垃圾渗滤液现状范例(12篇)
时间：2024-02-02
时间：2024-02-02
关键词垃圾渗滤液；有机污染物；成分特征；研究进展
中图分类号X799文献标识码A文章编号1007-5739（2016）06-0194-01
ResearchProgressonCompositionCharacteristicsofOrganicPollutantsinLandfillLeachate
XIAChang-wei
（GuizhouTianbaoEcologyCo.，Ltd.，GuiyangGuizhou550002）
AbstractResearchprogressonthecompositioncharacteristicsoforganicpollutantsinlandfillleachatewasreviewed，includinggarbagepercolateandfiltrateoforganicmolecularweightdistribution，landfillleachateorganicpollutantsinthestructurecharacteristics，garbageinfiltrationfiltratedissolvedorganicmattergroupofthreedimensionalfluorescencecharacteristics，garbageinfiltrationanalysisofthecomponentsoforganicpollutantsinleachate.
Keywordslandfillleachate；organicpollutants；compositioncharacteristics；researchprogress
近年来，随着人口的快速增长及人们生活水平的不断提高，我国生活垃圾年产生量快速增长[1-2]。当前，我国城市垃圾的处理70%以上采用卫生填埋法[3]，许多城市都相继建立了垃圾卫生填埋场，垃圾渗滤液也随之产生[4]。垃圾渗滤液的组成成分复杂，其中含有各种金属离子、有机污染物、总溶解性固体[5]，其中有机污染物又分为高分子腐殖质类、中分子量灰黄霉酸类及低分子量脂肪酸类，这些化合物中含有许多污染物可致癌、促癌[6]，难以处理达标[7]。因此，进一步深入认识垃圾渗滤液中有机组分及结构特性，对指导今后垃圾渗滤液生态净化具有重要的理论和实践意义。
1垃圾渗滤液中有机物分子量的分布
垃圾渗滤液中污染有机成分复杂，包括烷烃、单环芳烃、烯烃、多环芳烃和杂环化合物[8-9]。张宏忠等[10]通过对渗滤液中溶解性有机质UV254nm吸光度研究结果表明：垃圾渗滤液中分子量>10000、2500～10000、1000～2500、10000、2500～10000、1000～2500、
2垃圾渗滤液中有机物污染物的结构特性
垃圾渗滤液溶解性有机质是由一类成分复杂的非均质混合物组成，一般含-OH，-NH2，CO和-COOH等活性官能团。傅里叶采用严格定量的制样方法，变换红外光得到有机化合物各种官能团对红外吸收的总体反映。腐殖质占垃圾渗滤液中溶解性有机碳的40%～60%[17]，其包括富里酸及腐殖酸2个部分，是一类大分子多环芳香化合物。LinC[18]研究表明，3077～3030cm-1是芳烃C-H的伸缩振动区，3670～3300cm-1是羟基或羧基-OH的伸缩振动区，1470～1420cm-1是芳烃和嘧啶C-C的伸缩振动区，1690～1680cm-1是发生共轭效应的羧酸C-O的伸缩振动区，有锯齿状倍频吸收2000～1600、900～650cm-1是芳烃C-H的变形震动区，垃圾渗滤液颗粒物分为无机物和有机物两部分，无机物主要为碳酸盐，有机物主要以芳环为骨架以及醛或酮缩聚的结构，含有不饱和的碳氧键，基团主要有酚轻基、羧基、甲基和氨基等。因此认为渗滤液颗粒物中的有机物质以腐殖质为主。
3垃圾渗滤液中溶解性有机物组分的三维荧光特性
三维荧光法可以根据荧光强度信息对垃圾渗滤液中的有机污染物分类及含量信息进行研究[19]。从图1可以看出，ClassⅠ称为类腐殖酸荧光（humic-like）；ClassⅡ与ClassⅣ为类富里酸荧光（visiblefulvic-likeandUVfulvic-like）；ClassⅢ为类蛋白荧光（protein-like）[20]。从图2可以看出，垃圾渗滤液在2个区域出现很强的荧光信号：一是Ex/Em=（280～370）nm/（380～460）nm，荧光信号较强，属于可见区类富里酸和腐殖酸类物质[21]；二是Ex/Em=（200～250）nm/（340～480）nm，荧光信号非常强，主要代表紫外区类富里酸。一般情况下，荧光强度越强，说明垃圾渗滤液中DOM含有的共轭双键越多[22]，由此可以判别垃圾渗滤液的主要组成为类富里酸、类色氨酸和类腐殖酸物质。微生物活动与三维荧光光谱中类蛋白荧光峰有密切联系[23]，垃圾渗滤液中微生物活跃，渗滤液DOM中含有大量微生物活动产生的垃圾降解产物[24]。
4垃圾渗滤液中有机污染物成分的分析
垃圾渗滤液由于有机污染物浓度高、种类多，水质变化范围极大，处理难度较大，应对其组分进行明确，以更好地（下转第206页）
对其进行科学处理。解析气相色谱图谱可知，垃圾渗滤液含有的有机物种类包含丁酸或辛酸、苯酚、吲哚类及多环芳烃等[25]。利用气相色谱―质谱联用仪对垃圾渗滤液中有机污染物种类及含量进行测定，结果表明：其含有的有机污染物总共有63种，其中羧酸类19种、醇及酚类10种、醛及酮类10种、酰胺类7种、烷烯烃6种、酯类5种、芳烃类1种、其他5种，其中有很多已被确认为致癌物或促癌物、辅致癌物[26-28]。
这63种有机污染物中有34种可信度在60%以上。在检测出的63种有机污染物中，有烷、烯、醇、酮、羧酸、苯、酯、酰胺、吡咯、呋喃酮、吡啶、苯酚、吲哚、腙、硅氧烷等物质，但卤代有机物、萘、芴等较少，可能是这些有机物含量小，富集没有达到检测限所致。值得注意的是，杂环类有机物虽然在垃圾渗滤液所萃取出的有机相中所占比例不大，但其结构稳定，同时还含有一定量的元素，其处理后最终的存在形式将成为垃圾渗滤液生态净化效果的重要考察指标。
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关键词：填埋场；渗滤液；处理方法
Abstract:inrecentyearsforeignscholarsoflandfillleachatetreatmentforalargeamountsofexplorationandresearch,achievedsomesuccessexperience,someofwhichhavebeenusedinengineeringpractice.Inourcountryoflandfillleachatetreatmentresearchstartedlate,lowstartingpoint,alotoffailure,butalsohadsomevaluableexperience.Becauseofleachatewatertothecomplexandchangeable,atpresentthereisnoperfectprocess,accordingtothedifferentmostofthespecificconditionsofthelandfillandothereconomictechnicalrequirementstoadopttargetedprocess.Inlandfillleachatetreatmentathomeandabroadandthepresentsituation,thecurrentleachatetreatmentschemeisoffthemainprocessingfieldandindividualtreatmenttwokindsbig.Themainprocesshavebiologicaltreatmentmethod,chemicalmethod,andthemethodofcomprehensivemidway
Keywords:thelandfill;Leachate;Processingmethod
中图分类号：R124文献标识码：A文章编号：
引言：城市垃圾的处理(处置)方法主要有焚烧、堆肥和填埋等。其中垃圾卫生填埋法由于成本低、技术相对简单、处理迅速，是目前国内外应用最为广泛的垃圾处置方式。填埋法处理城市生活垃圾会产生大量的污染物浓度高、持续时间长、流量极不均匀且水质变化大的渗滤液，这些渗滤液不加处理则会对周围环境水体产生严重的二次污染。城市生活垃圾填埋场渗滤液(以下简称渗滤液)的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常迫切而棘手的问题。
1渗滤液处理方法介绍
1.1常用的处理方法
1)生物处理法
分为好氧生物处理法、厌氧生物处理法和厌氧―好氧组合处理方式三种。好氧生物处理法包括活性污泥法、曝气氧化塘法和生物膜法。厌氧生物处理法包括普通厌氧硝化、两相厌氧硝化、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧复合床(UASBF)等。厌氧―好氧组合处理方式包括SBR法、AB法、厌氧池―SBR法、厌氧池―活性污泥法、厌氧/好氧生物床等。
2)物理化学处理法包括混凝沉淀法、化学氧化法、吸附法和膜分离法等。
3)土地处理法包括循环回灌法和土壤植物处理系统。
1.2渗滤液处理方法的比较
垃圾渗滤液的多种处理方法，各具优缺点。
生物法中，好氧工艺的活性污泥法和生物膜法的处理效果最好，停留时间较短，已有丰富的运行经验，但工程投资大、运行管理费用高；相对而言，曝气氧化塘工艺简单、投资少、便于管理，但停留时间长、占地面积大且易受季节影响。厌氧处理工艺适于高浓度的有机废水，它的缺点是停留时间长，污染物的去除率较低，对温度的变化敏感。因此，对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧―好氧组合处理工艺既经济合理，又提高了处理效率。目前我国已有不少填埋场采用此法，例如：福州红庙岭的UASB―氧化沟―稳定塘工艺，处理垃圾渗滤液水量为1000m3/d；入口水质CODcr为8000mg/L、BOD5为5500mg/L；CODcr的去除率为95%、BOD5的去除率为97%，去除率较高，但出口水质仍未达到《生活垃圾填埋控制标准》(GB16889―1997)中垃圾渗滤液二级排放标准的要求。还有，广州大田山垃圾卫生填埋场渗滤液的处理采用厌氧―气浮―好氧工艺，进水水质CODcr为8000mg/L、BOD5为5000mg/L、SS为700mg/L、pH值为7.5；出水水质CODcr为100mg/L、BOD5为60mg/L、SS为500mg/L、pH值为6.5～7.5，达到了垃圾渗滤液的二级排放标准。虽然厌、好氧组合工艺的处理效果相对较好，但此工艺组合的搭配协调较为困难。
与生物处理相比，物化处理不受水质水量变动的影响，出水水质比较稳定，尤其是对BOD5/COD值较低(0.07～0.20)的难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果，现已成为渗滤液后处理工艺中最常用的方法之一。但其成本较高，不适于大水量垃圾渗滤液的处理。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
土壤植物处理系统是在人工控制的条件下，通过土地―植物系统的物理―生物―化学的综合反应，使渗滤液得到净化。循环回灌法实质上是以填埋场为巨大的生物滤床，将渗滤液收集起来，通过喷灌使之回流到填埋场。其净化作用主要体现在两个方面:一是减量。渗滤液回灌后通过蒸发或被植被吸收，减少了渗滤液的场外处理量；二是加速稳定化进程。回喷可增加垃圾湿度，增强微生物活性，加快甲烷的产生速率及有机物的分解，缩短填埋垃圾的稳定化进程。例如，北英格兰的SeamerCarr垃圾填埋场，部分垃圾渗滤液采用了渗滤液再循环后，发现COD值和金属浓度有较大幅度的下降。
目前该项技术在我国应用的较少。据资料介绍，例如，唐山市垃圾卫生填埋场的渗滤液处理采用了循环回灌法，渗滤液被收集并经沉淀调节池处理后，回灌至填埋场；沉淀调节池中的沉淀污泥与渗滤液也一并回流至填埋场，避免了污泥的二次污染。还有杭州天子岭填埋厂，通过循环回灌法基本可实现渗滤液的产生与蒸发量的平衡，同时可使COD由10400mg/L降至142mg/L，TN由899mg/L降至18mg/L。但是，循环回灌法对氨氮的去除效果并不明显，其只能降低垃圾渗滤液的浓度、减少其产量，而且产生的低浓度渗滤液不能直接排放。
2我国的垃圾渗滤液处理方法
2.1预处理方法
