甘立建　高紹智

（濟(jì)南市市政工程設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司山東濟(jì)南250101）

新型垃圾滲濾液處理技術(shù)的研究

甘立建高紹智

（濟(jì)南市市政工程設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司山東濟(jì)南250101）

垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜，含有多種多污染物的難降解廢水。是垃圾填埋必然產(chǎn)生的二次污染物，對(duì)垃圾滲濾液處理已成為環(huán)保領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。本文對(duì)垃圾滲濾液的產(chǎn)生和特點(diǎn)進(jìn)行介紹，還對(duì)垃圾滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展以及目前新型的處理技術(shù)進(jìn)行了論述。

垃圾滲濾液；處理技術(shù)；新型技術(shù)

1　引言

目前大多數(shù)的生活垃圾都是以衛(wèi)生填埋作為最終處置的方式，而垃圾滲濾液是垃圾填埋中必然會(huì)產(chǎn)生的污染物。而垃圾滲濾液中所含的污染物種類多，毒性高，如果處理不當(dāng)對(duì)填埋場(chǎng)周圍的環(huán)境會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。隨著對(duì)垃圾滲濾液的深入研究以及相關(guān)環(huán)保政策的出臺(tái)，使得垃圾滲濾液的處理技術(shù)有了快速的發(fā)展。垃圾滲濾液的處理設(shè)施也得到了不斷完善。但是我國(guó)的垃圾滲濾液處理技術(shù)起步較晚，有很多問(wèn)題需要學(xué)習(xí)和研究。目前普遍存在一些問(wèn)題，主要有滲濾液的處理工藝相對(duì)復(fù)雜，運(yùn)行的成本高，滲濾液處理的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不夠完善，核心設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率低，附屬產(chǎn)物難以有效降解等[1]。

2　滲濾液的來(lái)源及特點(diǎn)

垃圾滲濾液所含的成分復(fù)雜，對(duì)環(huán)境的污染程度大，主要來(lái)源有自然降水、填埋垃圾自身所含的水分、地表徑流、地下水的侵入、垃圾自身降解產(chǎn)生的水分等。不同的垃圾組成、填埋時(shí)間、氣候環(huán)境、水文條件等對(duì)滲濾液的性質(zhì)有著重要的影響。其特點(diǎn)主要有[2]：（1）垃圾滲濾液的成分復(fù)雜，危害大。研究表明，垃圾滲濾液中含有有機(jī)污染物多達(dá)63種，可降解性差。（2）CODcr和BOD5濃度高，不同的填埋時(shí)間其濃度變化范圍較大，但危害性會(huì)隨著填埋時(shí)間的延長(zhǎng)而更大。CODcr和BOD5最高濃度可達(dá)到100000 mg/L和40000 mg/L，有的甚至?xí)?。?）氨氮濃度高，而且隨著填埋時(shí)間的延長(zhǎng)氨氮濃度會(huì)逐漸升高。（4）含有大量的重金屬離子，填埋場(chǎng)中垃圾的成分復(fù)雜，多數(shù)含有重金屬成分，隨著填埋時(shí)間的延長(zhǎng)，填埋區(qū)的降水等其他原因的影響，重金屬離子逐漸進(jìn)入到滲濾液中，增加了滲濾液的污染性。（5）滲濾液中可生物利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比例不均，對(duì)微生物的毒性較大，單獨(dú)使用生物處理技術(shù)效果差。（6）水質(zhì)水量變化大。由于填埋場(chǎng)是露天的建筑，天然的降水對(duì)滲濾液的量有著重要的影響，雨季是滲濾液的高峰期，進(jìn)入旱季時(shí)滲濾液的量會(huì)很少。

3　新型的處理技術(shù)

3.1混凝—光電氧化組合技術(shù)

混凝是在廢水中添加混凝劑，使廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)形成絮凝體而沉淀，進(jìn)而降低污水中污染物的技術(shù)。混凝沉淀法具有技術(shù)成熟、投資低、設(shè)備占地少、處理容量大等優(yōu)點(diǎn),是一種常用的廢水中污染物去除技術(shù)，但其單獨(dú)使用混凝沉淀法處理垃圾滲濾液不能達(dá)到預(yù)期要求,但可以有效地降低后續(xù)工藝的處理負(fù)荷,并可與多種工藝對(duì)接。光電氧化是在光照的條件下使具有不同類型的兩個(gè)導(dǎo)電體界面上發(fā)生催化氧化的反應(yīng)，利用催化反應(yīng)的協(xié)同作用對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解，使有機(jī)物進(jìn)一步礦化分解成二氧化碳和水等。但光電氧化技術(shù)直接處理垃圾滲濾液存在負(fù)荷過(guò)高、處理成本較高的問(wèn)題,因此,通常需要和與其它工藝組合。有研究者采用鐵錳氧化物加氯化鋁與光電氧化技術(shù)對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理，該組合工藝對(duì)滲濾液中COD、TOC、氨氮以及色度有著顯著的去除效果[3]。

