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上海生活垃圾填埋場滲濾液的處理及利用方法研究
欄目：公司動態 發布時間：2021-11-28 07:50:45
生活垃圾填埋場滲濾液的處理及利用方法研究
近年來，隨著我國生態環境保護的逐步加強，生活垃圾填埋場滲濾液處理工藝不斷進步和完善。垃圾滲濾液具有嚴重的污染性，實現垃圾滲濾液資源化利用具有十分可觀的經濟價值和社會效益。根據我國生活垃圾滲濾液特征，單純采取某一種處理技術無法達到廢水排放標準，因此還要采取組合式處理工藝實現生活垃圾填埋場滲濾液的有效處理，進而實現垃圾滲濾液的資源化利用。
1 生活垃圾填埋場滲濾液概述
1.1垃圾滲濾液的產生
簡單來講，垃圾滲濾液就是垃圾產生的廢水，并且這些廢水是由多方面因素形成的。首先，降雨或降雪會造成大量水分散布于地表，部分降水匯集在垃圾填埋場內，由此產生大量垃圾滲濾液。其次，生活垃圾本身含有大量水分，在堆存過程中，水分會不斷聚集和滲透，由此產生垃圾滲濾液。再次，填埋場內生活垃圾中的有機物質會發生分解反應，這個過程也會產生水分。最后，生活垃圾填埋后會發生降解，并產生一定的空隙，導致地下水不斷滲透到垃圾內，其間也會產生垃圾滲濾液。
1.2垃圾滲濾液的特征
生活垃圾填埋場滲濾液作為一種成分復雜且污染性強的有機廢水，具有十分鮮明的特征。其一，垃圾滲濾液水質是不可逆變化的。隨著垃圾填埋場投用年份的不斷增長，滲濾液中的化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)會不斷降低，但氨氮含量一直處于較高水平，因此垃圾滲濾液的組分比例嚴重失衡。其二，產水量不穩定。受氣象因素及地理環境的制約，滲濾液在一年四季中所產生的數量存在很大差異，這在一定程度上影響了相關處理工作的正常開展。其三，水質成分復雜。研究表明，垃圾滲濾液含有60多種有機污染物，并含有致癌物，對人類生活環境有嚴重危害。
2 生活垃圾填埋場滲濾液的社會危害
2.1水源質量不斷下降
水資源匱乏是我國目前社會發展面臨的重要難題之一，隨著城市規模的不斷擴張，以往偏遠的生活垃圾填埋場離人們生活區域越來越近，因此垃圾滲濾液對城市用水造成的污染也愈加凸顯。與普通生活污水不同，垃圾滲濾液的氨氮濃度很高，并且其難以進行脫氮處理，這便造成垃圾滲濾液難以達到污水排放標準。與此同時，垃圾滲濾液處理或防治不當，會造成嚴重的地下水污染，如此便造成城市地下水質量不斷下降。
2.2生態環境持續惡化
除水資源污染外，垃圾滲濾液也會造成嚴重的土壤污染和空氣污染，并直接導致垃圾填埋場周邊生態環境的惡化。一方面，由于生活垃圾滲濾液含有大量金屬及有機污染物，隨著填埋場場齡的不斷增加，滲濾液的可生化性也在不斷下降，如此便給填埋場及周邊土壤帶來嚴重污染，使其不適宜于動物生存；另一方面，垃圾滲濾液的持續發酵，也會產生大量有害的刺激性氣體，嚴重污染了垃圾填埋場周邊大氣環境。
3 生活垃圾填埋場滲濾液處理技術
3.1土地處理技術