现今，垃圾渗滤液的排放标准日益严格，目前我国能真正满足卫生填埋标准的填埋场并不多，许多填埋场因为资金所限无法建造能达到标准的垃圾渗滤液收集处理系统。因此，我们应发展投资小、效果好的渗滤液处理技术。但是，由于垃圾渗滤液成分复杂、水质水量变化大、污染物浓度高，单独采用一种方法处理难以满足要求，因此须采用多种方法的组合工艺。如用生物法或土地法作为预处理，再综合考虑处理效果、资金及用地情况来选择后续处理的工艺组合即可满足要求。根据本文对各种处理方法的比较，土地处理法节约用地、经济简单，生物法的工艺搭配协调困难，投资相对较高。因此，从我国目前的国情出发，选择土地处理法为预处理方法是适宜的。
2.2后续处理的方式方法
后续处理可分为合并处理和单独处理两种方式。
1)合并处理
合并处理是指将预处理后的渗滤液输入城市污水处理厂进行处理。垃圾渗滤液通过土地处理法进行预处理后，重金属浓度大大降低，不会对城市污水处理厂的微生物造成毒害；水量和有机物含量减少，基本不会对城市污水处理厂造成冲击负荷，但考虑到污水处理厂对渗滤液的接纳能力，应严格控制渗滤液与城市污水的混合比，渗滤液浓度越高，渗滤液和污水的混合比就应控制得越小，因此需在填埋场附近加筑中间调节池，在雨季和水量较多时，可将过剩的渗滤液排入调节池中。另外，经土地法预处理后，渗滤液的营养物质仍不均衡，氨氮浓度较高、磷含量较低。而城市污水量较大，可起到稀释作用，还可补充磷等营养物质，保证了生化处理所需的C∶N∶P的比例，达到渗滤液与城市污水共同处理的目的。因此，采用合并处理作为后续处理方式，既不影响城市污水处理厂的正常运作，又能保证出水水质，还可节约土地、节省工程投资和运行管理费用，也不必考虑工艺搭配组合的问题。所以，该方式是一种比较理想的处理方案。但需注意的是垃圾填埋场和城市污水厂的距离及城市污水处理厂对渗滤液的接纳能力。
2)单独处理
单独处理是指在填埋场附近建设污水处理厂以进行渗滤液的处理。当垃圾填埋场远离城市污水处理厂时，为避免渗滤液长距离输送带来的高额费用，可考虑在填埋场附近单独建设处理系统。处理系统要根据预处理后的水量、水质进行选择。一般来说，应用土地处理法进行预处理后，水量和有机物含量较少、氨氮含量较高，应建议采用物理化学处理法对渗滤液进行深度处理。
3结束语：
1)垃圾渗滤液的成分复杂、水质水量变化大、污染物浓度高、处理难度大。主要的处理方法有生物处理法、物理化学处理法和土地处理法。单独采用一种方法处理垃圾渗滤液难以满足排放要求，因此必须采用多种方法的组合工艺。
2)以循环回灌法为预处理，再把渗滤液输送至城市污水处理厂进行合并处理是适合我国的渗滤液处理方法。但必须考虑到填埋场和污水处理厂的距离及污水厂对渗滤液的接纳能力。如单独处理，则建议采用物理化学处理法进行深度处理。
3)建议对循环回灌法与其它工艺搭配的处理方法进行试验研究，以解决工艺的协调问题。另外，在研究垃圾渗滤液处理方法的同时，还应当研究减少渗滤液产生量的填埋技术。
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关键词：广州市；固体废物；二次污染
1广州市固体废物污染现状
1.1广州市工业废物污染现状
近年来，广州市工业生产产生的固体废物急剧增加，组成成份日趋复杂。2005年全市固体废物产生总量达2334万吨，其中一般工业固体废物就占有1400万吨，该市固体废物的处理处置总量虽接近1000万吨，但现有的固体废物处理处置设施数量上远远不能满足废物处置需求，设施建设普遍简陋，达不到“无害化”的标准，二次污染严重。
1.2广州市城市生活垃圾污染现状
目前广州市平均日产垃圾6300吨。生活垃圾，主要在位于黄埔区的大田山垃圾填埋场集中处理。但由于各种原因，这些生活垃圾在处理过程中又给当地的居民群众造成了较为突出的二次污染。尤为令人吃惊的是，已开场10多年、并计划将于年内关闭的大田山垃圾填埋场，其污水处理系统至今还处于调试阶段，大量未经任何处理的污水直接排放到河涌里。
1.3广州市有毒化学固体废物污染现状
目前广州市每年的危险固体废物产量约为2万吨，废旧电子电器12万吨，废塑料包装物和农用薄膜32万吨。其中医疗废物进行集中处理处置的只有广东生活环境无害化处理中心等3家，医疗废物集中安全处置达标率只有40%；大量的危险废物被不规范焚烧或倾入没有采取防渗措施的生活垃圾填埋场，甚至直接排入环境中，造成严重的环境污染。
1.4广州市白色污染现状
广州市目前使用的是eps(俗称白色)泡沫塑料快餐具，其年消耗量在20亿～30亿只，大量弃掷的泡沫塑料快餐具形成“白色污染”。21世纪广州市的白色垃圾有300多万吨。由于eps泡沫塑料消耗的是无法再生的石油资源，用作发泡剂的氟利昂是对地球大气臭氧层造成不可逆转破坏的“元凶”，它埋在地里会使土壤劣化，焚烧处理又会产生10余种有毒气体污染空气，故而成为灾难性的“白色污染”。它已同汽车尾气、有磷洗涤剂一起被列为我国环保治理的三大重点。因为白色垃圾需要百年以上时间才可以在自然界自然降解，所以解决它的污染问题被称做百年难题。
2广州市固体废物污染治理对策
2.1工业固体废物污染的治理对策
(1)冶金废渣的治理对策。
①高炉渣：高炉渣的产量随冶炼技术及矿石的品位不同而变化。高炉渣属于硅酸盐材料。它化学性质稳定，并具有抗磨、吸水等特点，可供广泛应有，国内对高炉渣的应用都很重视，美、英、法、日本等国高炉渣的利用率已达100%，甚至出现了很多专营高炉渣商品的公司和工厂。我国高炉渣的利用率已达85%以上。为了适应不同的用途，高炉渣可分别被加工成水渣、矿渣碎石和膨胀矿渣等几类主要产品。
②钢渣：钢渣是炼钢过程中排出的固体废物，包括转炉渣、电炉渣等。炼钢过程中的排渣工艺，不仅影响到炼钢技术的发展，也与钢渣的综合利用密切相关。目前，炼钢过程的排渣处理工艺大体可分为如下四种：冷弃法；热泼碎石工艺；钢渣水淬工艺；风淬法。
(2)化工固体废物的治理对策。
①对硫铁矿烧渣，应根据其含铁量的不同确定其用途，铁含量高的应回炉炼铁；低铁、高硅酸盐的硫铁矿烧渣宜做水泥配料。
②铬渣可代替石灰石作炼铁熔剂。在冶炼过程中铬成为金属进入铁组分中，可彻底消除六价铬浸出的危害；根据铬渣在高温下能还原成低价态无毒铬的原理，可将铬渣掺入煤中用于发电、用铬渣作玻璃着色剂或钙镁磷肥和铸石。还可利用碳对铬渣进行干法还原除毒；用电解法处理铬酸、生产铬盐精、回收原理含铬硫酸氢钠等。
③烧碱盐泥可采用抽滤、沉淀过滤法进行处理，或用于制氧化镁等；含汞盐泥可用次氯酸钠氧化法、氯化-硫化-熔烧法进行处理，并回收金属汞。
④电石渣可制水泥或代替石灰作各种建筑材料、筑路材料等，还可用来生产氯酸钾等化工产品。
⑤其它化工废物，如，磷渣可烧制磷酸；甲醇废触媒可生产锌-铜复合微肥；溶剂厂母液可生产二甲基甲酰胺等；染料废渣制硫酸铜等产品；胶片厂的废胶片和废液可回收银。
2.2生活垃圾污染的治理对策
(1)填埋法。
①垃圾填埋场的选址。选址时遵循的原则是：远离生活区和水源地；避开上风口和水源地上游；自然地理条件不适宜飘浮扩散和渗漏。
②对填埋场需要进行严格的防渗漏处理，以免垃圾中的有害物在雨水或地表径流的冲刷下随水渗漏，污染地下水和相邻土壤。
③垃圾场表面覆土和排气管网设置。
(2)堆肥法.
堆肥生产的主要工艺过程是：生活垃圾-分类-破碎-发酵-烘干-磨粉-配料-造粒-干燥-包装-出厂。如果是生产一般堆肥，则在发酵工艺完成后，即可直接使用；如果生产有机复合肥，则在配料工艺需要添加一定配比的化肥。有机复合肥的有效肥力是一般堆肥的4～5倍。目前广州市的固体污染只有少量是用的堆肥法处理。
(3)焚烧法。
广州市现在有1座大型垃圾焚烧厂——李坑垃圾焚烧厂。李坑生活垃圾焚烧发电厂一期是广州市重点工程项目之一，项目总投资7.25亿元。投入运行的一期工程设计日处理垃圾1040吨，占目前广州市日产生活垃圾量的约1/7；该厂年发电1.3亿度，能满足10万户家庭生活所需，是符合广州特点，达到国内领先水平的垃圾焚烧发电厂。利用垃圾发电、“变废为宝”是李坑生活垃圾焚烧发电厂有别于垃圾填埋场的一大亮点。该项目还是国内第一个采用中温次高压参数的焚烧发电厂，通过提高蒸汽温度和压力有效提高蒸汽回收效率，使发电量增加20%以上。此外，与垃圾填埋场需大量占用土地不同，该厂在设计原则上尽可能节约用地，目前一期用地仅为3.2万平方米，是兴丰垃圾填埋场的1/10。
3.3白色污染处理方法
①实行垃圾分类，以利回收利用。清洁的废塑料制品可重复使用、造粒、炼油、制漆、作建材等。而从垃圾场重新分拣废塑料制品，则费时费力，且塑料的利用价值也很低。所以一定要在废塑料制品进入垃圾流之前将其分类回收上来。目前，发达国家大都走回收利用的路子。我国城镇尽快推行垃圾分类弃置已势在必行。
②依靠科技进步，发展可降解塑料。美国、日本等发达国家已研制成功以植物淀粉为主要原料的可降解塑料，大大缩短了其可降解周期。广州市新型塑料的研制也取得了重大进展，已经和正在开发出以淀粉、秸秆纤维、天然草浆等材料制成的“绿色”替代品。
③加强立法，强化管理，尽量减少或控制使用不可降解塑料的生活用品。以法规的形式明确生产者、各级销售者和消费者回收利用的义务。目前美国、日本等发达国家已明令禁止使用一次性塑料快餐餐具。广州市也为此专门制定了地方性法规，扼制“白色污染”的污染源。
2.4广州市垃圾二次污染的防治措施
(1)填埋场场底防渗。
为防止垃圾渗滤液污染地下水，必须在填埋场底采取有效的防渗措施。以前垃圾填埋场底部都铺放一层防渗材料，主要有黏土、沥青、塑料膜等合成橡胶等。近几年国外开始采用人工合成防渗层，有的采用双防渗层，效果明显好于前者。垂直防渗可采用帷幕灌浆、不透水布等。各填埋场可根据具体工程和水文地质情况，采取相应的防渗措施。
(2)渗滤液的收集处理。
垃圾渗滤液的处理方法包括生物、物化及土地处理法。生物处理法包括好氧处理、厌氧处理和厌氧-好氧处理。物化法主要有化学混凝沉淀、电解氧化、活性炭吸附、密度分离、化学氧化、化学还原、膜渗析、汽提、湿式氧化等多种方法。和生物法相比，物化法受水质水量影响小，出水水质稳定，尤其对bod/cod较低而难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果。由于物化法处理费用较高，一般用于渗滤液预处理或深度处理。渗滤液的土地处理包括慢速渗滤系统(sr)、快速渗滤系统(ri)、表面漫流快速渗滤处理系统(ari)等多种土地处理系统。土地处理主要通过土壤颗粒的过滤，离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮颗粒和溶解成分。通过土壤中微生物作用使渗滤液中有机物和氮发生转化，通过蒸发作用减少渗滤液量。
(3)填埋气的处理和回收利用。
①填埋气的收集。由于大部分沼气在填埋场填埋过程中就已形成，所以沼气采集应在填埋过程中就开始实施。在荷兰，对正在使用的垃圾场，主要采用立式或水平式收集技术。立式采气系统是在垃圾场的填埋过程逐步建造成的，其方法是在填埋场内均匀分布竖立大口径钢管，在每个钢管外砌筑竖井，当填埋厚度达到2～5米时，将钢管向上抽一部分，并继续砌筑，直到填埋场达到设计高度，然后将钢管移走。
②填埋气的净化。溶剂吸收法是目前较为成熟的沼气净化方法，如采用双塔式溶剂吸收法提纯垃圾沼气，设备简单、成本低、操作简便，净化效果好。
2.5广州市固体废物优化方法
1)用作生产建筑材料。许多工业废渣的成分，性质类似于天然建筑材料或人工制成的建筑材料，如含有钙、硅、铝等氧化物并具有(或潜在有)水硬胶凝性的废渣，可作水泥、砖瓦等墙体材料；具有一定强度、体积稳定的废渣和废石，可作混凝土骨料。目前，利用热电厂的粉煤灰筑路，利用燃煤的灰渣做钢厂铸锭保护渣、岩棉制品、水泥原料等，不仅获得了良好的环境效益也获得了可观的经济效益。
2)回收资源和能源。许多废石、尾矿、废渣等都含有一定量的金属元素或含有提炼金属元素所需的辅助成分。若是用于冶金、化工生产，可收到良好的经济和环境效益。每年从废物中回收利用的金属在各种金属产量中所占的比例为：铝18%，铜50%，铅50%，钢铁31%。回收垃圾中的废纸可节约大量的造纸木材，还可以减少由木材造纸工艺中的一系列污染
关键词：生活垃圾填埋场渗滤液回灌渗透性中间覆盖层
渗滤液回灌是将收集后的渗滤液再次回灌入填埋场，利用填埋场堆体内的微生物对渗滤液进行处理的一种技术，它是渗滤液管理的一种有效方法。
由于垃圾堆体内存在大量的孔隙，因此垃圾堆体具有较强的额外贮水能力，并且该贮水能力随垃圾堆体填埋高度的增加而增加。有关研究表明[3]：当所填埋生活垃圾的饱和度为50%，填埋高度为50m时，每公顷生活垃圾填埋场额外贮水能力为125×103m3。
许多研究表明[1,2,4]，通过渗滤液回灌增加填埋场堆体内的湿度，不仅可以改善渗滤液的水质，降低渗滤液中BOD、COD及重金属的浓度，而且可以加速填埋堆体的稳定，使填埋场稳定期缩短至2～3a，并增加填埋场的甲烷产气率。
1回灌技术
将渗滤液回灌入填埋场的方式有多种，在生产中常用的方法通常有喷淋法、表面水塘回灌法、垂直竖井回灌法及水平回灌法。
1.1喷淋回灌法
喷淋回灌法就是将垃圾渗滤液喷洒至垃圾填埋场表面，为了增加渗滤液的渗透性，可在垃圾填埋场的表面开挖一些纵横交错的沟槽。喷淋回灌法相对较为灵活，由于管线敷设在填埋场的表面，当填埋区域发生变化时，回灌系统比较容易建设。
该种方法通常用在蒸发量较大的地区，用以减少渗滤液的处理量，减少率可达75%左右。在降雨量充沛或冰冻的地域，则不适合运用此种方法。
