我国生活垃圾渗滤液处理技术及存在问题和建议2503c96be5acfa1c7ab00cc31

利人为本·业精于勤1我国生活垃圾渗滤液处理技术及存在问题和建议引言根据我国垃圾处理“无害化、减量化、资源化”的原则，近几年，大批的生活垃圾卫生填埋场应运而生，而填埋场垃圾渗滤液属于高浓度有机废水，具有氨氮、生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）浓度高、水质水量变化大、有毒有害污染物种类多、微生物营养比例失调的特点，极难处理而且会对周围环境造成严重的影响。垃圾渗滤液中含有多种重金属，其中的有毒金属如果隔离措施不当会渗入到地下影响地下水，污染土壤，对周围的居民和植物的生存有很大的影响。渗出的渗滤液味道十分难闻，也会产生沼气，影响大气环境。因此，对填埋场垃圾渗滤液的处理和处置程度已被作为对生活垃圾卫生填埋场进行无害化等级评定的重要指标。生活垃圾填埋场的渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水，由于垃圾成分、填埋场的填埋状况、垃圾渗滤液循环回喷情况、天气等各种物理、化学以及生物因素的变化，渗滤液的性质会在一个相当大的范围内变动。随着填埋场年龄的增长，渗滤液的成分和水质有恶化的趋势。一般来说，填埋时间在5年以下的渗滤液，pH值较低，五日生化需氧量（BOD5）和COD浓度较高，BOD5/COD的比值较高（0.5～0.6），各类金属离子的浓度也较高；填埋时间在5年以上的渗滤液，pH值接近中性，BOD5和COD浓度有所下降，BOD5/COD的比值下降，可生化性降低，利人为本·业精于勤2金属离子的浓度下降，而“中老龄”填埋场往往处于甲烷发酵阶段，其渗滤液中氨氮含量很高。本文对我国生活垃圾渗滤液处理技术现状进行了总结，对各种生化工艺的特点进行了比较，针对我国生活垃圾渗滤液处理的现状分析了目前存在的问题，并给出了建议和对策。1垃圾渗滤液处理技术现状我国生活垃圾渗滤液处理技术包含土地处理、物化处理、生物处理等。其中土地处理主要是回灌法和人工湿地，由于处理难度问题和占地问题，近年来已很少应用。物化处理主要有化学混凝沉淀、湿式氧化、吸附法、电解氧化、膜分离、活性炭吸附、蒸干法等多种方法，一般作为垃圾渗滤液处理中的预处理和深度处理；生化处理经济，能有效降低污染物浓度，是一种必不可少的主体处理方法，但传统的常规生化处理一般无法达标，需要和其他工艺有机结合。垃圾渗滤液处理最常采用的方法是生化处理和物化处理。垃圾渗滤液的组成成分是随时间而发生变化的，在实际中，因填埋时间存在先后的差别，使得“新”和“老”的垃圾渗滤液并存。因此，为了满足渗滤液处理效果在垃圾填埋场的使用期间和封场后一直能够满足环境的要求，有必要采用生化和物化处理相组合的处理工艺。1.1提高可生化性工艺通常采用的提高可生化性工艺的技术方法主要有高级氧化技术、水解酸化技术和厌氧发酵技术等，主要目的是去除水中难生物降解的有机物和无机化合物，提高处理工艺的抗冲击负荷能力。1.1.1高级氧化法利人为本·业精于勤3高级氧化处理工艺中重要的一点就是生成氢氧自由基，氢氧自由基的强氧化作用可使处理过的污水中残留的难降解有机化合物被氧化分解为CO2、水和无害物，不产生二次污染，能直接达到完全去除有机物、降低总有机碳（TOC）和COD的目的。其本身是物理化学过程，反应速度快，易于控制，可单独处理，也可与其他处理相结合，如作为生化处理的预处理，可降低处理成本。常用方法有臭氧氧化法、电解氧化法以及Fenton试剂氧化法等。1.1.2厌氧生物处理厌氧生物处理包括上流式厌氧污泥床(UASB)和水解酸化。厌氧生物处理应用范围广，不需供氧，能耗低，运行费用低且产生甲烷可回收。少量有机物用于合成，故微生物增殖慢，污泥量少，但反应时间较长，所需处理构筑物容积较大。UASB的最大特点是其反应器底部污泥层的浓度高、活性高，使反应器有机负荷得到提高，水力停留时间短，故构筑物容积小。水解酸化是利用厌氧反应中的水解和产酸菌作用将反应控制在水解酸化第二阶段，而不进入甲烷发酵第三阶段。由于第一、第二阶段反应速度快，故与完全厌氧相比，水力停留时间短，处理构筑物体积减小，处理效率提高。