1、城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理一直是填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中非常棘手的問(wèn)題。滲濾液是液體在填埋場(chǎng)重力流動(dòng)的產(chǎn)物，主要來(lái)源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水。由于液體在流動(dòng)過(guò)程中有許多因素可能影響到滲濾液的性質(zhì)，包括物理因素、化學(xué)因素以及生物因素等，所以滲濾液的性質(zhì)在一個(gè)相當(dāng)大的范圍內(nèi)變動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，其pH值在49之間，COD在200062000mg/L的范圍內(nèi)，BOD5從6045000mg/L，重金屬濃度和市政污水中重金屬的濃度基本一致。城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水，若不加處理而直接排入環(huán)境，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。以保護(hù)環(huán)境為目的，對(duì)滲濾液進(jìn)行處理是必不可少的。 1 滲濾液處理工藝的現(xiàn)

2、狀 垃圾滲濾液的處理方法包括物理化學(xué)法和生物法。物理化學(xué)法主要有活性炭吸附、化學(xué)沉淀、密度分離、化學(xué)氧化、化學(xué)還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法，在COD為20004000mg/L時(shí)，物化方法的COD去除率可達(dá)50%87%。和生物處理相比，物化處理不受水質(zhì)水量變動(dòng)的影響，出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，尤其是對(duì)BOD5/COD比值較低(0.070.20)難以生物處理的垃圾滲濾液，有較好的處理效果。但物化方法處理成本較高，不適于大水量垃圾滲濾液的處理，因此目前垃圾滲濾液主要是采用生物法。 生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結(jié)合。好氧處理包括活性污泥法、曝氣氧化池、好氧穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)

3、盤和滴濾池等。厭氧處理包括上向流污泥床、厭氧固定化生物反應(yīng)器、混合反應(yīng)器及厭氧穩(wěn)定塘。 2 滲濾液處理介紹 垃圾滲濾液具有不同于一般城市污水的特點(diǎn)：BOD5和COD濃度高、金屬含量較高、水質(zhì)水量變化大、氨氮的含量較高，微生物營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)等。在滲濾液的處理方法中，將滲濾液與城市污水合并處理是最簡(jiǎn)便的方法。但是填埋場(chǎng)通常遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，因此其滲濾液與城市污水合并處理有一定的具體困難，往往不得不自己?jiǎn)为?dú)處理。常用的處理方法如下。 2.1 好氧處理 用活性污泥法、氧化溝、好氧穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤等好氧法處理滲濾液都有成功的經(jīng)驗(yàn)，好氧處理可有效地降低BOD5、COD和氨氮，還可以去除另一些污染物質(zhì)如鐵、錳等金

4、屬。在好氧法中又以延時(shí)曝氣法用得最多，還有曝氣穩(wěn)定塘和生物轉(zhuǎn)盤(主要用以去除氮)。下面將分別予以介紹。 2.1.1 活性污泥法 2.1.1.1 傳統(tǒng)活性污泥法 滲濾液可用生物法、化學(xué)絮凝、炭吸附、膜過(guò)濾、脂吸附、氣提等方法單獨(dú)或聯(lián)合處理，其中活性污泥法因其費(fèi)用低、效率高而得到最廣泛的應(yīng)用。美國(guó)和德國(guó)的幾個(gè)活性污泥法污水處理廠的運(yùn)行結(jié)果表明，通過(guò)提高污泥濃度來(lái)降低污泥有機(jī)負(fù)荷，活性污泥法可以獲得令人滿意的垃圾滲濾液處理效果。例如美國(guó)賓州Fall Township污水處理廠，其垃圾滲濾液進(jìn)水的CODCr為600021000mg/L，BOD5為300013000mg/L，氨氮為2002000mg/L

5、。曝氣池的污泥濃度(MLVSS)為600012000mg/L，是一般污泥濃度的36倍。在體積有機(jī)負(fù)荷為1.87kgBOD5/(m3d)時(shí)，F(xiàn)/M為0.150.31kgBOD5/(kgMLSSd)，BOD5 的去除率為97%；在體積有機(jī)負(fù)荷為0.3kgBOD5/(m3d)時(shí)，F(xiàn)/M為0.030.05kg BOD5/(kgMLSSd)，BOD5的去除率為92%。該廠的數(shù)據(jù)說(shuō)明，只要適當(dāng)提高活性污泥法濃度，使F/M在0.030.31kgBOD5/(kgMLSSd)之間(不宜再高)，采用活性污泥法能夠有效地處理垃圾滲濾液。 許多學(xué)者也發(fā)現(xiàn)活性污泥能去除滲濾液中99%的BOD5，80%以上的有機(jī)碳能被活