目前，由于渗滤液在喷洒过程中所产生微小的雾状水滴及气味会对人的健康带来危害，有些国家已经开始禁止使用这种回灌方式。当采用这种回灌方式时，建议渗滤液的浓度应小于1000mg/L[5]。
1.2表面水塘回灌法
表面水塘回灌法就是在生活垃圾填埋场的表面开挖基坑，内置级配碎石，渗滤液回灌到水塘内，然后渗透到填埋堆体内，通常水塘的直径大约为5m，深度约为1.5m。
此种回灌方法在美国佛罗里达州有较成功的应用实例。广州的李坑生活垃圾填埋场在运营管理时也采用了这种回灌方式，在渗滤液减量及改善水质方面取得了较好的效果。
渗滤液的表面水塘回灌法同样也会带来环境问题，如气味、苍蝇等，并且由于水塘的位置相对较为固定，其开挖深度较浅，在一定程度上影响了渗滤液的回灌频率与容量。
1.3垂直竖井回灌法
垂直竖井回灌法是渗滤液回灌比较常用的方法之一，具体结构见图1。为了避免短流，回灌井的底部是不透水的。
由于垂直回灌法回灌点相对比较固定，在设计时，回灌井的间距应适当，若回灌井的距离太密，则影响填埋场垃圾的堆放与压实，但太疏，则未充分利用填埋场的贮水能力，导致填埋场湿度不均匀。在国外，每个回灌井的服务范围通常为1600～8000m2[5]。
由于垃圾填埋场初期的沉降比较厉害，在沉降过程中可能会破坏垂直回灌井的整体性，并且，如果竖井的基础是支撑在膜上面的，则有可能导致膜的破损。
1.4水平回灌法
水平回灌法是在垃圾面一定深度下开挖盲沟，内置穿孔的HDPE管，盲沟内填充砾石或废弃的轮胎碎片，具体结构见图2。
由于水平管网覆盖面积大，该系统比其他回灌方式引入填埋场的渗滤液量大，但是也不能过度使用。有报道表明[5]，水平回灌系统的过度使用会导致渗滤液收集系统收集量的加大，并且渗滤液的浓度峰值也将会增加。
由于该系统是敷设在垃圾面底下的，无论是正在使用的填埋场还是封场后的填埋场，均可采用此系统进行渗滤液回灌。
图1渗滤液回灌竖井
图2渗滤液水平回灌系统
2影响渗滤液回灌效果的因素
渗滤液回灌可以改善渗滤液的水质情况，并加速填埋堆体的稳定。为了使渗滤液回灌获得较好的效果，应尽量使填埋堆体内湿度均匀，避免短流现象、局部饱和及顶部、边坡穿透现象的发生。在此，本文将就渗滤液回灌效果的影响因素进行论述分析，并提出操作建议。
2.1垃圾堆体特性
垃圾堆体各向同性就是指在各个方向上，垃圾具有相同的渗透性。渗滤液回灌时，垃圾堆体各向同性可使其持水均匀，达到比较好的渗滤液回灌效果。但实际上，由于目前大部分城市采用由环卫工人上门收集袋装垃圾的收集形式，而且，盛装垃圾的塑料袋很少采用可生物降解的垃圾袋，因此，大大影响了生活垃圾各向同性的性能，在渗滤液回灌的过程中，容易导致渗滤液的短流或渗滤液在垃圾堆体内的聚集，而不能均匀分布在垃圾堆体内，达不到充分利用填埋场内的生物群体降解渗滤液的目的。
在生活垃圾填埋前，进行垃圾破碎是达到垃圾堆体各向同性的一种比较有效的方法，但是在许多城市，由于日产垃圾量较大，填埋前对袋装垃圾进行破碎不太可行，因此向居民宣传使用可快速生物降解的环保垃圾袋是非常有必要的。
2.2压实度
垃圾在填埋时，先由推土机将垃圾均匀推开，然后由压实机来回压实，到达一定的压实度后再堆填另一层垃圾。在一定程度上，垃圾的压实度也影响渗滤液的回灌效果。有研究表明[6]，随着垃圾竖向渗透性的减少，渗滤液的横向扩散度将增加，这主要是在实际施工作业时，由于边坡比较难压实，垃圾堆体的纵向压实度通常都大于横向压实度，即横向渗透性大于纵向渗透性，因此很容易造成渗滤液的横向边坡穿透。
在敷设渗滤液回灌系统时，为了避免因纵、横向压实度不均匀而造成的边坡穿透，建议渗滤液的回灌系统的安装位置至少应距边坡6m远。
2.3中间覆盖层
当填埋单元轮换，前一个垃圾作业面上较长时间不再填垃圾时，会在其表面敷盖一层渗透性较低的中间覆盖层，以减少雨水渗入形成渗滤液，该单元继续填埋时，若是采用粘土作中间覆盖层，通常这一中间覆盖层将保留在垃圾堆体内。
当对垃圾填埋场进行渗滤液回灌处理时，应考虑这一低渗透性的中间覆盖层对渗滤液回灌效果所带来的负面影响。由于低渗透性的中间覆盖层的存在，渗滤液回灌入填埋场内时，会有部分的渗滤液滞留于中间覆盖层上，而不会沿垂直方向渗透，堆体内的湿度将会分布不均匀，当过饱和后，回灌的渗滤液会沿着渗透性较大的水平方向渗透，从而可能出现边坡穿透的现象。为了避免这种现象的发生，建议在渗滤液回灌的填埋场内，中间覆盖层采用可重复使用的人工覆盖层，或继续填埋时将中间覆盖层去除，这不仅可增加填埋容积，而且可改善渗滤液的回灌效果。
3结论
（1）喷淋回灌法和表面水塘回灌法由于是在垃圾表面进行建设，施工容易，但是由于带来的气味、苍蝇等环境问题，日前已很少被人采用。
（2）垂直竖井回灌法和表面水塘回灌法因能引入较大量的渗滤液，并且不影响填埋场的使用，不会导致环境问题，而被广泛采用。
（3）渗滤液的回灌效果受垃圾场的垃圾特性、压实度及中间覆盖层的影响。使用可降解的垃圾盛装袋，尽量使垃圾堆体呈现各向同性；在垃圾填埋过程中，尽量使垃圾边坡的压实度与垃圾的纵向压实度接近；减少垃圾填埋场的中间覆盖层等措施将会增加渗滤液的回灌容量，使垃圾堆体湿度均匀，减少边坡穿透，从而达到较好的渗滤液回灌效果。
参考文献
1罗春泳，胡亚元，陈云敏.垃圾填埋场渗滤液回灌效果的理论研究.中国给水排水，2003，19(2)：5～8
2徐迪民.垃圾填埋场渗滤水回灌技术的研究.同济大学学报，1996，32：119～128
3KoernerRM，SoongTY.Leachateinlandfills:thestabilityissues.GeotextilesandGeomembranes，2000，18：293～309
4IremS，TurgutTO.Impactofvariousleachaterecirculationregimesonmunicipalsolidwastedegradation.JournalofHazardousMaterials，2001，B87：259～271
关键词：垃圾渗滤水特性处理工艺
中图分类号：R124.3文献标识码：A
渗滤水的产生量
垃圾渗滤水产生量受多种因素的影响，如降雨量、蒸发量、地面流失、地下渗入、垃圾的特性、地下层结构、表层覆土和下层排水设施的设置情况等等。
流程选择
1、水质特点：
（1）有机物浓度高
垃圾渗滤水中的CODcr和BOD5浓度最高可达几万mg/L。高浓度的垃圾渗滤水主要是在酸性发酵阶段产生，PH达到或略低于7，低分子脂肪酸的COD占COD总量的80%以上，BOD5与COD比值为0.5-0.6。
（2）金属含量高
垃圾渗滤水中含有十多种金属离子，其中铁和锌在酸性发酵阶段浓度较高。据报道，有的填埋场铁的浓度可达2000mg/L左右，锌的浓度可达130mg/L左右。
（3）水质变化大
渗滤水水质取决于填埋场的构造方式、垃圾的种类、质量、数量以及填埋年数的长短，其中构造方式是最主要的。
（4）氨氮含量高
渗滤水的氨氮浓度随着填埋年数的增加而增加，可高达1700mg/L左右，氨氮浓度过高时，会影响微生物的活性，降低生物处理的效果。
（5）营养元素比例失调
对于生化处理，污水中适宜的营养元素比例是BOD5：N：P=100：5：1，而一般的垃圾渗滤水中BOD5/TP大都大于300，与微生物生长所需的磷元素相差较大，因此在污水处理中缺乏磷元素，需要加以补给。
2、渗滤水处理工艺
（1）预处理
渗滤水进入市政下水管道以后，流进城市污水处理厂与生活污水混合处理，但由于渗滤水中的营养元素比例不协调，并可能存在有毒物质，在排放进下水道以前需要进行预处理。
（2）生化处理
现今的污水处理大多数采用生化处理，利用微生物把污水中的有机物降解以达到净化污水的目的。由于垃圾渗滤水的污染物浓度大，因此在处理技术上同一般的生活污水不同，主要体现在有机负荷、停留时间等参数的选取以及处理工艺的运行效果上。
土地处理
土地处理，即利用土壤—微生物—植物系统的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理污水，使水质得到不同程度的改善，实现废水资源化和无害化。
（4）物化处理
物化处理方法常采用混凝沉淀、化学氧化、吸附、过滤、膜分离、氨氮吹脱等工艺，对去处SS、色度、NH3-N、重金属离子等有较好的效果，对COD特别是一些生物难降解的COD去除效果也较高。
工艺流程组合
新鲜垃圾渗滤水中有机物浓度高，低分子脂肪酸多，BOD5/CODcr值在0.5-0.6，适宜于采用生化处理方法。由于渗滤水浓度较高，直接采用好氧法处理费用较大，而厌氧法的负荷高，占地小，能耗低，产泥少，因此一般多先采用厌氧处理，但厌氧处理出水中的有机物浓度和氨氮浓度仍较高，不能达到排放标准，一般需要后接好氧处理。
随着垃圾填埋年数的增加，有机物浓度降低，但腐殖质类物质增加，BOD5/COD值下降，可生化性降低，生化处理难以达到较好的效果，宜采用物化方法进行处理。另外，渗滤水生化处理以后，仍有部分COD难以进一步去除，要提高出水水质，也宜采用物化方法。因此，在渗滤水处理工艺流程选择是，对填埋年数较短的填埋场渗滤水应以采用生化处理为主，而对使用时间较长的填埋场渗滤水则有必要采用生化和物化处理方法。
目前常用的渗滤水处理工艺组合有：生物处理—混凝沉淀、生物处理—化学氧化—（生物后处理）、生物处理—活性炭吸附、生物处理—反渗透—浓缩液的蒸发/干化。
典型工艺流程
参考国内其他同类城市的渗滤液水质指标确定如下：（单位：mg/L.PH除外）
设计进水水质：CODcr＜100000；BOD5＜40000；NH3-N＜2000；PH6.5-8；SS＜1200。
设计出水水质（GB16889-2008）：CODcr＜100；BOD5＜30；NH3-N＜25；PH6-9；SS＜30。
城市垃圾渗滤水处理工艺典型流程图
工艺说明：
调节池
由于影响渗滤水产量的最重要因素—降雨量和蒸发量在一年内随季节变化很大，因此，为减少水量和水质变化对污水水处理工艺过程的影响，在污水处理系统前设置调节池显得十分重要。
（2）氨吹脱塔
吹脱是以曝气的物理方式使游离氨从水中逸出，以降低废水中氨氮浓度，常用作生化处理的前处理。当BOD5/NH3-N＜100:3.6时，生物反应达不到除氮的要求，有时需要用这种方法脱氮。当废水PH增至10或10以上时，氨大部分以游离的形式存在，向水中充气即可使氨释放到大气中去。但PH不宜调的过高，否则吹脱后，溶液的PH仍很高，需要用酸将PH值调回中性，导致成本过高。因此吹脱时一般将PH调至10-11。吹脱塔具有效率高装置结构紧密，处理量大，运行管理方便，能耗较低等特点。
（3）电加热器或换热器
渗滤水通过电加热器或换热器将污水的温度调到35℃左右，以便进UASB反应器的温度要求，进行中温发酵。
（4）上流式厌氧污泥床（UASB）
该装置的最大特点是在反应器上部设置了一个专用的气-液-固三项分离器，分离器下部是反应区，上部是沉淀区，在反应区中根据污泥的分布情况可分为污泥层和悬浮层。
在UASB反应器中，污水以一定流速从下部进入反应器，通过污泥层向上流动，料液与污泥的接触中进行生物降解产生沼气，沼气上升将污泥托起，起到搅拌作用，沉淀性能较差的污泥颗粒或絮体在气体搅拌下形成悬浮污泥层。气-水-泥三项混合液进入三项分离器中，气体碰到反射板时折向气室而被有效分离。污泥和水进入静沉区，在重力作用下进行泥水分离，污泥通过斜壁回到反应区中，清液从沉淀区上部排出。
（5）A/O系统
厌氧处理适用于处理污染物浓度较高的废水，但出水水质达不到排放标准。因而常将厌氧与好氧系统组合起来。厌氧生物处理是在没有氧的情况下，以厌氧微生物为主对有机物进行降解、稳定的处理方法。在厌氧反应过程中，复杂的有机物被降解，转化为简单、稳定的产物，同时释放能量，大部分能量以CH4形式出现。
废水的好氧生物处理，是好氧微生物在溶解氧存在下，利用水中的胶体状、溶解性的有机物作为营养源，使之经过一系列生化反应，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化要求。由于好氧反应速度较快，所需反应时间较短，因而好氧反应器容积可以减少，而且在处理过程中，基本没有臭气，出水也可以达到比较好的水质。用活性污泥法处理垃圾渗滤水，可采用泥龄为一般城市污水厂的两倍，并将负荷减半。
(6)物理化学法
前期往调节池加酸碱是为了调节进水的PH值。后期往A/O系统加絮凝剂石灰、硫酸铝、FeCL3、FeSO4等是为了有效地去除色度、SS和重金属离子，对COD也有一定的去除效果。
(7)膜分离
膜分离是利用特殊的薄膜对水中的成分进行选择性分离，包括电渗析，扩散渗析，反渗透，超滤和液体膜渗析等分离技术。
超滤截留大分子物质、水中的悬浮物、微生物及及胶体，其产生的渗透压较小，因而需克服渗透压，一般采用2*105-5*105的低压。
NF膜系统有效截留分子量大于100的有机物及多价离子，并去除水中的色度、硬度和异味；RO膜系统能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而取得净制的水，所需压力因而较高，一般为20*105-80*105Pa.
