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垃圾滲濾液處理問題反思與討論

        據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國城市垃圾堆存累計(jì)侵占土地超過5億平方米，每年的經(jīng)濟(jì)損失約300億元，累計(jì)堆放最高達(dá)70億噸。大部分垃圾填埋場(chǎng)由于沒有處理設(shè)施或者設(shè)施無法發(fā)揮作用，溢出的滲濾液排入河流和周圍農(nóng)田，同時(shí)雨季大量垃圾滲濾液進(jìn)入地下，周邊水體遭到嚴(yán)重污染。當(dāng)前我國垃圾滲濾液日均產(chǎn)生量已達(dá)十幾萬噸，對(duì)其進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理已刻不容緩。

      經(jīng)過近十幾年的努力，我國已經(jīng)建成了數(shù)百座垃圾滲濾液處理項(xiàng)目，對(duì)改善自然環(huán)境起到了重要作用。但在實(shí)際運(yùn)行過程中，大多數(shù)滲濾液處理工程仍存在許多問題，如濃縮液問題至今仍沒有很好的解決辦法，大多排入城市污水處理廠，給城市污水處理廠運(yùn)行帶來安全隱患。高昂的運(yùn)行成本給地方財(cái)政帶來了不小的壓力，二次污染問題并沒有徹底解決，妥善解決這些問題具有重要意義。

      1 膜技術(shù)在滲濾液處理上的應(yīng)用

    經(jīng)過多年的摸索和實(shí)踐，膜技術(shù)在滲濾液處理方面的應(yīng)用基本成熟。由于垃圾滲濾液成分復(fù)雜，針對(duì)不同的處理目的，微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透技術(shù)（RO）都得到一定的應(yīng)用。

     1.微濾。微濾（MF）是以壓力差作為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)，其本質(zhì)屬于篩分過程，主要通過溶液中微粒粒徑不同從而實(shí)現(xiàn)分離目的。微濾膜孔徑較大，一般為0.02～1.2µm，通常直接用平均孔徑表示其截留特性。在壓力差的作用下，粒徑小于膜孔的顆粒隨溶液通過微濾膜，粒徑較大的顆粒被截留，從而實(shí)現(xiàn)不同粒徑顆粒的分離。膜的截留方式主要包括：機(jī)械截留、吸附截留、架橋截留和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部截留。由于微濾膜的截留吸附特性，常被用于去除懸浮物、大的膠體和微生物等。

      2.超濾。超濾（UF）是介于微濾和納濾之間，以壓力為驅(qū)動(dòng)力的一種膜分離，膜孔徑在0.001～0.1µm之間。在一定壓力下，超濾膜能截留部分大分子有機(jī)物、膠體和微粒，通常其截留相對(duì)分子質(zhì)量在1000～300000。根據(jù)超濾膜孔徑對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行物理篩分作用，超濾去除處理液中的部分大分子物質(zhì)、膠體和微粒等，從而達(dá)到分離、濃縮和凈化的目的。

     3.納濾。納濾（NF）是介于超濾與反滲透之間的一種特殊的膜分離技術(shù)。納濾膜在分離的過程中表現(xiàn)出兩個(gè)特征：一是NF膜孔徑較小，為0.001～0.01µm，對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量數(shù)百的小分子也有較好的分離效果，其截留相對(duì)分子質(zhì)量在200～1000；二是膜表面帶有電荷對(duì)不同電荷和價(jià)態(tài)的陰離子存在不同的Donnan電位效應(yīng)。根據(jù)納濾膜的分離特性，對(duì)不同價(jià)態(tài)離子表現(xiàn)出不同的截留能力，對(duì)于高價(jià)金屬離子的去除率高達(dá)98%以上，對(duì)于二價(jià)金屬離子的去除率也高達(dá)95%以上。基于納濾膜分離技術(shù)有高透水性以及對(duì)有機(jī)物、金屬鹽和膠體粒子的高截留性，納濾技術(shù)已廣泛應(yīng)用于制藥、化工、食品工業(yè)，尤其是污水以及滲濾液處理領(lǐng)域

