《安全管理論文》之垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理方法

.::;垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處置方法

摘要：對(duì)城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的國(guó)內(nèi)外處置技術(shù)結(jié)合實(shí)際作了較為詳細(xì)的論述和系統(tǒng)的分析。重點(diǎn)對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外垃圾滲濾液的生物處置、物理化學(xué)處置、上地處置等處置方法在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的勝利與失敗的經(jīng)歷作了總結(jié)和討論。

關(guān)鍵詞：城市垃圾,滲濾液,廢水處置

近十幾年來(lái)國(guó)外學(xué)者就垃圾滲濾液的處置進(jìn)展了大量的探究和研究，獲得了一些勝利經(jīng)歷，有的已用于工程理論。我國(guó)在垃圾滲濾液的處置研究方面起步較晚、起點(diǎn)較低，有不少失敗的教訓(xùn)，但也獲得了一些珍貴的經(jīng)歷。由于滲濾液水質(zhì)水量的復(fù)雜多變住，目前尚無(wú)非常完善的處置工藝，大多根據(jù)不同填埋場(chǎng)的詳細(xì)情況及其它經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求采取有針對(duì)性的處置工藝?？v觀國(guó)內(nèi)外垃圾滲濾液處置的現(xiàn)狀，目前滲濾液的處置方案主要有場(chǎng)外綜合處置和場(chǎng)內(nèi)單獨(dú)處置兩大類(lèi)。主要處置工藝有生物處置法、物化法、土地法以及上述方法的綜合[1]。

l生物法處置滲濾液

生物法是滲濾液處置中最常用的一種方法，由于其運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低、處置效率高，不會(huì)呈現(xiàn)化學(xué)污泥等形成二次污染，因此被世界各國(guó)廣泛采用。詳細(xì)的工藝形式有傳統(tǒng)活性污泥法、穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、厭氧固定膜生物反響器等。

1.1活性污泥法

美國(guó)和德國(guó)幾個(gè)垃圾填埋場(chǎng)采用活性污泥法處置滲濾液，其實(shí)際運(yùn)行結(jié)果說(shuō)明，通過(guò)進(jìn)步污泥濃度來(lái)降低污泥的有機(jī)負(fù)荷，可以獲得令人滿(mǎn)意的處置效果。如美國(guó)賓州的FallTownship污水處置廠，其垃圾滲濾液進(jìn)水的ρ〔CODcr〕為6000～21000mg／L，ρ〔BOD5〕為3000～13000mg／L，ρ〔氨氮〕為200～2000mg／L，曝氣池的p〔污泥〕為6000～12000mg／L，是一般污泥的質(zhì)量濃度的3～6倍。在體積有機(jī)負(fù)荷為1.87kg［BOD5]/〔m3·d〕，F(xiàn)／M為0.15－0.31kg［BOD5］／kg［MLSS·d〕時(shí)，BOD5的去除率為97％；在體積有機(jī)負(fù)荷為0.3kg[BOD5]/〔m3·d〕，F(xiàn)／M為0.03－0·05ks［BOD5］／〔kg［MLSS］·d〕時(shí)，BOD5的去除率為92％。該廠的數(shù)據(jù)說(shuō)明，只要適當(dāng)進(jìn)步活性污泥的質(zhì)量濃度，使F／M為0.03－0.31＜kg[BOD5]/〔kg[MLSS]·d〕之間采用活性污泥法可以有效地處置垃圾滲濾液[2]。