经济技术比较与分析
技术比较
渗滤水是一种高浓度污水，有机与无机污染物的含量均很高，渗滤水的处理工艺流程选择，要根据当地的气候特征、周围环境、渗滤水的水量与水质特性及处理的程度进行选择。
对附近有污水处理厂的填埋场，将渗滤水输送到污水处理厂进行处理较好；对气候干燥，蒸发量较大的地区，选择回灌作为渗滤水处理或预处理的手段，可节省不少的投资和运行费用；对地方偏僻，土地较多的地区，采用稳定塘、土地处理等以天然净化系统为主的处理系统，可减少大量的能耗，而且运行、管理、维护都比较方便；对新鲜的垃圾渗滤水，可生化性较好，宜采用生化方法进行处理，当原液浓度很高时，先采用厌氧处理再采用好氧处理比较经济；对生化处理出水达不到当地排放标准或渗滤水是填埋年数较长的垃圾所产生，可生化性较差时，宜采用物化处理，各种方法的应用效果见表1。
表1渗滤水处理工艺优缺点
处理方法污染物质优点缺点
CODNH4-NAOX金属
曝气工艺+-费用上有利，可用于后续物化处理的前处理需要处置活性污泥，残余COD，残余AOX
物化法
活性碳吸附+-+-应用简单，可以再生废物产量大
混凝沉淀-+应用简单
膜分离+++可支配性高浓缩液处理成问题，高含盐量时不适用
吹脱+-需要处理废气
离子交换++应用简单，可以再生
化学氧化++残渣量很少
热处理法
蒸发++-+需要处理的颗粒大都是惰性盐类原料型式成问题
注：+表示该种工艺能有效去除该污染物；表示该种工艺能部分去除该污染物；-表示该种工艺基本不能去除该污染物。
经济分析
渗滤水时一种难处理废水，其吨处理投资费用远高于一般生活污水。渗滤水水质与排放要求对投资影响很大。1986年兴建的杭州天子岭填埋场的渗滤水处理工程，采用活性污泥法，处理水量为300m3/d,投资为142万元。1993年兴建的上海老港垃圾填埋场二期工程中渗滤水处理工程，采用稳定塘-芦苇湿地工艺，两套处理系统总规模1500m3/d,投资约900万元。秦皇岛卢龙县2012年投资兴建的填埋场渗滤水处理工程，采用厌氧、好氧、膜处理工艺，处理水量50m3/d，投资400余万元。由此可见，垃圾渗滤水的处理费用是相当高的。表2是卢龙垃圾填埋场渗滤水处理工程运行成本分析表。
表2卢龙垃圾填埋场渗滤水处理工程运行成本分析表
运行成本
序号项目内容费用估算（元/m3）备注
1人工福利费4.67保险系数调整及工资上浮
2电费7.7电费单价0.8元/度
3药剂费1.75生化、膜系统药剂费用
4化验费0.37含进出口COD、BOD5、SS等药剂
6污泥费6.67外购污泥
7办公费用1.67含交通、通讯、办公、劳保等费用
8取暖降温费0.51空调
9接待费0.67日常接待费用
10自来水费0.2
11在线仪表
委托运营费2.74如果需要由政府出资
12吨水费用26.95（元/m3）按50m3/d计
注：报价不含营养费。
参考文献：
《城市生活垃圾卫生填埋场技术与管理手册》化学工业出版社，赵由才、朱青山主编；
《水污染控制技术》化学工业出版社，2001，王燕飞主编；
关键词：城市垃圾填埋场渗滤水处理技术
以往垃圾简单填埋处理的渗滤水主要是依靠下层土地来净化，但是，日久天长或地质构造环境发生变化，渗滤水往往对地下水或周围环境造成污染。调查结果表明，所有的垃圾简单填埋处理后，在填埋场周围的地下水均受到污染，许多有毒有害物质在一般地下水中不存在，却在填埋场周围的地下水中出现。因此，现代意义的垃圾卫生填埋处理已发成底部密封型结构，或底部和四周都密封的结构，从而防止了渗滤水的流出和地下水的渗入，并且对渗滤水进行收集和处理，有效地保证了环境的安全。
垃圾渗滤水的来源
垃圾渗滤水产生的主要来源有：
（1）降水的渗入降水包括降雨和降雪，它是渗滤水产生的主要来源；
（2）外部地表水的流入这包括地表径流和地表灌溉；
（3）地下水的流入当填埋场内渗滤水水位低于场处地下水水位，并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗人填埋场内；
（4）垃圾本身含有的水分这包括垃圾本身携带的水份以及从大气和雨水中的吸附量；
（5）垃圾地降解过程中产生的水分垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水份；
这些含有高浓度污染物质的渗滤水是垃圾填埋处理中最主要的污染源，如果不采取有效措施加以控制，则会污染地表水或地下水。
垃圾渗滤水的产生量
渗滤水的产生量受多种因素的影响，如降雨量、蒸发量。地面流失、地下水渗入、垃圾的特征、地下层结构、表层覆土和下层排水设施情况等：
（1）降雨量和蒸发量是影响渗滤水产生的重要因素，这可以从当地的气象资料来获得。
（2）填埋场表面的斜坡恨重要，在平缓的斜坡上，水易于集结，因而大量渗滤，而在较陡的斜坡上，水容易流掉，从而减少了到达垃圾中的水量。垃圾填埋场的最终覆土层一般做成中心高、四周低的拱型，保持1-2%的坡度，这样可使部分降雨沿地表流走。但当表面准斜坡大于8%左右时，表面径流就有可能侵蚀垃圾堆的顶部覆盖物，使填埋场暴露，因此。表面斜坡应小得足以预防表面侵蚀。
（3）填埋最终覆土后，表面上长有植物，可以通过根系吸收水分，并通过叶面蒸发作用减少渗滤水发生量。
（4）地下水的渗透，要根据场内渗滤水水位和场外地下水来定，对于防渗情况良好的填埋场，可以不考虑渗滤水的渗出和外部地下水的渗入。
渗滤水产生量波动较大，但对于同一地区填埋场，其单位面积的年平均产生量是在一定范围内变化的。
垃圾渗滤水的水质特征
由于渗滤水的来源使得渗滤水的水质具有与城市污水所不同的特点：
有机物浓度高渗滤水中的BOD5和COD浓度最高可达几万mg/L，主要是在酸性发酵阶段产生，pH达到或略低于7，BOD5与COD比值为0.5－0.6。
金属含量高渗滤水中含有十多种金属离子，其中铁和锌在酸性发酵阶段较高，铁的浓度可达200mg/L左右，锌的浓度可达130mg/L左右。
水质变化大渗滤水的水质取决于填埋场的构造方式，垃圾的种类、质量、数量以及填埋年数的长短，其中构造方式是最主要的。
氨氮含量高渗滤水中的氨氛浓度随着垃圾填埋年数的增加而增加，可以高达1700mg/L左右。当氨氮浓度过高时，会影响微生物的活性，降低生物处理的效果。
营养元素比例失调对于生化处理，污水中适宜的营养元素比例是BOD5：N：P＝100：5：1，而一般的垃圾渗滤水中的BOD5/P大都大于300，与微生物生长所需的磷元素相差较大。
其他特点渗滤水在进行生机处理时会产生大量泡沫，不利于处理系统正常运行。由于渗滤水中含有较多难降解有机物，一般在生化处理后，COD浓度仍在500－2000mg/L范围内。
垃圾渗滤水的影响因素
垃圾填埋场结构直接影响到渗滤水的降解和稳定。国土比较宽阔的欧美国家，由于缺乏填埋场早期稳定化或土地再利用的必要性，多采用厌氧性填埋方式，同时回收甲烷气体用于发电。但厌氧性填埋方式对渗滤水中污染物质分解速度慢，井已近年来由于甲烷气破坏臭氧层，使这些国家开始采用好氧性填埋方式。如氧性填埋是利用鼓风机直接向宽厚的填埋场中鼓风，通常情况下，好氧性结构的垃圾填埋场能够使渗滤水中污染物质快速降解，并很快达到稳定。但好氧性垃圾填埋场的建设和维护费用相当高，而且对运行操作要求十分严格。日本福冈大学的Matsufji教授根据填埋层中空气的存在状况，提出并开发了“准好氧性填埋方式”。
与垃圾的厌氧性和好氧性填埋相比，准好氧性结构能够渗滤水中污染物质快速降解，从而使渗滤水水质稳定化期间明显缩短。实际中由于准好氧性结构的垃圾填埋场在费用上与厌氧性填埋没有大的差别，而在有机物分解方面又与垃圾的好氧性填埋相近，因此，得到越来越广泛地应用。
另外，渗滤水的化学特性还取决于以下几个方面：
（1）垃圾的组成成分垃圾的组成成分直接影响到渗滤水的化学特性。
（2）垃圾的加工填埋前将垃圾破碎能增大垃圾的表面积，增加填埋场的密度，降低垃圾对水的渗透性，增大垃圾的持水能力，从而增长了垃圾与水的接触时间，加速垃圾的降解，使渗滤水中污染物的浓度增加。
（3）填埋时间垃圾填埋后，其填埋年龄不同，降解速率及持水能力和水的渗透性能均不相同，产生渗滤水的组成及其各组成浓度均不相同。通常，埋填时间越长，渗滤水的浓度越低。
（4）填埋场的供水填埋场的供水速率大小直接决定了填埋场内垃圾的湿度。当供水率很小时，垃圾场内垃圾的湿度小于60%，垃圾的降解速率不能达到最大值。当供水率很大时，渗滤水就会被供水所稀释。
（5）填埋场的深度当垃圾的透水性能相同时，填埋场越深，渗滤水的填埋场内滞留时间越长，渗滤液的强度越大（所合组分浓度越高）。
论文作者：张崇华张天成施汉昌张庆杰
摘要：带状污泥是一种在废水处理中具有实用意义的微生物聚集体。它在清华大学环境工程实验室的实验研究过程中被首次发现和命名。带状污泥的基本特点是由以丝状菌为主的微生物凝聚而成，当在水中呈悬浮状时，其长度可达数厘米。带状污泥含水率低于普通活性污泥絮体的含水率，并具有良好的沉淀性能。由于对带状污泥的实验室研究是用葡萄糖配水进行的，为了研究其在城市污水处理中的应用前景，我们在北京高碑店污水处理厂用城市污水进行了带状污泥重现的可行性研究。实验表明带状污泥在城市污水处理中是完全可以产生的，并对高有机负荷和高水力负荷条件下运行具有良好的适应能力。本文介绍了带状污泥的形成条件，水力负荷对有机物去除率的影响，水中溶解氧的影响和带状污泥的沉淀特性试验。
关键词：带状污泥在城市污水中重现可行性研究
一、前言
带状污泥是在清华大学环境工程系的实验室里发现的一种新的可以利用的微生物聚集体[1]。其基本特征是:以丝状菌为主体组成大块或条带状的活性污泥，在水平自由漂浮时，长度可达5～7cm。由于带状污泥具有含水率低，沉降速度快，不产生污泥膨胀的优点，从而使得对它的研究具有十分重要的意义。考虑到带状污泥是在实验室里以葡萄糖为基质培养出来的，我们在北京高碑店污水厂，用城市污水为进水基质进行了带状污泥的再现性研究。本文即是关于这一研究的情况总结。
二、试验工艺及方法
(一)现场试验的水质条件采用北京高碑店污水处理厂的初沉池出水作为本试验的进水。其平均水质指标如表1所示。
(二)试验工艺流程及设备采用实验室的原套设备。其工艺流程如图1。
(三)试验方法
试验从两方面进行:(1)考察带状污泥是否形成，其影响因素如何?(2)考察形成的带状污泥的一些基本特性。
试验所检测的项目:CODcr、BOD5、总固体、悬浮固体、MLSS及MLVSS、温度、pH。试验采样每隔2h一次，24h的混合水样由该厂化验室按标准方法[2]配合化验。溶解氧用溶解氧仪随时检测。
三、试验结果及分析
(一)带状污泥的再现
1.再现:城市污水在以下方面不同于实验室的葡萄糖合成废水，(1)BOD5不高，本试验的进水BOD5值一般在90～180mgL之间:(2)可生化性比葡萄糖合成废水差；(3)成份复杂。一个可以预计的困难是为了保持纤维填料池的高负荷必须提高进水水力负荷，这样，大大地提高了水力冲刷作用，加上水质的差别使我们担心带状污泥的再现。
试验结果表明，在一定条件下，带状污泥完全可以再现。下面的一组照片表明了城市污水培养出的带状污泥的情况。从外观看，城市污水培养的带状污泥更大、更密实，且颜色呈灰黑色，而不是黄色。
2.带状污泥形成的影响因素:在诸多的影响因素之中，本文着重讨论如下因素。
(1)有机负荷(水力负荷)的影响，进行了如下三方面的试验:1)将负荷从低逐步提高(其它条件不变)，以观察带状污泥出现的情况；2)在一定的水力负荷下考察形成的带状污泥的稳定性；3)形成带状污泥后，把负荷逐步降下来观察带状污泥有何变化。现将试验结果分述如下。
将负荷逐步提高，带状污泥由小到大逐步稳定出现。试验结果如表2所示。一般说来，对城市污水而言，如有机负荷小于10kgCOD/M3·d，或3kgCOD/m3·d，则带状污泥不易形成，即便形成，长度也仅在1～2cm左右。如果有机负荷大于5kgBOD5/m3.d，则可以形成带状污泥。这是因为填料池中生物膜的生长状况，直接影响曝气池中带状污泥的形成。当BOD5负荷大于5kg/m3·d时，填料上的生物膜生长迅速，其长度超出纤维球上纤维长度的1～2cm或更多。在一定的水力冲刷和气体搅拌作用下，这些周边上的生物膜不断脱落。观察表明，脱落下来的生物膜本身就长达2～3cm。当它们进入曝气池后，经少量曝气及缓慢搅拌作用后，微生物一方面进一步利用吸附于其上的有机养份，一方面借助絮凝作用吸附或网捕小的菌胶团，最终发育成长为长达5～7cm左右的带状污泥。
2.一旦带状污泥形成后，只要条件不变，可以稳定存在，这一结果如图2所示。
3.形成稳定的带状污泥后，如把水力负荷逐步降下(有机负荷的平均值当然也降下了)，只要时间长到足以改变填料池的生物膜的状态，则曝气池的带状污泥又逐步减小减少。试验结果如图3所示，由图3知，当水量从100L/h，减至80L/h后，仅五天时间，带状污泥的长度就从平均4-6cm降至1～2cm，并在今后稳定于此数值上。当水量从80L/h降至60L/h，带状污泥进一步变小。试验获得的MLSS和30分钟沉降比数据表明，系统的有机负荷下降(通过调节进水水量处降低负荷)，则曝气池中的带状污泥量本身在减少。以上三个试验说明，有机负荷(水力负荷)对带状污泥的形成是至关重要的。
(2)溶解氧及气体搅拌作用试验表明，当曝气池溶解氧在1～6mg/L范围内，带状污泥的形成与溶解氧无关，沉降性能差别不明显。即溶解氧不是带状污泥形成的制约因素。
试验还表明，气体的搅拌作用有助于形成微生物聚集体，当曝气池内污泥浓度较低时尤其如此。
(3)温度的影响当进水温度低于15℃后，微生物的活动受到明显的影响。当水温为13℃时，BOD5负荷为5kg/m3·d，即对应进水水量为100L/h时，填料池中生物膜不可能长到伸出纤维球纤维长度外1～2cm的程度。这时要形成带状污泥就必须提高BOD5负荷至10kg/m3·d。当然，这种情况下出水效果不易保证。
