三種生活垃圾填埋場滲濾液處理工藝比較

張 萍

(重慶市財信環(huán)保投資股份有限公司，重慶 400011)

垃圾滲濾液是由大氣降雨和徑流、垃圾有機物中本身的含水、填埋后由于微生物的厭氧分解作用而產(chǎn)生的液體［1］，其性質(zhì)與氣候變化、水文條件、季節(jié)交替、填埋垃圾的種類與性質(zhì)、垃圾填埋的時間、填埋方式及垃圾本身的含水量等因素［2，3］有關(guān)，是一種成分復(fù)雜且水質(zhì)、水量變化大的高濃度有機廢水［4，5］，氨氮濃度很高，還含有汞、鉻、鎘、鉛等多種重金屬和植物營養(yǎng)素(如氨氮等)，并可能攜帶著有毒、有害物質(zhì)［4，5］。其濃度和水質(zhì)隨著填埋時間的不同而呈高度的動態(tài)變化關(guān)系，因此，滲濾液的處理一直是水處理領(lǐng)域的一個世界性的難題。

2008年我國發(fā)布實施了新修訂的GB 16889－2008《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》，對垃圾滲濾液中BOD5、CODCr、氨氮、總氮、重金屬等指標(biāo)提出了更嚴(yán)格的排放要求。近年來，垃圾滲濾液處理技術(shù)有了很大的發(fā)展，這對于有效防控垃圾滲濾液對環(huán)境的危害起到十分重要的作用。分析我國垃圾滲濾液處理工程技術(shù)現(xiàn)狀，廣泛采用的傳統(tǒng)的生物處理+膜深度處理、全膜處理、蒸發(fā)+離子交換等工藝都有其各自的優(yōu)缺點。

1 垃圾滲濾液處理工藝

滲濾液處理工藝路線通常為“預(yù)處理+生化處理+深度處理”［6－7］。預(yù)處理一般采用中溫厭氧、氨吹脫、吸附過濾、混凝沉淀、水解酸化、土壤處理、光催化氧化及電化學(xué)技術(shù)等物理化學(xué)方法;主處理采用生化處理好氧段、蒸發(fā)、MBR、超濾微濾膜處理等處理方法;深度處理可采用反滲透膜處理、離子交換、吸附、電滲析和強氧化等物理化學(xué)方法。

目前國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的滲濾液直排達標(biāo)處理工藝分為三大類:傳統(tǒng)的生物處理+膜深度處理、全膜處理、蒸發(fā)+離子交換工藝。下面就我國滲濾液處理目前普遍采用的三大類工藝進行比較:

1.1 傳統(tǒng)的生物處理+膜深度處理

工藝流程為預(yù)處理+微生物處理+膜吸附過濾，代表性工藝:中溫厭氧+MBR+RO。

工藝流程圖:

工藝描述:滲濾液經(jīng)調(diào)節(jié)池進入中溫厭氧池，降解大分子有機污染物，然后進入MBR缺氧段，與回流水完全混合，再進入MBR好氧段進行曝氣，泥水混合液回流(約600%回流比)至MBR缺氧段，以去除TN。好氧池出水進入MBR膜分離器(微濾膜)，分離出的污泥濃液部分回流至MBR缺氧段，MBR出水進入反滲透系統(tǒng)，經(jīng)過反滲透處理，出水達標(biāo)排放。反滲透濃液和MBR池、中溫厭氧池等產(chǎn)生的剩余污泥均經(jīng)污泥存儲池回灌至垃圾填埋場庫區(qū)。

工程實例簡介:該工藝國內(nèi)有近百例工程實例，主要集中在四川、河南、廣西等地。

1.2 全膜吸附過濾處理

代表性工藝:兩級DTRO反滲透。

工藝流程圖:

工藝描述:滲濾液經(jīng)調(diào)節(jié)池進入高壓泵，經(jīng)循環(huán)高壓泵進入第一級DTRO反滲透膜，出水進入二級DTRO反滲透系統(tǒng)，出水達標(biāo)排放，循環(huán)進入系統(tǒng)進行處理。一級濃液回灌垃圾填埋區(qū)，二級濃液回流至總進水口，系統(tǒng)總產(chǎn)水率在60%左右。

