1、77现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 3 卷第 3 期2024 年 2 月Vol.3 No.3Feb.2024垃圾渗滤液深度处理新工艺研究张昌胜玉林市环境卫生服务中心，广西玉林 537000摘 要：在我国环保政策日益严格的背景下，垃圾渗滤液的排放要求越来越高，传统的生化工艺出水水质难以达标。为了选择最佳的垃圾渗滤液处理工艺，开展垃圾渗滤液深度处理技术研究非常重要。首先对城市生活垃圾渗滤液的特性和治理难点进行了探讨，并对生物法、物理法、高级氧化法及组合工艺等处理方式进行了比较分析。研究结果表明，组合处理工艺技术具有较好的处理效果。因此，在选择垃圾
2、渗滤液处理工艺时，应结合多种因素，采用组合处理工艺技术，强化对渗滤液的深度处理。关键词：生活垃圾；渗滤液；深度处理中图分类号：X703 文献标识码：AResearch on a New Process for Advanced Treatment of Garbage LeachateZhang ChangshengYulin Environmental Health Service Center,Yulin,Guangxi 537000Abstract:Against the backdrop of increasingly strict environmental policies in
3、our country,the discharge requirements for leachate from garbage are becoming higher and higher.Traditional biochemical processes are difficult to meet the water quality standards.In order to select the best leachate treatment process for garbage,research on advanced leachate treatment technology is
4、 being carried out.Firstly,the characteristics and treatment difficulties of urban household waste leachate were discussed,and treatment methods such as biological method,physical method,advanced oxidation method,and combined process were compared and analyzed.The results showed that the combined tr
5、eatment process technology has good treatment effect.Therefore,when choosing a landfill leachate treatment process,multiple factors should be taken into consideration,and combined treatment technology should be adopted to strengthen the deep treatment of leachate.Keywords:household waste;leachate;de
6、ep processing作者简介：张昌胜（1985），男，硕士，玉林市环境卫生服务中心市容管理科副科长，研究方向为环境卫生管理及生活垃圾处理。垃圾处理是当今社会面临的一个重要课题。近几年，我国生活垃圾产生量迅速增长，垃圾填埋和焚烧产生了大量垃圾渗滤液。垃圾渗滤液中有机污染物及重金属含量较高，若对垃圾渗滤液处理不到位，会对地下水和土壤造成严重的污染，对人体的健康产生很大的危害，尤其是受渗滤液污染的土壤，其修复难度较大1。“十四五”规划中明确指出，要加大对城市生活垃圾的处置力度，尽量减少生活垃圾的污染。垃圾焚烧是目前使用最多的一种垃圾处理方式2。加强对其产生的垃圾渗滤液的治理，已成为当前社会最受