综上所述可知，a.采用纤维填料池为第一级、完全混合式曝气池为第二级；b.在适当的水温条件下(水温不低于15℃):c.让第一级在高负荷下运行，形成连续性的生物膜脱落；d.脱落的生物膜进入第二级曝气池，且在一定的曝气强度下运行，e.稳定运行，即可形成带状污泥。
(二)带状污泥的基本特性
1.沉降特性带状污泥的沉降特性与普通活性污泥不同。它既不象离散颗粒那样在沉淀过程中保持其原始大小形状基本不变，彼此不发生粘结现象，也不象絮凝颗粒那样，由于不断结成新的粒度较大，沉淀速度较快的颗粒，从而原始颗粒不复存在了。带状污泥的沉降特性不能用通常的离散颗粒和絮凝颗粒的沉淀试验来概括。一般说来，生长良好的带状污泥，用1000mL量筒取样后做静置沉淀试验，可观察到如下现象:大的带状污泥(长为3～7cm)将卷裹着细小的活性污泥，在1分钟之内沉到筒底，稍小一些的带状污泥(0.5～3cm)，也在3min之内沉到泥面。整个沉淀过程见不到明显的浑液面。试验还表明，带状污泥5min沉降比与30min沉降比相差极小，故它在5min内完成沉降过程。
由于带状污泥沉降性能上的特殊性，我们进行了清水中单个带状污泥沉降的试验。其方法如下:用烧杯取出带状污泥悬液，用玻璃棒挑出每根带状污泥，在滤纸上测量其长，宽后，放入2m高的清水柱内，观察其沉降速度，其结果如表3所示。单个带状污泥的沉降速度一般在1m/min。
2.含水特性试验测定了纤维填料上生物膜的含水率，其方法是:取出一串维纤填料(上含8个球)，让明水滴干(滴5min)，剪下每个纤维球，称重，然后，置于烤箱中在60℃下烘至恒重，称重，计算得生物膜的含水率为92.5%(不包括纤维球外延的粘液层)。用玻璃棒挑出带状污泥，测得含水率为96.5%。可见，无论是纤维上生长的生物膜，还是带状污泥本身，其含水率都很低，这种带状污泥若进入污泥处置工段，可能比传统活性污泥有优越性。
3.机械强度带状污泥具有很好的机械强度。在试验过程中，采用穿孔管大气泡曝气，气水比高达20∶1，曝气4h后，观察不到明显的带状污泥解体现象。从曝气池取出一小烧杯带状污泥悬浮液，经2h磁力搅拌，也无明显破碎现象。为此，我们在工艺流程中加了一个隔栅，可将纤维填料池出水中的稍长一些的生物膜(如1～2cm以上)隔住，其结果可以用于控制泥龄。这样做的一个好处是隔住的污泥不必进入曝气池，从而节省了稳定这部分泥所需的能量。
4.生物相特性带状污泥生物相的最大特点是，以丝状菌为骨架，菌胶团及固着型纤毛虫缠绕其上(见照片5)。
纤维填料的生物膜与带状污泥的生物相有一定的差别。一般纤维填料上的生物膜里丝状菌更为发达，但其束状性较差。钟虫、累枝虫、线虫较少且较小，而带状污泥内的丝状菌成良好束状。钟虫、累枝虫较多。这些均和实验室得到的带状污泥的生物相特性相似。
(三)试验运行效果分析及工艺实质
表4是试验运行的结果。本工艺在去除BOD5及CODcr方面的效果是很好的，由表4可知，当水量为100L/h(对应的纤维填料池的有机负荷为15kgCODcr/m3·d)，整个工艺的水力停留时间仅为1.6h，而BOD5的去除率仍在87～90%范围内，出水BOD5小于20mg/L。对应的CODcr的去除率也在60%以上。应当指出，本试验采用的合建式曝气池，其沉淀区仅数十分钟的停留时间(对水量100L/h而言)，加上水力负荷过高，托起细小悬浮物，故出水悬浮固体较多。这一问题可以通过调整填料池与曝气池的比例，控制污泥龄来解决。
通过以上分析，可对本工艺的实质作如下说明:(1)在第一级纤维填料池适当地提高负荷后，使得填料上的生物膜中优势种群为丝状菌。由于丝状菌具有很强的处理能力，故填料池可以在高负荷情况下仍完成其降解大部分有机物的任务；(2)利用第二级曝气，使纤维填料池上脱落下来的生物膜逐步稳定，而形成带状污泥。带状污泥虽仍然是丝状菌占优，由于它的密度比一般活性污泥大，含水率低，而且体积大，带状污泥中的微生物能态也低，故沉降问题得以解决，而绝不会发生污泥膨胀。因此，带状污泥的形成使得人们高效地利用丝状菌降解水中有机物成为可能。
四、结论
1.采用第一级纤维填料池，第二级曝气池工艺，在高负荷情况下运转，以城市污水为进水基质，可以形成带状污泥。
2.形成的带状污泥以丝状菌为骨架，菌胶团及固着型纤毛虫缠绕其上。
3.带状污泥在清水中的沉速为1m/min。其5min沉降比与30min沉降比相差极小。带状污泥含水率为96.5%，具有一定的机械强度可用载流或打捞的办法从曝气池中除去。
4.带状污泥的出现，使得利用丝状菌高效地去除废水中的有机物成为可能。
参考文献
关键词：垃圾渗滤液Fenton反应超声速率常数
中图分类号：x703
文献标志码：A
文章编号：1672-1098（2016）04-0016-06垃圾渗滤液是城市固体废物卫生填埋过程中产生的高浓度化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）和无机盐的有毒废水，所含污染物来源于被填埋的废物和这些废物在生物作用或非生物作用下产生的污染物，其组成成份取决于处置的固体废物的性质、填埋场的水文条件和气象条件、固体废物的分解阶段和填埋时间。为避免对周围环境产生影响，《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GBl6889-2008）严格了填埋场水污染物的排放浓度限值，为垃圾渗滤液的处理提出新的要求。
各种高级氧化（AOPs）技术广泛地应用于垃圾渗滤液的处理中，其中Fenton技术可在温和操作条件下有效降解垃圾渗滤液中有机物和色度而成为研究的热点，但存在H2O2：消耗量过大等缺点，限制其在实际生产中的应用。为强化Fenton技术的处理效果，超声波辅助Fenton技术处理垃圾渗滤液，并发现具有更强的氧化性能还可以降低药剂使用量，已应用于单组分污染物的降解和实际生产废水，这些超声/Fenton联用工艺应用研究均采用超声波和Fenton工艺同步运行操作。本研究采用序批式超声-Fenton联用技术来处理垃圾渗滤液，采用修正后的准一级反应动力学模型拟合不同影响因子对Fenton处理渗滤液的效果，重点考察不同影响因子对准一级反应动力学速率常数和TOC去除率的影响。
1.实验材料和方法
1.1实验材料
垃圾渗滤液取自安徽淮南某垃圾填埋场，其水质如下：pH为7.89±0.21，TOC为1142±53mg・L-1，COD值为3930±62mg・L-1。取回的垃圾渗滤液在试验前经滤纸过滤以去除悬浮固体颗粒物。除H2O2为优级纯，其余化学试剂为分析纯，都购自国药集团化学试剂有限公司，在试验前标定H2O2浓度。
1.2实验仪器
JK-5200DB型数控超声波清洗器（安徽合肥金尼克）；TOC-VcPN5000A总有机碳分析仪（日本岛津）；HJ-5多功能搅拌器（江苏金坛荣华）；HQ30D溶解氧测定仪（美国Hach；EcoSensepH100便携式酸度计（美国YSI）；DK-$26电热恒温水浴锅（上海精宏）；PIC-10离子色谱仪（青岛普仁）。
1.3分析方法
COD采用滴定法测定；BOD5；采用接种稀释法测定；有机酸采用离子色谱法测定；TOC采用TOC分析仪测定。
1.4实验方法
取垃圾渗滤液稀释到一定的浓度，粗调调节pH值到预先设定值，加入一定量的硫酸亚铁，待完全溶解后，再次调节到设定pH值，放人到超声波清洗器（超声频率80kHz，功率200w，温度25°C）中心处，超声30min后，精确取样50mL来测定渗滤液的TOC，然后放到磁力搅拌器上，加入一定浓度的H2O2，Fenton反应开始计时，反应开始后，在预先设定的时间上，用注射器取100mL的反应液，为减少误差，先加入片状NaOH预调pH值到7左右，再用1M的NaOH和H2SO4溶液来细调pH值到8.0±0.05，再将反应液放置到50℃水浴锅内加热30min去除剩余的H2O2，最后反应液经0.45um的滤膜抽滤后，测定相关参数。
2.结果与讨论
2.1运行模式的影响
根据前期研究，H2O2用量为[H2O2]/[TOCo]=4，试剂比（[H2O2]/[Fe2+]）为3和5，pH为3.0的优化条件运行超声-Fenton联用高级氧化技术。运行组合方式如下：模式1是超声和Fenton反应同时进行；模式2是超声lOmin后，开始Fenton反应；模式3是超声结束后，才进行Fen.ton反应和模式4单独Fenton处理。为保证整个处理过程中，输入整个反应体系中的能量相等（Fenton例外），超声时间和Fenton反应时间均为30min（见图1）。
从图1可知，在试剂比为3和5时，TOC去除率均是模式3>模式1>模式2>模式4，说明超声波与Fenton技术具有协同作用能提高垃圾渗滤液的去除率，且受运行模式影响。在模式1运行过程中，超声提高了整个反应体系的搅拌效果，有利于物质转移和反应物间的接触，此外，超声波通过空化效应产生自由基与有机物发生反应，通过热解和机械冲击波使不溶性有机物或大分子有机物裂解，提高了整个反应体系的均质化水平；另外，在超声/Fenton联用过程中有反应方程式（1）～（4）发生，加快Fe3+向Fe2+的转化，同时还提高了自由基的生成量。此外，Fenton反应将有机物氧化生成CO3+。CO3+在超声下也可产生自由基（反应式（5），（6）），进一步提高了超声降解有机物的能力，这些因素均与超声和Fenton共同作用时间有关，所以处理效果模式1>模式2>Fenton（假设超声作用时间为O）。
2.2反应动力学模型
根据前人和本人的研究成果发现Fenton30min后有机物去除效果提高幅度有限，可认为达到稳定状态。目前许多研究结果表明Fenton氧化反应的动力学遵循准一级反应。本文拟对准一级反应方程修正为
2.3US-Fenton处理垃圾渗滤液的优化
（1）初始pH值的影响
（4）初始浓度的影响
在上述优化条件基础上，不同渗滤液初始浓度对Fenton反应后值和TOC去除率的影响如图5所示，随着初始浓度从600mg/L下降到120mg/L，Fenton反应的k值从0.616下降到0.391，相应地TOC去除率从77.0%下降到65.6%，渗滤液初始浓度的上升意味着单位体积内拥有更多的有机物和Fenton试剂，因此Fenton反应产生的・OH在单位体积内含量更多，也更容易与渗滤液中的有机物接触并进行化学反应，导致・OH被Fenton试剂捕获或自我分解的概率下降，有效地抑制了副反应的作用，提高了氧化剂的利用率。也说明了H2O2在高浓度渗滤液中利用率得到了提高，因而表现为k值随初始浓度的上升而上升。若考虑到US/Fe2+预处理对TOC的去除率，US-Fenton在TOC。为120mg/L、250mg/L和600mg/L时的TOC去除率分别为67.9%，70.9%和77.8%。
2.4US-Fenton出水的分析
根据《生活垃圾填埋场污染控制标准》的要求，对最优条件下US-Fenton出水进行分析。
us-Fenton对COD和BOD5的去除率分别为89.0%和80.6%，尽管其出水有机物浓度超过其排放标准，但可生化指标（BOD5/COD）从0.21上升到O.36，可经生物处理系统直接处理后达标排放。有学者认为高级氧化的最终产物是短链有机酸，且含量多少与有机物去除率有关，对其出水分析发现草酸、甲酸和乙酸所在COD的比例达到23.8%（分别为4.6%、6.8%和12.4%）。
3.结论
随着我国经济的增长,城市化进程的加快,城市垃圾也随之增多。近年来,我国兴建了一批垃圾填埋场,改变了长期以来对垃圾的无控制处置的状况。然而垃圾填埋后产生的垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,如不妥善处理,对周围的环境造成严重的污染。为此,垃圾渗滤液的处理问题又摆在了人们的面前。合理、有效地处理垃圾渗滤液非常重要。
2.垃圾渗滤液的处理方法
对渗滤液的处理,不仅要考虑工艺方法对渗滤液的处理效果,而且要考虑工艺对水质、水量变化的适应性。渗滤液的处理一般包括物理化学法和生物处理法。
2.1生物法
生物法分为好氧生物处理法、厌氧生物处理法、厌氧-好氧结合法、土地处理法等。bod5/cod一般在0.4-0.75,采用生物处理可达到良好的去除效果。但随着填埋时间的增长,垃圾层日趋稳定,易降解的小分子有机物浓度不断降低,难降解的大分子有机物逐步占有优势,其bod5/cod值甚至可低于0.1,可生化性变差,这表明生物法处理垃圾渗滤液的效率随填埋年龄的增加越来越低。
2.1.1好氧处理法
好氧处理包括活性污泥法、生物膜法、氧化沟、生物塘、生物转盘和滴滤池等。生物膜法和活性污泥法在污水处理中应用广泛,活性污泥法因其运行费用低,效率高而得到广泛的应用。美国和德国的几个活性污泥法污水处理厂的运行结果表明,通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷,可以获得令人满意的垃圾渗滤液处理效果。kaenan报导用活性污泥法能去除渗滤液中99%的bod5。pirbazari等人对众多实际运行的垃圾渗滤液处理系统调查后发现,活性污泥法比其它好氧法处理效果更佳,但活行污泥法处理垃圾渗滤液的效果受温度影响较大。
与活性污泥法相比,生物膜法具有对水量、水质冲击负荷适应能力强等优点,而且生物膜上能生长世代较长的微生物,如硝化菌之类,能有较好的消化能力。c.peddie等用直径0.9m的生物转盘处理cod小于1000mg/l、nh3-n小于50mg/l的渗滤液,其出水bod5小于25mg/l、nh3-n小于0.1mg/l。与活性污泥相比,曝气氧化塘体积大,有机负荷低,尽管降解速度慢,但由于其工艺简单,在土地允许的条件下,是最省钱的垃圾渗滤液好氧处理方法。美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小式规模的研究表明,采用曝气氧化塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。总的来说,好氧处理法可有效地降低bod5、cod和氨氮,还可去除铁、锰等金属,是应用广泛的处理方法。
