垃圾渗滤液处理技术综述

佘健 彭聃（中南安全环境技术研究院有限公司湖北武汉430051）

垃圾渗滤液处理技术综述

佘健 彭聃
（中南安全环境技术研究院有限公司湖北武汉430051）

垃圾渗滤液成分复杂、浓度高、种类多、营养元素比例失衡、随时间变化其组成和浓度也会改变。不妥善处理会污染环境。为此，本文简要介绍渗滤液处理的一般工艺和新工艺，重点针对脱氮过程进行了论述。最后，对各工艺做了结论与展望。

垃圾渗滤液；处理现状；新工艺

前言

随着我国工业和城市迅速发展，垃圾总数总量的速度增至每年10%以上，到2030年我国城市生活垃圾预计超过4亿t[1]。垃圾卫生填埋产生的渗滤液是高浓度有机废水，需引起重视并妥善处理。国家环境保护局对生活垃圾填埋场排放水中污染物进行了特别限制，对污染物如CODcr、氨氮等的排放要求更为严格，其中《生活垃圾填埋场污染控制标准》对总氮排放要求是质量浓度小于40mg/ L。所以，目前的垃圾渗滤液处理技术必须与时俱进，从经济效率环境多方面考虑，使渗滤液处理后达标安全排放。

1 垃圾渗滤液传统处理技术

1.1 物理化学处理技术

物化处理大多用于预处理，水质水量变动对其影响不大，出水水质比较稳定。吹脱、电化学氧化、混凝沉淀、吸附等是常用的物理化学方法。

吹脱法常用来处理氨氮，作为前期处理，陈建[2]用吹脱塔对高浓度氨氮的渗滤液进行吹脱实验，氨氮去除效率可达94%。电化学氧化法去除其氨氮，渗滤液中氨氮能完全去除，氨氮优先去除后COD的去除率明显增大。混凝常作为预处理，易操作且较为经济，对于含大量有机物，且大多是高分子腐殖质物质的渗滤液来说，混凝是经济可行的。唐小伟[3]通过制备的改性膨润土，可吸附去除渗滤液中重金属Cr、Ni等，其去除率分别为93.6%、95.2%。

1.2 生物处理技术

1.2.1 厌氧生物处理技术

其方法主要有：上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧生物滤池（AF）、厌氧接触法、厌氧折流板反应器（ABR）等。UASB是一种新型高效的厌氧生物处理器，它可以形成高浓度的颗粒污泥床，因而具有比其他的厌氧反应器更强的处理能力。渗滤液经过厌氧滤池后，COD去除高达90%。厌氧折流板反应器(ABR)是一种新型两相厌氧反应器，其处理混合污水，COD/BOD5可由0.2-0.3提高至0.4-0.6[4]。

1.2.2 好氧生物处理技术

好氧稳定塘是浅塘，水力停留时间较短，降解有机物速率快、处理程度高。英国BrynPosteg垃圾填埋场投入运行了一座曝气氧化塘，COD去除率达97%，平均出水BOD5为24mg/L。相较于活性污泥法受水质水量变化影响大，生物膜法有较强的抗水量和水质冲击负荷，硝化效果较好，更为实用。J Dollerer采用续批式生物膜反应器，在12小时为一个运行周期的条件下，取得了平均68%的COD去除率[5]。

1.3 土地处理技术

回灌法，渗滤液积累到一定程度后喷灌回填埋场，由于喷灌过程中的蒸发作用，使渗滤液体积减小。而且增加了湿度，提高生物活性，可加速废物分解。人工湿地，陈玉成等人[6]利用土壤和芦苇湿地对渗滤液进行实验，提出的设计参数为水力负荷0.10cm/d，停留时间7.7天。如果进水COD为400mg/L左右，其出水可达标排放。

1.4 组合工艺处理技术

垃圾渗滤液与实验室预先配置用于实验的污染物不同，一般采用单一工艺技术很难将渗滤液中的污染物质进行有效地去除。当前对渗滤液多采用多种工艺搭配使用。赵庆良等[7]利用铁屑和颗粒活性炭(GAC)构成腐蚀电池反应，COD、TOC的去除率分别可达到70.8%、59.6%。预处理+生物处理+物化处理的组合工艺，预处理为混凝气浮，提高渗滤液的可生化性，物化处理为混凝吸附过滤，对出水进行深度处理，使其达标排放。

总的来说，组合工艺适合不同水质的渗滤液处理，但是组合工艺一般需要物化的预处理，这直接增加了处理成本，单一的生物处理达不到标准，并且若是要进一步脱氮，必需外加碳源，成本会升高。

