浅谈我国垃圾渗滤液的处理

张国宇，何明成，王艳芳

(金州环境集团股份有限公司技术中心，北京 100101)

浅谈我国垃圾渗滤液的处理

张国宇，何明成，王艳芳

(金州环境集团股份有限公司技术中心，北京 100101)

总结了我国垃圾渗滤液的特点，针对这些特点，分析了适合我国国情的垃圾渗滤液处理推荐技术的优缺点，指出了在处理不同地区、不同垃圾渗滤液时，必须具体情况具体分析，不可盲目照搬“成熟”工艺。

垃圾渗滤液;生物处理;MBR;沼气

随着我国经济水平的快速发展，城市化速度和工业化速度日益加快，城市生活垃圾产量急剧增加，城市生活垃圾的妥善处理已成为急需解决的问题，近年来，也成为社会关注的热点问题。目前，我国城市生活垃圾的处理方式仍然是以填埋为主，焚烧、堆肥和综合利用逐渐得到广泛应用。无论哪种处理方式，都会产生垃圾渗滤液，关于垃圾渗滤液的定义，我国的《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范（试行）》（HJ564-2010）给出了明确的解释，垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等物理、生物、化学作用，同时在降水和其他外部来水的渗流作用下产生的含有有机或无机成分的液体。尽管该定义是在《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范（试行）》（HJ564-2010）中给出的，但是该定义同样适合其他垃圾处理方法所产生的渗滤液，同样，该定义也明确指出，垃圾渗滤液不仅包括垃圾在压实、发酵等物理、生物、化学作用下所产生的水和垃圾中的游离水，还包括降水、人为冲洗、地下水渗入等外部水。垃圾渗滤液成分复杂、有机物浓度高，如得不到妥善处理，将会对环境造成极其严重的污染，因此，垃圾渗滤液处理也成为国内外环境工作者和科研工作者关注的热点和难点问题之一。

1 垃圾渗滤液的特点

由于我国城市生活垃圾为混合垃圾，具有含水率高、有机物含量高、灰土含量高、热值低等特点，因而决定了我国垃圾渗滤液的特点：

（1）水质、水量波动大

根据垃圾渗滤液的定义可以看出，垃圾渗滤液的产量不仅与垃圾含水率有关，而且还与降雨量、地下水渗入量（有地下水渗入时）、人工冲洗水量等因素有关。我国地域辽阔，南北气候差异很大，不同地区居民的生活习惯和生活水平差异较大，这就使得我国不同地区的生活垃圾含水率差异也很大。普遍而言，南方地区的城市生活垃圾含水率较高，可以达到60%以上，而北方地区的城市生活垃圾含水率较低。同时，我国大部分地区的降水量主要集中在夏季，而夏季又是我国大量水果、蔬菜的上市季节，这就进一步加大了垃圾渗滤液的产量，而部分地区冬季气候干燥，水果和新鲜蔬菜消耗量降低，使得冬季垃圾含水率偏低。因此，不同地区、不同季节、不同处理方式所产生的垃圾渗滤液水质水量差异很大。就北方城市生活垃圾焚烧厂而言，夏季的垃圾渗滤液产生量可达到垃圾量的30%，甚至更高，COD浓度为5万～6万mg/L；而冬季的垃圾渗滤液产生量仅为垃圾量的10%左右，COD浓度达到8万mg/L以上。

（2）污染物种类繁多

我国城市生活垃圾是混合垃圾，垃圾中混有建筑垃圾、餐厨垃圾等。根据我国《城市生活垃圾采样和物理分析方法》（CJ/T3039-95），我国城市生活垃圾根据其物理成分可以大致分为：有机物、塑料橡胶、纸类、纺织物、玻璃、金属、木竹、砖瓦陶瓷、灰土、其他混合物，由此可见，我国城市生活垃圾成分复杂，这就导致由其产生的垃圾渗滤液中含有多种有机污染物（有资料报道垃圾渗滤液中有机污染物种类超过70种）和金属（铁、锰、汞、铅、锌、铜、铝等），加大了垃圾渗滤液处理的难度。

（3）有机物浓度高

根据我国《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范（试行）》（HJ564-2010），我国城市生活垃圾填埋场垃圾渗滤液典型水质如下表所示。

生活垃圾填埋场（调节池）渗滤液典型水质表

调查发现，生活垃圾焚烧厂垃圾渗滤液的有机物浓度远高于生活垃圾填埋厂垃圾渗滤液的有机物浓度，COD浓度常年在6万～8万mg/L，pH在4～6。

尽管不同处理方式所产生的垃圾渗滤液水质有着较大差异，但其有机物浓度均远高于其他大部分工业污水（如食品废水、养殖废水、屠宰废水等），同时，其成分也比其他大部分工业污水成分复杂。