2.1.2厌氧生物处理
厌氧生物处理的应用已有近百年的历史。处理的方式主要有厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。但直到近20年来,随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累,不断开发出新的厌氧处理工艺,克服了传统工艺的水力停留时间长,有机负荷低等特点,使它在理论和实践上有了很大进步,在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果。而且能耗少,操作简单,投资及运行费用低廉,而且由于产生的剩余污泥量少,所需的营养物质也少。
2.1.3厌氧-好氧结合法
厌氧法适用于处理污染物浓度较高的废水,但出水水质达不到排放标准,因而常将厌氧与好氧系统组合起来。实践证明,对高浓度的垃圾渗滤液,厌氧与好氧结合法是经济高效的处理工艺。邹莲花等人报导了采用厌氧-吹脱-好氧-混凝沉淀流程处理深圳市玉龙坑生活垃圾填埋场渗滤液,当渗滤液cod为25000mg/l、bod5为15000mg/l、nh3-n为1000mg/l时,出水各项指标都能达标。
2.1.4土地处理法
土地处理主要通过土壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮固体和溶解成分。利用土壤微生物(好氧性微生物和厌氧性微生物)作用使渗滤液中的有机物和氮发生转化,通过蒸发作用减少渗滤液的水量。对其去除机理,唐家富等作了土壤净化试验研究。目前用于渗滤液处理的土地法主要是回灌法和人工湿地。回灌法是将不经过任何处理的渗滤液用泵直接回喷到填埋层表面,借助填埋场覆土层的生物降解、物理化学作用等达到净化水质的目的,同时依靠土壤表面的蒸发和表层植被的蒸腾作用,削减渗滤液水量。回灌减轻了污染物的溶出负荷,加快了污染物的溶出过程,减轻了对环境潜在的污染。同时渗滤液回灌使渗滤液水质得到均化,减轻了渗滤液处理设施的冲击负荷,有利于提高处理效果。因此渗滤液回灌是一种值得推广的填埋场管理方法。卢成洪等对回灌法处理垃圾填埋场渗滤液的依据、工艺流程、技术参数均作了阐述。唐山市垃圾填埋场和贵阳高雁城市城市生活垃圾卫生填埋场也用回灌法来处理垃圾渗滤液。人工湿地是近几年才出现的一种新的土地处理工艺。
2.2物理化学法
物化法主要有化学沉淀、膜法(包括微滤,超滤、反渗透等)、吸附法、化学氧化、光电催化氧化等方法。
2.2.1化学沉淀法
该法是从液态连续介质中分离出呈分散状态的颗粒杂质的重要手段。混凝过程包括混合、凝聚、絮凝等几种作用。其主要原理是通过向水中投加混凝剂和絮凝剂,使其中颗粒杂质脱稳并絮凝成较大的絮凝体,继而通过沉降、上浮、过滤等过程进行分离。常用的混凝剂主要有铝盐、铁盐等。
化学沉淀对于去除重金属离子是比较有效的,但该法对于去除渗滤液中的其它有机污染物的效果不好,处理后废水的codcr仍然远远高于有关的排放标准。因此,该法不能作为单一工艺来处理垃圾渗滤液,同时沉淀物的后处理仍将是一个问题。
2.2.2膜法
也称膜分离技术,是利用特殊的薄膜对水中的成分进行选择性分离,包括电渗析、扩散渗析、反渗透、超滤和液体膜渗析等分离技术。膜分离是利用某些膜的半渗透性进行溶质与水的分离,半透膜只允许水和某些溶质透过,而其它溶质及颗粒物均无法通过,与传统的简单过滤相比,超滤和反渗透有所不同。砂滤及超微滤可截留分子量10000-100000g/mol以上的分子,反渗透则可截留摩尔质量在几十g/mol以上的离子和分子。由于截留物质大大增加,超滤与反渗透一般是在简单过滤预处理之后进行。
膜分离污染物的效果是显而易见,经分离后的出水能够达到国家相应的排放标准,该法能连续操作,机械化程度高,易于管理,水质的不稳定性对膜处理效果的影响较小。但该技术在国内至今不能被应用欲实际工程,究其原因为膜材料成本高,且膜在处理这种受污染较严重的水体时,膜极易被污染,较难清洗,难以再次利用。开发一种成本低廉的膜产品以及相应的膜清洗技术对该法的实际工程应用价值的提高具有深远意义。
2.2.3吸附法
吸附处理中常用的吸附剂是活性炭。活性炭对水中苯类化学物、酚类化学物等许多有机物有较强的吸附作用,对分子直径在10-8-10-5cm或分子量在400以下的低分子溶解性有机物的吸附性好,对极性强的低分子化学物及腐质酸类高分子有机物的吸附能力差,此外,活性炭对一些重金属氧化物有较强的吸附能力。活性炭吸附具有装置简单,对水质、水量变化适应性强等特点。j.fettig等人对活性炭吸附预处理垃圾渗滤液进行了研究。
2.2.4化学氧化法
化学氧化法是利用氧化还原反应改变水中的有毒、有害物质的化学性状,使其达到无害化的一种处理方法。化学氧化可用于脱色、去除重金属、酚、氰和有机化合物的降解及消毒、除澡等。氯气、臭氧、双氧水、高锰酸钾等通常被用作氧化剂。化学氧化法应用于垃圾渗滤液的处理中主要效果在于除臭和脱硫,cod去除率通常在20-50%之间。但可以大大提高了渗滤液的可生化性。
2.2.5光、电催化氧化法
光、电催化氧化法是近年发展起来的一种污(废)水处理新技术。
弓晓峰等人在利用紫外光氧化法深度处理垃圾渗滤液的研究中发现,当ph=3时对cod的去除率最高,也即在酸性条件下fenton试剂光照处理渗滤液的效果最好。黄本生等人将zno/tio2复合半导体催化剂用于垃圾渗滤液的深度处理,出水水质达到了国家排放标准。
光、电催化氧化反应同样存在运行费用高这一缺点,欲采用该方法处理渗滤液,其首要问题是提高电流的利用率,所以选择优良的电极材料以及设计电子—空穴产率高的光、电催化反应器已经成为该法处理渗滤液的两大主要研究方向。
2.2.6蒸发法
垃圾渗滤液蒸发处理时,水从渗滤液中沸出,污染物残留在浓缩液中。所有重金属和无机物以及大部分有机物的挥发性均比水弱,因此会保留在浓缩液中,只有部分挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物会进入蒸汽,最终存在与冷凝液中。蒸发处理工艺可把渗滤液浓缩到不足原液体积的2%-10%。与其他处理不同,蒸发对水质变化的影响不大,但ph是蒸发的重要影响因素,ph影响渗滤液中挥发性有机酸和氨的离解状态,从而改变它们的挥发程度,另外,酸性条件对蒸发器金属材料腐蚀性较强。
3研究方向
根据渗滤液处理存在的问题,目前我国垃圾渗滤液处理工艺的关键主要集中在以下两个方面:高浓度氨氮处理技术和渗滤液深度处理技术。
3.1高浓度氨氮处理技术
高浓度氨氮处理技术,目前应用较多的主要有氨吹脱和生物脱氨技术。氨吹脱技术大多用空气为吹脱介质,低效率的吹脱设备吹脱的方式。因此,新型高效吹脱装置的开发,脱氨尾气的妥善处理成为了今后研究的方向。
除了氨吹脱的方法脱氨以外,生物脱氮也是一种经济、有效的脱氨方式。mavinicd.s.等人的研究表明,在外加碳源的条件下,采用前置反硝化的mle工艺处理高氨氮渗滤液时,试验取得了较好的结果,并在研究中提出了厌氧氨氧化去除氨氮的概念。这些技术如果能在渗滤液中应用成功,将可以提高生物脱氮的能力。
3.2渗滤液深度处理技术
对于"老化"的渗滤液,由于生物处理基本无效,因此,必须采用以物化为主的深度处理技术处理。深度处理技术一般有深度氧化法,如臭氧氧化、臭氧+光催化氧化、臭氧催化氧化,以及膜处理技术等。
深度氧化技术的研究主要集中在高效反应器的研制,以提高单位能耗的处理效率,降低反应的能量输入,找出适合中国国情的渗滤液深度处理技术,使渗滤液达到相应排放标准。
4结束语
由于高级的处理技术意味着较高的投资和运行费用,如何找到一种廉价的处理方式,成为人们关注的问题。人工湿地处理技术由于具有建设和运行成本低、设备简单、易于维护等优点,用该技术处理渗滤液在近几年得到了一定应用。
人工湿地系统对于处理"老化"渗滤液具有较好的效果,因此也可作为渗滤液深度处理的方法,对于有地方建造湿地的填埋场应予以推广。另外对于封场后的垃圾填埋场的渗滤液也可采用人工湿地的处理方式。这是由于封场后的填埋场一般需在其表面覆盖粘土和营养土,并种上绿化植物,以防止雨水的侵入和填埋气体的扩散。如果将绿化植物改为芦苇等植物,并做好渗滤液的收集排放设施,这样不但可以利用闲置的土地大幅度降低渗滤液的处理成本,还可以取得良好的处理效果。
参考文献:
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[9]刘文辉,武奇,刘增超,郑先俊,化学沉淀/fenton法处理垃圾渗滤液的研究,工业安全与环保,2008.5。
关键词：垃圾渗滤液MBR超滤系统自动控制
前言
随着中国城市化的发展越来越多的新兴城市的建立，城市的生活垃圾处理能力和城市发展的速度相比就略显得滞后。城市生活垃圾处理目前主要为垃圾焚烧和填埋，本文主要介绍垃圾填埋过程中产生的渗滤液的处理过程中，电气自动控制在其中的一些实例运用。由于填埋场渗沥液中污染物成份复杂多变、水质变化大、有机污染物和氨氮、总氮浓度高，随着《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）的执行，渗沥液排放标准越来越严格，为了达标处理，目前渗沥液处理工艺多采用生物+物理组合工艺，工艺运行相对较复杂，对运行要求越来越高。因此，配备完善的在线仪表和控制系统，可对关键运行参数（PH、溶解氧、流量、压力、液位、电导率等）进行在线监控，并与相关设备（水泵、风机、搅拌器、曝气设备等）进行连锁，提高渗沥液系统运行自动化控制水平，保证运行效果；同时降低运行人员的工作强度等都是很有必要的。
根据工艺流程合理确定自控设计方案
以上海综合填埋场垃圾渗滤液处理工程为例，该项目的渗滤液处理设施主要的工艺流程为：调节池+水解酸化+厌氧反应器+好氧硝化+二沉池+生物沉淀池+超滤+反渗透工艺，
工艺流程如下图所示。
根据上述工艺流程自控系统的设计应满足下列要求：
（1）按工艺流程配置和完善必要的液位、流量、压力、温度、pH值、COD、氨氮、电导率、浊度、溶解氧浓度等检测仪表。
（2）检测仪表及电气设备的控制信号的连接、传送、显示、控制等。
（3）根据工艺控制流程对电气设备和检测仪表等要求设置自动控制和自动调节系统的各个站点及布置。
（4）建立渗沥液系统的数据通讯系统，实现中心控制（室）站与各现场控制站的数据传送、处理、控制和储存等。
2、结合工艺设计PLC控制系统
渗沥液处理的自控系统分为二级控制，中央控制室、现场控制室。中央控制站和现场控制站用工业以太网（光纤环网）连接，使整个系统能迅速处理各种控制要求，现场控制站与远程IO单元采用Profibus开放型总线连接。
图6-1计算机网路简化系统图（上海综合填埋场垃圾渗滤液处理工程）
中央控制站和现场控制站用工业以太网（光纤环网）连接，使整个系统能迅速处理各种控制要求，现场控制站与远程IO单元采用Profibus开放型总线连接。
现场控制站分别是：调节池控制站、厌氧工艺控制站、沼气预处理控制站、火炬燃烧控制站、AO生化池控制站、MBR超滤控制站、污泥脱水控制站、除臭控制站等。各现场控制站采用西门子的S7-300/200系列PLC。中央控制（室）站和现场控制站采用工业光纤以太网连接，工业光纤以太网为10M/100M自适应，并采用环形结构具有冗余功能，保证了通讯的可靠性。
中央控制（室）站处于自动运行时，中央控制站能监视系统中所有设备和工艺参数并采集和储存数据，和各个现场控制站实行通讯。在正常情况下系统通过中央控制站进行运行和监视。
中央控制（室）站处于手动运行时，可进行设备的调试和维护保养，此时现场控制站可对各自范围内的设备进行独立控制。
中央控制站两台互为备份的监控计算机采用冗余组态软件进行监控。
现场控制站的PLC可以独立的、自动的对它所负责的工艺区域进行控制，而并非一定需要中央控制站的介入。它将采集到的设备数据及运行状态送到通讯网络中，为别的现场控制站PLC和中央控制站服务，同时接收其它现场控制站PLC及中央控制站送来的数据。
现场控制站对主要电气设备采用PLC自动控制和就地控制两种方式，在MCC或就地控制箱上设有手动/自动转换开关。就地手动操作具有最高的优先权，转换开关置于手动位置时操作人员只能实现机旁操作，只有在转换开关置于自动位置时才可由PLC按照预先编制好的程序进行自动控制，因此操作人员可根据实际情况进行不同状态的切换。同时电气设备和检测仪表的运行状况、参数，故障信号等被送到中央控制室。
现场控制站采用冗余和非冗余配置相结合的方式（只在重要的控制站使用冗余系统）的可编程序控制器并配远程I/O组件，集散控制使得整个渗沥液处理控制系统各个部分之间能够完全协调工作。
每个远程I/O组件均配有总线接口模块和其他若干数字量、模拟量输入输出模块。总线接口模块通过总线接收控制站的命令，实现数据采集和设备控制。
3、超滤系统自动控制
3.1.系统介绍
以MBR的超滤系统现场控制站为例，此站包含4套超滤系统，单套系统的污水处理能力为800t/d。分别由4个PLC子站控制，每个PLC子站包含有西门子300系列PLC一台用于实现逻辑控制，电气控制系统用于配电及电气连锁，嵌入式触摸屏（HMI）一台用于就地操作，触摸屏选用西门子的MP277-8系列。300系列PLC的通讯由CP343-1模块通过光纤连到膜处理车间内交换机。交换机与膜处理车间控制室内现场主控制站通讯，协议为以太网。4个PLC子站将超滤膜组的运行参数例如压力，流量等送至现场主控制站，并从现场主控制站读取系统控制参数，例如自动启动停止命令，压力控制点，流量控制点，前级水箱液位，后级出水水箱液位等。产水自动控制启动顺序如下：PLC子站处于自动状态下===》现场主控制站发出启动指令===》PLC子站接受指令启动自动流程===》产水泵启动===》循环泵启动===》清液外排泵启动===》仪表数据处理。
