談垃圾填埋場滲濾液處理設計

沈 宏

(山西省世界遺產和風景名勝區監管中心，山西太原 030013)

0 引言

目前，我國城市生活垃圾主要處置方法是衛生填埋和焚燒。其中，衛生填埋方式在我省使用更加廣泛，在填埋階段以及填埋場封場后期會產生大量垃圾滲濾液，滲濾液易于滲透進入未經防滲處理的巖土層和表土層，向周圍水體擴散重金屬離子等污染物，然而，不論自然界自凈能力有多大，勢必還有一部分污染物，尤其是某些難降解重金屬，當超過介質的環境容量之后一定會繼續向外遷移。重金屬離子濃度高，垃圾滲濾液中含有的銅、鐵、鋅、鉻、鎘、鉛等重金屬離子濃度是一般生活污水的上百倍，如何高效經濟地檢測分析和處理好垃圾滲濾液，是擺在環境工作者面前的一項嚴峻任務。目前采用的處理方法如:物理法、化學法、生物法對于垃圾滲濾液特別是中晚期垃圾滲濾液的治理都還存在各種缺點，且垃圾滲濾液的處理成本都要遠高于一般生活污水和工業廢水的處理成本。本文進一步采用ICP-AES技術檢測并分析重金屬的類別與濃度，并結合國內外最新研究討論現行垃圾滲濾液處理新技術。

1 工程概況

以我省某個無害化垃圾處理填埋場為例，該場距離市區約13 km，垃圾日處理量為210 t/d～240 t/d，除運走的一部分，剩下的都在調節池內進行暫時儲存，池內不大，容納滲濾液的量有一定限制，而且雨天的時候還會溢出敞口設計的池口。要保證所有的滲濾液在處理上都能夠達標，不會再一次受到污染，對滲濾液進行處理的相關工程是緊急需要的。在對生活相關垃圾進行填埋的場所中，水的質量和多少有很大的變化且滲濾液受到高濃度的污染。滲濾液中除CODCr，BOD5，NH3-N等污染物指標嚴重超標外，還有鹵代芳烴、重金屬和病毒等污染。所以不妥善的對滲濾液進行處理，那么會嚴重的污染到地面以及地下相關水源，對居民們的健康造成威脅。建立滲濾液相關的處理站不但能對這個問題進行有效的解決，還能夠將人們的生活水平的整體質量進行提高。根據當地實際，該處理廠設計滲濾液處理規模300 m3/d，并在垃圾場內為滲濾液處理設施預留了空地，并配備了水電等設施。

2 垃圾滲濾液處理新技術研究

2.1 吸附法

將鋸末、活性炭、沸石、廢舊報紙加入到厭氧填埋的生活垃圾中，可吸附垃圾中的污染物質，對它們的吸附能力比較發現，鋸末和活性炭能夠較好地吸附滲濾液中溶解的重金屬離子如銅離子、鎘離子和鉛離子，從而降低填埋初期滲濾液中的重金屬離子濃度。研究結果表明，鋸末對垃圾滲濾液具有減量作用的根本原因在于鋸末具有很強的吸附能力。在鋸末中的成分有一半以上都是由纖維素組成，它于降解的時候對垃圾層面里所存在的水分進行了消耗，使得氫從所消耗的相關水分中轉變到了甲烷里面，最終H2O里的氧分子轉變到了CO2里面，至于降解流程里的鋸末，根本就沒有水分產生，反而對垃圾里的一些水分進行了消耗，對有機物的相關降解進行了協同作用。所以不管是對垃圾的降解進行加速，還是對滲濾液的相關產量進行減少，又或者是COD的減少等方面，站在綜合的角度上看，垃圾相關填料中效果最好的就是鋸末且成本比活性炭還要低，所以用鋸末是最合適的。