（4）氨氮含量高

由于城市生活垃圾中含有大量有机物（动物和植物），这就导致垃圾渗滤液中氨氮浓度相对较高。对于垃圾填埋场，渗滤液氨氮浓度随着填埋时间的延长而增加，对于中后期垃圾填埋场和封场后的垃圾填埋场，垃圾渗滤液氨氮浓度高达2000mg/L以上，甚至超过3000mg/L；对于生活垃圾焚烧厂，其氨氮浓度也在500～1000mg/L。

（5）水质恶臭

垃圾渗滤液的恶臭是周边居民投诉的重点之一，垃圾渗滤液的臭味主要是垃圾渗滤液中的含硫化合物引起的。

2 垃圾渗滤液的处理

对于垃圾渗滤液的处理，应该遵循经济、节能、环保的原则，回喷（回灌）处理是一种经济、有效的处理方式。对于北方降雨量少的地区，垃圾含水率低，垃圾渗滤液回灌能够降解其中大部分污染物，减少最终垃圾渗滤液的产出量，同时垃圾渗滤液回灌可以提高填埋场的稳定性，但是，回灌并不能使渗滤液完全消失，仍有部分需处理。对于入炉垃圾热值较高的垃圾焚烧厂，垃圾渗滤液回喷至焚烧炉焚烧处理是彻底处理垃圾渗滤液的最有效方式，垃圾渗滤液中的氨氮还能够实现炉内脱硝，减少烟气中氮氧化物的排放量，但是，受垃圾热值所限，国内垃圾焚烧厂的回喷焚烧量非常有限。

目前，垃圾渗滤液的处理仍然是以生物处理为主。《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范（试行）》（HJ564-2010）推荐采用“预处理 + 生物处理 + 深度处理”的组合工艺，如下图所示。

“预处理+生物处理+深度处理”组合工艺流程图

该处理工艺为典型的有机废水处理工艺。结合每个具体项目，应根据项目的水质特点，结合现场试验，确定具体的工艺流程和工艺参数，不能盲目照搬某套处理工艺。如果盲目照搬认为比较成熟的工艺，就会造成投资的浪费。

（1）预处理

垃圾渗滤液预处理的主要目的是去除水中的悬浮物、重金属、氨氮，并提高垃圾渗滤液的可生化性。

对于悬浮物和重金属的去除，目前工程中常用的处理方法是混凝沉淀，目前常用的混凝剂为聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PAS）、三氯化铁、聚合硫酸铝铁、硫酸亚铁等，但由于各项目垃圾渗滤液水质差别较大，具体采用的混凝剂种类和混凝剂投加量，应根据现场试验确定。实践表明，混凝剂的混合使用和助凝剂PAM的投加能够大大提高混凝沉淀效果。

在预处理阶段，对于氨氮的去除，目前常用氨吹脱工艺，该工艺在香港垃圾填埋场渗滤液处理工程、深圳下坪垃圾填埋场渗滤液处理工程、苏州七子山垃圾填埋场渗滤液处理工程、江苏宜兴垃圾焚烧厂垃圾渗滤液处理工程等项目中均得到了成功的应用。该工艺具有易控制、不受毒性物质影响、处理效果好等优点。但也存在如下问题：1）该工艺要求废水pH值较高，需要首先将废水调至碱性，进入生物处理之前再将pH调至中性，使得处理工艺比较复杂，因而处理成本较高；2）氨吹脱工艺要求较大的气水比，投资成本和处理成本较高；3）氨吹脱操作环境较差，容易导致臭味外溢，因此，氨吹脱工艺并不为广大环保工作者和环境管理者欢迎。近年来，针对氨氮的处理，国内外学者作了大量的研究，提出了诸如化学沉淀、物理吸附等多种处理工艺，但是目前仍处于研究阶段，实际应用不多。值得一提的是厌氧氨氧化工艺，该工艺是直接在厌氧段进行氨氧化，缩短氨氮处理工艺流程，这是一种值得关注的工艺，目前在国外已经有一个项目采用该工艺，但是仍然不够成熟，不具备推广条件，北京市环境科学研究院也做了大量研究工作，在实验室取得了很好的效果，但在工程应用方面仍有大量工作要做。

部分垃圾渗滤液的可生化性较差，因此，预处理的主要目的之一就是提高垃圾渗滤液的可生化性，目前工程中常用的方法是水解酸化，该方法具有处理成本低、处理效果好等优点，具体酸化时间需结合具体项目进行现场试验。国内外学者也提出了很多其它方法比如电解法、光催化氧化法、Fenton试剂法、臭氧催化氧化法、超声波法、微波法、湿式催化氧化法等，但这些方法在实际项目中鲜有应用。