7、关注的焦点问题之一。因此，对垃圾渗滤液处理工艺进行综合分析，可以为相关部门在垃圾填埋场建设和扩建过程中选择合适的工艺路线和操作方案提供参考。1 垃圾渗滤液的特点垃圾渗滤液的来源主要有垃圾填埋场、垃圾中转站和垃圾焚烧发电厂等。（1）填埋场垃圾渗滤液的来源是垃圾本身的水分、分解产生的水分、雨水和地下水的渗入3。排水通畅、防渗性能良好、覆盖良好的填埋场，雨水、地下水渗透量很小，其主要来源是垃圾本身的水分和分解生成的水分。（2）为减小体积，垃圾中转站在运输过程中进行运输压实作业，使其内部的水分被挤出，从而产生高浓度的渗滤液。此外，为保证环境卫生，还需定期清洗场地，而在这一过程中，所排出的洗水会与高浓缩
8、后的淋滤液相混合。（3）垃圾焚烧发电厂的渗滤液是由堆存池中的垃圾经挤压排出的内部水分和酸发酵形成的污水组成。782024 年 2 月第 3 卷第 3 期现 代 工 程 科 技78垃圾渗滤液为黑或棕黄色，有难闻的臭味。渗滤液中包含了多种难降解有机质、无机盐以及金属离子等。垃圾渗滤液因其组成复杂，具有较高的污染物浓度和生物毒性。垃圾渗滤液中氨氮含量很高，化学耗氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）可达到20000mg/L，且含有苯类及各种衍生物，处理难度极大。由于其相对分子质量较大且化学稳定，难以被微生物高效降解，仅利用活性污泥法难以达到高效去除渗滤液COD的目的，因此需增设
9、深度处理。另外，垃圾渗滤液具有水质、水量变化大等特性。不同的地理位置对垃圾渗滤液的水质有着重要的影响。与亚洲相比，欧美等发达国家垃圾渗滤液中的污染物含量特别是氨氮含量明显偏低。欧美国家垃圾渗滤液中的氨氮含量普遍低于1000mg/L，而亚洲国家垃圾渗滤液中的氨氮含量普遍在1000mg/L以上4。这与各地的文化及生活习俗有一定的关系。在相同地区，不同时段所排出的垃圾渗滤液的水质也存在较大差异。按照填埋时间的长短，垃圾渗滤液可划分为初期、中期和后期。不同时期渗滤液的水质特点如表1所示。表1 不同填埋年限的垃圾渗滤液水质参数相关参数早期垃圾渗滤液中期垃圾渗滤液晚期垃圾渗滤液填埋年限 55 10 10p
10、H 值 6.56.5 7.5 7.5COD（mg/L）100004000 10000 4000BOD*/COD 0.30.1 0.3 0.1氨氮（mg/L）200 2000500 30001000 3000重金属含量中低低低生物降解能力高中等低有机成分挥发性脂肪酸挥发性脂肪酸、腐殖酸、黄腐酸腐殖酸、黄腐酸注：BOD*为生化耗氧量，英文全称为Biochemical Oxygen Demand。2 垃圾渗滤液处理方法与处理难点目前，国内对垃圾渗滤液的治理存在如下困难。（1）由于有机质含量高、毒性大、难降解有机物多等特点，单纯的物化或生物处理技术难以达到排放要求，需要通过物化生化联用技术对其进行处理
11、5。如何选择一种经济合理且高效的组合工艺，是垃圾渗滤液处理的一个难点。（2）由于氨氮浓度高，难以实现高效、完全的反硝化。目前，我国城市生活垃圾填埋场渗滤液中的总氮含量逐年上升，对渗滤液的治理提出了更高的要求。传统工艺，尤其是核心生化工艺，虽然在一定程度上可以实现高效的反硝化，但其脱氮效率并不理想。（3）由于水质和水量的大幅波动，污水难以实现稳定达标排放。不同季节、不同时期垃圾渗滤液的水质与水量差异较大，对污水处理技术的选取与操作提出了新的挑战。在已确定的联合处理过程中，如何使已有的流程达到最大产能，并使其稳定操作成为一个迫切需要解决的问题。（4）处理方法操作烦琐，费用高。当前渗滤液处理厂除常规
12、工艺外，多将膜处理技术（如纳滤、反渗透等）作为深度处理工艺，导致渗滤液处理费用高。如何既能有效地控制垃圾渗滤液，又能尽可能减少处理费用，已成为一个亟待解决的问题。3 垃圾渗滤液深度处理工艺3.1 生物处理技术在城市生活污水的治理中，生物法是最主要的方法。该工艺操作简便，可靠性高，处理费用低，无二次污染。有机物和氨氮是渗滤液中的主要污染物。生物法利用微生物对垃圾渗滤液中的可生物降解有机污染物进行处理，使其转化为二氧化碳、甲烷和水，并将其转化为无害的氮气排放到大气中。3.1.1 厌氧生物处理技术渗滤液中有机质含量高是渗滤液水质的重要特征。虽然垃圾渗滤液含有一些生物毒性，但只要经过适当的调整，就能以
