垃圾渗沥液处理工艺选择分析*

魏新庆，张志军，潘留明，时 宇，董玉旭

（1.天津市市政工程设计研究院，天津 300051；2.天津建昌环保有限公司，天津 300202）

1 垃圾渗沥液特性

1）有机污染物种类多。渗沥液中含有大量的有机物，含量较多的有烃类及其衍生物、酸酯类、酮醛类、醇酚类和酰胺类等。广州大田山填埋场渗沥液中有机物的分析研究表明［1］，渗沥液中含有有机物87种，其中芳烃28种，烷烃、烯烃类17种，酸类4种，酯类6种，醇、酚类17种，酮、醛类7种，酰胺类4种，其他4种。这87种有机物中有16种被列入优先污染物控制的“黑名单”。

2）污染物浓度高、变化范围大。通常情况下，渗沥液中 CODCr在 1000～30000 mg/L，BOD5在300～20000 mg/L。通常在垃圾填埋后的1～3 a，垃圾渗沥液中有机物的浓度逐步达到高峰，此时BOD5／CODCr可达0.5以上，可生化性非常好。此后，BOD5的浓度随着填埋时间逐步下降，至10～15 a填埋场处于基本稳定状态，此时的有机物的浓度变化幅度较小，基本保持在一定范围值内，BOD5／CODCr也随着降低，渗沥液可生化性逐渐变弱。

3）高氨氮。高浓度NH3-N是填埋场渗沥液中重要水质特征之一，且随着填埋场年数的逐步增加，最高可达3000 mg/L。

4）重金属污染。渗沥液中含有多种重金属离子，主要包括 Zn、Cd、Cr、Pb、Ni、Cu、As、Ti等［1］。影响渗沥液中重金属含量的另一个因素是酸碱度。在微酸环境下，渗沥液中重金属溶出率偏高，如发生渗漏会给填埋场周围环境带来严重威胁。

2 垃圾渗沥液处理工艺选择应考虑的因素

1）垃圾填埋场产生的渗沥液成分复杂，水质水量在不同的季节差别极大，垃圾在不同的填埋时期产生的有机物和氨氮浓度差别也十分巨大，所以在选择渗沥液处理工艺时，要关注“变化”这个因素。

2）生物处理方法应用于渗沥液的处理是可行的。生物膜法和活性污泥法有成熟的运行管理经验，充分利用生物法的技术优势，最大程度降低渗沥液处理的运行成本。

3）氨氮浓度高会给微生物带来严重的抑制作用,可能会导致垃圾渗沥液的生化处理系统不能稳定运行。选择合适的脱氮技术是垃圾渗沥液处理工艺选择的一个关键因素，也是决定渗沥液能否达标的重点和难点的指标。

4）浓缩液是渗沥液在超滤/纳滤/反渗透工艺过程中产生的高浓度废水，现有技术水平主要将其回灌、蒸发浓缩或焚烧。浓缩液若外排或送入污水处理厂处理，渗沥液处置设施便失去意义，同时也增加了环境污染风险。目前，回灌可以利用填埋场复杂的生物体系有效去除浓缩液中有机物，但盐分和重金属的累积将会严重影响后续处理工艺去除效率，增加经济成本；而焚烧同样存在经济成本问题。蒸发浓缩可以大量减少浓缩液量，但其受地域和自然气候影响，同时，蒸发浓缩后的渗沥液仍需进一步处理。

5） 对于“老龄化”垃圾渗沥液，BOD5和CODCr都较低,且 BOD5/CODCr也比较低,一般BOD5/CODCr为0.05～0.2。渗沥液含有大量的难生物降解的腐殖酸和富里酸。这些难降解的有机物是垃圾渗沥液处理工艺选择的另一个关键因素，它决定了处理的核心工艺选择的方向。也是决定渗沥液处理成本的一个关键因素。这些难降解的有机物必须依靠深度处理来解决，目前深度处理技术以物理化学法为主，包括活性炭吸附、臭氧氧化、芬顿氧化以及膜处理技术等。

6）目前国内渗沥液主流处理工艺中一般采用膜分离技术，但随着处理厂的运行，产水率越来越低，有的甚至低于50%，所以如何长时间保持较高的产水率，也是选择处理工艺时必须要考虑的因素。

7）高浓度氨氮带来的另一个问题就是生物处理中的碳源不足。同时高氨氮对微生物的抑制以及对碱度的大量消耗也是影响生物反应进程的关键因素。因此，如何利用生物技术高效脱氮，如何处理高浓度氨氮的底物抑制作用，以及高浓度的产物抑制作用是未来研究的方向。

8）渗沥液处理过程中产生的污泥可与城市污水厂污泥协同处理，污泥进入填埋场时应符合相关要求。主要恶臭污染源（厌氧反应设施、曝气设施、污泥脱水设施等应分类采取相应措施）产生的气体宜采取密闭、局部隔离及负压抽吸等措施收集并集中处理达标后排放。

3 垃圾渗沥液典型处理工艺

3.1 MBR+NF/RO工艺

MBR可选择内置式或外置式。内置MBR膜组件，宜采用板式、中空纤维式微沥；外置式MBR膜组件宜采用管式超沥。根据进水水质和排放要求选择纳沥或反渗透，也可选择两者串联。

其工艺特点是纳沥或反渗透系统对进水水质要求不高，板式、中空纤维截留率低于超沥，但是其具有能耗低的优点，适用于内置式MBR系统；管式超沥膜具有孔径小、截留率高、清洗方便等优点，不足之处是能耗高。

3.2 厌氧生物处理+MB R+纳沥/反渗透工艺

此流程较3.1增加了厌氧生物处理工艺段，渗沥液进入厌氧反应器，在酸化细菌的作用下，难溶或大分子有机物水解酸化，生成小分子物质，进而被产甲烷菌利用生成甲烷、二氧化碳等气体，从而去除有机污染物；厌氧出水进入后续的处理工段。厌氧生物反应器需根据进水水质进行选择，通常采用升流式厌氧反应器。根据进水水质和排放要求选择纳沥或反渗透，也可选择两者串联。

其工艺特点是流程中含有厌氧生物处理工艺和MBR工艺，运行费用相对较低，对于有机物浓度高的渗沥液具有一定的不可替代性。

3.3 预处理+两级碟管式反渗透（DT-RO）工艺

此流程全程以物理分离处理为主，适用于寒冷地区，用于可生化性较差的封场后渗沥液，具有流程简单有效的特点。DT-RO以碟管式膜片膜柱处理高浓度污水的膜处理技术。使用两级DT-RO膜组件，第二级 DT-RO膜系统用来处理第一级DT-RO膜系统的透过液，以提高整个膜处理系统的水回收率。其工艺特点是两级DT-RO具有较高的去除率，通常渗沥液在经过两级DT-RO处理后出水可满足GB 16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准的排放限值要求。

4 结论

选择单一的渗沥液处理工艺处理垃圾渗沥液目前仍有相当的难度，需要根据实际情况，将上述各种工艺组合，以获得较好的处理效果和经济性。实际上，目前的各种主流处理工艺均为膜处理工艺，也实属别无选择，膜处理技术本身的产水率衰减快速、膜更换成本高、单方水耗电大、浓缩液的妥善处理等问题越来越棘手，也是制约膜处理的瓶颈问题。如何解决好上述问题，是膜处理技术所面临的挑战。

［1］ 杨志泉，周少奇.广州大田山垃圾填埋场渗沥液有害成分的检测分析［J］.化工学报，2005,56（11）：2183-2188.