3.2生物酶催化技術(shù)

生物酶催化技術(shù)是采用酶的技術(shù)打開復(fù)雜有機(jī)物的化學(xué)鏈，將其分解為小分子物質(zhì)，從而降低COD的濃度。該技術(shù)的機(jī)理是利用酶的反應(yīng)產(chǎn)生游離基，然后游離基與污染物發(fā)生聚合反應(yīng)，進(jìn)一步生成高分子化學(xué)物，最后沉淀去除污染物[4]。相比微生物技術(shù)，生物酶處理技術(shù)具有催化性能高、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)速率快，而且對(duì)毒性物質(zhì)適應(yīng)范圍廣，此外還可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。

生物酶催化技術(shù)對(duì)垃圾滲濾液中COD、氨氮等具有良好的處理效果。主要表現(xiàn)在：（1）可替代現(xiàn)有的傳統(tǒng)藥劑，可降低污水的處理成本；（2）去除COD、氨氮的效率高；（3）生物酶技術(shù)可與其他生物處置單元結(jié)合，可提高工藝處理量30%左右；（4）生物酶催化技術(shù)操作方便、效果穩(wěn)定、環(huán)境友好；（5）能改善垃圾填埋場(chǎng)周圍的環(huán)境，可除臭味、蚊蠅等。

3.3微波、活性炭技術(shù)

微波是一種電磁能，它的作用是改變離子的遷移和偶極子的轉(zhuǎn)動(dòng)，但不會(huì)改變分子的結(jié)構(gòu)，是一種非離子化的輻射能。隨著對(duì)微波技術(shù)的研究，其在滲濾液處理中已成為研究的熱點(diǎn)[5]。大量的研究表明其應(yīng)用于滲濾液處理技術(shù)中有著顯著的效果?；钚蕴渴且环N具有吸附能力的材料，廣泛的應(yīng)用于污水處理技術(shù)中。它的吸附能力取決于不同炭型孔徑的大小和分布。水蒸氣活化的泥煤基、褐煤基褐椰殼基粉為例，泥煤基活性炭具有微孔和中孔應(yīng)用范圍較廣；褐煤基活性炭表面中孔較多，具有優(yōu)良的可入性；而椰殼基活性炭表面主要是微孔，只適用于較低分子的吸附。而利用化學(xué)品活化的活性炭顆粒多具有微孔和中孔，此外在其表面還具有電荷，提高了活性炭的應(yīng)用范圍。

研究表明利用微波—活性炭和芬頓技術(shù)來(lái)處理垃圾滲濾液，以微波功率300 W作為預(yù)處理，該工藝對(duì)垃圾滲濾液中COD、氨氮、SS和濁度的去除率分別為68.2%、78%、79%和99%，有著顯著的效果[6]。還有研究者利用臭氧氧化技術(shù)與微波法結(jié)合來(lái)處理滲濾液，結(jié)果表明對(duì)滲濾液的處理有著顯著的效果。此外還有研究者利用微波與活性炭以及過(guò)硫酸鹽來(lái)處理垃圾滲濾液，結(jié)果表明滲濾液中COD、氨氮的去除率隨著活性炭、過(guò)硫酸鹽量的增加而增加，隨著微波功率的提高而提高。

3.4超聲—芬頓聯(lián)用技術(shù)

超聲波是指頻率為2×104Hz～2×105Hz的聲波，利用一定強(qiáng)度的超聲波作用于媒體時(shí)可以產(chǎn)生一些物理、化學(xué)的效應(yīng)。超聲波應(yīng)用范圍較廣，在醫(yī)療診斷、鉆孔、探傷等領(lǐng)域都有應(yīng)用。隨著超聲技術(shù)的不斷發(fā)展和研究，其應(yīng)用也擴(kuò)展到環(huán)保領(lǐng)域中。研究者利用超聲技術(shù)來(lái)降解水中的污染物取得了一定的效果，但單獨(dú)使用該技術(shù)存在能量利用率低、降解率低的問(wèn)題。Fenton試劑是利用H2O2和Fe2+進(jìn)行反應(yīng)，其中Fe2+作為催化劑分解H2O2產(chǎn)生羥基自由基可以將大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物或完全進(jìn)行礦化。Fenton工藝常用于廢水的深度處理，但其存在H2O2大量消耗的不足。研究者利用Fenton技術(shù)作為垃圾滲濾液的預(yù)處理技術(shù)，可將滲濾液中64%的COD和80%的TOC去除[7]。