6、性污泥去除，即使進(jìn)水中有機(jī)碳高達(dá)1000mg/L，污泥生物相也能很快適應(yīng)并起降解作用。在低負(fù)荷下運(yùn)行的活性污泥系統(tǒng)，能去除滲濾液中80%90%的COD，出水BOD520mg/L。對(duì)于COD 400013000mg/L、BOD5160011000mg/L、NH3N 87590mg/L的滲濾液，混合式好氧活性污泥法對(duì)COD的去除率可穩(wěn)定在90%以上。眾多實(shí)際運(yùn)行的垃圾滲濾液處理系統(tǒng)表明，活性污泥法比化學(xué)氧化法等其它方法的處理效果更佳。 2.1.1.2 低氧好氧活性污泥法 低氧好氧活性污泥法及SBR法等改進(jìn)型活性污泥流程，因其具有能維持較高運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，耗時(shí)短等特點(diǎn)，比常規(guī)活性污泥法更有效。同濟(jì)大學(xué)徐迪

7、民等用低氧好氧活性污泥法處理垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，試驗(yàn)證明：在控制運(yùn)行條件下，垃圾填埋場(chǎng)滲濾液通過(guò)低氧好氧活性污泥法處理，效果卓越。最終出水的平均CODCr、BOD5、SS分別從原來(lái)的6466 mg/L、3502mg/L以及239.6mg/L相應(yīng)降低到CODCr300mg/L、BOD550mg/L(平均為13.3mg/L)以及SS100mg/L(平均為27.8mg/L)?？?cè)コ史謩e為CODCr 96.4%、BOD5 99.6%、SS 83.4%。 處理后的出水若進(jìn)一步用堿式氯化鋁進(jìn)行化學(xué)混凝處理，可使出水的CODCr下降到1 00mg/L以下。 兩段法處理滲濾液的氮、磷也均較一般生物法為佳。磷的

8、平均去除率為90.5%；氮的平均去除率為67.5%。此外該法運(yùn)行彌補(bǔ)厭氧好氧兩段生物處理法第一段形成NH3N較多，導(dǎo)致第二段難以進(jìn)行和兩次好氧處理歷時(shí)太長(zhǎng)的不足。 2.1.1.3 物化活性污泥復(fù)合處理系統(tǒng) 由于滲濾水中難以降解的高分子化合物所占的比例高，存在的重金屬產(chǎn)生的抑制作用，所以常用生物法和物理化學(xué)法相結(jié)合的復(fù)合系統(tǒng)來(lái)處理垃圾滲濾液。對(duì)于BOD51500m g/L、Cl800mg/L、硬度(以CaCO3計(jì))800mg/L、總鐵600mg/L、有機(jī)氮100mg/L、TSS 300mg/L、 SO2-4300mg/L的滲濾液，有學(xué)者采用該方法進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)效果很好，其BOD5 、COD、NH

9、3N、Fe的去除率分別達(dá)99%、95%、90%、99.2%。該系統(tǒng)中的進(jìn)水通過(guò)調(diào)節(jié)池后，可以避免毒性物質(zhì)出現(xiàn)瞬時(shí)的高濃度而對(duì)活性污泥生物產(chǎn)生抑制作用；在澄清池中加入石灰，可去除重金屬和部分有機(jī)質(zhì)；氣提池(進(jìn)行曝氣，溫度低時(shí)加入NaOH)能去除進(jìn)水NH3N的50%，從而使NH3的濃度處于抑制水平之下；由于廢水中磷被加入的石灰所沉淀，且 pH值過(guò)高，因而需添加磷和酸性物質(zhì)；活性污泥系統(tǒng)可以串聯(lián)或并聯(lián)使用，運(yùn)行時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)回流污泥比來(lái)選用常規(guī)法或延時(shí)曝氣法處理，具有較大的操作靈活性。 2.1.2 曝氣穩(wěn)定塘 與活性污泥法相比，曝氣穩(wěn)定塘體積大，有機(jī)負(fù)荷低，盡管降解進(jìn)度較慢，但由于其工程簡(jiǎn)單，在土地不

