垃圾滲濾液污水處理技術(shù)研究

       垃圾滲濾液是垃圾填埋處理過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水，由于含有的污染物質(zhì)濃度高、成分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化大，一直是污水處理領(lǐng)域的世界性難題。對垃圾滲濾液的生化處理技術(shù)和物化處理技術(shù)進(jìn)行了敘述，系統(tǒng)介紹了垃圾滲濾液現(xiàn)有處理技術(shù)的研究進(jìn)展。

       城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設(shè)計、運(yùn)行和管理中非常棘手的問題。滲濾液是液體在填埋場重力流動的產(chǎn)物，主要來源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水。由于液體在流動過程中有許多因素可能影響到滲濾液的性質(zhì)，包括物理因素、化學(xué)因素以及生物因素等，所以滲濾液的性質(zhì)在一個相當(dāng)大的范圍內(nèi)變動。一般來說，其pH值在4～9之間，COD在2000～62000mg/L的范圍內(nèi)，BOD5從60～45000mg/L，重金屬濃度和市政污水中重金屬的濃度基本一致。城市垃圾填埋場滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水，若不加處理而直接排入環(huán)境，會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。以保護(hù)環(huán)境為目的，對滲濾液進(jìn)行處理是*的。

       1.垃圾滲濾液處理技術(shù)

       綜合分析當(dāng)前世界各城市垃圾填埋場處理所使用垃圾滲濾液工藝技術(shù)，其主要可分為場外綜合處理與場內(nèi)單獨(dú)處理兩大類。在工藝技術(shù)手段不成熟的初期階段主要使用的就是場外綜合處理，相對而言這種技術(shù)手段為簡單。但是由于種種條件限制，如隨著環(huán)保理念的日益深入人心，對環(huán)保的要求也越來越高，新建垃圾填埋場的距離離市中心也越來越遠(yuǎn)，且垃圾滲濾液所具有的高危害性、高污染性等特質(zhì)也不適宜與普通生活污水同步處理。這樣一來，為了環(huán)保和降低對污水處理廠的處理難度，垃圾滲濾液逐漸朝專業(yè)化發(fā)展，而不僅僅附屬于污水理廠。進(jìn)而當(dāng)前的垃圾滲濾液形成了自成一體的工藝技術(shù)體系，多采用場內(nèi)單獨(dú)處理。當(dāng)前所說的垃圾滲濾液處理技術(shù)也逐漸專指場內(nèi)單獨(dú)處理技術(shù)。場內(nèi)單獨(dú)處理技術(shù)主要有生物法、物化法及土地處理法三大類及這些方法的綜合使用。

       1.1 生物處理法

       生物處理工藝技術(shù)當(dāng)前是為廣泛使用的垃圾滲濾液處理方法之一。生物處理工藝技術(shù)根據(jù)供氧的情況又可分為好氧生物處理、厭氧生物處理、好氧-厭氧結(jié)合生物處理技術(shù)等三類。好氧處理工藝技術(shù)主要有活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤法和SBR好氧處理工藝等。進(jìn)入21世紀(jì)后，厭氧處理工藝得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，而且隨著垃圾滲濾液的所含污染物中高濃度有機(jī)廢水的含量逐漸增高，也隨之出現(xiàn)了一些新的工藝技術(shù)。垃圾滲濾液處理工藝技術(shù)在增大有機(jī)污染物負(fù)荷、快速等方面有了長足的進(jìn)步與發(fā)展。

