垃圾填埋场渗沥液处理技术

垃圾填埋场渗沥液处理技术

李晓旭 王候兵

中国城市建设研究院有限公司

中城院(北京)环境科技股份有限公司

摘要：随着城市化进程的加速和垃圾产量的不断增加，垃圾填埋场作为垃圾处理的主要方式之一，其环境问题日益凸显。垃圾填埋过程中产生的渗沥液含有大量有机物、重金属等有毒有害物质，若处理不当不仅会对地下水、土壤等造成污染，还可能通过食物链危害人体健康。因此，垃圾填埋场渗沥液处理技术的研究与应用具有重要意义。

关键词：垃圾填埋场；渗沥液处理技术；应用

引言

随着城市化进程的加快和人口增长，垃圾填埋场的数量和规模不断扩大。填埋场渗沥液是由垃圾分解产生的污水、下渗的地表水和渗透的雨水等组成，在其中含有大量的有机物、重金属等有害物质，对土壤和地下水造成严重威胁。因此，如何有效处理填埋场渗沥液成为当前环境保护的重要课题。

一、垃圾填埋场渗沥液处理概述

在垃圾的渗沥液处理过程中对于渗沥液的分类，垃圾处理机构将其归类为原生垃圾，垃圾的渗沥液中污染物种类较多且元素含量又多又复杂。在垃圾填埋场渗沥液处理中通常用气相色谱仪法和三维荧光光谱法等对垃圾渗沥液含有的有机污染物进行分析，可以发现不易降解的化合物含量较高，最常见的是酚类化合物和杂环化合物。垃圾填埋场渗沥液中有机物的浓度较高，填埋区原渗沥液的COD浓度可达70000mg/L，氨氮浓度超过4000mg/L。根据水质、水量以及地质条件的差异性，垃圾填埋场渗沥液的降解性会伴随着填埋时间以及填埋地点产生变化，垃圾填埋场渗沥液中碳、氮、磷的比例不能满足废水处理要求，其中的碳、氮含量高，但是磷的含量不能满足微生物所需。

二、垃圾填埋场渗沥液处理的现状

垃圾填埋场产生的渗沥液量巨大，处理项目常常面临紧迫的时间要求，由于处理技术的复杂性和设备的投资成本较高，一次性投资往往成为难题，导致处理进度受阻；生化处理是渗沥液处理中常用的方法，但该方法需要大量的设备支持，设备的运行和维护都相对困难。生化处理过程中产生难闻的气味，对周围环境造成不良影响。渗沥液的水质受到多种外界因素的影响，如降雨、垃圾成分变化等，导致水质波动大，处理难度增加。渗沥液处理设施的建设往往需要较长的时间，这导致渗沥液在处理设施建成之前无法得到有效处理，增加了环境污染的风险。由于渗滤液成分复杂，具有腐蚀性，长途运输中设备容易受损，导致渗滤液泄漏。泄漏的渗滤液会对周围环境造成严重的污染。

三、垃圾填埋场渗沥液处理技术的具体应用

（一）生物处理法

垃圾填埋场渗沥液的生物处理方法和传统的废水处理相似，但处理难度更大，一般使用厌氧生物法和好氧生物法等，消耗和降解各种有机污染物和氨氮化合物。垃圾渗沥液预处理就目前应用较多的工艺是厌氧反应器或混凝沉淀等工艺，其生化处理的核心是硝化及反硝化机理。膜生物反应器主要包括生化反应器和超滤等设备，其中硝化及反硝化工艺均将生化反应器分为缺氧段和好氧段，或将整个运行周期分为缺氧时段和好氧时段，工艺整体分为预分解和硝化/反硝化。由于渗沥液有机物含量高，可生化性好，在曝气充氧的条件下，将发生碳的氧化过程和硝化过程，好氧微生物可以降解大部分有机物质，将其分解为CO2和H2O等无机物，亚硝化菌将NH3-N氧化为NO2-，硝化菌进一步将NO2-氧化为NO3- ，硝化后的混合液进入缺氧段，反硝化菌利用水中的碳源，进一步将NO2-和NO3-还原为N2，达到脱氮的效果。超滤膜一般采用过滤精度0.001-0.1微米，直径为0.02m的有机管的超滤膜，反应器采用超滤膜分离水和微生物，将其完全截留在生物反应器中，生化反应器回流污泥浓度为15~30g/L，连续驯化微生物菌群可显著提升生物降解难的有机质的质量。