（2）生物处理

生物处理是垃圾渗滤液处理的核心部分，该阶段要完成绝大部分有机物的降解。目前，垃圾渗滤液的生物处理绝大部分采用厌氧+好氧的处理工艺。厌氧过程将大分子、难降解的有机物降解为易生物处理的小分子有机物，好氧过程则最大程度的去除有机污染物和氨氮。

厌氧工艺直接决定垃圾渗滤液处理工程的成败，厌氧处理工艺目前最常用的是UASB、IC和EGSB，目前运行的垃圾渗滤液处理工程中，绝大部分都是采用的这三种形式中的一种。中温厌氧具有处理效率高、运行稳定、运行成本低等优点，比较适用于处理垃圾渗滤液，厌氧过程中产生的沼气还可以加热垃圾渗滤液，实现沼气回收利用。对于UASB、IC和EGSB，三相分离器和布水系统是否合理会直接影响其处理效果。对于三相分离器的设计，很多环保公司都有自己的经验，这也是很多环保公司的技术秘密之一。关于厌氧工艺的容积负荷，《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范（试行）》（HJ564-2010）推荐采用5～15kgCOD/m3·d，但这一范围较宽，具体参数应根据水质确定。曾有报道厌氧工艺直接处理没有经过预处理的垃圾渗滤液，容积负荷在25kgCOD/m3·d时，COD去除率高达95%。

在垃圾渗滤液处理工程中，好氧工艺目前常用的是氧化沟、A/O、SBR等工艺。需要注意的是，这些工艺在处理垃圾渗滤液时，应考虑厌氧工艺出水的营养是否失调，若条件允许，最好对厌氧出水做全面分析，以决定是否投加营养元素。国内某些垃圾渗滤液项目存在着盲目投加营养元素的现象，主要是由于没有对水质做全面分析。

近年来，MBR技术发展迅速，在工程中得到了广泛的应用，MBR具有占地面积小、处理效率高等优点。对于垃圾渗滤液处理工程，在上述好氧工艺之后增加一MBR处理工段，是一种很好的选择，能够大大提高出水水质。

（3）深度处理

为了回收利用垃圾渗滤液中的资源，实现循环经济，垃圾渗滤液应进行深度处理，处理后的垃圾渗滤液作为循环冷却水或者填埋场浇洒道路用水、绿化用水。深度处理宜采用纳滤或者反渗透。从投资成本分析，纳滤投资成本稍高于反渗透投资成本，这主要是由于纳滤膜应用较少，使得其生产成本相对较高。从运行成本分析，两者几乎相当。从处理效果来看，反渗透处理效果要远好于纳滤处理效果。因此，深度处理宜采用反渗透，国内部分采用纳滤作为深度处理垃圾渗滤液的项目也计划增加反渗透的工序。

国内外学者提出了许多其它新的深度处理垃圾渗滤液技术，但是这些技术距离实际应用还有一定距离。

（4）污泥处理和浓缩液处理

垃圾渗滤液处理过程中产生的污泥，脱水后应填埋处理或者送至焚烧厂焚烧处理，深度处理过程中产生的浓缩液应采用焚烧处理或者化学处理方法，以避免浓缩液对环境造成污染。

除了上述传统工艺之外，近年来南方一些垃圾渗滤液处理工程采用了蒸馏全能源回收 + 铵回收工艺。该工艺利用高效蒸馏能源全回收装置，将垃圾渗滤液中的水分及氨与其他物质分离，蒸馏水经离子交换树脂将蒸馏水中的氨氮截留使出水达标排放，树脂上的氨氮经再生置换到再生液中，废液经结晶形成氯化铵产品，而蒸发产生的少量浓缩液回喷。传统认为，该技术处理成本较高，但是该技术采取了诸多工程措施，据反映，处理成本比较合理，该技术投资成本和运行成本合理，为垃圾渗滤液处理提供了一条新的思路。

3 结论

垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，水质水量变化较大，如不妥善处理，将对环境造成严重污染。但是不同地区、不同垃圾处理方式所产生的垃圾渗滤液水质有着本质上的区别，在确定垃圾渗滤液处理方案时，应详细调查当地的垃圾渗滤液水质水量，分析其特点，通过小试和现场中试确定合理的工艺过程和工艺参数，不可盲目照搬“成熟”工艺，以避免投资浪费。

Study on Leachate Treatment in China

ZHANG Guo-yu, HE Ming-cheng, WANG Yan-fang
(Golden State Environment Group Corporation, Beijing 100101, China)

The characters of leachate in China are summarized in this paper. And the suitable treatment technology is researched. The advantages and disadvantages of the technology are analyzed. The problems in the leachate treatment in China are pointed and the solutions are studied.

leachate; bio-treatment; MBR; biogas

X703

A

1006-5377（2011）09-0035-04