谈垃圾填埋场渗滤液处理设计

2013-08-15沈宏

山西建筑 2013年28期

沈宏

(山西省世界遗产和风景名胜区监管中心，山西太原 030013)

0 引言

目前，我国城市生活垃圾主要处置方法是卫生填埋和焚烧。其中，卫生填埋方式在我省使用更加广泛，在填埋阶段以及填埋场封场后期会产生大量垃圾渗滤液，渗滤液易于渗透进入未经防渗处理的岩土层和表土层，向周围水体扩散重金属离子等污染物，然而，不论自然界自净能力有多大，势必还有一部分污染物，尤其是某些难降解重金属，当超过介质的环境容量之后一定会继续向外迁移。重金属离子浓度高，垃圾渗滤液中含有的铜、铁、锌、铬、镉、铅等重金属离子浓度是一般生活污水的上百倍，如何高效经济地检测分析和处理好垃圾渗滤液，是摆在环境工作者面前的一项严峻任务。目前采用的处理方法如:物理法、化学法、生物法对于垃圾渗滤液特别是中晚期垃圾渗滤液的治理都还存在各种缺点，且垃圾渗滤液的处理成本都要远高于一般生活污水和工业废水的处理成本。本文进一步采用ICP-AES技术检测并分析重金属的类别与浓度，并结合国内外最新研究讨论现行垃圾渗滤液处理新技术。

1 工程概况

以我省某个无害化垃圾处理填埋场为例，该场距离市区约13 km，垃圾日处理量为210 t/d～240 t/d，除运走的一部分，剩下的都在调节池内进行暂时储存，池内不大，容纳渗滤液的量有一定限制，而且雨天的时候还会溢出敞口设计的池口。要保证所有的渗滤液在处理上都能够达标，不会再一次受到污染，对渗滤液进行处理的相关工程是紧急需要的。在对生活相关垃圾进行填埋的场所中，水的质量和多少有很大的变化且渗滤液受到高浓度的污染。渗滤液中除CODCr，BOD5，NH3-N等污染物指标严重超标外，还有卤代芳烃、重金属和病毒等污染。所以不妥善的对渗滤液进行处理，那么会严重的污染到地面以及地下相关水源，对居民们的健康造成威胁。建立渗滤液相关的处理站不但能对这个问题进行有效的解决，还能够将人们的生活水平的整体质量进行提高。根据当地实际，该处理厂设计渗滤液处理规模300 m3/d，并在垃圾场内为渗滤液处理设施预留了空地，并配备了水电等设施。

2 垃圾渗滤液处理新技术研究

2.1 吸附法

将锯末、活性炭、沸石、废旧报纸加入到厌氧填埋的生活垃圾中，可吸附垃圾中的污染物质，对它们的吸附能力比较发现，锯末和活性炭能够较好地吸附渗滤液中溶解的重金属离子如铜离子、镉离子和铅离子，从而降低填埋初期渗滤液中的重金属离子浓度。研究结果表明，锯末对垃圾渗滤液具有减量作用的根本原因在于锯末具有很强的吸附能力。在锯末中的成分有一半以上都是由纤维素组成，它于降解的时候对垃圾层面里所存在的水分进行了消耗，使得氢从所消耗的相关水分中转变到了甲烷里面，最终H2O里的氧分子转变到了CO2里面，至于降解流程里的锯末，根本就没有水分产生，反而对垃圾里的一些水分进行了消耗，对有机物的相关降解进行了协同作用。所以不管是对垃圾的降解进行加速，还是对渗滤液的相关产量进行减少，又或者是COD的减少等方面，站在综合的角度上看，垃圾相关填料中效果最好的就是锯末且成本比活性炭还要低，所以用锯末是最合适的。

