城市垃圾填埋場滲濾液的生物處理工藝探究

王碧武

摘要：城市中的垃圾填埋場在進行垃圾處理的過程中經常會產生滲濾液，是一種污染性較強、對環境影響較大、性質較為復雜、處理難度大的一種高濃度化學污染物質。因此，為進一步控制滲濾液的污染程度及對環境的影響范圍，需要通過控制滲濾液在填埋場的處理流程，采用封場管理等方式，合理的處理滲濾液，將城市垃圾對環境的影響程度降到最低。

關鍵詞：好氧處理；厭氧處理；聯合處理

當前階段，國內城鎮中使用的滲濾液處理模式主要包括三種，即物化法、生物法以及土地處理法，不同的生產方式的適用對象存在差異，本文主要是對生物法的處理工藝及相應的應用范圍進行簡單的探析。

一、現階段滲濾液的使用特點及應用問題

滲濾液的產生主要包括四種渠道：垃圾本身含有的水分、污染物質生化產生的水分、地表及地下水反滲以及大氣降水。這些水分與垃圾產生分解、發酵等反應，產生了滲濾液，對填埋場以及城市環境造成了不利影響。

1、滲濾液的常見使用特點

城市范圍內的垃圾填埋場所使用的滲濾液通常具備以下幾種特點：首先，滲濾液的使用性質較為復雜，產生的污染危害較大。一般的滲濾液中通常由金屬分子、有機化合物以及氨氮等物質組成，組成的化學元素甚至能夠達到上百種，因此，實際的化學性質較為復雜；其次，滲濾液中的COD、BOD的含量較高，其污染性遠遠超過了城市污水；第三，滲濾液的實際有機污染物比重較大，包括生物降解難度較大的物質，如萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物等；第四，氨氮的含量高于一般標準，且二者的比例失衡，生物處理技術的實際難度較高；第五，滲濾液的金屬離子在生物處理的過程中產生抑制作用，降低了垃圾滲濾液的處理效率；第六，水質在不同的處理階段，實際的性質也存在一定的差異。在填埋的初期階段（一般為五年），COD以及BOD在溶液中的比例較高，便于生化處理。初期階段過后，二者的實際濃度下降，可生化性不強，與之相對應的，氨氮的比例上升。在不同的處理階段，滲濾液的化學物質、金屬離子等物質的比例不同，使得水質變化的實際規律往往很難確定。與此同時，由于污染物質的濃度過高、變化性較強等特點，也為處理工藝的選擇提升了難度。

2、滲濾液在實際應用過程中面臨的具體問題

（1）氨氮的含量過高

滲濾液中的氨氮等物質含量過高，既是滲濾液的特性，也是滲濾液生物處理的關鍵所在。氨氮含量過高的滲濾液與城市污水相比，污染性更強。同時，氨氮等物質對生物處理中的生物活性有一定的抑制效果。據相關研究數據顯示，在好氧環境下，溫度處于十五攝氏度，pH值為8，氮的總濃度如果超過200mg/L的標準時，滲濾液中的有約為百分之六的氨氮就會轉換形式，變為NH3結構，該種程度的氨氮形式不僅會降低微生物的氧化作用，氨氮實際濃度越高，產生的抑制性與之成正比增強，還會降低生物活性，增加生物處理的經濟成本。因此，如果處理氨氮含量較高的滲濾液，首先應采用氨吹脫工藝，然后應用生物處理技術。

（2）滲入問題

城市填埋場會發生河流以及地下水滲入滲濾液的情況，增加了滲濾液的實際產量。通常情況下，造成滲入問題的主要原因是由于處理廠的防滲措施不完善，沒有及時排除水流，使得大量的河水、湖水等進入處理廠。與此同時，填埋場如果沒有設置全面的封頂覆層也會導致雨水、雪水等進入場內，增加滲濾液的產量。