生物处理工艺是污水二级处理的主流工艺，其污染物去除能力取决于污水处理工艺性能、污染物的成分及营养性污染物的比例等因素。通常采用氧化沟、厌氧-缺氧-好氧（A2/O）和序批式活性污泥法（SBR）等工艺进行处理。利人为本·业精于勤41.2生物处理单元常用生物处理技术方法较多，如氧化沟工艺、A2/O工艺、接触氧化工艺、SBR工艺等。1.2.1氧化沟工艺氧化沟工艺是五十年代由荷兰工程师发明的，因其池型呈封闭循环流沟渠而得名，其沟内循环水量往往是进水量的几十倍甚至上百倍，所以氧化沟兼有推流型和完全混合型曝气池的特点，具有较强的抗冲击负荷的能力。一般情况下，氧化沟工艺不设初沉池，工艺简单，便于操作。1.2.2A2/O工艺A2/O工艺是在20世纪80年代初开创的工艺，其主要特点是将反硝化反应器放置在系统之首，又称为前置反硝化生物脱氮除磷系统，是目前应用比较广泛的一种污水脱氮处理工艺。1.2.3接触氧化工艺生物接触氧化法又称淹没式生物滤池，是在生物滤池基础上，通过接触曝气方式演变成的一种污水生物处理技术。运行时填料全部浸没在污水中，利用机械装置向水体充氧，系统中的微生物绝大部分形成生物膜附着在固体填料上，少量以颗粒污泥的形式悬浮于水中。因此，接触氧化工艺既具有生物滤池的特点又具有活性污泥法的特点。1.2.4SBR工艺SBR工艺是较早开展于污水处理实验研究的技术方法之一，直到近十多年来，由于自动控制、机械制造等技术的突破，SBR工艺才真正应用于生产实践。目前，应用较多的SBR工艺和设备包括CASS、ICEAS、利人为本·业精于勤5CAST、MSBR、DAT-IAT等。SBR工艺是将脱氮除磷的各种反应，通过时间顺序上的控制，在同一反应器中完成，不需要回流污泥，从而节省了能耗。表1生物处理工艺性能特点工艺名称优点缺点BOD负荷低，处理效果好，出水水质稳定；可不设初沉池，可不单设二沉池；占地大，能耗高，运行成本高；氧化沟污泥产率低且稳定；污泥易于膨胀；耐受水力冲击负荷；转刷充氧搅拌易产生泡沫；采用机械曝气，氧利用率高；污泥易沉积，减少有效池容。设备维护方便。工艺简单，占地少；回流污泥含有硝酸盐，对除磷有影响；同时脱N、P；脱氮受内回流比影响；A2/O工艺反硝化过程为硝化提供碱度；聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物。反硝化过程同时去除有机物；污泥沉降性能好。微生物浓度高，生物膜适应性强；填料易堵塞；生态系统稳定；布水，曝气不均，局部易产生死角；接触氧化工艺产泥量低，不发生污泥膨胀，无需污泥回流；生物膜脱落，影响水质；氧利用率高；生物膜含量不易控制；耐受水力冲击负荷，处理效果好；填料成本高。水力停留时间短，容积小，占地少。工艺简单，占地少，费用低；同时脱N、P时操作复杂；沉淀效果好，不易发生污泥膨胀；滗水设施的可靠性对出水水质影响大；SBR工艺可同时脱N、P，效果好；设计过程复杂；耐受水力冲击负荷；维护要求高，对自动控制依赖性强；反应推动力大，效率高；池体容积较大。操作灵活性好，便于自动控制。利人为本·业精于勤61.3国内渗滤液处理工艺案例近年来，国内涌现出一些较为成熟的生活垃圾渗滤液处理技术和工艺。主要有两级碟管式反渗透（DTRO）工艺、生化+膜生物反应器（MBR）+纳滤（NF）/反渗透（RO）工艺、生物生态基与厌氧好氧（AO）工艺组合生化处理工艺、低能耗蒸发工艺(MVC)等，都能较好的满足高标准出水排放的要求，在国外都有众多成功应用的实例，在国内也都有成功运行的实例。1.3.1“MBR+纳滤+反渗透”工艺三明垃圾填埋场渗滤液处理站改造工程设计规模450m3/d，渗滤液处理采用“MBR+纳滤+反渗透”工艺，可有效控制垃圾污染源，减少对沙溪流乃至闽江的污染。“生化+MBR+NF+RO”工艺结合了生化工艺和膜分离工艺的优点，通过系列化过程完成对大部分污染物的降解，通过膜分离保证出水达标，且工程实例较多，投资和运行费用适中。但其系统仍较为复杂，且对渗滤液的可生化性依赖较强。