10、貴的地區(qū)，是最省錢的垃圾滲濾液好氧生物處理方法。美國(guó)、加拿大、英國(guó)、澳大利亞和德國(guó)的小試、中試及生產(chǎn)規(guī)模的研究都表明，采用曝氣穩(wěn)定塘能獲得較好的垃圾滲濾液處理效果。 例如英國(guó)在Bryn Posteg Landfill投資60000英鎊建立一座1000m3的曝氣氧化塘，設(shè)2臺(tái)表面曝氣裝置，最小水力停留時(shí)間為10d，氧化塘出水經(jīng)沉淀后流經(jīng)3km長(zhǎng)的管道入城市下水道。此系統(tǒng)1983年開始運(yùn)行，滲濾液最大CODCr為24000mg/L，最大BOD5為10000mg/L，F(xiàn)/M0.050.3kgCOD/(kgMLSSd)，水量變化范圍0150m3/d，出水BOD5平均為 24mg/L，但偶然有超過(guò)50m

11、g/L的時(shí)候，COD去除率達(dá)97%，但在運(yùn)行過(guò)程中需投加P，考慮到日常運(yùn)行費(fèi)用，投資償還及其利息，與滲濾液直接排至市政管網(wǎng)相比，每年可節(jié)約750英鎊。 英國(guó)水研究中心(Water Research Center)對(duì)東南部New Park Landfill的CODCr 15000mg/L的滲濾液也做了曝氣穩(wěn)定塘的中試，當(dāng)負(fù)荷為0.280.32kgCOD/(kgMLSSd)或者說(shuō)為0.040.64kgCOD/(kgMLSSd)，泥齡為10d時(shí)，COD和BOD5去除率分別為98%和91%以上。在運(yùn)行過(guò)程中也需要投加磷酸。 2.1.3 生物膜法 與活性污泥法相比，生物膜法具有抗水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn)

12、，而且生物膜上能生長(zhǎng)世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物，如硝化菌之類。加拿大British Columbia大學(xué)的C.Peddie和J.Atwater用直徑0.9m的生物轉(zhuǎn)盤處理CODCr1 000mg/L，NH3N50m g/L的弱性滲濾液，其出水BOD525mg/L，當(dāng)溫度回升，微生物的硝化能力隨即恢復(fù)。但是應(yīng)當(dāng)指出，這種滲濾液的性質(zhì)與城市污水相近，對(duì)于較強(qiáng)的滲濾液此方法是否適用還待研究。 2.2 厭氧生物處理 厭氧生物處理的有目的運(yùn)用已有近百年的歷史。但直到近20年來(lái)，隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科發(fā)展和工程實(shí)踐的積累，不斷開發(fā)出新的厭氧處理工藝，克服了傳統(tǒng)工藝的水力停留時(shí)間長(zhǎng)，有機(jī)負(fù)荷低等特點(diǎn)，使它在

13、理論和實(shí)踐上有了很大進(jìn)步，在處理高濃度(BOD5 2000mg/L)有機(jī)廢水方面取得了良好效果。 厭氧生物處理有許多優(yōu)點(diǎn)，最主要的是能耗少，操作簡(jiǎn)單，因此投資及運(yùn)行費(fèi)用低廉，而且由于產(chǎn)生的剩余污泥量少，所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也少，如其BOD5/P只需為40001，雖然滲濾液中P的含量通常少于1mg/L，但仍能滿足微生物對(duì)P的要求。用普通的厭氧硝化，35 、負(fù)荷為1kgCOD/(m3d)，停留時(shí)間10d，滲濾液中COD去除率可達(dá)90%。 近年來(lái)，開發(fā)的厭氧生物處理方法有：厭氧生物濾池、厭氧接觸池、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器及分段厭氧硝化等。 2.2.1 厭氧生物濾池 厭氧濾池適于處理溶解性有機(jī)物，加拿大Ha

14、lifax Highway101填埋場(chǎng)滲濾液平均COD為12850mg/L、BOD5/COD為0.7，pH為5.6。將此滲濾液先經(jīng)石灰水調(diào)節(jié)至pH7.8，沉淀1h后進(jìn)厭氧濾池(此工序還起到去除Zn等重金屬的作用)，當(dāng)負(fù)荷為4kgCOD/(m3d)時(shí)，COD去除率可達(dá)92%以上；當(dāng)負(fù)荷再增加時(shí)，其去除率急劇下降。 加拿大Toronto大學(xué)的J.G.Henry等也在室溫條件下成功地用厭氧濾池分別處理年齡為1.5 年和8年的填埋場(chǎng)滲濾液，它們的COD各為14000mg/L和4000mg/L，BOD5/COD各為0.7和0.5，當(dāng)負(fù)荷為1.261.45kgCOD/(m3d)，水力停留時(shí)間為2496h時(shí)

