生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液具有組成復(fù)雜、有機(jī)污染物濃度高、金屬種類多、氨氮高且變化范圍大、組成和濃度會(huì)隨季節(jié)性變化等特點(diǎn)。我國(guó)對(duì)生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理要求隨著環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高和水處理技術(shù)的不斷發(fā)展而逐步提升。

2008年，國(guó)家環(huán)保部頒布實(shí)施了GB16889—2008生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高了生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液水污染物排放限值。

為了配合新國(guó)標(biāo)的執(zhí)行，國(guó)家環(huán)保部于2010年3月發(fā)布了HJ564—2010生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程技術(shù)規(guī)范(試行)，于2010年4月1日實(shí)施;國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2010年7月發(fā)布CJJ150—2010生活垃圾滲濾液處理技術(shù)規(guī)范，于2011年1月1日實(shí)施。我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液處理工藝也隨著新標(biāo)準(zhǔn)的頒布作出相應(yīng)的調(diào)整，以適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的污染物排放限值要求。

一、生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的工藝設(shè)計(jì)

生活垃圾衛(wèi)生填埋在我國(guó)經(jīng)歷了20多年的發(fā)展，填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的處理技術(shù)也從簡(jiǎn)單的借鑒生活污水處理工藝發(fā)展到依靠專業(yè)的滲濾液處理工藝。從我國(guó)生活垃圾滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)分析，目前，應(yīng)用于垃圾滲濾液的水處理方法主要包括：物化處理法和生物處理法及二者的組合工藝。

物化法處理垃圾滲濾液具有簡(jiǎn)單、直接、效果明顯的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液的前處理及深度處理過(guò)程中。應(yīng)用于滲濾液處理的物化法包括混凝、沉淀、吸附、吹脫法、高級(jí)氧化法、離子交換法、膜法等，其中，膜技術(shù)是近年來(lái)在生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)中應(yīng)用非常廣泛的一種物化處理技術(shù)，膜技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地提高處理效率，優(yōu)化出水水質(zhì)。常用的膜技術(shù)包括超濾(UF)、納濾(NF)和反滲透(RO)等。生物法是生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理最常用的一種方法，其運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低、處理效率高，不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)污泥等造成二次污染。生物處理法具體的工藝形式有厭氧生物處理(UASB、IC、UBF、AF等)和好氧生物處理(氧化溝、A/O、SBR等)。

綜合以上處理技術(shù)的特點(diǎn)，結(jié)合填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的特點(diǎn)，尤其是高氨氮和難降解的腐殖酸，單一的處理方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)出水的達(dá)標(biāo)排放。因此，目前，我國(guó)滲濾液處理實(shí)際工程中多采用組合處理工藝。

二、生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的組合處理工藝

根據(jù)我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理設(shè)施的具體運(yùn)行情況和已有的工程經(jīng)驗(yàn)，工藝設(shè)計(jì)中一般應(yīng)優(yōu)先考慮耐沖擊負(fù)荷能力和適應(yīng)性強(qiáng)的工藝。現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理應(yīng)用較多的組合處理工藝有以下3種：

①預(yù)處理+生物處理+深度處理;

②預(yù)處理+兩級(jí)碟管式反滲透(DTRO);

③預(yù)處理+機(jī)械蒸發(fā)+深度處理。

1、預(yù)處理+生物處理+深度處理

該工藝是HJ564—2010和CJJ150—2010推薦的滲濾液處理常規(guī)工藝路線。

1.1預(yù)處理

預(yù)處理的目的是為了優(yōu)化后續(xù)生物處理工藝的進(jìn)水水質(zhì)，保證其處理效果。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)運(yùn)行較好的滲濾液處理工藝，預(yù)處理多采用厭氧處理工藝和混凝沉淀工藝。

1.2生物處理

生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液生物處理主要實(shí)現(xiàn)去除有機(jī)物和生物脫氮2大功能，近些年，在實(shí)際工程中應(yīng)用較多的生物處理工藝是膜生物反應(yīng)器“反硝化(A)-硝化(O)-超濾(UF)”，即采用超濾取代傳統(tǒng)的二沉池，利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間和污泥齡的完全分離，使生化反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度從3～5kg/m3提高到10～15kg/m3，從而提高了反應(yīng)器的容積負(fù)荷，減小反應(yīng)器容積。污泥泥齡的延長(zhǎng)，有利于世代期較長(zhǎng)的亞硝化菌和硝化菌被保留在反應(yīng)器中，使氨氮得到較充分的硝化，再通過(guò)反硝化過(guò)程實(shí)現(xiàn)生物脫氮。