3.2控制条件
a当原水池液位高于400cm且产水池液位低于100cm时，系统启动产水泵，当原水液位低于300cm或产水液位高于170cm时系统停止产水泵。
B当产水运行时间大于产水周期时，产水停止（停止时间取决于产水停止时间}，当产水液位条件满足时继续产水。
c当产水运行时间大于反洗周期时（系统自动记录产水时间），系统启动反洗泵，当反洗时间大于反洗设置时间时停止反洗泵，反洗泵启动条件（产水液位高于100cm启动，低于30cm停止，原水液位低于450cm启动，高于470cm停止）否者继续运行产水直到条件成熟时启动反洗泵。
d当产水运行时间大于药洗周期时（系统自动记录产水时间），系统启动药洗，当药洗时间大于药洗设置时间时停止药洗泵，每次启动药洗周期时有切换周期决定系统酸洗或是碱洗。当药洗时间大于药洗设置时间时停止药洗泵，药洗时同时启动反洗泵。药洗启动条件（产水液位高于100cm启动，低于30cm停止，原水液位低于450cm启动，高于470cm停止）否者继续运行产水直到条件成熟时启动药洗。
结束语：
随着新工艺的不断应用，传统工艺与现代水处理技术的有机结合，自控系统在里面起的作用越来越明显，各项运行参数的采集和渗滤液处理各流程的运行工况、工艺参数的变化都与自控系统密不可分。自控系统还对于优化各工艺流程的运行，保证出水水质，降低处理成本，提高运行管理水平起了重要的作用。如何做到缩短调试周期短，更加人性化的操作界面和管理；结合工艺减少建设投资、降低运行成本低，是将来自动控制设计在这一领域继续研究的方向。
参考文献
关键词：垃圾渗滤液；环境技术管理
引言：城市生活垃圾的处理方法主要有堆肥法、填埋法和焚烧法等。但垃圾卫生填埋仍是普遍应用的一种处置方法，即使在发达国家，填埋处理率仍然很高。
垃圾渗滤液，是垃圾填埋处理后，由于大气降水的淋溶及地表水、地下水的浸泡，固体废弃物在物理、化学及微生物作用下，产生的高浓度有机废水。这种废水中含有大量有毒有害污染物，如果直接排入环境将严重污染地表水、地下水。我国第一次污染源普查共调查垃圾处理厂2353座，排放的渗滤液中污染物含量：化学需氧量32.46万吨，氨氮3.22万吨，其中氨氮排放量约占全国氨氮排放总量的1.8%。因此垃圾渗滤的无害化处理是垃圾卫生填埋过程中必须特别重视的一个问题。
1.垃圾渗滤液特点
(1)垃圾渗滤液属于高浓度有机废水，具有NH3-N、BOD和COD浓度高，水质水量变化大、有毒有害污染物种类多、微生物营养比例失调的特点。
(2)垃圾渗滤液水质随着填埋方式、地理位置、季节、填埋年龄有重大变化，特别是垃圾填埋场“场龄”的影响更大。“年轻”垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液具有BOD、COD浓度高、可生化性较好、pH低的特点。“老龄”垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液具有BOD浓度低、COD浓度高、氨氮浓度高，pH值高的特点。
垃圾渗滤液中含有的大量有毒有害污染物目前已经引起人们的关注，国内有关研究者采用GC-MS-DS联用技术检出垃圾渗滤液中93种有机化合物，其中22种列入我国及美国EPA环境优先控制污染物黑名单。随着分析手段及人们对环保意识的提高，垃圾渗滤液中诸如环境内分泌干扰素等有毒有害物质对人体的危害已经越来越受到健康组织的重视。
2.垃圾渗滤液处理存在问题分析
对于垃圾渗滤液处理技术路线一般是“预处理技术+生化处理技术+深度处理技术”，预处理技术的主要目的是去除氨氮、无机物及提高垃圾渗滤液的可生化性。生化处理的主要目的是去除垃圾渗滤液中溶解性有机物、氨氮，深度处理的主要目的是进一步处理渗滤液中的难降解有机污染物、悬浮物、氨氮等物质。目前我国已经建成的垃圾渗滤液处理工程大部分采用了这条技术路线。通常采用的预处理技术包括物理化学法，如吹脱、化学沉淀等，实际工程中应用多的是氨的吹脱处理。生化处理技术相对比较成熟，包括厌氧处理技术和好氧处理技术，技术相对成熟可靠。深度处理技术目前主要以膜技术为主导。表1是我国部分城市垃圾渗滤液处理情况。从表1可以看出，按照目前的排放标准，只有反渗透技术可以使垃圾渗滤液达标排放。反渗透技术处理效果毋庸置疑，但是其设备稳定性、投资及运行成本以及反渗透过程中产生的浓缩液的处理问题也是限制其广泛应用一个因素。我国大部分已经建成的垃圾渗滤液处理工程处理工艺为“预处理+生化处理”，为了达标排放，均需要技术升级改造。对于很多新建项目为了达到环保要求，也不遗余力选择反渗透处理技术。采用反渗透技术在经济发达地区可行，但在经济欠发达地区还是有一定困难得，比如广州市生活垃圾卫生填埋场，垃圾渗滤液处理采用反渗透技术，日处理800m3垃圾渗滤液，投资8000万元，运行成本在50元/t,宁波垃圾填埋场日处理170m3渗滤液，处理采用反渗透技术，投资在1200万元，运行成本在30元/t。因此，在有些地区出现了“想建的，犹豫了，不想建的，有理由了，正在建的，面临建好以后不能达标排放，已经建成的，面临技术升级改造”的状况。所以，我国垃圾渗滤液处理存在极大的技术需求。
表1我国部分垃圾渗滤液处理情况垃圾填埋场名称
渗滤液产生量m3/d
原始浓度(mg/L)
处理工艺流程
出水水质(mg/L)
COD
氨氮
COD
氨氮
青岛垃圾填埋场
170
3000
3000
A/O+MBR外置+NF
150
25
广州垃圾填埋场
800
8000
2000
水解酸化+SBR+微滤+RO
50
宁波垃圾填埋场
170
3000
1500
混凝沉淀+水解酸化+A/O+MBR内置+RO
50
上海垃圾填埋场
1260
18000
2600
水解酸化+SBR
1000
150
大连垃圾填埋场
100
8000
3000
混凝气浮+水解酸化+CAST+RO
50
我国垃圾渗滤液处理存在的主要技术问题包括：
(1)垃圾渗滤液高氨氮问题难以解决
由于垃圾填埋场水文地质条件、填埋方式及垃圾成分的不同，垃圾渗滤液中的氨氮浓度从数十至几万mg/L不等，而且随着填埋时间的延长，垃圾渗滤液中的氨氮还有升高的趋势。高浓度氨氮对垃圾渗滤液的生化处理有严重的影响，导致垃圾渗滤液处理很难达到排放标准。目前，氨氮处理工程应用较多技术的主要有氨吹脱法和生物脱氨技术。垃圾渗滤液氨吹脱技术过程中首先需要加入大量的碱进行pH的调整，工程上常采用的是通过投加大量的Ca(OH)2，很容易造成设备的结垢。在吹脱后进行生化处理前还必须通过投加酸进行回调到中性。对于吹脱出来的气态氨氮，如果不进行回收，势必造成严重的二次污染问题，通过氨回收装置进行回收，又导致整个工艺过程投资加大，并且运行成较高。以上这些缺点严重限制了该技术在垃圾渗滤液脱氮过程中的应用。虽然目前实现了工程化应用，但存在二次污染以及高能耗问题。生物脱氮适合于低浓度氨氮的垃圾渗滤液处理，随着氨氮浓度升高，氨氮对生物处理中微生物容易产生抑制，导致微生物活性降低，因此生物法不适合处理高浓度氨氮。因此开发处理垃圾渗滤液高氨氮的技术是垃圾渗滤液处理的一个关键突破。
(2)垃圾渗滤液深度处理技术缺乏
对于“老化”垃圾渗滤液,由于生物处理很难去除其中难降解有机物，还必须进一步采取深度处理的方法。深度处理技术以物化为主。包括混凝沉淀、吸附、深度氧化及膜处理技术等。混凝沉淀可去除垃圾渗滤液中的悬浮固体、重金属和有机物等，但化学试剂的使用及污泥的处理会带来较高的运行费用。活性炭吸附可去除垃圾渗滤液中的溶解性有机物及微生物等，还可脱色和除臭，但活性炭仅能去除分子量在100～1000的有机物，而且吸附过程中存在堵塞和运行费用高的问题。化学氧化法可有效降低垃圾渗滤液中难生物降解有机物的浓度和色度，增加垃圾渗滤液的可生物降解性，但在化学氧化法中，常见的氧化剂,如臭氧和双氧水的处理成本高,工程上难以实现；电化学氧化法和膜处理技术仅适用于小规模且出水水质要求高的垃圾渗滤液的处理，而且运行费用昂贵。近年来发展起来的超声波、微波和辐照法借助羟基自由基的强氧化性去除有机污染物，提高了垃圾渗透液的可生化性，而且不会带来二次污染，可作为垃圾渗透液生物处理的预处理或后处理。目前垃圾渗滤液工业化处理技术主要是纳滤及反渗透技术。技术的缺点又限制了其广泛的应用。因此开发高效、经济的垃圾渗滤液深度处理技术是保证垃圾渗滤液达标排放的一个关键。
(3)垃圾渗滤液有毒有害物质尚未考虑
垃圾渗滤液是一种有毒有害废水已经为人们所认可，但是我国对于垃圾渗滤液的主要监测指标还是停留在废水的常规指标如：BOD、COD、氨氮、总氮等物质。但随着分析手段及人们对环保意识的提高，垃圾渗滤液中的这些有毒有害物质如环境内分泌干扰物对人体的危害已越来越受到人们的关注。这类污染物质即使含量极其微小，一旦它们进入机体，将对生物体产生严重的后果，如生殖器官、内分泌系统、神经系统、免疫系统异常，产生致癌、致畸、致突变等生物效应，因此环境内分泌干扰物的研究受到了国内外学者的高度重视。因此在开发垃圾渗滤液处理技术的同时必须考虑对这些有毒有害污染的去除效果。只有如此才能真正体现垃圾渗滤的无害化处理，减少环境生态风险，保证水环境安全。
3.垃圾渗滤液处理对策
3.1强化环境技术管理文件的指导性、可操作性，实现垃圾渗滤液有效管理。系统修订相关技术文件，结合我国国情、地区差别以及现有技术可达性，按照分区、分类、分期、分级的原则，专门制定相应的污染控制标准，进一步完善相关政策、指南、标准及工程技术规范文件，使之具有极强的指导性、可操作性、目标可达性。
3.2从源头控制、过程控制、末端治理三方面加强对垃圾渗滤液的控制与治理。在现有基础上积极开发高效、经济的垃圾渗滤处理技术。强化对垃圾渗滤液预处理及深度处理技术的研究与开发，加强高效生物处理技术的研发，在高效生物脱氮、高效厌氧技术等方面展开技术攻关。同时要对垃圾渗滤液处理技术进行优化集成开发，不能通过简单的技术串联进行达标处理，这样势必在垃圾渗滤液领域造成极大地浪费。要积极开发运行稳定、经济合理、易于管理的垃圾渗滤液组合工艺。
3.3加快科技成果的转化及技术的产业化发展，采取积极措施鼓励新技术的产业化，比如以羟基自由基为主的各种高级氧化技术，电化学氧化技术等通过试验研究，优化技术的运行参数，提高技术效率、降低运行成本，同时把这些技术与其他技术进行集成优化，全过程分析技术对垃圾渗滤的处理效果。
3.4加强新技术以及设备的研发。通过多学科相互结合，开发新的垃圾渗滤液处理技术，着重在不同高级氧化处理技术与超声、紫外、电化学技术之间进行集成与开发，充分发挥这些技术的强氧化性，以达到对垃圾渗滤中难降解有机污染物以及对环境干扰素等人体有害的污染物进行彻底氧化与解毒。积极开发垃圾渗滤液一体化设备，促进垃圾渗滤液处理技术的产业化发展。
4结束语
垃圾渗滤液作为现代生活的一种必须产物，已经成为众多环境问题中一个亟待解决的难题。以“减量化、资源化、无害化、稳定化”的原则进行管理是减少垃圾渗滤液的一种有效手段，而通过技术开发以及技术的生产实践是有效控制垃圾渗滤液的主要措施，目前。我国垃圾渗滤液的管理还存在着严格的排放标准与相应技术缺乏不适应的矛盾，还存在着无技术可循的窘境。因此积极开发高效、实用的垃圾渗滤液处理技术目前非常迫切，特别是在以高级氧化技术为基础的垃圾渗滤液处理技术的研究开发。同时，对于垃圾渗滤液对人体的危害研究也应该是一个重大的研究问题
参考文献：
[关键词]垃圾渗滤液FEO技术应用
垃圾渗滤液是在垃圾填埋过程中产生的一种成份十分复杂的高浓度的有机废水,目前还没有特别有效的治理方法。传统的生化处理法虽然常常用来处理渗滤液,但由于渗滤液中含有多种有毒有害的难降解有机物且水质水量变化很大,生化法的处理效果远不及其对城市污水的处理。“FEO技术”是我公司专门针对垃圾渗滤液开发的处理技术,在BOD5CODcr比值低和很低时,使渗滤液达标的关键性技术。
1垃圾渗滤液的特性
垃圾渗滤液的来源主要有直接降水、地表径流、地表灌溉、地下水、垃圾自身的水分、覆盖材料中的水分和垃圾生化反应的生成水等。其具有负荷高、水质成份复杂、浓度随季节变化大、色度高、氨氮高、有毒性物质较多、可生化性逐渐降低等特征。渗滤液水质特征见表1。
表1垃圾渗滤液水质特性表
项目特性
色味呈淡茶色或暗褐色,色度一般在2000～4000倍之间,有较浓的腐臭味。
pH值填埋初期pH为6-7,呈弱酸性;随着时间的推移,pH可提高到7-8.5,呈弱碱性。若垃圾中煤灰多,呈弱碱性;煤灰成分少,有机物多,呈弱酸性。
BOD5随着时间和微生物活动的增加,浸出液中的BOD5也逐渐增加,一般填埋6个月至2.5年,达到最高峰值,随后BOD5开始下降。
CODcr填埋初期CODcr略高于BOD5,随着时间的推移,BOD5急速下降,而CODcr下降缓慢,从而CODcr高于BOD5。浸出液中的BOD5/CODcr的比值比较高,说明浸出液较易生物降解,当填埋场填满封场后的2～5年中BOD5/CODcr逐步降至0.1,则认为后期浸出液中难于生化降解的成分占主要。
TOCBOD5/CODcr值可反映浸出液中有机碳可生化状态。填埋初期,BOD5/TOC值高,随时间推移,填埋场趋于稳定,浸出液中的有机碳以氧化状态存在,则BOD5/TOC值降低。
溶解总固体浸出液中溶解固体总量随填埋时间推移而变化。填埋初期,溶解性盐的浓度可达10000mg/l,同时具有相当高的钠、钙、氯化物、硫酸盐和铁等,填埋6～24个月达到峰值,此后随时间的增长无机物浓度降低。
SS一般在1000mg/l以下,垃圾填埋高度增加,SS值下降。
氨氮氨氮浓度较高,以氨态为主。
磷浸出液中含磷量少,生化处理中应适当增加与BOD5相当比例的磷。
重金属生活垃圾单独填埋时,重金属含量很低,一般不会超过环保标准,但若渗混入工业废物或污泥混埋时,重金属含量增加,超标可能性大。
