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城市生活垃圾滲濾液處理技術(shù)探討。
隨著中國城市化的發(fā)展，城市固體廢物總量每年以10%左右的速度增長。據(jù)估計，到2030年，國內(nèi)城市固體廢物預(yù)計將達(dá)到4億噸。
我國大多數(shù)城市通常采用衛(wèi)生填埋方式，但垃圾滲濾液的處理已成為城市垃圾填埋場必須解決的問題。
城市垃圾填埋場排出的滲濾液中含有多種污染物。目前，城市生活垃圾滲濾液處理技術(shù)不斷改進(jìn)和創(chuàng)新。從安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境考慮，采用多組合工藝，使?jié)B濾液達(dá)標(biāo)，處理后安全排放。
一、滲濾液的來源和特點。
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1.滲濾液來源。
垃圾滲濾液主要來源于沉淀和垃圾本身的含水量。當(dāng)垃圾中的濕度水平超過其持水能力(即最大濕度，即垃圾中的多孔介質(zhì)含有最大量的水，以免造成水分滲透)時，就會產(chǎn)生滲濾液。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)垃圾含水量達(dá)到47%時，每噸垃圾可產(chǎn)生0.0722噸滲濾液。
在生活垃圾填埋場，滲濾液的因素和特點如下:
(1)直接降水:降水包括降雨，降雨是滲濾液的主要來源；
(2)地表水入滲:包括地表徑流和地表灌溉。具體數(shù)字取決于填埋場周圍的地形、覆蓋材料的類型和滲透性、場地的植被和排水設(shè)施的完善程度、地面灌溉和種植條件以及土壤類型。
(3)地下水:如果填埋場底部低于地下水位，地下水可能會滲入填埋場。滲濾液的數(shù)量和性質(zhì)與地下水和垃圾的接觸條件、接觸時間和流向有關(guān)。如果在設(shè)計和施工中采取防滲措施，可以避免或減少地下水的滲透。
(4)垃圾中的水分:隨固體垃圾進(jìn)入填埋場的水分，包括固體垃圾本身攜帶的水分和來自大氣和雨水的吸附量(儲水罐密封不好時)。垃圾攜帶的水有時是滲濾液的主要來源之一。
(5)覆蓋材料中的水分:帶覆蓋材料進(jìn)入填埋場的水量與覆蓋材料的種類、來源和季節(jié)有關(guān)。覆蓋材料的含水量可以通過保水能力來反映，即克服重力后可以保留在介質(zhì)孔隙中的水的體積與覆蓋材料總體積的比率。砂的典型持水量為6%~12%，粘土的典型持水量為23%~31%。
(6)有機(jī)物分解產(chǎn)生的水:填埋場垃圾中有機(jī)物好氧、厭氧分解產(chǎn)生的水，其產(chǎn)量與垃圾的成分、PH值、溫度、菌種有關(guān)。
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2.滲濾液的特性。
在垃圾填埋中，垃圾成分復(fù)雜、垃圾分解、降水、地表水、地下入滲、灌溉和廢液、氣候條件等綜合因素產(chǎn)生的滲濾液量是不同的。
同時，隨著填埋年限的增加，滲濾液在垃圾場停留的時間越長，滲濾液的各項水質(zhì)指標(biāo)也會有較大的變化。滲濾液的PH值一般在4-9之間，CODcr在2000-62000毫克/升之間，BOD5在60-45000毫克/升之間，NH3-N在300-4000毫克/升之間..