1.3深度處理

膜生物反應(yīng)器(MBR)出水的COD、總氮一般無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放限值要求，如難生物降解的及溶解性有機(jī)物需要后續(xù)的深度處理措施保障出水水質(zhì)，董天寶等對(duì)“厭氧+好氧+MBR+NF+RO”和“預(yù)處理+兩級(jí)RO”2種組合處理工藝中不同單元溶解性有機(jī)物(DOM)的變化進(jìn)行了系統(tǒng)分析，研究結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)厭氧—好氧—MBR處理后大分子的類酪氨酸物質(zhì)被去除，類富里酸和類腐殖酸的復(fù)雜化程度減弱，而類色氨酸、小分子的類富里酸和類腐殖酸物質(zhì)主要依靠后面的NF—RO工藝去除。

常用的深度處理主要是納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)技術(shù)。在實(shí)際的工程運(yùn)用中，納濾和反滲透多采用卷式膜，也有部分工程采用碟管式反滲透膜。

納濾膜和反滲透膜主要作為深度處理工藝用于去除生物處理出水中剩余的有機(jī)物和溶解性鹽，保障出水達(dá)標(biāo)排放。實(shí)際工程中，納濾膜和反滲透膜的設(shè)計(jì)與滲濾液原水的水質(zhì)有關(guān)，主要依據(jù)生物處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)出水水質(zhì)而定，一般情況下，由于滲濾液水質(zhì)不穩(wěn)定，處理系統(tǒng)需要同時(shí)設(shè)計(jì)納濾和反滲透系統(tǒng)，二者靈活運(yùn)用(串聯(lián)、并聯(lián)等)，達(dá)到最終出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放的目的。

1.4工藝特點(diǎn)

“預(yù)處理+生物處理+深度處理”作為常規(guī)的滲濾液處理工藝，在我國(guó)工程實(shí)際中被大量應(yīng)用，工藝技術(shù)成熟，處理效果佳，處理成本低。但由于填埋場(chǎng)垃圾滲濾液水質(zhì)水量波動(dòng)較大，可生化性也隨著“場(chǎng)齡”的增大而逐年降低，氨氮大幅增加，因此，該工藝主要的問(wèn)題是生化處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理難度較大。另外，該工藝中由于膜系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，在產(chǎn)出清水時(shí)還會(huì)產(chǎn)生含有較高鹽分和污染物的濃縮液，濃縮液中的有機(jī)污染物也基本不能作為營(yíng)養(yǎng)源參與生物反應(yīng)。因此，膜系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮液的處理是目前我國(guó)滲濾液處理的一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。

2、預(yù)處理+兩級(jí)碟管式反滲透(DTRO)

碟管式膜技術(shù)分為碟管式反滲透(DTRO)和碟管式納濾(DTNF)2大類，是一種專利型膜分離設(shè)備，我國(guó)的填埋場(chǎng)垃圾滲濾液處理中多采用碟管式反滲透系統(tǒng)(DTRO)?！邦A(yù)處理+兩級(jí)碟管式反滲透(DTRO)”處理工藝的核心技術(shù)在于碟管式反滲透膜的獨(dú)特結(jié)構(gòu)形式。

2.1預(yù)處理

該處理工藝的預(yù)處理設(shè)置的主要目的是優(yōu)化后續(xù)碟管式反滲透膜的進(jìn)水水質(zhì)，保護(hù)膜組件的高效運(yùn)行。滲濾液中難溶解的鈣、鎂、鋇、硅等無(wú)機(jī)鹽直接進(jìn)入到后續(xù)的反滲透系統(tǒng)中被高倍濃縮，當(dāng)其濃度超過(guò)該條件下的溶解度時(shí)將會(huì)在膜表面產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，影響膜組件的正常運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際工程設(shè)計(jì)，本工藝中預(yù)處理多采用水質(zhì)調(diào)節(jié)和物理截留的方法。

