垃圾滲濾液概述
摘要：針對垃圾滲濾液的危害及處理難題，介紹了近年來國內(nèi)在垃圾滲濾液處理方面較為廣泛應(yīng)用的工藝技術(shù)，物化處理、生化處理、膜深度處理及其組合工藝等，并對組合工藝對不同滲濾液的處理進(jìn)行了具體分析。提出了目前垃圾滲濾液需要解決的問題及研究方向。
一、垃圾滲濾液的種類
在生活垃圾收集和處理處置的過程中，因壓實(shí)、發(fā)酵等物理、生物及化學(xué)作用會(huì)產(chǎn)生垃圾滲濾液。產(chǎn)生的地點(diǎn)包括垃圾收集點(diǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)站、焚燒發(fā)電廠和衛(wèi)生填埋場等[1]。因此可以把垃圾滲濾液按其產(chǎn)生來源分為四類：垃圾填埋場滲濾液；垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液；垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液；廚余（餐廚）沼液。其中，生活垃圾填埋場滲濾液按填埋時(shí)間和水質(zhì)特點(diǎn)，有可分為初期滲濾液、中后期滲濾液及封場后滲濾液[2]。
二、垃圾滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)
（1）污染物成分復(fù)雜
由于垃圾組分復(fù)雜，滲濾液中的污染物成分復(fù)雜。滲濾液的污染成分包括有機(jī)物、無機(jī)離子和營養(yǎng)物質(zhì)。其中主要是氨氮和各種溶解態(tài)的離子、重金屬、酚類、可溶性脂肪酸及其他有機(jī)污染物。
（2）有機(jī)物濃度高
垃圾滲濾液中的BOD5和COD濃度最高可達(dá)幾萬毫克每升，且含有大量的難降解有機(jī)物，如有機(jī)氯化物、芳香族化合物、腐植酸等，導(dǎo)致COD中將近有700mg/L～1500mg/L難以用生物處理的方式去除。對于填埋場滲濾液，BOD/COD隨著垃圾填埋年數(shù)的增加而降低，導(dǎo)致可生化性變差[3]。
（3）氨氮濃度高
垃圾滲濾液中的氨氮和總氮濃度一般都達(dá)1000mg/L以上，對于填埋場滲濾液，氨氮隨著填埋年數(shù)的增加而增加。
（4）重金屬和鹽分在某些特殊情況下含量高
若原生垃圾中混有大量工業(yè)垃圾（污泥），可能導(dǎo)致滲濾液中重金屬濃度較高；受我國居民生活習(xí)慣影響，垃圾滲濾液鹽分含量較高。
三、垃圾滲濾液處理的工藝
3.1 工藝總概述
基于生活垃圾滲濾液的復(fù)雜性、高濃度的特點(diǎn)，常規(guī)處理技術(shù)和措施包括以下方面。
3.2 生物處理技術(shù)
在對COD濃度<5000mg/L的垃圾滲濾液的處理中，以好氧生物處理技術(shù)最為適宜[4]，諸如：活性污泥法、生物膜法；在對COD濃度>5000mg/L的高濃度垃圾滲濾液的處理中，以厭氧生物處理技術(shù)最為適宜，諸如：厭氧生物濾池、厭氧序批式反應(yīng)器；另外，還有厭氧（缺氧）—好氧生物處理技術(shù)，如：高效經(jīng)濟(jì)的SBR組合工藝技術(shù)。
3.3 物化處理技術(shù)
能夠產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基（·OH）的深度氧化處理技術(shù)，如：臭氧氧化法、光催化氧化法、電化學(xué)氧化法、Fenton氧化法；投加無機(jī)鹽或高分子物質(zhì)的混凝處理技術(shù)以及膜處理技術(shù)。
3.4 土地處理技術(shù)
回灌技術(shù)；人工濕地處理技術(shù)等，可作為生活垃圾滲濾液處理的后繼單元。
3.5 組合工藝
3.5.1 垃圾填埋場滲濾液處理工藝
當(dāng)前主流的“生化處理+膜深度處理”組合工藝[5]，該工藝通過強(qiáng)化生化（通常為MBR）工藝去除大部分可降解的有機(jī)物，并將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)的氮，再通過膜單元截留去除殘余污染物。該工藝流程圖如下：
3.5.2 垃圾焚燒廠滲濾液處理工藝