1.3.2“两级AO+MBR+DTRO+曝气沸石生物滤池”工艺青岛市小涧西垃圾综合处理厂渗沥液处理扩容改造后总处理规模900m3/d，项目采用“两级AO+MBR+DTRO工艺+曝气沸石生物滤池”，方案兼容性强、流程简单，运行维护管理方便，同时可取得较高的清水得率，出水水质达到IA排放标准，可满足园区污水处理需求。两级DTRO工艺系统简单，运行灵活，管理方便，调试迅速。但是该工艺运行成本较高，且只是单纯的物料分离过程，并不能完全将垃圾渗滤液中的污染利人为本·业精于勤7物分解。1.3.3“生物生态基与AO工艺组合生化处理”工艺利用生物生态基独特的功效，在碳、氮、磷比例失调的情况下，也能达到非常理想的生物脱氮效果，同时又利用AO工艺能维持较高的运转负荷、耐冲击、对氨氨去除效果好的特点进行技术优化集成，在渗滤液的处理中，其硝化与反硝化生物脱氮功效是其它工艺所不可比的。在广东某市老虎坑垃圾填埋场“中老龄”垃圾渗滤液的中试表明，氨氮从1515mg/L降到46mg/L，COD从10503mg/L降到651mg/L，BOD5从1830mg/L降到100mg/L（注∶均为某试验段三个月的平均值），仅是生物生态基与AO工艺的生化处理组合，氨氮的平均去除率达到97.0%，COD达到93.8%，BOD5达到94.5%。在生物生态基上，不仅能通过厌氧把难分解的有机物降解为易生物降解的有机物，而且也能通过好氧把易降解的有机物转化为CO2和H2O。由于生物生态基材料本身的特性决定了在其上所形成的生物膜中有厌氧微环境的存在，厌氧菌利用死亡的好氧菌群做C源，完成反硝化脱氮功能，所以加入了生物生态基的A/O淹没式生物膜法，其硝化与反硝化作用更强。此外，生物膜上的生物菌种更为多样性，相互构成的食物链长，增长的生物膜大部分被原生菌种和后生菌种作为食料消耗掉，所以其剩余生物膜（剩余污泥量）少。1.3.4其他工艺在膜生物反应器得到广泛应用的同时，低能耗蒸发工艺(MVC)也开始应用于实际工程。此外，国内也有单位开展了高级氧化组合工艺应用利人为本·业精于勤8于垃圾渗滤液处理的实验和研究。多是以羟基自由基为基础的高级氧化技术，如Fenton技术、UV-H2O2、电催化氧化、湿式氧化、超声波氧化和臭氧氧化等。近年来，以短程硝化为基础的厌氧氨氧化技术取得了一定进展，该技术与常规生化工艺相比，在节省碳源40%的情况下，仍能保持相同的氨氮和总氮去除效果，如能投入工程应用，将有效缓解碳源短缺对生化系统的影响。2我国垃圾渗滤液处理存在的问题我国垃圾渗滤液处理存在的问题主要包括技术问题和管理问题两个方面。2.1管理体系方面的问题我国垃圾渗滤液的环境管理体系存在问题，我国垃圾渗滤液的环境技术管理体系包括污染防治技术政策、污染防治技术指南、污染控制标准、垃圾渗滤液处理工程技术规范几个方面。表2为我国垃圾渗滤液管理技术指导文件。表2我国垃圾渗滤液管理技术文件政策类城市生活垃圾处理及污染防治技术政策（2000）120号生活垃圾填埋场渗滤液污染防治技术政策（征求意见稿）指南类生活垃圾处理技术指南建成（2010）61号标准类生活垃圾填埋场运行评价DB11/T860-2012生活垃圾填埋场环境监测技术标准CJ/T3037-1995生活垃圾填埋场无害化评价标准(附条文说明)CJJ/T107-2005生活垃圾填埋场稳定化场地利用技术要求GB/T25179-2010生活垃圾填埋场降解治理的监测与检测GB/T23857-2009生活垃圾填埋场污染控制标准GB16889-2008生活垃圾卫生填埋场环境监测技术要求GB/T18772-2008生活垃圾渗沥液检测方法CJ/T428-2013技术规程和规范类生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程(附条文说明)CJJ93-2011生活垃圾卫生填埋封场技术规程(附条文说明)CJJ112-2007生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范（附条文说明）CJJ利人为本·业精于勤9113-2007生活垃圾卫生填埋处理技术规范GB50869-2013生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术