextilesandGeomembranes.2006，24（6）：18-19．[15]EwaNeczaj，MalgorzataKacprzak，TomaszKamizela，JoannalLach，EwaOkoniewska.Sequencingbatchreactorsystemfortheco-treatmentoflandfillanddairywastewate［J］.Desalination.2008，222（6）：404-409．[16].D.Francois，C.Criado.Monitoringofleachateatatestroadusingtreatedflya