     2 滲濾液處理主要工藝

    1.物理化學(xué)處理法。（1）吸附法。吸附劑主要用于脫除滲濾液中難降解的有機(jī)物、金屬離子和色度等。目前應(yīng)用較為普遍的吸附材料是活性碳。采用序列間歇式反應(yīng)器處理滲濾液，在曝氣率為1 L•min-1和接觸時(shí)間5.5 h的條件下，PAC-SBR對(duì)COD、色度、NH3-N和TDS的去除率分別為64.1%，71.2%，81.4%和1.33%。（2）微波法。微波法處理垃圾滲濾液也是國內(nèi)外學(xué)者研究的一個(gè)熱點(diǎn)。采用微波-活性炭-Fenton催化氧化預(yù)處理垃圾滲濾液。經(jīng)微波功率300 W條件下預(yù)處理之后，組合工藝對(duì)垃圾滲濾液中COD、氨氮、SS和濁度去除率分別達(dá)到68.22%，78.08%，78.55%和99.02%，顏色由黑褐色去除為接近無色，BOD5/COD由0.21提高到0.45。（3）MAP沉淀法。磷酸銨鎂沉淀法（MAP）具有不受溫度限制，反應(yīng)時(shí)間較短、工藝簡單、不產(chǎn)生具有臭味和毒性的氣體等優(yōu)點(diǎn)，還可以有效去除垃圾滲濾液中的氨氮，另外，沉淀物中含有氮、磷等具有肥效的元素，可用來做多種植物的復(fù)合肥。（4）超聲波。其原理是利用超聲波使溶液產(chǎn)生5 000 K高溫以上的氣泡及強(qiáng)氧化性的自由基，使絕大部分有機(jī)物得到完全的降解，特別適用于有毒難降解有機(jī)物。超聲波技術(shù)由于具有簡便、高效、少污染的特點(diǎn)，近來已受到國內(nèi)外研究者的關(guān)注，并開始用于處理垃圾滲濾液。（5）混凝法。混凝沉淀法是通過向廢水中投加混凝劑，使廢水中的懸浮物和膠體聚集形成絮凝體而沉淀，然后再加以分離。用FeCl3處理COD濃度為5 350 mg•L-1的垃圾滲濾液時(shí)，投加1.5 g•L-1氯化鐵的COD去除率達(dá)80%。（6）膜分離技術(shù)。膜處理是以壓力差（也稱透膜壓差）為推動(dòng)力的膜分離過程，在膜兩側(cè)施加一定的壓差時(shí)，可使一部分溶劑及小于膜孔徑的組分透過膜，而微粒、大分子、鹽等被膜截留下來，從而達(dá)到分離的目的。

      2.生物處理法。生物處理法具有處理效果好、運(yùn)行成木低等優(yōu)點(diǎn)，是目前滲濾液處理中采用最多的方法，包括好氧生物處理法、厭氧生物處理法及厭氧-好氧聯(lián)合處理法。（1）好氧處理法。滲濾液好氧生物處理能夠有效降低中的BOD、COD和氨氮。采用IBAF（固定化微生物曝氣生物濾池）處理滲濾液，COD和氨氮去除率分別達(dá)到98.3%和99.9%。（2）厭氧處理法。厭氧生物處理可提高污水可生化性，有機(jī)負(fù)荷高、有能耗少、抗毒性能高、污泥產(chǎn)率低的優(yōu)勢(shì)，適合處理磷含量低、有機(jī)物含量高的滲濾液。用UASB-MBR工藝處理滲濾液的研究中發(fā)現(xiàn)，COD和TNK的去除率都大于90%，可生物降解的有機(jī)物去除率達(dá)到99%，BOD5含量超過8 000mg•L-1的滲濾液，經(jīng)UASB-MBR工藝處理后降低到50 mg•L-1。