1.2穩(wěn)定塘

國(guó)外早在80年代就有勝利運(yùn)用穩(wěn)定塘技術(shù)處置滲濾液的消費(fèi)性處置廠〔HowardRobison，1992〕，英國(guó)在1983年建成的BrynPostey填埋場(chǎng)滲濾液處置廠，運(yùn)用曝氣氧化塘技術(shù)處置滲濾液。該氧化塘有效庫(kù)容1000m3，由高密度聚乙烯資料〔HDPE膜〕作防滲襯底，采用兩臺(tái)高效外表曝氣機(jī)進(jìn)展曝氣，滲濾液最小水力停留時(shí)間10d，滲濾液處置量D－150m3／d。此系統(tǒng)自1983年開(kāi)場(chǎng)運(yùn)行，滲濾液ρ〔CODcr〕ρ〔BOD5〕最大分別達(dá)24000mg/L和10000mg／L，F(xiàn)／M為0.05～0.3kg［BOD5］／kg［MLSS］·d〕時(shí)，CODcr去除率達(dá)97％[3]。

上海市廢棄物老港處置場(chǎng)，在三期工程改擴(kuò)建時(shí)建成了以穩(wěn)定塘和蘆葦濕地地表漫流處置系統(tǒng)相結(jié)合的滲濾液處置系統(tǒng)，設(shè)計(jì)規(guī)模為2000m3／d，實(shí)際運(yùn)行流量1500m3／d，其在冬季兩個(gè)月的典型數(shù)據(jù)見(jiàn)表1上海老港填埋場(chǎng)滲濾液水處置的運(yùn)行效果：表1老港填埋場(chǎng)滲濾液水處置的運(yùn)行效果mg·L-1檢測(cè)日期氧化塘出口蘆葦濕地出口ρ〔CODcr〕ρ〔NH3-N〕ρ〔CODcr〕ρ〔NH3-N〕2000.10.241177160589292000.11.0212641451095352000.11.131297133745482000.11.2119121891326692000.12.0564091905150平均1413144932661.3生物轉(zhuǎn)盤(pán)

生物轉(zhuǎn)盤(pán)是所謂固定生長(zhǎng)系統(tǒng)生物膜法中的一種，運(yùn)用于常規(guī)的污水處置中可有效地處置活性污泥法的污泥膨脹問(wèn)題，并且由于膜上生物量大，生物相豐富，既有表層的好氧微生物，又有內(nèi)層的厭氧微生物，因此具有抗水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)生物膜上還能生長(zhǎng)世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化菌等。

Pitea滲濾液處置廠即采用生物轉(zhuǎn)盤(pán)處置垃圾滲濾液，設(shè)計(jì)規(guī)模500m3／d，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤(pán)外表積3000m2，平均設(shè)計(jì)負(fù)荷4.8g［NH3－N／〔m2·d〕。該廠利用填埋場(chǎng)氣體加熱使進(jìn)人生物轉(zhuǎn)盤(pán)的滲濾液溫度堅(jiān)持在20℃左右，獲得了良好的處置效果。

上面介紹的Pitea填埋場(chǎng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)是好氧生物反響器，英國(guó)Britannia填埋場(chǎng)那么是運(yùn)用厭氧固定膜生物反響器處置垃圾滲濾液，也獲得了良好的處置效果[4]。

1.4厭氧氧化處置

厭氧生物處置B前采用厭氧生物濾池，厭氧接觸法，上流式厭氧污泥床反響器及分段厭氧消化等，理論證明厭氧處置時(shí)高質(zhì)量濃度ρ〔BOD5〕＞2000mg／L〕有機(jī)廢水的處置是有效的，但單獨(dú)采用厭氧生物處置滲濾液的情況很少見(jiàn)。北京市政設(shè)計(jì)院1988年進(jìn)展了這方面的研究，得出的結(jié)論是建議采用厭氧一好氧法處置工藝[5]。

