垃圾填埋场渗滤液处理工艺比较研究

发布日期：2018-05-12

新修订的2008年《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)出台后，对垃圾渗滤液中的主要污染物支部提出了更为严格的排放要求。本文在分析垃圾渗滤液来源及特征的基础上，比较了三种常用的渗滤液处理工艺，分析了优势和不足，为实际应用提供参考。

渗滤液.处理

1垃圾渗滤液来源及特质

1.1垃圾填埋处置情况

垃圾渗滤液(以下简称“渗滤液”)是由大气降雨和径流、垃圾有机物中本身的含水、填埋后由于微生物的厌氧分解作用而产生的液体[1]。随着改革开放的不断深入，以及城市化进程的加快，城镇垃圾产生量逐年增加，成分越来越复杂，成为制约城市可持续发展的重要因素之一。目前，我国城市垃圾处理的方式主要有堆肥、焚烧、卫生填埋等，其中，卫生填埋技术较为成熟，处理费用低，易管理等优势，得到了广泛的应用。截至2015年，我国城市生活垃圾填埋设施640座，填埋处理垃圾总量为1.15亿吨，较上一年度增加了0.08亿吨，随着设施数量和处理总量的持续增长，垃圾填埋仍然是我国城市生活垃圾处置的主要方式。

垃圾本身含有大量水分，垃圾填埋场受降雨和地表径流等因素影响，经过生化过程后形成成分复杂、不易降解的高浓度渗滤液。渗滤液处置不当会产生二次环境污染，影响地表水、地下水和土壤等。因此，渗滤液处置研究成为垃圾卫生填埋的重要研究课题之一。

1.2渗滤液来源

渗滤液系因垃圾经堆积、填埋后因压实和生物降解使垃圾中原含水分、垃圾降解反映生成的水等经过垃圾层过滤后渗出的污水。因此，从渗滤液的生成机理来看，其来源主要有：降水、地表径流、垃圾水分、垃圾覆盖材料中的水分、垃圾降解生成水分、垃圾蒸发产生的水分等等。

1.3渗滤液水质特点

根据垃圾填埋场的建设“年龄”长短，大致可以将渗滤液分为“年轻”渗滤液(5年以下)和“年老”渗滤液(5年以上)两大类。其中，“年轻”渗滤液水质pH值较低，而COD、BOD、BOD/COD比值以及重金属离子浓度等含量均较高;“年老”渗滤液水质pH值接近中性，COD、BOD、BOD/COD比值较低，氨氮浓度较高，且重金属离子浓度会开始逐渐下降。此外，渗滤液水量变化大，水质受垃圾成分、处理规模、填埋工艺及年限等因素影响，变化幅度也很大[2]。

2垃圾渗滤液处理工艺应用

渗滤液中的主要污染指标为COD、BOD、氨氮以及重金属离子，有机物浓度、色度较高，且对生物处理具有较强的抑制作用，因此，渗滤液处理工艺选择应坚持适应性强、运行稳定等基本要求。目前，渗滤液的工艺路线主要为：预处理+生化处理+深度处理。

2.1生物处理+膜深度处理工艺

(1)工艺流程：预处理—微生物处理—膜吸附过滤。(2)典型工艺：中温厌氧系统+MBR+RO。(3)工艺内容：渗滤液通过调节池流入到中温厌氧池，经大分子有机污染物降解后进入缺氧段MBR反映器中，与回流水混合进入好氧段MBR进行曝气，去除渗滤液中的TN，好氧池出水进入MBR分离器，将分离的污泥浓液回流至MBR缺氧段，MBR出水进入反渗透系统，渗滤液经反渗透处理后实现达标排放。

厌氧+MBR+RO处理工艺

2.2全膜吸附过滤处理工艺

(1)工艺流程：预处理—两级反渗透膜过滤。(2)典型工艺：两级DTRO反渗透处理工艺。(3)工艺描述：垃圾填埋场渗滤液原液经由调节池进入到高压泵后，通过循环高压泵进入到一级DTRO反渗透膜过滤，出水后进入到二级DTRO反渗透系统，经两级反渗透过滤后出水达标排放，循环进入到系统进行处理。一级浓液回灌垃圾填埋区进行集中处理，二级浓液回流到总进水口，系统总产水率在60%左右。

2.3低耗蒸发+离子交换处理工艺

(1)工艺流程：预过滤—蒸汽压缩分离水—吸收气体氨。

(2)典型工艺：MVC蒸发+DI离子交换。

(3)工艺内容：填埋场垃圾渗滤液经调节池过滤器在线反冲过滤，除去渗滤液中的SS、纤维，提高去除效率，再经MVC压缩蒸发原理，将渗滤液中的污染物与水分离，实现水质净化效果。通过特种树脂去除蒸馏水中的氨，达到水质的全面达标排放。在MVC蒸发过程中排出挥发性气体氨，利用DI系统吸收渗滤液中剩余盐酸气体。

两级DTRO处理工艺

3三种工艺应用比较

目前，生物处理+膜深度处理工艺、全膜吸附过滤处理工艺、低耗蒸发+离子交换处理工艺等三种工艺在渗滤液处理中的应用较为广泛，在实际应用中有着各自的优点和不足。主要表现在：

(1)生物处理+膜深度处理工艺：其工艺原理为生化反映和物理处理工艺，由于生化系统运行过程中受到的影响因素较多，需要各单元之间密切协调配合，该工艺自控程度较高，技术风险较低，但对“老龄化”渗滤液处理难度较大。因此，总体来看该工艺投资较低，主体设备多为国产，污染物总量能够达到很好削减效果，管理较便捷。该工艺的不足之处在于出水率较低，增加了回灌的难度;生物处理效果不稳定，生物菌种需要培养、驯化，增加了运行成本;对“老龄化”渗滤液的生化效果极差;运行不能长时间停运，需要连续运行[3]。

(2)两级DTRO反渗透处理工艺：该工艺具有操作简便，能够间歇式运行，自动程度高，易于维护管理;膜产品类型多。其不足之处在于对渗滤液原水水质较为敏感，出水率容易受到SS、电导率以及温度等因素的影响;两级反渗透处理工艺中，前级预处理缺乏，容易导致反渗透膜堵塞，更换频率高，增加处理成本;出水率低(正常状态下为55%-70%)，回灌难度大，增加运行成本。

(3)MVC蒸发+DI离子交换处理工艺。该工艺的优势在于受渗滤液的原始水质影响较小，出水率高，通常以可以达到90%，能够做到间歇式运行，自控程度较高、维护简单;浓液量较少。不足之处是蒸发工艺实际应用较为复杂，电耗等能耗较高，维护成本较大;设备材质要求较高，尤其是要具有较强的耐强酸、强碱腐蚀性;运行设备噪声较大;后期蒸发罐清洗频次较大，药剂成本高。