工程實例簡介:全國有20多個滲濾液處理工程業(yè)績，以北京、瓦房店、宜昌等項目為代表。

1.3 低耗蒸發(fā)+離子交換工藝

代表性工藝:MVC蒸發(fā)+DI離子交換。

工藝流程圖:

工藝描述:滲濾液經(jīng)調(diào)節(jié)池進入反沖洗過濾器(100um孔徑)去除部分SS及細小的纖維后進入MVC蒸餾裝置，在MVC裝置內(nèi)利用閃蒸原理使?jié)B濾液中的水蒸發(fā)，經(jīng)冷凝后變成蒸餾水排出。由于氨極易和水結(jié)合，蒸餾水中主要含有氨，通過后段離子交換系統(tǒng)進一步處理后達標(biāo)排放。同時部分無法在該溫度下變成氣體脫出蒸發(fā)罐的物質(zhì)得到濃縮，這些濃縮液將在達到一定濃度后排出。

該套蒸發(fā)技術(shù)處理過程完全是物理化學(xué)反應(yīng)過程，主要機理是采用低能耗的分離工藝將水分從垃圾滲濾液中分離出來，整個工藝產(chǎn)生的濃液量約10%，濃液進行回灌處理。

工程實例簡介:該工藝在全國范圍內(nèi)還沒有全面展開，目前主要集中在廣州地區(qū)的從化潭口、鶴山、興寧黃泥、潮州錫崗等地，也在貴州桐梓等地也開始有應(yīng)用。

2 工藝比較

三種滲濾液處理工藝在實際運行過程中的優(yōu)缺點對比見表1所示(以100m3/d項目為例)，該表所列數(shù)據(jù)均針對西南片區(qū)(以重慶、四川、云貴等地的滲濾液項目進行的統(tǒng)計)項目。

表1 三種滲濾液處理工藝優(yōu)缺點對比表

續(xù)表1

3 結(jié)論及建議

這三種處理工藝各有優(yōu)缺點，項目業(yè)主或設(shè)計單位可根據(jù)項目及業(yè)主實際情況有針對性地選擇處理工藝。

可參考以下建議:

(1)財政資金緊張的地區(qū)新建項目或大型項目可選用中溫厭氧+MBR+RO反滲透工藝較為合適。運行前5年只投資建設(shè)MBR+RO反滲透，5年后分期投入中溫厭氧段，可節(jié)省資金占用成本，并能在前幾年節(jié)省運行成本。

(2)針對滲濾液可生化性較差或易停電地區(qū)、資金充足地區(qū)，用MVC蒸發(fā)+DI離子交換工藝較為合適，出水率較高，亦可隨時開關(guān)機。

(3)兩級DTRO反滲透全膜處理工藝對滲濾液的溫度、電導(dǎo)率、SS濃度均極為敏感，容易堵塞，運營費用很高，但勝在運行管理方便、簡單，可適用于資金充足地區(qū)的小型項目。

［1］沈耀良，王寶貞．垃圾填埋場滲濾液的水質(zhì)特征及其變化規(guī)律分析［J］．污染防治技術(shù)，1999年第1期:10－13．

［2］鄒蓮花．城市生活垃圾填埋場滲濾液水質(zhì)影響因素分析及水質(zhì)預(yù)測［J］．給水排水，1997年第7期:57－61．

［3］張懿．城市垃圾填埋場滲濾液的處理技術(shù)綜述［J］．重慶環(huán)境科學(xué)，2000年第5期:63－78．

［4］付美云．垃圾滲濾液的環(huán)境污染特征及其研究進展［J］．南華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2009年6月，23(2):90－95．

［5］岳東北，劉建國，聶永豐．生活垃圾填埋場滲濾液處理技術(shù)研究［J］．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2004年第6期:59－62．

［6］童曉嵐，王瑾，楊光興．卷式反滲透膜用于垃圾滲濾液深度處理并回用［J］．中國給水排水，2007年11月，23(22):77－81．

［7］代晉國，宋乾武，張玥．新標(biāo)準(zhǔn)下我國垃圾滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展方向［J］．環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報，2011第3期:270－274．