1.5各種生物法比擬

生物法中，好氧工藝的活性污泥法和生物轉(zhuǎn)盤(pán)的處置效果最好，停留時(shí)間較短〔6～24h〕、運(yùn)行經(jīng)歷豐富，但工程投資大。運(yùn)行管理費(fèi)用高；相對(duì)來(lái)說(shuō)穩(wěn)定塘工藝比擬簡(jiǎn)單，投資省，管理方便，但停留時(shí)間長(zhǎng)〔10～30d〕、占地面積大且凈化才干隨季節(jié)變化較大。厭氧處置工藝近年來(lái)開(kāi)展很快，特別合適于高濃度的有機(jī)廢水，它的缺點(diǎn)是停留時(shí)間長(zhǎng)，污染物的去除率相對(duì)較低，對(duì)溫度的變化比擬敏感，但通過(guò)研究說(shuō)明厭氧系統(tǒng)產(chǎn)生的氣體可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的能量需要，假設(shè)將這局部能量加以合理利用，將可以保證厭氧工藝有穩(wěn)定的處置效果，還能降低處置費(fèi)用。因此對(duì)于高濃度有機(jī)物的垃圾滲濾液，采用厭氧和好氧I藝的組合處置，無(wú)論是對(duì)于進(jìn)步處置效率，還是就降低運(yùn)行費(fèi)用都是有意義的。

2物化法

物化法過(guò)去只用在處置填埋時(shí)間較長(zhǎng)的單元中排出的滲濾液，而今隨著滲濾液控制排放規(guī)范的日益嚴(yán)格，物化法也用來(lái)處置新穎的滲濾液，且是滲濾液后處置工藝中最常用的方法之一。物化法包括絮凝沉淀、活性炭吸附、膜別離和化學(xué)氧化法等。由于物化法處置本錢(qián)較高，不適于大量的滲濾液的處置。

2.1絮凝沉淀

實(shí)驗(yàn)證明；生物處置后的滲濾液進(jìn)展絮凝沉淀時(shí)〔利用鐵鹽或鋁鹽作絮凝劑〕，即便在ρ〔BOD5〕很低〔＜25mg／L〕的情況下，CODcr的去除率仍可以到達(dá)50％，反響過(guò)程中最正確的pH值對(duì)于鐵鹽和鋁鹽分別為4.5～4.8和5.0～5.5，最小的加藥量在250－500g／m3之間[6]。

絮凝沉淀工藝的缺乏之處是會(huì)產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥；出水的pH值較低，含鹽量高；氨氮的去除率較低等。所以絮凝沉淀工藝即便有可觀的處置效率，在選用時(shí)還是要慎重考慮。

2.2反浸透

反浸透經(jīng)常用于滲濾液的后處置中，因其可以去除中等分子量的溶解性有機(jī)物，國(guó)內(nèi)早期利用醋酸纖維膜進(jìn)展的試驗(yàn)說(shuō)明，CODcr的去除率可以超越80％，雖然在運(yùn)行過(guò)程中有膜污染的問(wèn)題，但反浸透工藝作為后處置工藝設(shè)在生物預(yù)處置后或物化法之后，負(fù)責(zé)去除低分子量的有機(jī)物、膠體和懸浮物，可以進(jìn)步處置效率和膜的使用壽命［5］。根據(jù)Ehrig在1989年的研究，一級(jí)反浸透工藝可使CODcr、BOD5和有機(jī)鹵代物〔AOX〕的去除率到達(dá)80qc，但是氨氮和氯離子的去除率要到達(dá)較高程度那么至少需要二級(jí)反浸透工藝。

總之，反浸透工藝因其高效性、模塊化和易于自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用得越來(lái)越多，但其用于滲濾液處置還存在以下問(wèn)題：小分子量的物質(zhì)的截留效率還不盡人意〔例如氨、小分子的有機(jī)鹵代物〔AOX〕等〕。高濃度的有機(jī)物或無(wú)機(jī)可沉降物容易形成膜污染或在膜外表結(jié)垢等問(wèn)題。由于操作壓力很高〔3～50ba〕形成能耗很高。反浸透濃液的處置是最大的困難，將其回灌到填埋場(chǎng)中已經(jīng)不可取了，因?yàn)闈庖旱奈廴疚餄舛群芨撸欠浅ＮｋU(xiǎn)的廢物。目前多采用蒸發(fā)和枯燥的方法，但費(fèi)用很高。