（二）土地处理方式

土壤处理方法分为土壤植物处理系统和污水灌装技术。与生物和物理处理方法相比，土壤处理方法不仅可以更好地适应废水水质和用水量的变化，投资成本低，运行成本低，而且可以加快排放稳定过程，缩短维护周期，降低日常操作阶段的维护成本。土壤植物处理系统的两种方法主要利用土壤中微生物和细菌的生物化学作用，同时通过植物根系和植物修复技术对微生物进行增强，实现液体处理。土壤植物处理系统对可沉淀的有机物具有很强的去除效果，可以通过水生植物的吸收、微生物的硝化、净化和蒸发来有效去除。科学家们指出，土壤植物处理系统的原理是利用植物本身或根部的微生物菌群来提取、挥发、固定或移除重金属从而去除废水中的重金属。这种方法可以大大提高废物饱和度的蒸发，有效降低粘膜浓度，通过植物根系的生长发育进一步提高粘膜处理效果。

（三）浓缩液处理法

浓缩液处理法通过将渗沥液中的有机物、重金属以及其他污染物浓缩，从而减少液体体积，方便后续处理和处置。处理浓缩液中的含盐废水是一项具有挑战性的任务，传统的处理方法可能无法有效处理这些废水，因为其中含有大量的盐类物质，使得常规处理方式变得困难。目前高浓度食品废水处理厂已经开始尝试利用这些含盐废水进行锅炉加注、除尘等处理，以达到资源利用和减少废物排放的目的。回流燃烧装置受锅炉效率和热量生长条件的影响，可能导致处理效果不佳。循环冷却水塔中的烟气和废水也需要得到有效处理。浓缩物的处理问题直接关系到焚烧装置的清洁和零废弃物目标的实现，因此必须采取有效措施来清洁和处理这些浓缩物。

（四）机械压缩蒸发+离子交换工艺

机械压缩蒸发技术通过机械抽真空、气体转换和液体蒸发等步骤，将废水中的水分蒸发出来，从而实现水的回收和废水的浓缩。在垃圾填埋场渗沥液处理中，机械压缩蒸发(MVC)易于处理是一种深度处理的方法，其具有能耗低、出水水质好、占地面积小的优点，常用于无机废水处理和净化等其他行业。机械压缩蒸发+离子交换工艺主要采用物理和化学分离过程，主要是通过过滤去除大部分微纤维，通过自动控制装置来控制系统温度、压力、马达转速，保持蒸发器的稳定且高效智能的运行，实现原液的蒸发和浓缩。其含有部分挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物的冷凝水，通过离子交换(DI)系统再进行处理。离子交换系统的方法主要是利用液体氯酸的回收。再生的液体采用MVC通过蒸发过程浓缩。机械压缩蒸发结合离子交换工艺在废水处理中发挥着重要作用，能够有效地处理废水，降低处理成本，同时实现资源的回收和再利用。

（五）膜分离技术+生化处理方法

膜分离技术与生化处理方法的组合在垃圾填埋场渗沥液处理中发挥着重要作用，结合了物理隔离和生物降解的优势，能够高效地去除污染物质，实现废水的净化和资源回收利用。膜分离技术是一种通过半透膜进行固液或液液分离的技术，包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等方法，这些膜技术可以有效过滤渗沥液中的微生物、胶体、重金属等污染物，实现初步的水质净化，生化处理方法则通过生物降解作用去除有机物质，促进污染物的降解和转化。将膜分离技术与生化处理方法结合可以实现渗沥液中各类污染物的综合去除，废水经过膜分离技术的处理，较大的颗粒、微生物等被有效截留、分离，此时水质得到初步提升。经过膜分离后的水体进入生化处理系统，生化过程中的微生物、酶等活性元素将分解有机废物、降解难降解物质，进一步净化水质。

结束语

综上所述，垃圾填埋场渗沥液处理是一个复杂而关键的环保领域技术，随着科技的不断进步和环保要求的提高，渗沥液处理技术也在不断创新和完善。当前渗沥液处理技术仍面临诸多挑战，如处理成本高、处理效果不稳定等。未来需要进一步加大研究力度，探索更加高效、经济、环保的处理技术。加强渗沥液处理技术的推广与应用，提高垃圾填埋场的环保水平，对于保护生态环境和人类健康具有重要意义。

参考文献

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