2 垃圾渗滤液处理新工艺

2.1 短程硝化反硝化工艺

短程硝化反硝化生物脱氮工艺要点是将氨氮转化为亚硝态氮后，直接进行反硝化，最终生成N2。相较于全程硝化，可减少曝气和反应时间。李军等[8]为实现短程硝化，主要考察了DO和温度对氨氮去除和亚硝态氮积累的影响，DO浓度为2mg/L时最为合适，适宜温度为25-30℃，在此条件下亚硝化反应速率为83%，氨氮去除率为85%。吕斌等对象实验是晚期垃圾渗滤液，其氨氮浓度高，可生化性低，采用短程硝化降低氨氮含量，实验探讨影响短程硝化的因素，结果是控制短程硝化实现的关键点是DO。最佳条件时，可去除96%的氨氮,亚硝态氮积累率大于96%。

SBR工艺的短程硝化是国内学者的研究焦点，适当的温度和较大pH值会抑制硝酸菌的生长，从而有利于亚硝态氮的积累。在C/N一定的情况下提高TN的去除率，减少污泥产生。

2.2 厌氧氨氧化工艺

荷兰Delft工业大学的研究人员发现在厌氧的条件下发生了氨氮的消失。通过长时间的研究发现，亚硝态氮和氨氮可发生反应，生成了氮气和硝态氮。其生物反应过程如式(1)所示。

比利时Gent大学开发出OLAND工艺，该工艺首先在限氧条件下将一般氨氮氧化为亚硝态氮，然后亚硝态氮与氨氮生成氮气。厌氧氨氧化菌是自养细菌，在脱氮过程中不需要添加碳源。由于厌氧氨氧化菌的世代时间较长，因此其启动和驯化的时间很长，这对于工程实际应用是个严重挑战。有机物对厌氧氨氧化菌影响大，在应用厌氧氨氧化工艺脱氮之前，必须对污水中的有机物进行有效地去除。

厌氧氨氧化反应主要有两种：一种是一段式，也就是厌氧氨氧化和短程硝化在一个反应器中完成。例如采用生物膜反应器。另一种是两段式，也就是厌氧氨氧化和短程硝化分别在两个反应器中进行。两段式最典型的工艺是Sharon-Anammox工艺。Sharon工艺是一种典型的亚硝态氮生成装置，目前己有生产规模运行。MarcStrous等人对厌氧氨氧化反应研究结果表明，在固定床和流化床中均可以实现厌氧氨氧化反应，其氨氮的去除率分别高达88%和84%，而亚硝态氮几乎完全去除。

3 结论与展望

对于垃圾渗滤液的处理，物理方法和化学方法都能取得相对不错的效果，但用这两种方法处理，除了价格很高外，能耗相对来说也较高。因此，在确切的操作中，物化处理方法通常用作预处理方法，有时也会与其他工艺联合使用。厌氧法的优势在于它具有很多优点，但其出水有机物和氮浓度一般相对来说还较高，直接排放来说，通常并不能达标，因此需要与好氧工艺联合使用。老龄垃圾渗滤液C/N质量比很低，有机物属于难生物降解的有机物，这对自养的厌氧氨氧化菌没有什么很大影响，因此，采用短程硝化联合厌氧氨氧化技术脱氮是非常合适的，此方法不仅经济效益高，而且效率也很高。每一种处理方法都有其侧重点，应根据实际废水特性及处理成本等综合选用工艺。

[1]宋晓岚.城市垃圾处理与可持续发展[J].长沙大学学报,2001；15(4):36～40.

[2]陈建.吹脱法处理垃圾渗滤液中高浓度氨氮的主要影响因素[D]．环境科学与管理,2012:129-130.

[3]唐小伟.改性膨润土处理城市垃圾渗滤液中重金属的研究[D]．2014:14-17.

[4]沈耀良，王宝贞，杨铨大，等．厌氧折流板反应器处理垃圾渗滤液混合废水[J].给水排水，1999，15(6): 10-12．

[5]Dollerer J,Wilderer P A.Biological treatment of leachates from hazardous waste landfills using SBBR technology[J].Water Science and Technology,1996,34 (7/8):437-444．

[6]陈玉成，玉成，陈小龙，等．城市生活垃圾渗滤液土地处理模拟研究[J]．城市环境与生态，2001,14(2):19-21．

[7]赵庆良，王建芳，等．高级氧化-生化组合工艺处理垃圾渗滤液的研究[J]．黑龙江大学自然科学学报，2007, 24:701-711．