城市生活垃圾渗沥液处理工艺的探讨

张涵

北京朝京环保能源科技股份有限公司， 北京 100024

摘要：随着城市化的发展越来越好，城市生活垃圾渗沥液是指生活垃圾在填埋过程中由于垃圾中有机物质分解产生的水和垃圾中的游离水以及雨水渗透过垃圾层融入污染物质而形成的污水，是一种成分复杂的高浓度有机废水。其水质受垃圾成分、气候、水文地质、垃圾填埋时间和填埋方式等多方面因素影响。

关键词：城市生活；垃圾渗沥液；处理工艺

引言

城市生活垃圾填埋后产生的渗沥液是一种高浓度、强污染的有机废水。以渗沥液的产生为起点，介绍了垃圾渗沥液的主要特性及目前国内针对填埋场渗沥液处理的主流工艺流程，在详细分析了各工艺的技术原理及优缺点后，对未来城市垃圾渗沥液处理的发展提出了展望。

1垃圾渗沥液的产生及其特性

渗沥液组分差异很大，其水分主要来自垃圾自身带有的水分、填埋后生物发酵产生的水分、地下水及地表降水。较其他污染水体而言，垃圾渗沥液水质复杂，受垃圾成分、天气条件及填埋时间等条件的影响，一般具有以下几个特点：（1）污染物复杂且浓度超高。渗沥液中有机污染物种类繁多，色度大、浊度高，化学需氧量，无机盐，氨氮含量高于普通污染几个数量级，普通生物处理技术难以达到理想的处理效果。（2）水质水量变化大。渗沥液水量受地形气候影响，一般雨季水量明显大于干旱时期。水质随填埋时间增长变化明显：填埋时间较短的渗沥液氨氮含量低，pH值较低，B/C值较大，可生物降解的有机物含量高，填埋时间大于5年的垃圾渗沥液pH值接近中性，氨氮含量增高，可生物降解性差，处理难度显著增高。

2垃圾渗沥液的处理技术

2.1传统生物处理+辅助物化处理

早期国内渗沥液处理多用传统生物处理+辅助物化处理的工艺，其处理工艺主要以厌氧生物处理与好氧生物处理相结合再加上辅助物化处理(混凝、沉淀、活性炭吸附、臭氧氧化、化学沉淀、离心分离、化学氧化、化学还原、气提及吹脱等)的方法，目前在国内已有许多工程实例。某生活垃圾填埋场渗沥液处理站处理规模600m3/d，采用工艺“UASB+氨吹脱+CASS+混凝气浮”的处理工艺，出水CODcr=200～300mg/L，BOD5=50～150mg/L，NH3-N=20～25mg/L，可达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889—2002)二级标准。然而《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889—2017)颁布实施后，采用更严格的排放标准，仅仅依靠生化+简单物化处理的工艺已无法满足要求。

2.2单纯膜处理工艺

近几年以来，国内开始采用两级碟管式反渗透(DTRO)来处理垃圾渗沥液。碟管式(DT)的膜片膜柱为专门用于处理高浓度污水的膜分离设备。膜柱由导流盘和膜片叠放组成，膜柱内的流道为开敞式，垃圾渗沥液经预处理达到表1进水要求后可直接进行处理。

表1碟管式反渗透进水要求

两级碟管式反渗透产水可达《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889—2017)一般地区标准外排，其工艺流程如图1。

采用该工艺的难点是浓缩液的处理问题，目前浓缩液处理的方法主要有回灌、焚烧、固化、蒸发、干燥和化学氧化等方法。焚烧和蒸发法处理浓缩液投资大，多用于有多余热源地方；固化和化学氧化运程成本较高，应用很少，目前国内外采用最多的是回灌法。但伴随浓缩液的回灌，渗沥液中无机盐日益累积，使渗沥液电导率升高，不利于系统的正常运行。某垃圾填埋场2017年建成两级碟管式反渗透系统处理垃圾渗沥液，一级反渗透产生的浓缩液回灌到填埋场，表2为其出水水质情况。

表2两级反渗透(DTRO)出水水质情况

从表2可以看出两级DTRO处理工艺出水可以满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2017)一般地区标准要求，但仍存在问题。DTRO系统无法从根本上彻底分解渗沥液中的污染物质，处理后产生的20％～60％的浓缩液回罐处理难度较大。