    (3）厭氧-好氧生物處理結(jié)合。單獨(dú)采用厭氧法對(duì)有機(jī)物氧化不徹底，而且很難去除氨氮。因此，一般采取厭氧-好氧組合工藝，提高處理效率。使用UASB-好氧塘處理滲濾液（升流式厭氧污泥床UASB）。原滲濾液COD為45 000~90 000 mg•L-1，經(jīng)過處理，厭氧池、好氧池和總系統(tǒng)中COD的去除率分別為57%~87%，35%~70%和66%~94%。

     3.土地法。土地處理法在滲濾液的處理中應(yīng)用比較少，主要是因?yàn)樵摲ㄈ菀讓?duì)土壤和地下水造成污染。目前，用于垃圾滲濾液處理的土地法主要是回灌法和人工濕地法。（1）回灌法。垃圾滲濾液的回灌可以提高填埋場(chǎng)內(nèi)垃圾的含水率，增強(qiáng)微生物的活性，提高沼氣產(chǎn)生量，加速有機(jī)物的分解和垃圾中污染物的溶出。

    采用回灌技術(shù)處理城市生活填埋場(chǎng)滲濾液，結(jié)果表明，滲濾液的回灌對(duì)滲濾液中CODcr和NH4+-N均有一定的去除效果。同時(shí)在垃圾填埋層及覆蓋層的作用下，回灌對(duì)色度有較好的處理效果。（2）人工濕地法。用地下流動(dòng)式的畦畔莎草人工濕地處理滲濾液，典型物質(zhì)去除效果顯著。研究用人工濕地處理含氮和細(xì)菌很高的滲濾液。結(jié)果表明：在溫度30℃和水力停留時(shí)間為8 d的條件下，BOD5，TN、大腸桿菌和Cd的去除率分別為91%，46%，99%和99.7%。

    3 滲濾液處理發(fā)展方向

    1.提高滲濾液處理率。我國大部分城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)已經(jīng)建設(shè)滲濾液處理工程，但由于各種原因，有相當(dāng)一部分滲濾液處理設(shè)施的處理能力達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)模，還有一些城市根本就沒有建滲濾液處理設(shè)施，這些未經(jīng)任何處理的滲濾液原液進(jìn)入城市污水處理廠，增大了污水廠的負(fù)荷，甚至導(dǎo)致污水廠出水水質(zhì)不能達(dá)標(biāo)排放。從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，今后應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)滲濾液處理設(shè)施的建設(shè)，提高滲濾液處理率，確保所有的滲濾液經(jīng)過處理后達(dá)標(biāo)排放。

      2.節(jié)省能耗。目前我國采用的滲濾液處理技術(shù)最大的缺點(diǎn)是能耗高，高的電耗帶來的是高昂的運(yùn)行成本，一方面給地方財(cái)政帶來巨大的壓力，另一方面也不符合我國的節(jié)能減排政策，節(jié)省能耗是未來滲濾液處理發(fā)展的重點(diǎn)。

     3.開發(fā)新工藝。相比于其他行業(yè)污水處理，應(yīng)用于垃圾滲濾液處理的成熟可靠工藝較少，目前普遍得到認(rèn)可的僅有“生化處理+深度處理”工藝，其他如“芽孢桿菌—高效生物處理+催化氧化”工藝和“高效蒸發(fā)處理”工藝也有應(yīng)用，但工程實(shí)例較少。

       垃圾滲濾液處理工藝應(yīng)具有簡單化、多樣化、成本低的特點(diǎn)，且要適應(yīng)各種外部條件的變化。進(jìn)一步完善垃圾滲濾液處理相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。提高滲濾液處理國產(chǎn)化設(shè)備占有率。繼續(xù)探尋解決濃縮液難于處理的難題。

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