二、垃圾滲濾液處理中的主要問題。
垃圾滲濾液處理中存在的主要問題是:隨著填埋時間的延長，垃圾滲濾液中NH3-N的濃度會相應(yīng)增加。
高濃度的氨氮必然會導(dǎo)致垃圾滲濾液中碳氮失衡，從而抑制滲濾液生化處理中的微生物。
生活垃圾滲濾液的BOD5/CODCr比值一般為0.05~0.2，可生化性較差，滲濾液中含有一些難生物降解的腐殖酸等大分子物質(zhì)。
對于“老化”填埋場中的垃圾滲濾液，生化處理后的CODCr通常保持在500~800mg/L左右的范圍內(nèi)，只有經(jīng)過額外的深度處理才能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
目前，先進(jìn)的處理技術(shù)主要是物理和化學(xué)方法，主要包括吸附、混凝沉淀、膜處理技術(shù)和其他常見的技術(shù)方法。
有毒有害物質(zhì)如果被生物體吸收，會引起生物體內(nèi)分泌、神經(jīng)、免疫系統(tǒng)功能異常，產(chǎn)生“三因”等致癌性生物效應(yīng)。因此，單一的處理技術(shù)效果并不理想。
三、滲濾液處理技術(shù)介紹。
目前，垃圾滲濾液的常用處理技術(shù)有:
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1.生物處理技術(shù)。
生物處理大致可分為厭氧生物處理和好氧生物處理。
（1）厭氧生物技術(shù):在厭氧生物處理裝置中，滲濾液中復(fù)雜的有機(jī)分子被產(chǎn)甲烷菌轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，產(chǎn)生少量需要處理的污泥。同時具有能耗低、運行成本低、營養(yǎng)成分少的優(yōu)點。成熟的工藝包括厭氧過濾器、升流式厭氧污泥床(UASB)、高效厭氧反應(yīng)器(UBF)等。
（2）好氧生物技術(shù):好氧生物處理方法包括活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤、滴濾塔和氧化塘等。對于BOD5/CODcr比值遠(yuǎn)高于0.5的早期滲濾液，有大量的脂肪酸易于生物降解，因此好氧系統(tǒng)非常有效。但隨著填埋時間的延長，高濃度的NH3-N影響微生物的活性，CODcr濃度仍在500~2000mg/L之間，降低了處理效果，難以達(dá)到正常的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
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2.物化處理技術(shù)。
物化處理的主要目的是去除滲濾液中有毒有害的重金屬離子和NH3-N。雖然物理和化學(xué)處理不能完全替代生物處理，但可以采用混凝、吸附、汽提和電化學(xué)氧化等方法作為預(yù)處理或深度處理，從而為滲濾液達(dá)標(biāo)排放和生物處理系統(tǒng)的有效運行創(chuàng)造有利條件。
但是化學(xué)氧化的處理效果不穩(wěn)定。活性炭吸附法適用于有機(jī)物含量高的廢水，活性炭污染嚴(yán)重，再生困難，運行成本很高，可行性低；混凝沉淀法對有機(jī)物的去除率不高；吹脫法只能去除廢水中的氨氮。因此，物化處理技術(shù)針對性強(qiáng)，處理效果單一。
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3.膜技術(shù)。
膜技術(shù)包括微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(ro)等。膜技術(shù)的發(fā)展是在滿足人們對水處理需求的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展的，但是隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重和水資源的嚴(yán)重短缺，膜技術(shù)已經(jīng)成為污水處理和回用的實用技術(shù)。
二級處理后的深度處理常采用膜法，常規(guī)深度處理采用微濾(MF)和超濾(UF)代替沉淀、過濾、吸附和殺菌。納濾(NF)和反滲透(RO)用于水的軟化和脫鹽。
但由于膜技術(shù)不能降解和消除污染物，會產(chǎn)生更難的濃縮液。
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4.土地處理技術(shù)。
土地處理技術(shù)是利用土壤、微生物和植物組成的陸地生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)機(jī)制和污染物的綜合凈化功能來處理垃圾滲濾液。
污染物通過物理過濾、吸附、揮發(fā)浸出、化學(xué)分解轉(zhuǎn)化、植物吸收和微生物降解吸收等方式去除。
城市垃圾填埋場滲濾液的土地處理方法有人工濕地和回灌兩種。但滲濾液的土地處理受氣候條件影響較大，一般適用于蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量的地區(qū)。