土地處理法是一種通過土壤自身凈化能力實現垃圾滲透液處理的方法，由于土壤中含有大量腐殖酸和微生物，因此土壤會對垃圾滲濾液進行一定程度的吸收和分解。現階段，土地處理法主要涵蓋土壤植物處理系統和回灌兩種方式，其中，土壤植物處理系統是通過人造濕地的方式將垃圾滲濾液中有機物質轉化為植物生長所需的營養物質，由此達到污染物降解的目的，但該方式主要適用于南方濕潤地區。回灌則是將垃圾滲濾液回灌到垃圾填埋場內，使填埋垃圾層發揮一種生物濾層的作用，并通過地表植物吸收與蒸發減少垃圾滲濾液總量。該方式雖然一定程度上減少了滲濾液處理量，但在反復累積下會增加氨氮含量，并形成惡性循環。
3.2生物處理技術
生物處理是垃圾滲濾液的重要處理技術，主要分為好氧生物處理、厭氧生物處理和厭氧與好氧相結合三種方法。好氧生物處理涵蓋了活性污泥法、好氧穩定塘及曝氣氧化池等，能夠實現氨氮的有效去除，并降低垃圾滲濾液中的BOD和COD。厭氧處理包含上流污泥床、混合反應器及厭氧穩定塘等，在高濃度的有機廢水中有著顯著的應用效果。由于生活垃圾滲濾液的COD/BOD含量較高，好氧處理技術與厭氧處理技術又都存在一定的局限性，因此人們無法依靠單一處理技術實現生活垃圾滲濾液的有效處理。而采取兩者相結合的方式，能夠起到更加經濟、高效的效果，同時垃圾滲濾液經處理后還能達到廢水排放標準，故而此技術應用更加廣泛。
3.3物理化學處理技術
物理化學處理技術是指采用物理與化學反應，清除垃圾滲濾液中降解難度大、可吸附及不可溶組分的有機物。隨著垃圾填埋場場齡的增長，垃圾滲濾液中易生物降解的有機物質不斷減少，這時，生物處理技術處理效果開始降低。在此條件下，物理化學處理技術則能更好地完成該類垃圾滲濾液的處理。目前，物理化學處理技術包含沉淀法、吸附法和反滲透法等多種技術手段，特別是膜技術的發展和應用使得反滲透與納濾處理方法成為垃圾滲濾液處理技術的主流，推動了物理化學技術的快速發展。然而，由于物理化學處理技術成本較高，在經濟效益方面存在嚴重的掣肘，因此我國目前垃圾填埋場并未廣泛應用。
4 生活垃圾填埋場滲濾液處理存在的問題
4.1運輸環節滲濾液易泄露
生活垃圾產生的滲濾液成分較為復雜，堆存過程中還會產生有機物污染，因此一旦滲濾液泄露或者滲入地下，就會對周邊環境造成非常嚴重的污染。一般來說，生活垃圾填埋場距離城市較遠，這種遠距離的輸送不僅增加了運輸成本，還會因為輸送時間較長使垃圾堆積產生更多的滲濾液。另外，在運輸生活垃圾的過程中，運輸設備也面臨非常大的考驗，因為垃圾堆積會形成具有超強腐蝕性的物質，這種物質嚴重損壞了運輸設備的質量，從而導致輸送過程中發生滲濾液泄露。對于生活垃圾處理廠來說，滲濾液組分非常復雜，尤其是氮磷元素含量較多，因此使用的處理設備必須符合標準，確保滲濾液處理效果滿足要求。
4.2處理工藝亟待改進
在處理滲濾液的初級階段，由于處理設備不夠先進、人們環保意識淡薄等原因，處理效果不夠理想，使得滲濾液對環境造成嚴重的污染。隨著處理設備的不斷進步，滲濾液處理工藝也越來越多。但是，處理過程需要用到鼓風機、射流泵等大型設備，導致耗電量較大，增加了處理成本。有的工藝在處理過程中還會產生濃縮液，其含有大量的有機物，導致處理效果也不是很理想。總之，生活垃圾滲濾液處理工藝亟待改進。
4.3設備投入和運維成本較大