該預(yù)處理工藝也可采用技術(shù)較成熟的混凝、沉淀工藝，尤其是膜系統(tǒng)濃縮液采用“回噴”處理的生活垃圾填埋場(chǎng)，濃縮液中污染物的積累容易導(dǎo)致膜組件操作壓力上升，影響到其正常運(yùn)行，采用混凝、沉淀工藝能夠更有效地優(yōu)化膜系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)。

2.2兩級(jí)碟管式反滲透(DTRO)系統(tǒng)

1982年，頗爾水處理有限公司研制成功碟管式反滲透(DTRO)技術(shù)，1988年該公司在德國(guó)首次用碟管式反滲透裝置來(lái)處理垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生的滲濾液，獲得了很大成功，現(xiàn)如今在國(guó)內(nèi)，煙臺(tái)金正環(huán)保科技有限公司已經(jīng)擁有國(guó)內(nèi)首家大規(guī)模規(guī)范化DTRO膜生產(chǎn)基地，在原有基礎(chǔ)上，將DTRO膜應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，包括火電廠脫硫水零排放、工業(yè)高鹽廢水零排放、海水淡化等。

碟管式膜的膜組件構(gòu)造與傳統(tǒng)的卷式膜截然不同，碟管式反滲透系統(tǒng)(DTRO)具有專利的流道設(shè)計(jì)形式，能有效避免膜堵塞和濃度極化現(xiàn)象，適應(yīng)更惡劣的進(jìn)水條件，其前端的預(yù)處理工藝要求也相對(duì)簡(jiǎn)單。而且，膜組件使用壽命長(zhǎng)，組件易于維護(hù)，過(guò)濾膜片更換費(fèi)用相對(duì)較低(組件內(nèi)部任何單個(gè)部件均允許單獨(dú)更換)。

由于滲濾液中含有一定的溶解性氣體，而反滲透膜不能脫除溶解性的氣體，就可能導(dǎo)致反滲透膜產(chǎn)水pH會(huì)稍低于排放要求，因此，兩級(jí)碟管式反滲透(DTRO)系統(tǒng)后增設(shè)脫氣塔，用于脫除透過(guò)液中溶解的酸性氣體調(diào)節(jié)pH后達(dá)標(biāo)排放。

2.3工藝特點(diǎn)

“預(yù)處理+兩級(jí)碟管式反滲透(DTRO)”處理系統(tǒng)集成度和自動(dòng)化程度較高，操作方便，占地面積相對(duì)常規(guī)處理工藝小。但與常規(guī)處理工藝一樣需要考慮濃縮液的處理處置問(wèn)題，本工藝屬于單純的物理截留工藝，滲濾液中的污染物多被截留到濃縮液中，因此濃縮液處理難度更大。

實(shí)際工程中，兩級(jí)碟管式反滲透也與膜生物處理系統(tǒng)(MBR)組合處理生活垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液，作為生化處理的后續(xù)處理階段保證出水達(dá)標(biāo)排放。

3、預(yù)處理+機(jī)械蒸發(fā)+深度處理

該工藝的主體工藝是采用低能耗的蒸發(fā)器處理滲濾液，區(qū)別于傳統(tǒng)的物化和生化處理工藝。蒸發(fā)器主要應(yīng)用于化工領(lǐng)域，近些年，在我國(guó)的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程中的應(yīng)用也在逐年增加。

3.1預(yù)處理

本工藝根據(jù)采用混凝沉淀法對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)的垃圾滲濾液進(jìn)行預(yù)處理，目的是盡可能去除垃圾滲濾液中所含的大量微粒、懸浮物、鈣鎂及膠體，降低此類物質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)濃度，盡量緩解蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)部加熱管結(jié)垢的問(wèn)題，確保系統(tǒng)能保持在高效能的狀態(tài)下工作。

3.2機(jī)械蒸發(fā)裝置

機(jī)械蒸發(fā)裝置是該工藝的核心部分，絕大部分污染物通過(guò)該裝置去除。其原理是根據(jù)各種物質(zhì)在同一壓力下沸點(diǎn)各不相同的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)加熱的方式使物料達(dá)到某種溶劑的沸點(diǎn)而從溶液中蒸發(fā)分離出來(lái)。蒸發(fā)處理工藝可把滲濾液濃縮到不足原液體積2%～10%。應(yīng)用于垃圾滲濾液處理的蒸發(fā)技術(shù)包括浸沒(méi)燃燒蒸發(fā)、熱泵蒸發(fā)、閃蒸蒸發(fā)、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)、直接噴射燃燒等。目前，生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理采用的蒸發(fā)技術(shù)主要是熱泵蒸發(fā)，該系統(tǒng)輸入的能量來(lái)自電能，無(wú)需外加蒸汽和冷卻水，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中盡量回收排出系統(tǒng)的熱能，最大限度實(shí)現(xiàn)能量回收。