       生物處理工藝技術(shù)在使用過程中具有處理效率高、不會出現(xiàn)化學(xué)污泥造成二次污染及處理費(fèi)用較低的優(yōu)點(diǎn)。生物處理法的具體技術(shù)工藝形式有傳統(tǒng)活性污泥法、穩(wěn)定塘法、生物轉(zhuǎn)盤法、SBR好氧處理工藝、UASB厭氧處理工藝、厭氧固定膜生物反應(yīng)器法等。其中穩(wěn)定塘法處理手段屬于好氧-厭氧結(jié)合生物處理技術(shù)的一種，這種方法的工藝技術(shù)較為簡單，而且具有管理難度低和需要資金少的優(yōu)點(diǎn)被為廣泛使用，但是使用穩(wěn)定塘工藝技術(shù)處理垃圾滲濾液需要占用較大的面積，且處理周期與污水停留時間較長，并且對大粒徑有機(jī)分子污染物處理效果欠佳，此外還有隨著外部天氣環(huán)境的變化這種方法的凈化能力也呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)起伏較大。對于垃圾填埋場前期產(chǎn)生的垃圾滲濾液而言，厭氧工藝具有去除率高達(dá)70%以上的優(yōu)良效果。且由于厭氧工藝處理時在反應(yīng)過程中無需能耗，因此與好氧工藝相比可大大節(jié)約反應(yīng)器的占地面積及動力消耗。其缺點(diǎn)是隨著填埋年限的增加，填埋堆體中產(chǎn)甲烷的厭氧狀態(tài)逐漸成熟，滲濾液在填埋堆體及調(diào)節(jié)池內(nèi)長期滯留后的處理效果將變差。而且此法雖然動力消耗低、污泥量少但污水停留時間長、污染物的去除率相對較低、對溫度的變化比較敏感。雖然厭氧工藝具有去除率高的顯著優(yōu)點(diǎn)，但是該工藝不利的一面是在處理工程中會產(chǎn)生大量的甲烷氣體。如果僅僅處理的話是會產(chǎn)生多余的費(fèi)用。但是若是從環(huán)保的循環(huán)利用的角度出發(fā)，將所產(chǎn)生的甲烷氣體用于垃圾滲濾液的處理過程中反倒會促使處理成本的進(jìn)一步降低。就此而言，利用厭氧與好氧相結(jié)合的辦法處理垃圾滲濾液尤其是對高濃度有機(jī)物的液體而言，不但能夠利用厭氧工藝效率高的優(yōu)點(diǎn)還能同時結(jié)合好氧工藝的費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，可謂是互補(bǔ)的相得益彰。

       1.2 物化處理法

       通常而言，人們普遍將利用物理與化學(xué)反應(yīng)的方法對垃圾滲濾液中的可吸附有機(jī)物及不可溶組分進(jìn)行去除稱之為物化處理法。物化處理法可以將滲濾液中的難以進(jìn)行生物降解的有機(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換成為較容易進(jìn)行生物降解的有機(jī)物，這樣一來，原本的難以進(jìn)行生物降解的有機(jī)物將會變得容易消除。物化處理法中較為常用的方法主要有化學(xué)氧化法和絮凝沉淀法等技術(shù)方法，這些方法具有對液體及液量變化的較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這一能力對于具有較長年限的陳年填埋的垃圾所排出的垃圾滲濾液具有相對較強(qiáng)的適應(yīng)性，尤其是用臭氧進(jìn)行氧化預(yù)處理后，陳年垃圾所排出的垃圾滲濾液的可生化性將會有極其顯著的提高與變化。

       絮凝沉淀處理法：實(shí)驗(yàn)證明經(jīng)過生物處理后的垃圾滲濾液進(jìn)行絮凝沉淀時，即使在有機(jī)物濃度很低時的去除率仍可以達(dá)到，但它的不足之處在于利用該工藝對垃圾滲濾液進(jìn)行處理時出水多呈現(xiàn)酸性或趨向酸性，產(chǎn)生的污泥量也偏大，且該工藝處理后的滲濾液含鹽量高、氨氮的去除率也比較低。所以絮凝沉淀工藝在選用時應(yīng)該考慮其局限性，而不能僅僅考慮其具有較高的效率。活性炭吸附處理法：活性炭吸附工藝能去除中等分子量的有機(jī)物質(zhì)，這一特性使得該項(xiàng)工藝適用于處理填埋時間長的或經(jīng)過生物預(yù)處理后的垃圾滲濾液。

       生物法工藝技術(shù)手段處理垃圾滲濾液具有管理與運(yùn)營簡單和成本低的優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)也很明顯，尤其是在垃圾滲濾液的水質(zhì)與水量發(fā)生較大變化的時候，生物法工藝技術(shù)手段總是難以適應(yīng)且調(diào)整難度大。生物法工藝技術(shù)手段中的微生物在垃圾滲濾液的重金屬濃度增加和氨氮含量提高時其活性會被顯著抑制。而綜合使用物化-生物法則可以有效的避免這一問題，但隨之帶來的水處理成本急劇上升等問題則對垃圾填埋場的運(yùn)營產(chǎn)生重大沖擊。因此，需要有效的對這種綜合應(yīng)用進(jìn)行改良與優(yōu)化，使垃圾滲濾液處理工藝既能夠提率又能夠有效控制成本。

       2.垃圾滲濾液的處理技術(shù)

       2.1 混凝—化學(xué)沉淀處理技術(shù)