現階段，我國生活垃圾滲濾液處理設備大多是進口的，雖然處理效果較好，但是采購價格非常昂貴，而且后期維修管理較難，需要消耗很多能源，這就導致設備運行成本急劇增加。同時，我國生活垃圾滲濾液處理仍然大量使用碟管式反滲透膜，能源浪費現象非常嚴重。因此，人們要加大對新處理設備的研究力度，從而達到更好的處理效果，節約成本和資源。
5 實現垃圾填埋場滲濾液資源化利用的處理工藝
5.1預處理+生物處理+深度處理
這種處理工藝是我國垃圾滲濾液處理的常規工藝路線，發展較為成熟且成本較低，已被廣泛應用于垃圾滲濾液處理工程中。為了保證滲濾液后續生物處理效果，人們需要采用厭氧處理技術和混凝沉淀技術，通過預處理進行水質優化。生物處理則是去除垃圾滲濾液中的有機物、完成生物脫氮，以膜生物反應器最為常見，主要通過膜的截留作用將微生物截留在生物反應器中，實現生物脫氮目的。經生物處理后，出水 COD、總氮含量較高，無法直接排放，因此還需要進行深度處理。該工藝主要分為納濾膜技術和反滲透膜技術，其目的在于去除生物處理后水中剩余的有機物和溶解性鹽。在實際工程中，滲濾液成分存在一定差異，而兩種處理技術的聯用能夠提高處理效果，最終保證出水達標排放。預處理+生物處理+深度處理工藝雖然有著極高的應用優勢，但隨著垃圾填埋場場齡的增加，滲濾液氨氮含量上升，該工藝的處理效果會逐漸降低，同時膜系統會產生高鹽分的濃縮液，這成為滲濾液處理的又一技術難題。
5.2預處理+兩級碟管式反滲透
碟管式滲透膜是一種專利型膜分離設備，技術核心在于其獨特的結構形式，目前分為碟管式反滲透和碟管式納濾兩種類型。由于滲濾液中無機鹽在高倍濃縮后會在膜的表面結垢，進而影響膜組件的正常運行，因此人們需要對滲濾液進行預處理。在實際工程中，預處理一般采用水質調節和物理截留方式，而混凝、沉淀工藝也能實現水質優化。碟管式反滲透系統與傳統卷式反滲透膜相比，集成化與自動化程度更高，其流道設計形式能夠避免膜堵塞，因此更適用于劣質進水條件，加之膜組件易于維護，零部件能夠單獨更換，使得膜組件使用壽命大大增加。此外，預處理+兩級碟管式反滲透工藝采用物理截留方式，相比常規工藝，產生的濃縮液更加難以處理。
5.3預處理+機械蒸發+深度處理
與物化和生化處理工藝不同，這種處理工藝通過蒸發處理器處理垃圾滲濾液，并且源自化工領域。首先采用混凝沉淀法對垃圾滲濾液進行預處理，去除滲濾液中的微粒、懸浮物等，最大限度地避免加熱管結垢。不同物質具備同一壓力下沸點各不相同的特征，基于此理論，人們能夠以加熱方式分離不同物質，因此機械蒸發裝置是預處理+機械蒸發+深度處理工藝的核心技術。機械蒸發能夠將垃圾滲濾液濃縮到原液體積的2%～10%,但垃圾滲濾液成分十分復雜，因此蒸發出的水分一般無法達到直接排放標準，需要進一步深度處理。深度處理一般采用活性炭吸附、離子交換和高級氧化等方式，確保出水能夠達到排放標準。在實際工程中，該工藝有效解決了濃縮液處理難度較大的問題，但深度處理后濃縮液大多仍采用填埋處理，使得生活垃圾填埋場污染物進一步累積。
6 結論
隨著人們環保意識的不斷增強，垃圾滲濾液的污染和危害被廣泛認知，其具有高污染性。人們必須采取有效的技術措施實現生活垃圾滲濾液的資源化利用，在降低和消除滲濾液危害的同時實現經濟效益和社會價值的增長，進而促進我國生態文明建設和可持續發展。
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