由于垃圾滲濾液的成分復(fù)雜，蒸發(fā)器蒸發(fā)的水分中一般含有揮發(fā)性有機(jī)氣體及NH3等，無(wú)法直接達(dá)標(biāo)排放，因此需要后續(xù)的深度處理裝置進(jìn)一步處理。

3.3深度處理裝置

蒸發(fā)裝置出水經(jīng)末端深度處理裝置，去除殘留的COD、NH3-N等，保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。常見(jiàn)的深度處理裝置有離子交換、酸堿洗氣、活性炭吸附、高級(jí)氧化等裝置。經(jīng)過(guò)深度處理后的出水才能達(dá)標(biāo)排放。

3.4工藝特點(diǎn)

“預(yù)處理+機(jī)械蒸發(fā)+深度處理”工藝應(yīng)用于生活垃圾滲濾液處理能夠有效解決生物處理受水質(zhì)可生化性的影響較大，膜處理工藝濃縮液處理難度較大的問(wèn)題，該工藝受水質(zhì)波動(dòng)的影響較小，集成化、自動(dòng)化程度較高，占地面積小，水質(zhì)適應(yīng)性較強(qiáng)。但機(jī)械蒸發(fā)后的濃液經(jīng)過(guò)降低含水率后多采用填埋處理，因此，依然存在填埋庫(kù)區(qū)污染物累積的問(wèn)題。GB16889—2008頒布實(shí)施后，我國(guó)相繼建成幾座采用機(jī)械蒸發(fā)工藝處理填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的處理設(shè)施，運(yùn)行過(guò)程中存在加熱管外部易結(jié)垢、污堵等問(wèn)題，通過(guò)采取定時(shí)藥劑洗刷等相關(guān)措施后，問(wèn)題得到了一定的緩解。

三、3種組合處理工藝的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)

1、工藝特點(diǎn)比較

比較3種常用組合處理工藝的特點(diǎn)和在我國(guó)的應(yīng)用情況，3種組合處理工藝均有自己的特點(diǎn)和不足。在實(shí)際工程中，各個(gè)生活垃圾填埋場(chǎng)的建設(shè)運(yùn)行情況不同，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要綜合考慮各種因素進(jìn)行工藝選擇，但也不局限于以上3種組合處理工藝。

2、組合處理工藝發(fā)展趨勢(shì)

目前，我國(guó)填埋場(chǎng)垃圾滲濾液處理的主要問(wèn)題是濃縮液處理問(wèn)題，相關(guān)專業(yè)人員也已經(jīng)開(kāi)始著手加以解決：一方面尋求經(jīng)濟(jì)合理的濃縮液處理方案，另一方面探索不產(chǎn)生濃縮液的新型滲濾液處理工藝。近些年，市場(chǎng)上針對(duì)濃縮液處理的技術(shù)在不斷發(fā)展，但其技術(shù)的可行性和經(jīng)濟(jì)性都有待考察、衡量和思考。新型的滲濾液處理工藝也在不斷研究和發(fā)展過(guò)程中，如短程硝化反硝化技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)、微生物燃料電池技術(shù)等。

四、總結(jié)與展望

生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液水質(zhì)特殊，其處理工藝還未達(dá)到成熟的階段。在今后的滲濾液處理工藝設(shè)計(jì)中，應(yīng)該因地制宜，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，尋求最合理、最經(jīng)濟(jì)、最環(huán)保的滲濾液處理技術(shù)。另外，滲濾液處理工藝的發(fā)展與每個(gè)階段標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的頒布密切相關(guān)，因此，在滲濾液處理技術(shù)研究發(fā)展的同時(shí)，應(yīng)該結(jié)合大量的工程實(shí)踐，更加全面合理地思考我國(guó)的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的合理性、可行性及其與工藝技術(shù)的融合性。

編輯：曲宏斌