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5.蒸發(fā)處理技術(shù)。
滲濾液蒸發(fā)過程是利用外界能量將滲濾液中的水分蒸發(fā)掉，使?jié)B濾液的體積大大減小，得到的濃縮液固化后可以進(jìn)行回灌或填埋。
滲濾液蒸發(fā)過程對滲濾液性質(zhì)的變化不敏感，容易適應(yīng)滲濾液性質(zhì)的變化，包括生化需氧量、化學(xué)需氧量、懸浮物、溶解固體和進(jìn)料溫度。一般來說，滲濾液蒸發(fā)系統(tǒng)只對pH值敏感，這取決于制作蒸發(fā)器所用材料對酸性滲濾液的耐腐蝕性。
目前開發(fā)的蒸發(fā)器有三種類型:熱交換器型、浸沒燃燒型和噴淋型。
四、滲濾液處理工藝的選擇。
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1.對于水質(zhì)成份復(fù)雜的滲濾液，不可能采用單一的處理單元完成滲濾液的全面處理過程，必須是以一種主體工藝配套相應(yīng)技術(shù)組合。
因此，從污染負(fù)荷去除的經(jīng)濟(jì)角度，合理選擇主體工藝和配套技術(shù)是本項目工藝路線流程選定的關(guān)鍵。
滲濾液最大的污染負(fù)荷還是有機(jī)物和氨氮，相比之下，生化處理還是針對高濃度有機(jī)物和氨氮去除最為經(jīng)濟(jì)的工藝，而蒸發(fā)技術(shù)則是單位處理投資及處理成本最為昂貴的單元，膜處理技術(shù)則介于二者之間，但是國內(nèi)已經(jīng)進(jìn)行的相關(guān)試驗基本認(rèn)定單一的膜處理技術(shù)不太適宜運用于滲濾液直接處理。
據(jù)調(diào)查，在相同建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)條件下，滲濾液處理生化單元的單位投資約為4萬元/噸左右，加上后續(xù)的膜處理深度處理，整個處理系統(tǒng)單位投資大約為8～10萬元，而根據(jù)國外專業(yè)公司報價，蒸發(fā)處理系統(tǒng)的單位投資則高達(dá)12萬元以上。
2.滲濾液處理工藝的選擇
（1）滲濾液處理工藝的組成：厭氧型調(diào)節(jié)池+混凝反應(yīng)沉淀池+MBR處理系統(tǒng)+納濾+反滲透過濾系統(tǒng)。
膜生物反應(yīng)器工藝(MembraneBioreactor，MBR)是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型污水處理技術(shù)，也稱膜分離活性污泥法。它利用膜分離組件將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)和降解。
（2）膜截留了反應(yīng)池中的微生物，使用池中的活性污泥濃度大大增加，使降解污水的生化反應(yīng)進(jìn)行的更迅速、更徹底;
（3）由于膜的過高濾精度，保證了出水的清澈透明從而省掉了第二沉池。
（4）膜生物反應(yīng)器工藝通過膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有生化效率高、抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長、易實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點，是目前最有前途的污水處理新技術(shù)之一。
MBR工藝首先通過高效生化過程去除易降解有機(jī)物和氨氮，然后通過膜技術(shù)過濾難降解有機(jī)物，同時，讓鹽分通過而排除，既利用了生物處理和膜技術(shù)各自的優(yōu)點，又避免了單純反滲透的缺點。
3.處理工藝的原理
（1）垃圾填埋區(qū)產(chǎn)生的垃圾滲濾液經(jīng)專用的收集管道匯入調(diào)節(jié)池，對調(diào)節(jié)池進(jìn)行組合工藝介紹加蓋，形成調(diào)節(jié)池內(nèi)部的厭氧環(huán)境，目的是通過厭氧反應(yīng)降低滲濾液水中有機(jī)物含量。
（2）在遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)池進(jìn)水端設(shè)有泵房，通過泵房內(nèi)設(shè)置的污水泵將滲濾液提升至混凝反應(yīng)沉淀池，降低滲濾液中的懸浮物，最后，送入MBR反應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由反硝化池、硝化池、管式超濾膜組成，滲濾液污水依次經(jīng)過反硝化池、硝化池處理，然后用泵抽入管式超濾膜進(jìn)行泥水分離，截留下來的污泥回流至反硝化池。
五、結(jié)束語
城市生活垃圾填埋場滲濾液作為一種可生化性差、氨氮濃度高、有毒有害成分復(fù)雜的有機(jī)廢水，僅僅采用單一的預(yù)處理技術(shù)效果并不理想，應(yīng)依據(jù)填埋場滲濾液的水質(zhì)、水量兩個顯著特點，采用與其相適應(yīng)的組合工藝，與處理后循環(huán)利用用途相結(jié)合，選擇適宜的處理垃圾滲濾液的良好方案。
污水處理設(shè)備
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