13、较低的成本和较高的COD去除率达到较好的效果。当渗滤液中COD含量较高时，通常采用厌氧处理对其进行预处理，然后再进行好氧处理。在此基础上，既可减轻后续好氧过程的负荷，又可降低曝气量，还可回收部分能量。厌氧消化、升流式厌氧污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed，UASB）等是厌氧生物法处理渗滤液中有机污染物的常用方法。厌氧生物法是一种高效、低耗的污水处理工艺，但仅能提高COD的去除率，而不能有效地去除全氮。由此79张昌胜：垃圾渗滤液深度处理新工艺研究环境与化工科技可见，厌氧好氧工艺在渗滤液达标处理中具有一定的局限性。另外，厌氧微生物往往对有毒污染物更加敏感，若认识不清或调
14、控不恰当，将会极大地影响厌氧生物处理效果，甚至造成系统运行失效。3.1.2 好氧生物处理技术好氧生物法通过好氧微生物降解渗滤液中的有机质，生成二氧化碳和水等无机组分，并将氨氮氧化为硝酸盐、亚硝酸盐等可生物降解有机质，进而转化为水和二氧化碳。该技术适用于对废水净化要求高、废水稳定度高的废水，因其高效脱氮性能而被广泛用于垃圾渗滤液处理。序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，SBR）是一种广泛应用的好氧生物处理技术，该工艺中污泥的活性随时间而发生动态变化，可有效地适应高浓度污染物，对组成复杂、污染物浓度变化大的垃圾渗
15、滤液处理具有重要意义。该工艺具有水力停留时间短、效率高等特点，一般情况下，对渗滤液中COD的去除率可达到40%。目前，该技术已成功应用于生物反应器中，其与反硝化、臭氧化等高级氧化技术的联用，大大提高了SBR工艺的运行效率。好氧生物法能在一定程度上消除垃圾渗滤液中的氨氮，但单凭此方法仍无法实现反硝化与碳脱除的双重目的。好氧工艺对水质和水量变化的适应性差，运行效果易受水质和水量变化的影响，除氮除磷效率不高，在实际应用中常需辅以其他手段。3.2 物理处理技术目前，国内外对垃圾渗滤液的物理处理方法有混凝、吸附、膜技术等。吸附法是以多孔材料对污水中一种或多种污染物（主要为金属、溶解性有机物）进行吸附去除
16、。在这些材料中，使用最广泛的是活性炭。其基本原理是在吸附剂的表面或原子上存在着多余的表面能，在吸附剂的作用下，由于吸附剂与吸附材料之间存在着一种非平衡的作用力而使污染物被吸附。在污水的预处理和深度处理中，普遍采用吸附法。吸附法具有流程简单、操作简单、处理效果稳定等优点，但存在处理费用高、吸附剂难以再生的问题。混凝沉降是指向污水中投放各种化学凝聚剂，利用混凝絮凝法对污水中的悬浮颗粒、胶体等杂质进行处理。其中，混凝沉降工艺包括：在混凝过程中，絮凝剂溶于水中，引起胶体的不稳定，形成细小的絮状物；在絮凝过程中，絮体会发生吸附、架桥和卷绕等过程，从而产生更大的絮团，这一过程中，絮团的沉降能力很强，可以通
17、过沉降和过滤等方法除去。混凝沉降是目前水处理过程中普遍采用的一种预处理方法，它能有效地去除水中大量污染物，从而为其他过程提供了有利的条件。膜分离技术以膜为过滤介质，去除水体中的污染物，实现水质的净化。近年来，各种类型的膜材料得到了迅猛的发展，各种尺寸、孔径的膜材料在废水处理中扮演着举足轻重的角色。由于垃圾渗滤液组分复杂，难以进行生化处理，因此，通常在最后深度处理阶段采用膜分离技术。一方面，它能有效脱除垃圾渗滤液中的难降解有机污染物及总氮，确保出水质量；另一方面，它又是整个过程的保障。膜过滤技术是一种高效、稳定的污水处理方法，它能对大部分污染物进行高效的截留和分离，是当前最主要的污水处理技术。但
18、膜分离工艺存在能耗高、膜易堵塞、影响出水能力等问题，且浓缩液浓度高，若处置不当还会造成二次污染。3.3 高级氧化技术高级氧化法基于电、光、催化剂、氧化剂等的协同作用，在水中生成具有高度活性的羟基自由基，并与有机物发生加合、取代、断键等作用，将水中难降解有机物氧化成低毒性小分子，或直接转化为水和二氧化碳，达到近乎完全矿化。采用高级氧化工艺处理垃圾渗滤液，可以改善其可生物降解性。高级氧化法根据生成自由基的形式及反应条件的差异，可分为Fenton法、电催化氧化法、臭氧氧化法、光化学氧化法等。3.3.1 Fenton氧化法Fenton（芬顿）法是指二价铁离子在过氧化氢的催化下发生氧化反应，生成自由基，