垃圾焚燒廠的滲濾液因?yàn)榉贌墓に嚥煌嬖谝欢ǖ牟顒e。使用循環(huán)流化床的焚燒廠，其生活垃圾經(jīng)過預(yù)處理后直接進(jìn)入焚燒，一般不對垃圾進(jìn)行儲(chǔ)存發(fā)酵，因此產(chǎn)生的垃圾滲濾液相對較少；使用爐排爐的焚燒廠，其垃圾貯存坑內(nèi)堆存3-7天，此過程會(huì)產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液。又因?yàn)槔贌龔S一般建于室內(nèi)，因此與垃圾填埋場滲濾液不同的，其主要是因?yàn)槔旧砗械乃�、垃圾中易降解成分短期發(fā)酵釋放的水分、垃圾溶出的污染物及隨水流出的細(xì)小懸浮物。其水質(zhì)更類似于垃圾填埋場早期產(chǎn)生的滲濾液。
由于焚燒廠產(chǎn)生的滲濾液屬于新鮮的滲濾液，碳氮比適宜生化，目前國內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的滲濾液主要采用《生活垃圾滲濾液處理技術(shù)規(guī)范》（GJJ150-2010）中推薦的常規(guī)處理工藝，即“厭氧+MBR+納濾/軟化+反滲透”。該工藝流程圖如下：
3.5.3 廚余（餐廚）垃圾
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國一線城市的廚余（餐廚）垃圾占生活垃圾總量的比列約40%-50%。[6]其中，餐廚類含水率為85%左右，廚余類含水率為75%左右。目前廚余（餐廚）垃圾處理主要采用《生活垃圾滲濾液處理技術(shù)規(guī)范》（GJJ150-2010）中推薦的常規(guī)處理工藝，即“預(yù)處理+主處理+膜深度處理”。
預(yù)處理:應(yīng)用較多的工藝是氣浮除油、厭氧反應(yīng)器等。
主處理：主要包括SBR工藝、A/O工藝、MBR工藝等。其中MBR工藝出水水質(zhì)較好、各污染物去除率較高，處理工藝也比較簡單，因此應(yīng)用最為廣泛。
深度處理:膜深度處理（納濾、反滲透等），高級氧化技術(shù)等。
以無錫惠聯(lián)餐廚沼液處理工藝流程圖為例：
3.5.4 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液特點(diǎn)
垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液的產(chǎn)量由垃圾壓縮裝置、類型、壓縮程度、垃圾的主要組成部分、垃圾密度、氣候變化等因素決定。一般產(chǎn)量為垃圾日轉(zhuǎn)運(yùn)量的10%，而在雨季，隨著水量和垃圾水分的增加，垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液顯著增加，相應(yīng)的產(chǎn)量通常為垃圾日轉(zhuǎn)運(yùn)量的20%[6]。
由于轉(zhuǎn)運(yùn)站高峰作業(yè)時(shí)間一般集中在 2～4h，滲濾液瞬時(shí)流量波動(dòng)較大，因此，滲濾液總體水量小但波動(dòng)較大。
《生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站技術(shù)規(guī)范》CJJ/T47-2016標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)過程產(chǎn)生的垃圾水及清洗車輛、設(shè)備的生產(chǎn)污水，在獲得有關(guān)主管部門同意后可排入臨近市政排水管網(wǎng)集中處理；否則，應(yīng)將其預(yù)處理至達(dá)到國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求后再排入臨近市政排水管網(wǎng)或用車輛、管道將垃圾水等輸送到污水處理廠。其工藝流程圖如下：
四、處理的難點(diǎn)
1.積存液滲濾液應(yīng)急處理：垃圾填埋場中的滲濾液因日常設(shè)備處理能力不足，大量積存于池中。積存的的滲濾液具有明顯的可生化性差、鹽分高等特點(diǎn)，如果采用傳統(tǒng)的生化工藝，需要投加大量的碳源、控制溫度等條件來維持運(yùn)行且建設(shè)生化系統(tǒng)時(shí)間較長。兩級DTRO因?yàn)榫哂性O(shè)備集成度高、安裝便捷、投入使用快，經(jīng)常被作為應(yīng)急設(shè)備來使用，但如果只處理滲濾液，不解決濃縮液問題，鹽分的循環(huán)與積累必將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)水率迅速下降、運(yùn)行成本迅速上升，直至系統(tǒng)無法運(yùn)行[7]。