15、，COD去除率均可達(dá)90%以上。當(dāng)負(fù)荷再增加，其去除率也急劇下降。由此可見，雖然厭氧濾池處理高濃度有機(jī)污水時(shí)負(fù)荷可達(dá)520kgCOD/(m3d)，但對(duì)于滲濾液其負(fù)荷必須保持較低水平才能得到理想的處理效果。 2.2.2 上向流式厭氧污泥床 英國(guó)的水研究中心報(bào)道用上向流式厭氧污泥床(UASB)處理COD10000mg/L的滲濾液，當(dāng)負(fù)荷為3.619.7kgCOD/(m3d)，平均泥齡為1.04.3d，溫度為30時(shí)COD和BOD5的去除率各為82%和85%，它們的負(fù)荷比厭氧濾池要大得多。 在厭氧分解時(shí)，有機(jī)氮轉(zhuǎn)為氨氮，且存在NH4NH3H反應(yīng)。若pH7時(shí)，平衡中的NH3占優(yōu)勢(shì)，可用吹脫法去除。但厭氧

16、分解時(shí)pH近似等于7，因此出水中可能含有較多的NH4，將會(huì)消耗接納水體的溶解氧。 2.3 厭氧與好氧的結(jié)合方式 雖然實(shí)踐已經(jīng)證明厭氧生物法對(duì)高濃度有機(jī)廢水處理的有效性，但單獨(dú)采用厭氧法處理滲濾液也很少見。對(duì)高濃度的垃圾滲濾液采用厭氧好氧處理工藝既經(jīng)濟(jì)合理，處理效率又高。COD和BOD的去除率分別達(dá)86.8%和97.2%。 2.3.1 厭氧好氧生物氧化工藝(厭氧硝化和生物氧化塘) 西南師大生物系對(duì)pH為8.08.6，COD為16124mg/L，BOD5為214406mg/L、NH3 N為475mg/L的滲濾液采用厭氧好氧生物化學(xué)法處理，取得出水pH為7.17.9，COD為170.33314.8m

17、g/L，BOD5為91.4mg/L、NH3N為29.1mg/L的良好效果。 2.3.2 厭氧氧化溝兼性塘工藝 下面結(jié)合廣州市李坑垃圾填埋場(chǎng)作以下說(shuō)明及分析。李坑垃圾填埋場(chǎng)污水處理廠按流量300m3/d設(shè)計(jì)，進(jìn)水BOD5為2500mg/L、CODCr為4000mg/L、NH3N 為1000mg/L、SS為600mg/L、色度為1000倍；出水BOD5為30mg/L、CODCr為80mg/L 、NH3N為10mg/L、SS為70mg/L、色度為40倍。選用工藝流程為：厭氧氧化溝兼性塘絮凝沉淀。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)較好，兼性塘出水達(dá)標(biāo)時(shí)，即可直接將兼性塘水向外排放；而當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)較差，兼性塘出水達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則啟用混凝沉淀系統(tǒng)，再排放沉淀池上清液。 從目前該套工藝的運(yùn)行情況來(lái)看，當(dāng)進(jìn)水的COD較高時(shí)，出水水質(zhì)良好；一旦COD 降低，特別是冬季低溫少雨，COD降低到不利于生化處理時(shí)，出水各水質(zhì)成分均偏高難以達(dá)標(biāo)，出水呈棕褐色，盡管啟用絮凝沉淀系統(tǒng)，效果仍不理想。由此可見，對(duì)于滲濾液的色度和NH3N的有效去除，對(duì)生化處理將產(chǎn)生有利影響。 2.3.3 厭氧氣浮好氧工藝 大田山垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液處理采用的是此工藝。根據(jù)廣州市環(huán)境衛(wèi)生研究所對(duì)類似垃圾填埋場(chǎng)滲濾液檢測(cè)資料及模擬試驗(yàn)，結(jié)合本場(chǎng)實(shí)際情況定出滲濾液污水處理設(shè)計(jì)參數(shù)。進(jìn)水水質(zhì)CODCr為8000mg/L