生活垃圾渗滤液处理方法研究

何佶

摘 要：以某城市的城市集中垃圾站的垃圾渗滤液处理方法为研究样本，研究了不借助任何智能设备对城市垃圾站的垃圾渗滤液进行有效管理的方法。通过SAR有机质的可逆水合交联反应，可使SAR较长时间地重复使用，有效降低了城市垃圾渗滤液的管理成本。该系统仍需要对现有垃圾池进行一定程度改造后，才可以实现对垃圾渗滤液的有效控制。

关键词：生活垃圾；渗滤液；空气污染；土壤污染

中图分类号：X703 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.075

垃圾渗滤液是城市垃圾处理站面临的较严重的问题，垃圾渗滤液的溢流现象导致大部分城市垃圾站的空气污染和土壤污染较为严重。此外，受到垃圾渗滤液影响较严重的城市垃圾站的蚊虫滋生现象较为严重，已成为城市的防疫重点单位。渗滤液处理中试装置工艺流程如图1所示。

1 需求分析

目前，城市均实现了间隔不超过50 m的居民区垃圾站和不超过1 000 m的城市垃圾集中站。居民区垃圾站的垃圾渗滤液问题可造成居民区内的蚊虫滋生，且垃圾渗滤液发酵后的气味对居民区生活环境的影响较大。城市集中垃圾站一般设置在次要道路路边，但因垃圾车会进出通道，次要道路的宽度仍然需要支持双车道错车。因此，其道路通行能力较强，车辆压过溢流到道路上的渗滤液时，可能会造成打滑失控。同时，城市集中垃圾站垃圾渗滤液的气味可能飘散200 m以上的距离，会对周边居民的生活造成不利影响。

本文研究的城市拥有11个城市集中垃圾站，其中，日处理垃圾15 t的垃圾站有6个；日处理垃圾30 t的垃圾站有4个；日处理垃圾45 t的垃圾站有2个。以上垃圾站平均每日析出的渗滤液量可达60 t，对城市环境的污染是直接的。采用本文提出的研究系统后，以上60 t垃圾渗滤液可得到彻底治理。垃圾渗滤液日均产生量如图2所示。

本文研究的处理系统可对渗滤液进行收集和固化，方便垃圾渗滤液的处理。固化材料应可重复使用，因此，逆水合处理系统也是本文的设计需求。计划采用SAR作为水合物，使用加热蒸发法析出大部分水分，并对水中的杂质进行固化。采用洗涤和重熔两步操作，使含有较多杂质的SAR实现二次复用。

2 底部水合材料的设计

城市垃圾以生活垃圾为主，据统计结果显示，每吨生活垃圾的渗滤液平均渗出量约为200 kg，渗滤液杂质浓度约为2%，含水量为98%.日处理15 t生活垃圾的城市集中垃圾站渗滤液渗出量约为3 t。

本文的设计目标是使垃圾站的渗出液不论在何种情况下均不会发生渗流，从而有效减少垃圾站的异味和蚊虫。高吸水性树脂（简称SAR）是一种典型的功能高分子材料，能吸收其自身重量百倍甚至千倍的水，并具有很强的保水能力，又称为超强吸水剂或高保水剂。从化学结构上看，高吸水性树脂是具有许多亲水基团的低交联度或部分结晶的高分子聚合物，其吸水原理方程为：

Q3/5=[（i/2VuS×1/2）×2+（1/2-x1）/V1]/（Ve/Vo）. （1）

SAR经过翻晒后，水分会直接变为水蒸气进入大气，处理方式较为简单，其他挥发分的挥发较少。因此，本文通过在垃圾站池底洒入SAR粉末进行水分吸收，进而通过翻晒的方式对SAR粉末进行还原。

3 水合材料的还原机制

SAR的熔点约为208～212 ℃，因此，辅助加热法快速挥发SAR水合的水分是较好的选择。采用油导温控法，将还原铁板支撑成15°，并采用小功率震动槌的方法使斜角振动，SAR颗粒滚下过程中可得到充分蒸发。

通过试验，在200 ℃的加热条件下，当SAR滑落距离超600 mm时，其蒸发过程基本充分。因此，本文坡道的设计长度为600 mm。

因每吨SAR的吸水量可达到14 t，所以，本文系统计划使用0.3 tSAR作为吸水材料，每天吸附杂质量达到0.06 t，5 d后，使用SAR的杂质含量达到50%.此时，可对SAR进行更加深入的加工，以实现其复用。

SAR深入处理方法采用两步处理法进行，首先通过水洗去除大部分水溶性杂质，处理溶液直接排入污水处理厂1#沉淀池；采用220 ℃的高温对SAR进行再熔和重新粉碎。经过上述两步处理的SAR的杂志含量基本小于1%，可达到复用的水平。

4 系统中存在的问题及处理方法

本文中提出的系统需要将SAR直接铺垫在沉入式垃圾箱的池底，池底空间高度普遍为200 mm左右，长度一般为5.2 m，宽度一般为1.7 m。在此情况下，可供SAR膨胀的空间只有1.768 m3，而SAR干燥的时比重一般为0.3，在此容积下，0.3 tSAR的容积已达到了1.0 m3，其饱和膨胀率12.5倍的空间无法实现。

为了解决上述问题，将池底下卧350 mm，使现有空间达到4.862 m3，但仍然不能满足0.3 tSAR的完全吸水膨胀。但继续深挖会影响垃圾池的可维护性。因此，沿垃圾池走向开挖了深1.0 m，宽0.5 m的吸水槽，对垃圾池进行了彻底的底部改造。洗水槽为垃圾池提供了额外5.2 m3的空间。此时，系统的吸水膨胀空间达到了10.062 m3，基本可满足0.3 tSAR的膨胀需求。

此外，SAR的后期处理场地问题同样亟待解决。如果完全在垃圾站进行处理，虽然蒸发还原过程较容易实现，但洗涤污水的排放和重熔设备的布置中仍存在问题；如果完全运输到距离污水处理厂较近的SAR处理车间进行处理，则会增加SAR的在途量，导致运行成本增加。

为了解决上述问题，在每个垃圾站布置SAR蒸发设备1套，用于本垃圾站的SAR处理，此过程可以在每天更换垃圾箱时进行。杂质含量较多的SAR由垃圾站管理员申请，并由上级单位负责安排更换该垃圾站的SAR，将杂质SAR运送到距离污水处理站较近的SAR处理车间进行后期处理。通过不同层次结构的SAR处理，可使SAR的循环利用路径更加科学。

5 结束语

通过研究，使用三步复用处理的SAR垃圾渗滤液管理系统在没有使用任何现代化智能设备的基础上，有效推进了智能城市的发展，且该系统在整合使用后期可有针对性地升级。目前，SAR系统可与环保OA系统对接，从而使SAR系统更加智能化地运转。智能城市并不是指在城市中部署足够多的智能电子设备，而是指使城市更加健康。

参考文献

[1]代晋国，宋乾武，张玥，等.新标准下我国垃圾渗滤液处理技术的发展方向[J].环境工程技术学报，2011，5（05）：118-120.

[2]时晓宁，王淑莹，孙洪伟，等.SBR工艺处理垃圾渗滤液研究及应用现状[J].水处理技术，2009，2（02）：66-67.

〔编辑：张思楠〕