2.2 交換法

本研究采用鳥糞石結晶法與膨潤土組合處理垃圾滲濾液，主要利用了礦物的結晶效應。鳥糞石結晶由兩個階段組成，即成核階段和成長階段。成核階段，組成晶體的各種離子形成晶胚。成長階段，組成晶體的離子不斷結合到晶胚上，晶體逐漸長大，最后達到平衡。垃圾滲濾液經過鳥糞石結晶法與膨潤土組合處理后，COD由2 566 mg/L降到245 mg/L，同時，代表性重金屬 Hg由0.305 mg/L降為未檢出，出水可以達到國家二級排放標準。礦物法組合處理垃圾滲濾液中COD和重金屬，主要發揮了礦物的結晶效應、表面吸附效應以及離子交換效應，類似于有機界生物處理方法。此外，鳥糞石是一種優質氮磷肥料，理論價格為198美元/t～330美元/t，具有很高的經濟價值。針對中晚期垃圾滲濾液這一水處理難題，為礦物法提供了一條新的思路。

2.3 黏土固化注漿帷幕法

本研究采用仿真滲濾液經過防滲系統后進入地下水系統時重金屬污染物濃度的變化規律可以看出，黏土固化注漿帷幕使重金屬污染物在運移過程中，在水力梯度和濃度梯度作用下發生沉淀、擴散、吸附和轉化，完成對滲濾液的污染控制。在填埋場設計使用的30年內，對單排孔注漿帷幕(L=200 cm)，對鉛的阻滯率為97.6%，對鎘的阻滯率為70.4%;若采用雙排孔注漿帷幕(L=300 cm)，則對鉛的阻滯率達到99.9%以上，對鎘的阻滯率為94.5%。由此可知，黏土固化注漿帷幕具有良好地凈化和阻滯重金屬污染物的能力。

3 處理中存在的一些問題

1)對于北方地區，由于季節變化的因素，會對滲濾液產生較大影響，很多地區常年蒸發量大于降水量，我省垃圾處理廠針對這一問題，在雨季水量較大時，產生滲濾液的水量也較大，可以用管道把滲濾液先排入預留池中，待滲濾液蒸發到較少時，再進行處理，進一步節約處理成本。

2)滲濾液處理費用較高，較難處理且難以達到排放標準。滲濾液中含有大量的氨氮，特別是垃圾填埋的后期，即使采用生物處理工藝也很難滿足排放標準，這樣就造成填埋廠面臨建設初期投資大，后期運行成本高的問題，受到資金的限制在我省難以推廣。

4 生活垃圾的綜合利用方法

1)對廢紙等紙張的再次利用。節約木材資源最有效的辦法就是對廢紙的回收再利用。紙張上的用量隨我國的需求正在逐年增加，但是目前回收率卻不足三成，對資源造成了嚴重的浪費。據統計，1 t的廢紙能夠變為0.8 t好的紙張，經由榨糖所得到的廢渣依然能夠當作原料進行造紙，但是由于各種各樣的因素而直接被當作垃圾進行處理，在浪費資源的同時也破壞了環境。

2)對用垃圾進行發電采取綜合性的利用方式。用循環性質的流化床鍋爐進行發電是垃圾發電中有著很好效果的一種。外國的很多地方很早就開始采用這種方式進行發電，我們國家實施之后也有不錯的效果，1億t=780 kWh。

3)把廢棄了的塑料進行綜合性質的利用。很大一部分被廢棄了的塑料都是可以回收并且能夠綜合性的利用起來。根據大型城市里面每一天所產生的塑料型的垃圾的量進行統計，再經篩選，能夠回收5成～8成，可得出每個月的回收量在800 t左右。在科學技術飛速發展的今天，回收的廢棄塑料能夠制作出更多的衍生產品(油漆、汽油等燃料油、潤滑油等等)，還能夠對一些包裝相關用品木材，或者建材方面的材料進行制作等等。

4)對廢棄金屬進行綜合性的利用。這一類在城市垃圾里面占的比重不多，如果是1%，也就是說1億t里面至少有100萬t是廢金屬類，能夠用來煉鋼，如此可以節省不少原料和資源，尤其是采礦中的廢棄物，應該積極的利用起來。

5 結語

經由源頭對城市里面所產生的垃圾進行控制，對包裝相關垃圾的生成進行減少，做到從源頭上對生活相關垃圾在量上面進行控制。資源回收再利用的相關體系要完善，對于回收之后再剩下的垃圾要使用無害化的方法進行徹底處理，不要造成不必要的污染和破壞。對循環性質的經濟相關模式進行運用，以對城市中的生活垃圾進行有效治理。

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