在英國(guó)垃圾滲濾液處置廠使用Rochem’s專(zhuān)利圓盤(pán)管反浸透系統(tǒng)對(duì)初級(jí)滲濾液處置，這種處置技術(shù)是由南亨伯塞德郡穩(wěn)特頓填埋場(chǎng)所設(shè)計(jì)和消費(fèi)的Rochem’s離析膜系統(tǒng)。Rochem’s離析膜系統(tǒng)可以去除重金屬、SS、氨氮、有害難降解的有機(jī)物，處置后的水質(zhì)滿(mǎn)足嚴(yán)格的排放規(guī)范。

2.3活性炭吸附

活性炭吸附工藝適用于處置填埋時(shí)間長(zhǎng)的或經(jīng)過(guò)生物預(yù)處置后的滲濾液，它能去除中等分子量的有機(jī)物質(zhì)。20世紀(jì)70年代在歐洲的實(shí)驗(yàn)室研究說(shuō)明，CODcr的去除率為50％－60％，假設(shè)用石灰石作預(yù)處置，去除率可高達(dá)80％，而活性炭處置了140床后去除效率將明顯下降[7]。在消費(fèi)性試驗(yàn)中，由于滲濾液水質(zhì)水量多變等原因，呈現(xiàn)了去除效率下降和活性炭被大量污染的現(xiàn)象?；钚蕴康耐都恿颗c去除的CODcr量的線(xiàn)性關(guān)系當(dāng)活性炭的投加量為800～1200g／m3時(shí)，每克活性炭吸附3.0－3.2mgCODcr?；钚蕴课焦に嚨闹饕獑?wèn)題是高額的費(fèi)用。雖然如此，首先進(jìn)展生物預(yù)處置，再將該工藝與絮凝沉淀工藝相結(jié)合時(shí)、能保證出水較低程度的CODCr和AOX。

2.4化學(xué)氧化

化學(xué)氧化工藝可以徹底消除污染物，而不會(huì)產(chǎn)生絮凝沉淀工藝中形成的污染物被濃縮的化學(xué)污泥。該工藝常用于廢水的消毒處置，而很少用于有機(jī)物的氧化，主要是由于投加藥劑量很高而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。對(duì)于滲濾液中一些難控制的有機(jī)污染物，化學(xué)氧化工藝可以考慮使用。

常用的化學(xué)氧化劑有氯氣、次氯酸鈣、高錳酸鉀和臭氧等。用次氯酸鈣作氧化劑時(shí)CODcr的去除率不超越50％；用臭氧作氧化劑時(shí)，沒(méi)有剩余污泥的問(wèn)題，CODcr的去除率也不超越50％且對(duì)于含有大量的有機(jī)酸的酸性滲濾液使用臭氧作氧化劑不是很有效的，因?yàn)橛袡C(jī)酸是耐臭氧的，相應(yīng)就需要很高的投加劑量和較長(zhǎng)的接觸時(shí)間。過(guò)氧化氫作氧化劑時(shí)因?yàn)榭梢匀コ蚧瘹涠饕脕?lái)除臭氣，加藥量一般每一份溶解性的硫要投加1.5～3.0份的過(guò)氧化氫。目前用化學(xué)氧化法處置滲濾液的研究還處在實(shí)驗(yàn)室階段，其上要的問(wèn)題是處置費(fèi)用太高，但對(duì)于垃圾填埋場(chǎng)封場(chǎng)后所〕一生的小水量、低含量的難降解滲濾液處置還是有一定意義的。

3土地法

用土地法處置滲濾液的主要形式是滲濾液回灌和土壤植物處置系統(tǒng)。

在英國(guó)進(jìn)展的滲濾液回灌消費(fèi)性試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，滲濾液回灌不只因?yàn)檎舭l(fā)的作用而可以減少滲濾液的水量，而且還能大幅度降低滲濾液中有機(jī)物的含量。