       垃圾滲濾液的混凝處理是通過外加混凝劑使?jié)B濾液中不能直接通過重力去除的微小污染物質(zhì)和混凝劑一起聚結(jié)成較大的顆粒，這些顆粒可以在重力的作用下迅速沉降，分離出滲濾液，從而減少滲濾液中的污染物質(zhì)。化學(xué)沉淀法是向滲濾液中加入某種化學(xué)藥劑，使?jié)B濾液中的污染物質(zhì)和化學(xué)藥劑發(fā)生反應(yīng)生成沉淀物，從而去除滲濾液中污染物質(zhì)的滲濾液處理方法。

       2.2 低氧-好氧活性污泥法

       低氧-好氧活性污泥法及SBR法等改進(jìn)型活性污泥流程，因其具有能維持較高運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，耗時短等特點(diǎn)，比常規(guī)活性污泥法更有效。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滲濾液，試驗(yàn)證明：在控制運(yùn)行條件下，垃圾填埋場滲濾液通過低氧-好氧活性污泥法處理，效果。終出水的平均CODCr、BOD5、SS分別從原來的6466mg/L、3502mg/L以及239.6mg/L相應(yīng)降低到CODCr<300mg/L、BOD5<50mg/L（平均為13.3mg/L）以及SS<100mg/L（平均為27.8mg/L）。總?cè)コ史謩e為CODCr96.4%、BOD599.6%、SS83.4%

       2.3 膜處理技術(shù)

       膜處理技術(shù)是水處理技術(shù)中的一種常用技術(shù)，該技術(shù)主要是使污水在一定的壓力下流過隔膜，在此過程中，由于水分子量較小，可以通過隔膜，而水中的污染物質(zhì)分子量大于隔膜孔徑，被隔膜所截留，從而分離出水中的污染物質(zhì)，達(dá)到凈化污水的目的。根據(jù)膜孔徑的不同，水處理中常用的膜分為超濾膜、納濾膜和反滲透膜等。當(dāng)前應(yīng)用于垃圾滲濾液處理的膜主要為反滲透膜和超濾膜。

       2.4 氧化處理技術(shù)

       垃圾滲濾液的氧化處理技術(shù)包括氧化劑氧化、電解氧化和光催化氧化技術(shù)。氧化劑氧化是通過向垃圾滲濾液中加入強(qiáng)氧化劑，利用強(qiáng)氧化劑將滲濾液中的有機(jī)物氧化成小分子的碳?xì)浠衔锘?礦化成二氧化碳和水，從而達(dá)到去除滲濾液中污染物目的的處理技術(shù)。電解氧化是使?jié)B濾液中的污染物質(zhì)在電極上直接發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水或在電化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生短壽命的•OH等自由基，通過自由基降解污染物質(zhì)的滲濾液處理技術(shù)，滲濾液的電解氧化過程為不可逆過程。光催化是通過

       TiO2做催化劑，利用光照提高•OH的產(chǎn)率，使?jié)B濾液中污染物質(zhì)更多更快被氧化分解的處理技術(shù)。垃圾滲濾液處理中常用的氧化劑是H2O2和O3。

       結(jié)論

       當(dāng)前我國的垃圾滲濾液處理以生物處理技術(shù)為主，而國外的垃圾滲濾液處理以物理化學(xué)處理技術(shù)的研究和應(yīng)用為主。而對于垃圾滲濾液這種高濃度、成分復(fù)雜的廢水來說，僅靠生物技術(shù)無法將其處理達(dá)標(biāo)排放，特別對于“老齡”垃圾滲濾液來說，生物處理基本沒有任何效果。實(shí)際上，我國大部分垃圾衛(wèi)生填埋場的滲濾液處理并未達(dá)到我國制定的標(biāo)準(zhǔn)就排放了，這種情況造成了嚴(yán)重的地下水污染。而就滲濾液的物化處理技術(shù)來說，混凝沉淀可去除滲濾液中大部分的懸浮物和高分子有機(jī)物，但產(chǎn)生的化學(xué)污泥難于處理。活性炭吸附僅對滲濾液中分子量小于1000的物質(zhì)有吸附去除能力，且吸附處理的費(fèi)用很高。膜處理技術(shù)一次性投資和運(yùn)行費(fèi)用均*，除我國少數(shù)小規(guī)模且出水水質(zhì)要求高的滲濾液處理外，不適合我國大部分垃圾填埋場的滲濾液處理。電化學(xué)氧化和光催化氧化技術(shù)不僅處理成本高，不能滿足大規(guī)模處理的要求，而且反應(yīng)裝置極難在實(shí)際工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。相比之下，滲濾液的化學(xué)催化氧化技術(shù)盡管存在常用氧化劑（臭氧和*）價格較高的問題，但可以通過合成新型催化劑減少氧化劑的使用量和提高氧化劑的利用率，從而降低滲濾液處理成本。