2.2 交换法

本研究采用鸟粪石结晶法与膨润土组合处理垃圾渗滤液，主要利用了矿物的结晶效应。鸟粪石结晶由两个阶段组成，即成核阶段和成长阶段。成核阶段，组成晶体的各种离子形成晶胚。成长阶段，组成晶体的离子不断结合到晶胚上，晶体逐渐长大，最后达到平衡。垃圾渗滤液经过鸟粪石结晶法与膨润土组合处理后，COD由2 566 mg/L降到245 mg/L，同时，代表性重金属 Hg由0.305 mg/L降为未检出，出水可以达到国家二级排放标准。矿物法组合处理垃圾渗滤液中COD和重金属，主要发挥了矿物的结晶效应、表面吸附效应以及离子交换效应，类似于有机界生物处理方法。此外，鸟粪石是一种优质氮磷肥料，理论价格为198美元/t～330美元/t，具有很高的经济价值。针对中晚期垃圾渗滤液这一水处理难题，为矿物法提供了一条新的思路。

2.3 黏土固化注浆帷幕法

本研究采用仿真渗滤液经过防渗系统后进入地下水系统时重金属污染物浓度的变化规律可以看出，黏土固化注浆帷幕使重金属污染物在运移过程中，在水力梯度和浓度梯度作用下发生沉淀、扩散、吸附和转化，完成对渗滤液的污染控制。在填埋场设计使用的30年内，对单排孔注浆帷幕(L=200 cm)，对铅的阻滞率为97.6%，对镉的阻滞率为70.4%;若采用双排孔注浆帷幕(L=300 cm)，则对铅的阻滞率达到99.9%以上，对镉的阻滞率为94.5%。由此可知，黏土固化注浆帷幕具有良好地净化和阻滞重金属污染物的能力。

3 处理中存在的一些问题

1)对于北方地区，由于季节变化的因素，会对渗滤液产生较大影响，很多地区常年蒸发量大于降水量，我省垃圾处理厂针对这一问题，在雨季水量较大时，产生渗滤液的水量也较大，可以用管道把渗滤液先排入预留池中，待渗滤液蒸发到较少时，再进行处理，进一步节约处理成本。

2)渗滤液处理费用较高，较难处理且难以达到排放标准。渗滤液中含有大量的氨氮，特别是垃圾填埋的后期，即使采用生物处理工艺也很难满足排放标准，这样就造成填埋厂面临建设初期投资大，后期运行成本高的问题，受到资金的限制在我省难以推广。

4 生活垃圾的综合利用方法

1)对废纸等纸张的再次利用。节约木材资源最有效的办法就是对废纸的回收再利用。纸张上的用量随我国的需求正在逐年增加，但是目前回收率却不足三成，对资源造成了严重的浪费。据统计，1 t的废纸能够变为0.8 t好的纸张，经由榨糖所得到的废渣依然能够当作原料进行造纸，但是由于各种各样的因素而直接被当作垃圾进行处理，在浪费资源的同时也破坏了环境。

2)对用垃圾进行发电采取综合性的利用方式。用循环性质的流化床锅炉进行发电是垃圾发电中有着很好效果的一种。外国的很多地方很早就开始采用这种方式进行发电，我们国家实施之后也有不错的效果，1亿t=780 kWh。

3)把废弃了的塑料进行综合性质的利用。很大一部分被废弃了的塑料都是可以回收并且能够综合性的利用起来。根据大型城市里面每一天所产生的塑料型的垃圾的量进行统计，再经筛选，能够回收5成～8成，可得出每个月的回收量在800 t左右。在科学技术飞速发展的今天，回收的废弃塑料能够制作出更多的衍生产品(油漆、汽油等燃料油、润滑油等等)，还能够对一些包装相关用品木材，或者建材方面的材料进行制作等等。

4)对废弃金属进行综合性的利用。这一类在城市垃圾里面占的比重不多，如果是1%，也就是说1亿t里面至少有100万t是废金属类，能够用来炼钢，如此可以节省不少原料和资源，尤其是采矿中的废弃物，应该积极的利用起来。