3.3生化处理+膜处理工艺

我国开始采用生化法和膜处理工艺相结合的处理工艺“膜生物反应器(MBR)+纳滤(NF)/反渗透(RO)”。膜生物反应器(MBR)是采用膜替代传统活性污泥法中的二沉池，经过生物反应后的混合液通过微(超)滤膜净化分离，混合液中粒径＞0.02μm的颗粒、悬浮物等被截留，返回生物反应器。硝化反应中的硝化细菌、亚硝化细菌均为自养型细菌，世代时间长，生长非常缓慢，需要相对较长的SRT来积累足够的微生物，以达到基本完全硝化的目的。MBR可实现HRT与SRT的完全分离，使生化反应器内的污泥浓度从3～5g/L提高到10～20g/L，从而提高了反应器的容积负荷，使反应器容积减小。污泥龄的延长，使渗沥液中的氨氮得到较充分的硝化，硝化后的渗沥液以6～9倍的回流量回至反硝化池完成生物脱氮。同时由于生物过程的放热性以及曝气鼓风机和泵产生的能量，采用较小的曝气池可以把温度提高至30～35℃，能增强生物活性并降低出水粘度。膜生物反应器(MBR)的出水进入纳滤(NF)/反渗透(RO)，纳滤和反渗透的产水混合排放，通过NF/RO截留那些不易降解的腐殖酸类物质，使出水稳定达标。NF/RO的浓缩液回灌处理，处理采用NF/RO结合处理，可使部分一价盐随NF产水排出，避免一价盐在垃圾堆体内的积累。图2为典型的膜生物反应器(MBR)+纳滤(NF)/反渗透(RO)处理垃圾渗沥液的工艺流程。

某生活垃圾填埋于2018年建成，渗沥液处理规模为300m3/d，渗沥液处理工艺即采用的是“膜生物反应器(MBR)+纳滤(NF)/反渗透(RO)”，处理效果较稳定。表3为处理后出水水质。

表3MBR+NF/RO处理工艺出水水质情况

从表3可以看出膜生物反应器+纳滤(NF)/反渗透(RO)处理工艺出水能够满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2017)标准要求。

3我国垃圾渗沥液处理的发展方向

3.1处理工艺的多样化发展

垃圾渗沥液是一种水质水量差异巨大的有机废水，受气候地形的影响，针对不同类型及不同年限的渗沥液需要不同的处理。此外，垃圾渗沥液中氮含量超标，目前，依靠生化系统中硝化细菌及膜系统的截留作业对其处理效果不太理想，而单独的氨氮吹脱法及蒸发工艺则会大大提高运行成本，故多样化垃圾渗沥液处理工艺，真正实现零排放是未来渗沥液处理的一个重要发展方向。

3.2处理管理精细化

目前，我国垃圾渗沥液处理以出水达标排放为主要目的，运营管理及环境管理上仍处于相对扁平化模式，对渗沥液处理进行层次化、规范化、精细化管理能有效提高处理效率，减少运行成本，从而大大提高生产力，是未来垃圾渗沥液的必然发展要求。

3.3垃圾渗沥液的资源化利用

大多垃圾渗沥液水体成分复杂，各类重金属、有机物及氮氧化合物含量偏多，这些都为渗沥液资源化利用提供可能。通过选择合适的工艺提纯金属及有机化合物或使渗沥液中各类污染物转化为沼气、肥料，为工业、能源及农业领域的应用创作可能，是未来渗沥液处理的潜在发展可能。

结语

渗沥液作为一种污染物成分复杂、浓度高、变化范围大、可生化性差、营养元素比例失调的污水，采用传统的生物处理很难使渗沥液处理出水达标；单一的反渗透工艺浓缩液处理难度大；而膜生物反应器(MBR)+纳滤(NF)/反渗透(RO)作为适应新标准的成熟工艺值得在工程中运用。

参考文献

[1]刘占孟，徐礼春，赵杰峰，等.新型高级氧化技术处理垃圾渗沥液的研究进展[J].水处理技术，2019（1）：7-12.

[2]艾恒雨，孟棒棒，李娜，等.我国垃圾渗沥液膜浓缩液处理现状与污染控制建议[J].环境工程技术学报，2019，6（6）：553-558.