垃圾渗滤液处理工艺研究及应用现状浅析

随着中国城市化的加快和居民生活水平的提高，城市生活垃圾的产量与日俱增.2013年，中国的生活垃圾总产量已经达到了1.73亿kg.由于处理成本低，采用垃圾卫生填埋处理的垃圾占总垃圾产量的80%以上[1].在垃圾填埋的过程中以及填埋完成后会产生垃圾渗滤液.垃圾渗滤液的来源主要是垃圾自身含水和大气降水降雪等.

目前中国的垃圾渗滤液产量已经达到了每年3000万t以上.由于垃圾的成分十分复杂，因此所产生的垃圾渗滤液是一种成分复杂，高有机物高氨氮高盐分的特种废水[2-4]，而1t渗滤液约相当于100t城市污水所含污染物的浓度[5].渗滤液如果直接排放，会对周围的环境，尤其是地下水产生不可逆的危害.

中国十分重视对垃圾渗滤液的处置安全问题.为了有效地保护填埋场周边的环境，国家在1997年颁布了垃圾渗滤液的排放标准《GB16889—1997》.标准对渗滤液的悬浮物、BOD5、COD、氨氮和大肠杆菌值做了明确的规定.2008年，国家对原来的渗滤液排放标准进行了修订，实行新的排放标准《GB16889—2008》.

新的排放标准相比旧的排放标准，明确增加了总氮、总磷和6个重金属指标，严格了氨氮的排放标准.新标准的提出，尤其是总氮排放标准的加入，对垃圾渗滤液处理来说既是挑战也是机遇.挑战在于新标准内容更丰富，要求更严格，这增加了渗滤液的处理难度.但另一方面，新标准的提出会加快新方法新技术的开发和推广，对进一步减小渗滤液对环境的危害有巨大的推动作用.

1垃圾渗滤液的水质特点

垃圾渗滤液是一种黑色或者黄褐色的带有恶臭气味的液体.渗滤液含有大量的有机物和无机物，包括各种难降解有机物(如各种芳香族化合物和腐殖质等)、无机盐(如氨根、碳酸根和硫酸根等)和金属离子(如铬、铅和铜等)[6-7].由于垃圾中的成分复杂，垃圾渗滤液水质的特点之一就是污染物含量很高，而且往往含有生物毒性.

其中COD的质量浓度最高可高达20000mg/L以上，包含苯及其多种衍生物，氨氮的质量浓度可达2000mg/L.这种含有有毒有机物和高氨氮的废水给其处理，尤其是生物处理带来了极大的困难.除了有毒的芳香族化合物外，渗滤液还含有大量的腐殖质和腐殖酸等大分子有机物.

这些有机物虽然没有生物毒性，但由于分子量大，具有很好的化学稳定性，微生物无法实现有效的降解，因此，只采用活性污泥法不能实现对渗滤液COD的有效去除，必须增加深度处理工艺.垃圾渗滤液的另一个特点是水质水量变化大.地域对渗滤液的水质有很大的影响.相对来说，欧美国家的渗滤液污染物浓度尤其是氨氮要低于亚洲国家.

欧美国家渗滤液中的氨氮的质量浓度一般在1000mg/L以内甚至更低，而亚洲国家的渗滤液氨氮的质量浓度一般都在1000mg/L，甚至可以达到5000mg/L[8-13].这可能与不同地区不同的文化和生活习惯有关.同一地点不同时间产生的渗滤液水质差别也很.

根据垃圾填场的场龄不同，垃圾渗滤液可以分为早期垃圾渗滤液(填埋场场龄5a以内)、中期垃圾渗滤液(填埋场场龄5~10a)和晚期垃圾渗滤液(填埋场场龄10a以上)[14].不同时期渗滤液的水质特点如表1所示，其中括号中的数值代表了该项的典型值.

表1不同填埋时间的渗滤液的特征

2垃圾渗滤液的处理方法及处理难点

2.1垃圾渗滤液的处理方法

垃圾渗滤液的处理方法主要有4种方法.第1种方法是直接排往城市污水厂合并处理[17].这种方法的优点是无需再另建处理厂，缺点主要有2个：一个是管网的投资费用大.填埋场一般远离市区，因此需要铺设较长的输送管网.另一个是增加了城市污水厂的不稳定因素.

由于渗滤液水质复杂且不稳定，城市污水厂长期接受渗滤液会给其稳定运行带来极大的隐患，很容易使活性污泥出现中毒等不良症状[18].第2种方法是向填埋场的循环喷洒处理[19].这种方法的优点是操作简便，处理成本最低.这种方法的缺点是并没有解决渗滤液的污染问题，渗滤液的产量会越来越大，处理会越来越困难[20].

第3种方法是预处理后汇入城市污水处理厂合并处理.这种方法的优点是处理工艺相对简单，同时降低了城市污水厂的风险，但缺点是投资较大，且城市污水厂的安全隐患依然存在.第4种方法是单独建设污水站，渗滤液经污水站处理达标后排放.

这种方法的优点是出水水质有保证，真正实现了渗滤液的有效处理，对环境的危害最小，缺点是对工艺的要求较高，运行和管理费用较高.综合以上因素，目前垃圾填埋场主要采用第4种单独建设污水站的方法进行处理.

这些渗滤液处理厂一般采用物化(预处理)+生化(包括厌氧和好氧)+物化(深度处理)的组合工艺实现达标排放.其中，预处理阶段的主要作用是降解部分有机物和氨氮，降低渗滤液的生物毒性，提高渗滤液的可生化性，主要工艺有絮凝沉淀、臭氧氧化和氨吹脱等；生化阶段的主要作用是去除渗滤液中的可生化有机物和氨氮，主要工艺有A/O、A/A/O、SBR、UASB、MBR等；深度处理的主要作用是进一步去除渗滤液中的有机物和总氮，保证其达标排放，主要工艺有Fenton氧化、电化学、活性炭吸附和膜处理工艺等.

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