垃圾滲濾液中含有大量的污染物質(zhì)，對(duì)其采用的技術(shù)不妥將會(huì)對(duì)周圍環(huán)境及地下水產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。研究者利用超聲波技術(shù)和Fenton技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用來(lái)處理垃圾滲濾液中那降解的有機(jī)物，相比其它技術(shù)可降低藥劑的使用量，同時(shí)還能提高有機(jī)物的降解率。研究者對(duì)超聲波頻率、功率和Fenton試劑的使用量這些參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明超聲/Fenton聯(lián)用技術(shù)對(duì)垃圾滲濾液的色度和COD的去除效果均好于單獨(dú)的超聲處理和單獨(dú)的Fenton高級(jí)氧化技術(shù),尤其是對(duì)COD的去除[8]。

3.5厭氧氨氧化工藝

氨氮濃度高是垃圾滲濾液的一個(gè)主要的特點(diǎn)。氨氮在廢水中的降解過(guò)程通常為在有氧條件下，利用亞硝化菌和硝化菌的氧化作用，將氨氮降解為亞硝酸氮、然后被氧化為硝酸氮，然后在厭氧條件下在反硝化菌的作用下將硝酸氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。該過(guò)程復(fù)雜而且消耗大量的能量。隨著對(duì)脫氮過(guò)程研究的深入，發(fā)現(xiàn)了可將硝化過(guò)程控制在亞硝化階段，然后在厭氧氨氧化菌的作用下，利用污水中存在的亞硝酸氮和氨氮直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，縮短了脫氮的過(guò)程而且節(jié)省了大量的能源。其中厭氧氨氧化(ANMMOX)是指在厭氧或缺氧條件下，厭氧氨氧化菌以NH4+為電子供體、NO2-作為為電子受體，將NH4+和NO2-轉(zhuǎn)變成N2的過(guò)程[9]。

對(duì)厭氧氨氧化以及短程硝化技術(shù)的不斷研究，研究者利用該技術(shù)將兩個(gè)脫氮過(guò)程進(jìn)行結(jié)合來(lái)處理垃圾滲濾液。通過(guò)對(duì)厭氧氨氧化、部分亞硝化工藝特點(diǎn)的控制，還有部分亞硝化耦合厭氧氨氧化組合工藝策略的調(diào)控。研究實(shí)現(xiàn)了亞硝化-厭氧氨氧化耦合對(duì)垃圾滲濾液中氨氮的去除，其中氨氮去除率可達(dá)88.4±7.2%，亞硝氮去除率92.6±7.3%，TN去除率82.1±7.5%。隨著對(duì)厭氧氨氧化技術(shù)的研究，對(duì)其處理?xiàng)l件的控制，目前在湖北十堰市成功建成了厭氧氨氧化技術(shù)來(lái)處理垃圾滲濾液的項(xiàng)目，其出水水質(zhì)完全符合《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889—2008）的出水標(biāo)準(zhǔn)，而且處理工藝產(chǎn)生的污泥量減少了50%左右，為國(guó)內(nèi)垃圾滲濾液的處理提供了一個(gè)新的方向[10]。

4　結(jié)語(yǔ)

垃圾滲濾液是一種高濃度、成分復(fù)雜、水質(zhì)變化大的有機(jī)廢水，然而采用單純的生化法、物化法等無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)滲濾液的無(wú)害化處理，應(yīng)按照滲濾液的具體水質(zhì)情況選擇合適的組合工藝對(duì)其進(jìn)行處理。此外，在選擇工藝時(shí)還應(yīng)考慮填埋場(chǎng)所在地理位置和經(jīng)濟(jì)狀況，應(yīng)地制宜的進(jìn)行工藝的選擇和組合。氨氮、難降解有機(jī)物是滲濾液處理技術(shù)中的難題，而且不同時(shí)期滲濾液的水質(zhì)情況不同，在這方面還需進(jìn)行科學(xué)、深入的研究，以對(duì)其進(jìn)行合理有效的降解，滿足出水的排放標(biāo)準(zhǔn)。

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甘立建（1981—），男，漢族，本科，環(huán)境工程專業(yè)，工程師，從事固體廢棄物處理工程設(shè)計(jì)研究，污水處理工程設(shè)計(jì)研究工作。