（3）滲濾液的工藝處理技術復雜，對水環境污染較為嚴重

通常情況下，濃度含量較高的滲濾處理液在經由生物工藝處理后，也很難達到污水的排放標準。除此之外，滲濾液的實際處理工藝復雜，需要投入較大的經濟成本，工藝的設計要求較高，很多城市范圍的填埋場在進行滲濾液處理的過程中，往往很難按照設計相關的標準進行。與此同時，氨氮比例較高的滲濾液對周圍環境尤其是城市水循環系統的影響較大，滲濾液的積存會散發出氣味、滋生蚊蟲，不利于人們的正常生活。

二、滲濾液的主要生物處理技術

生物處理按照工藝流程及技術應用的不同分為厭氧處理、好氧處理、聯合處理。在進行厭氧處理的過程中，需要在裝置內部將滲濾液分子結構較為復雜的物質轉化為甲烷、二氧化碳等物質，在這一階段會產生一些污泥。而早期的滲濾液由于含有大量的脂肪酸，容易被生物降解，需要采用好氧工藝進行處理。無論是何種生物技術，為保證處理效率，降低沖擊產生的負荷，都需要嚴格按照技術設計要求進行工藝操作。

1、好氧生物處理模式

經由好氧技術處理程序，可以降低滲濾液的氨氮及污染性較強的BOD、COD等物質含量，還能及時去除一些金屬分子。具體的技術類型包括活性污泥法、曝氣氧化塘法、穩定塘法、生物轉盤法、生物流化床法等。其中生物膜工藝以及活性污泥法在滲濾液處理領域應用的范圍較廣。據國外相關的滲濾液處理實踐研究表明，活性污泥處理法相較于其他好氧生物工藝，具有運行費用較低、處理效果較好、技術應用簡單等特點。美國與德國等發展國家通過調整污泥的濃度，降低有機負荷，取得了較為顯著的治理效果。

2、厭氧生物處理模式

厭氧生物滲濾液處理工藝技術模式已經擁有近百年的發展史，在能耗、去污等方面具有較強的優勢，且對生物元素的實際要求較低，技術應用模式簡單，對經濟成本的利用率較高。近20年來隨著微生物學、生物化學等學科的發展和工程實踐經驗的積累，不斷開發出新的厭氧處理工藝，克服了傳統工藝水力停留時間長、有機負荷低等特點，在理論和實踐上都有了很大進步，特別是在處理高濃度（BOD 5000mg/L）有機廢水方面取得了良好的效果。目前，厭氧生物處理方法有：厭氧生物濾池、厭氧接觸池、上流式厭氧污泥床反應器（UASB）等。但是，由于厭氧處理出水中的COD濃度和氨氮濃度仍比較高，溶解氧很低，所以在處理滲濾液方面，大多是作為后續處理的預處理。

3、厭氧、好氧的聯合處理模式

在用生物法處理垃圾滲濾液的實際應用中，單純的厭氧處理或好氧處理幾乎沒有，基本都采用厭氧好氧組合工藝。與好氧法相比，厭氧生物處理占地面積小、能耗少、操作簡單，因此投資及運行費用低廉；而且由于產生的剩余污泥量少，所需的營養物質也少，其BOD5/P只需40001，適合垃圾滲濾液含磷少的特點；對許多在好氧條件下難于處理的高分子有機物在厭氧時可以被生物降解。但是，厭氧處理出水中的COD濃度和氨氮濃度仍比較高，出水基本達不到排放標準，一般需要進行后續的好氧處理。利用厭氧好氧組合工藝處理垃圾滲濾液經濟合理且處理效率較高。Im等利用厭氧好氧反應系統來處理年輕的滲濾液中有機物和含氮化合物，脫氮作用和甲烷生成均可在厭氧反應器中進行，有機物去除和硝化作用在好氧反應器中進行，效果良好。

結語：

城市填埋場在進行垃圾處理的過程中會產生一些性質復雜、污染性較強的滲濾液，且地理區域、地質結構、水環境、氣象、垃圾成分等條件的差異，也對相應的技術選擇、工藝設計等提出了更加多樣化的要求。通過對生物處理技術的厭氧、好氧以及聯合技術的工藝分析，可以對技術應用的難點及優勢進行系統的研究，為滲濾液后續處理技術的深入研究夯實了基礎。

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