土壤植物處置系統(tǒng)〔S－P系統(tǒng)〕不只利用土壤或陳垃圾的物化及生化作用，而且還利用了植物根系對(duì)微生物的強(qiáng)化和植物修復(fù)技術(shù)。1985－1986年在瑞典建立了大規(guī)模現(xiàn)場(chǎng)S－P系統(tǒng)進(jìn)展試驗(yàn)，該系統(tǒng)占用了總面積為22公頃的填埋場(chǎng)中的4公頃，其中1.2公頃種植了柳樹(shù)，另外2.8公頃種植了各種草本植物。試驗(yàn)區(qū)域?yàn)樘盥駡?chǎng)邊緣的3個(gè)坡地，種植了30000棵柳樹(shù)。在試驗(yàn)的最初3年中，灌入試驗(yàn)區(qū)域的滲濾液共計(jì)3290mm，測(cè)得年平均的蒸發(fā)量為340mm，為降水量的引％，而在試驗(yàn)前相應(yīng)區(qū)域的年平均蒸發(fā)量為140mm，為年降水量的19％，蒸發(fā)量增加了二到三倍。該系統(tǒng)不光有減量的功能，還可以降低滲濾液的濃度，例如氮的濃度平均下降了60％，從6.93mmol／L下降到了2.96mmol／L，可以肯定隨著柳樹(shù)的生長(zhǎng)和根系的開(kāi)展，處置效果還可能進(jìn)一步地進(jìn)步。

4結(jié)論與考慮

垃圾滲濾液由于成分極其復(fù)雜，假如用一種方法很難把它處置達(dá)標(biāo)。所以，一般需要不同類(lèi)型工藝方法組合處置，才干做到達(dá)標(biāo)排放的要求。不同類(lèi)型方法的組合一般是用生物法或土地法作為預(yù)處置，然后用物化法作為后處置。要到達(dá)日益嚴(yán)格的滲濾液處置排放規(guī)范，這種工藝的組合將是一種趨勢(shì)，關(guān)鍵是各種工藝的搭配和協(xié)調(diào)的問(wèn)題。

垃圾滲濾液處置中存在的問(wèn)題有：

①滲濾液水量變化較大，尤其是季節(jié)性變化量很大，在雨季里水量比擬大。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，一般填埋場(chǎng)采用管道把多余的滲濾液排到一個(gè)預(yù)留的池子里，等晴天滲濾液少的時(shí)候再進(jìn)展處置。

②滲濾液水質(zhì)特性變化大。不同填埋場(chǎng)，由于諸多因素不同，其水質(zhì)存在很大差別，所以適用于某填埋場(chǎng)滲濾液的處置方法不一定也適用于另一填埋場(chǎng)滲濾液的處

理。

③滲濾液中氨氮濃度高，尤其是在填埋后期其濃度更高。高濃度的氨氮對(duì)微生物的活性有抑制作用，而現(xiàn)有的氨氮吹脫又形成空氣的二次污染和吹脫塔結(jié)垢問(wèn)題；有人提出超聲波吹脫法，這種方法比傳統(tǒng)吹脫法氨氮的去除率進(jìn)步了門(mén)％－164％，CODcr去除率為24.90％－34.76％，比傳統(tǒng)的吹脫法進(jìn)步了21%。超聲波的最正確工藝參數(shù)：PH為11，時(shí)間為41min，氣水比1000：1[8]。滲濾液處置費(fèi)用高且難以到達(dá)排放規(guī)范。填埋場(chǎng)在封閉前，一般滲濾液濃度高且較難處置，即便采用厭氧一好氧生物處置工藝也難以到達(dá)排放規(guī)范；而高規(guī)范的滲濾液處置廠投資大，運(yùn)行管理費(fèi)用高，許多填埋場(chǎng)因?yàn)橘Y金缺乏受限。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈耀良，王寶貞，楊銓大，城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處置方案［J］.污染防治技