2.垃圾焚燒廠濃縮液處理處置：膜深度處理工藝會(huì)產(chǎn)生15%-30%的濃縮液[8]，國內(nèi)大部分焚燒廠選擇將濃縮液送至焚燒主體部分協(xié)同處置，包括回噴、石灰漿制備、爐渣冷卻等工藝。但是焚燒煙氣處理工藝不同，石灰漿制備所能消納的量有限，回噴處理會(huì)降低垃圾的熱值，影響爐溫且腐蝕爐膛。
3.餐廚垃圾處理：工藝的選擇至關(guān)重要，且工藝設(shè)計(jì)需關(guān)注動(dòng)植物油及懸浮物，氨氮、總氮控制要求高。
五、需要解決的問題
膜濃縮液組成復(fù)雜、污染物濃度極高，處理難度較大，只能靠物理或化學(xué)方法來處理。膜濃縮液回灌可能導(dǎo)致滲濾液出水含鹽量升高，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，還可能會(huì)影響垃圾堆體的穩(wěn)定性。膜濃縮液處理的難點(diǎn)與問題主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。
1.膜濃縮液水質(zhì)復(fù)雜
膜濃縮液富集了大量難降解有機(jī)物、無機(jī)鹽類以及微量重金屬，若干極難處理的物質(zhì)摻混在一起。根據(jù)我國幾家采用反滲透工藝的項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析，要保證反滲透出水的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)，濃縮倍數(shù)不能過高，濃縮液產(chǎn)量也非常大，給其終端濃縮液處理帶來極大困難。
2.全量化處理技術(shù)挑戰(zhàn)高
濃縮液妥善處理是實(shí)現(xiàn)滲濾液全量化處理的關(guān)鍵保障，需要采用切實(shí)有效的濃縮液處理工藝，例如采用蒸發(fā)、結(jié)晶的技術(shù)，或者用絮凝沉淀、高級氧化等方法對濃縮液進(jìn)行處理。膜減量工藝可以對膜濃縮液進(jìn)一步減量，但減量后的廢水去向以及膜減量過程中膜的污染問題還需解決；機(jī)械蒸汽壓縮蒸發(fā)等間壁式蒸發(fā)技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)對膜濃縮液的進(jìn)一步濃縮，但受困于結(jié)垢問題，濃縮倍數(shù)不能過高，而且在蒸發(fā)過程中可能向濃縮液引入更多的鹽分，導(dǎo)致生成濃度更高、總鹽量更大的終極濃縮液；高級氧化對膜濃縮液有機(jī)污染物有一定的處理效果，但單獨(dú)使用無法達(dá)到直接排放的標(biāo)準(zhǔn)，還必須解決工程運(yùn)行穩(wěn)定性的問題。建有垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目的可以采用回噴處理，但爐膛結(jié)焦結(jié)渣腐蝕等問題發(fā)生概率顯著提高；浸沒燃燒蒸發(fā)可實(shí)現(xiàn)全量濃縮液的固液分離，但余熱利用方面還有提升空間。
六、研究方向
依據(jù)相關(guān)資料調(diào)研項(xiàng)目的運(yùn)行能力、運(yùn)行時(shí)長、運(yùn)行費(fèi)用等運(yùn)行參數(shù)綜合得出，高級氧化技術(shù)、低溫蒸發(fā)、機(jī)械蒸發(fā)等濃縮液處理項(xiàng)目總設(shè)計(jì)處理能力很大，但實(shí)際運(yùn)行效果不佳，一些項(xiàng)目受制于原水水質(zhì)波動(dòng)需要復(fù)雜的預(yù)處理，一些項(xiàng)目運(yùn)行穩(wěn)定性較差，一些項(xiàng)目實(shí)際處理能力達(dá)不到設(shè)計(jì)能力；浸沒燃燒蒸發(fā)在穩(wěn)定性上相對較好。近年來蒸發(fā)、高級氧化復(fù)合工藝處理濃縮液處理新技術(shù)蓬勃發(fā)展，因此未來研究方向主要為穩(wěn)定運(yùn)行與降低能耗，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