细菌浸出液含有毒有害物质及细菌病毒、寄生虫等,其中大肠杆菌含量最大。
2垃圾渗滤液的处理技术
2.1生物处理技术
生物处理可大致分为厌氧生物和好氧生物处理两种技术。在厌氧生物处理装置中,渗滤液中的复杂有机分子被产甲烷细菌转化成甲烷和二氧化碳,产生极少数量的需要处理的污泥,同时还具有低能耗、低运行费和所需营养物少等优点。成熟的工艺有厌氧滤池(AF)、升流式厌氧污泥床(UASB)、高效厌氧反应器(UBF)等。
对于BOD与COD比值远大于0.5的早期渗滤液,含有大量易于生物降解的脂肪酸,好氧系统是非常有效的。微生物在氧气存在的条件下作用于有机物质,为保持好氧阶段生物活性,特别是处理含有高浓度有机物的早期渗滤液时,提供大量的氧气是非常必要的,当渗滤液有机负荷随时间变化时,系统可通过改变氧气供应来调整。好氧生物处理方法包括活性污泥法、生物转盘、滴滤池和氧化塘等。
2.2物化处理技术
物化处理技术是指通过物理化学的方法去除渗滤液中的C0D、SS、色度、重金属等。相对于生物法,物理化学法不受渗滤液水质水量的影响,抗冲击负荷能力较强,出水水质比较稳定,尤其在废水可生化性较差的时候有比较好的处理效果。近年来,用于渗滤液处理的物化法主要有活性炭吸附、化学沉淀法、吸附法、化学氧化法、反渗透法、电渗析、FEO技术等多种方法。其可作为预处理或深度处理而为渗滤液的达标排放和生物处理系统有效运行创造良好的条件。
2.3组合式工艺处理垃圾渗滤液
渗滤液成分复杂,仅采用普通的生物处理工艺难以达到理想的效果,因此需采用合适的预处理措施来提高它的可生化性,以改善后续工艺的运行环境。对于处理垃圾渗滤液采用物化和生化组合式的处理工艺,可以避免这两种方法的缺点。我公司积累近十年的工程实践经验,成功地开发了“厌氧+FEO+氨吹脱+好氧”的处理工艺,该处理工艺已经成功应用于十几个垃圾渗滤液处理工程。实践证明该工艺处理高浓度的垃圾渗滤液是目前确保出水稳定达标的最可行技术路线之一,CODcr、BOD5、氨氮和色度的去除率均很高,是目前较先进和比较可靠的方法之一。
3FEO处理技术介绍
“FEO处理技术”是我公司专门针对垃圾渗滤液开发的渗滤液处理技术,在BOD5/CODcr比值低和很低时,使渗滤液达标的关键性技术。我公司将该技术应用于漳州市九龙岭生活垃圾填埋场渗滤液处理工程,湛江生活垃圾填埋场渗滤液处理工程、阳江生活垃圾填埋场渗滤液处理工程、福安垃圾填埋场渗滤液处理工程、合肥市龙泉山垃圾填埋场渗滤液处理工程等工程均获得成功,净化效果十分显著。
其作用如下:FEO反应器中填料主要由Fe、Al、C、Mn、Zn、石墨等二十几种物质按一定的配比均匀混合而成。FEO反应器由FE罐及高级氧化罐两部分组成,“FE”指反应器中的主要填料铁(Fe),而“O”表示氧化反应。它主要利用电解质溶液中铁屑及其它金属晶体结构与碳之间形成的许多局部微电池,来处理工业废水的一种电化学处理技术。FEO反应器在没有外加电能条件下,充分利用金属-金属、金属-非金属之间的电位差而产生的无数微小电池的作用,使废水中的污染物通过电化氧化-还原反应、凝聚、气浮和沉降等作用,达到净化的目的。其电极反应式如下:
阳极反应:FeFe2++2e,E0(Fe/Fe2+)=-0.44V
阴极反应:2H++2e2[H]H2,E0(H+/H2)=0.00V(酸性介质)
O2+2H2O+4e4OH-,E0(O2/OH-)=0.41V(碱性介质)
O2+4H++4e2H2O,E0(O2/H+)=1.23V
FEO反应器特点是作用机制多、协同效应强、适用范围广、去除效果好、运行费用低、脱色效率高。它采用多组合工业混合原料及多元催化剂,进行多种生物化学反应、电化学反应和凝絮吸附共沉淀效应,从而分解难生化和不可生化的有机物,降低色度,为后续生化处理提供良好保障。
4FEO技术处理垃圾渗滤液工程案例
合肥龙泉山垃圾填埋场渗滤液处理站为我公司于2004年设计施工,并于2005年投入运营。合肥龙泉山垃圾填埋场位于合肥市肥东县桥头集镇,该渗滤液处理站是垃圾填埋场的主要配套工程,设在填埋库区的西北面,该项目由我公司设计施工,合肥市建设投资公司负责工程建设,华夏监理公司负责工程监理。垃圾渗滤液污水调节池容积为5万m3,渗滤液处理站设计处理规模为600m3/d,处理达标后的污水,由一条约10km的管线排入店埠河,最终进入巢湖。
垃圾渗滤液处理站设计进水水质如下:
CODcr≤6000mg/LBOD5≤3000mg/L,
SS≤500mg/LNH3-N≤800mg/L
垃圾渗滤液处理站出水排放标准如下:
渗滤液处理出水水质执行《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-1997标准中的二级标准,即:CODcr≤300mg/L,BOD5≤150mg/L,SS≤200mg/L,NH3-N≤25mg/L,pH=6～9。
本处理站工艺主体路线:UASB+FEO+氨吹脱+CASS是不同于其它传统处理工艺,其是以先进的专利技术及工艺处理理论为依托,以大量的工程实例为基础逐步发展改进确立起来的,具有高度的针对性及先进性,是目前垃圾渗滤液处理的成熟的处理工艺。而FEO技术作为我公司的专利工艺更是在该工艺主体线路中起到关键的作用。
经过这几年的运营实践,FEO对经过厌氧处理以后的垃圾渗滤液处理平均效果见表2。
表2FEO进出水水质对比表
水质指标CODcr
(mg/L)BOD5
(mg/L)氨氮
(mg/L)色度
(倍)
进水水质300012008003000
出水水质22501020640150
由此可见FEO对CODcr有25%的去除率,对BOD5有15%的去除率,氨氮也有20%的去除率,而对色度的去除率达95%。通过测量进出水的B/C也得到了提高。实践证明,FEO有如下优势:
4.1垃圾渗滤液的色度很高,可达2000倍以上,工艺流程的主体系统采用生化为主的处理工艺,生化处理对色度的去除能力较弱,而“FEO处理技术”对有机色度的去除率可达95%以上。
4.2垃圾渗滤液含有10%～35%难生化降解的有机物质,特别是填埋场到中后期或封场后,难生化和不可生化物质将占主导成份,只通过生化处理无法有效去除。“FEO处理技术”中因加入特殊的催化氧化剂,可使垃圾渗滤液中的大分子难生化物质断链为小分子,同时可改变一些难生化物质的分子结构,通过投加药剂反应可生成沉淀去除。
4.3FEO处理技术可以去除相当一部分CODcr、NH3-N,减少后续生化处理的负荷。缩短生化时间,降低运行成本。
4.4生活垃圾中可能混入一些工业垃圾,增加垃圾渗滤液中重金属的含量,采用FEO处理技术,能有效地去除垃圾渗滤液中的重金属离子,确保处理后的重金属达标排放。
5结论
垃圾填埋场因所处地区气候(降水)、水文特点,也与填埋场运行时间密切相关,渗滤液水质是连续变化的,所以对渗滤液的处理,不仅要考虑工艺方法对渗滤液的处理效果,而且更要考虑该工艺方法对水质、水量变化的适应性。物化法控制条件灵活、调整参数方便可靠,而生物法则对连续变化的渗滤液水质具有较好的适应性,结合两者各自特点,采用组合式工艺“厌氧+FEO+氨吹脱+好氧”处理垃圾渗滤液。FEO技术对于水质水量的变化有很好的适应性,在其水质水量变化时均能够稳定的运行。FEO技术处理垃圾渗滤液将是一个发展方向,有着广阔的应用前景。
参考文献:
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关键词:填埋垃圾;污染;生物反应技术;好氧生物反应法
1垃圾填埋后的污染情况
垃圾填埋后对环境造成的污染是多方面的,由于填埋垃圾的特性,封场后的填埋场仍然对周围环境造成危害,形成二次污染。而且在自然状态下这种污染是长期的。其污染表现在:
1.1空气污染
填埋气体(lfg)造成严重空气污染和温室效应。
填埋场在压氧条件下会产生大量的填埋气体,其成分主要为ch4和co2,还有少量的h2、n2、h2s等气体,其产生量和产生率取决于垃圾量、垃圾成分、水分、填埋时间、填埋压实度等多种因素。
甲烷(ch4)气体是潜在的温室气体,会导致生态失衡,它对臭氧层的破坏是co2的40倍,产生的温室效应比co2高20倍,它对全球变暖的危害仅次于co2,居第二位。
(1)产生温室效应。沼气比空气轻还是重取决于co2和ch4所占的比率。纯沼气的比重接近空气的比重,通常是1.0,当沼气比空气轻时,就会快速消散,形成损耗臭氧层和加剧全球温室效应的烟雾。
(2)存在爆炸隐患。当沼气比空气重时,沼气在低洼处积聚,当沼气浓度达到爆炸极限(甲烷气5%-15%的空气混合)时,一旦遇到明火就会发生爆炸,引发火灾事故。
(3)造成地下水源的污染。填埋气体中含有的挥发性有机物和co2等都易溶于地下水,这有可能破坏原来地下水中co2的平衡,导致地下水周围岩层的溶解,引起地下水硬度升高,影响饮用地下水人畜健康。
(4)造成填埋场场区及附近植物根区因缺氧而死亡。
(5)填埋气体含有令人讨厌的臭气,污染空气,对人体健康造成危害,其中含有多种致癌、至畸的有机挥发物。这些气体如不采取适当的措施加以回收处理,而直接向场外排放,会对周围环境和人员造成伤害。
(6)填埋气体具有迁移性,其迁移的范围超过50m。如果在垃圾填埋场上建设建筑物、填埋气体极易在建筑物内汇集,形成火灾及爆炸隐患。
1.2水污染
(1)水污染。
垃圾填埋对水产生的污染主要来自于垃圾渗滤液。渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于发醇、雨水淋刷和地表水、地下水浸泡而渗滤出来的污水。渗滤液成分复杂,其中含有难以生物降解的奈、菲等芳香族化合物、氯代芳午族化合物、磷酸脂、邻苯二甲酸脂、酚类类和苯胺类化合物等。渗滤液对地面水的影响会长存在,即使填埋场封闭后很长时期内仍有影响。渗滤液对地下水也会造成严重污染,主要表现在使地下水水质混浊、有臭味,cod、三氮含量高、油、酚污染严重、大肠菌群超标等。地下和地表水体的污染,必将会对周边地区的环境、经济发展和人民群众生活造成十分严重的影响。
(2)土壤污染。
城市生活垃圾中含有大量的玻璃、电池、塑料制品、它们直接进入土壤,会对土壤环境和农作物生长构成严重威胁。大量不可降解的塑料袋和塑料餐盒被埋入地下,百年之后也难以降解、使垃圾填埋场占用后的土地几乎全部变为废弃地。
由于经济条件的限制,我国大多数城市的简易垃圾堆填场在建设初期未按卫生填埋场的标准进行设计及建设,缺乏对填埋气体垃圾渗沥液及其它污染物的有效控制,对周围环境已造成了严重影响。国家建设部《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》cjj17-2001规定:生活垃圾填埋场在未达到安全化和未经监测之前,不允许用于建设用地。一般垃圾场必须待封场15年以及达到稳定后方可作为建设用地。因此,如何对简易垃圾堆填场进行有效的治理,使其在短期同快速转化为安全稳定可以利用的建设用地是一项亟待解决的重要问题。
2垃圾填埋场再生的概念
所谓垃圾填埋场的再生,就是将过去填埋在垃圾场内的垃圾进行加速降解,减少或解决垃圾场的污染后再度挖掘出来,分别筛选回收有价值物品后,再施以无机化过程等处理再埋回去的过程。
3垃圾填埋场再生的优点
(1)增加原有填埋场处理容积,延长垃圾场的使用年限;
(2)可以回收有用资源,获取经济效益和环境效益;
(3)通过挖掘垃圾进行无害化处理降低垃圾体的体积;
(4)加快了垃圾分解的速度,减少了对环境污染的程度和时间。
4垃圾填埋再生的方法
没有经过处理的垃圾场,对大气、地下水和垃圾场附近的土地造成严重污染,对环境和社会造成负面影响,我们要采取科学的处理方法,使原有的垃圾加速降解,减少或消除垃圾场的污染,再通过挖掘处理后填埋,这样可以增加垃圾场的使用空间,延长使用寿命,大大节省处理垃圾的用地;或者,不挖掘起来,经过降解技术,将填埋垃圾变成物理、化学成分相对稳定的无机物,使原来“不宜用于建筑”的场地,可以用于建筑,产生新的使用价值。
现今先进的治理方法就是就地治理,采用生物治理技术,使填埋场堆体内的有机物加速降解,达到稳定后,再采取其它方法和技术进行再开发和利用。生物反应器技术就可以达到上述目的,生物反应器技术主要分为厌氧生物反应器和好氧生物反应器,其技术特点比较见表。
采用好氧生物反应法处理有机填埋垃圾是近几年来垃圾填埋场治理新技术。以前,好氧法被广泛地用于地面上的垃圾堆肥、活性淤泥和有机废水的处理,但用于固体垃圾的处理,特别是对填埋垃圾的处理还是一个比较新的理念。采用好氧生物法进行有机垃圾降解,就是将新鲜空气加压后,用管道注入垃圾深处,同时把垃圾中的二氧化碳等气体抽出并对反应物的温度与垃圾气体进行监控,激活垃圾中的微生物,创造出一个比较理想的有氧反应环境,使反应达到最佳状态,从而加速有机物的降解,消除有毒有害物质的再生,从而增加填埋的空间,或者使在垃圾场上重新建设成为可能,这种方法,比传统的厌氧降解法提高降解速度30倍以上。
好氧生物反应法可广泛应用在有垫层或无垫层的正规或非正规垃圾填埋场上,使用于封场后或正在运行的垃圾填埋场。好氧反应处理能提高分解速率、减少有害和有气味气体的释放,并且提高渗滤液的品质。这些优点对改造填埋场、减少污染具有重大意义。
垃圾填埋场再生事业有利于缓解我国日益增加的垃圾处理压力,有利于节省宝贵的土地资源,并且最大限度地实现了垃圾处理的“资源化”目标。当然,我们也应清醒地认识到填埋场再生过程中可能会出现的二次污染、地基下沉和损坏等问题的严重性。因此我们应本着科学严谨的态度,在实行填埋场再生之前,必须多角度、多方面进行可行性评价,主要应该考虑的是填埋用地特性的调查、获取经济效益的评价、总体成本的衡算以及相关制约的规章调查和劳动安全保障计划的制定等。
参考文献
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