19、将有机物氧化成小分子有机质或矿化成水和二氧化碳等。该技术是目前垃圾渗滤液处理领域应用较广的一种处理方法。Fenton法对垃圾渗滤液中的有机物具有较好的降解效果，并能减弱其毒性，并显著改善其可生物降解性。Fenton氧化技术与其他工艺联合应用于垃圾渗滤液，COD平均去除率可达到98.4%。但是，该方法的均相催化剂难以分离，不可循环使用，反应初始pH值通常小于4，且产生大量污泥；同时，二价铁离子也会对出水色度产生二次污染，且药剂用量大。针对Fenton方法存在的上述问题，为拓展Fenton方法的应用范围，加速反应，提高效率，近年来人们将紫外光、微波等引入芬顿体系中，并探索以其他802024 年 2
20、 月第 3 卷第 3 期现 代 工 程 科 技80金属取代Fe2+，从而增强芬顿催化氧化有机污染物的能力，降低药剂消耗，降低处理费用。3.3.2 臭氧氧化法利用臭氧进行氧化处理，可以实现对有机污染物的高效分解与清除；该方法包括直接作用和间接作用两方面。直接作用会选择性地处理双键有机污染物的分子结构；而间接的化学反应则不依赖于任何一种特定的成分，而是依靠在氧化还原过程中生成的羟基自由基进行作用。研究表明，利用臭氧氧化预处理垃圾渗滤液能明显改善其生物降解性。但是，单一的臭氧对垃圾渗滤液的处理效果不理想，且需要较长的时间。为了提高臭氧的利用率和加快反应速度，发展了臭氧联合技术，如臭氧催化氧化、O3/
21、UV、O3/H2O2等技术。这些工艺不仅能有效地提高废水的氧化效果，而且能有效地提高渗滤液的可生物降解性。通过与混凝、生物化学等其他技术的联用，臭氧催化法可以有效地脱除水体中的有机污染物，使色度下降，并改善了渗滤液的可生物降解性。但目前臭氧催化技术仍面临着催化剂价格昂贵、回收利用率低、臭氧生成效率低、成本高等问题。3.3.3 电催化氧化法电化学氧化技术由于具有效率高、操作简单等优点，已成为目前最有效的废水处理技术之一。它的基本原理是，在阴极上，通过电子的释放进行还原，除去大多数的重金属；在阳极上，吸附电子进行氧化，使有机物发生矿化，从而实现对有机物的有效降解。电化学氧化是一种高效的污水处理方法
22、，具有工艺简单、易控制、条件温和等优点。然而，由于其存在析氧、析氢副反应、能耗高、设备费用高等问题，制约了其工程化应用。3.4 组合工艺技术目前，国内外对垃圾渗滤液进行了大量的研究，其中有良好的处理效果的工艺是联合工艺。特别是对老化的垃圾渗滤液，采用任何一种单一处理方法都很难满足达标要求，需综合考虑化学物理生物耦合作用。当前我国主要采用“预处理膜生物反应器（Mem-brane Bio-Reactor，MBR）膜深度处理”“预处理两级碟管式反渗透（Disk Tube Reverse Osmosis，DTRO）”“预处理高级氧化生化深度处理”“预处理蒸发结晶深度处理”等四种组合处理工艺。其优缺点见
23、表2。表 2 垃圾渗透液组合处理工艺的优缺点处理方法优点缺点预处理 MBR 膜深度处理工艺污染物去除率高、容量大、低能耗、浓缩液处理较简单生化专业要求较高、占地面积大、运行管理难度较大预处理两级 DTRO 处理工艺工艺简单、运行管理要求较 低、自动化程度高、占地面积少浓缩液产生量大，处理难度大；运行压力较大，维护较难 预处理高级氧化生化深度处理工艺无浓缩液产生，产水率高系统维护管理较困难、药耗相对较高、污泥量大预处理蒸发结晶深度处理工艺自动化程度高及占地面积较少，减量化效果好运行成本高、维护管理较困难，药耗及能耗高，蒸发液及残渣需继续处理4 结语生活垃圾填埋场渗滤液组成复杂，一般采用多模式联合
24、处理。在选定垃圾渗滤液的处理工艺时，需要考量多种要素，诸如渗滤液水质的类型与污染物浓度、所要求的处理效果以及工艺本身的特点和要求等，除此之外还要考虑到项目的选址及周围环境条件所带来的影响，同时也要重视经济性，从而保证渗滤液处理过程的长周期、稳定运行，避免重复建设和改建的现象。未来，应着重对垃圾渗滤液进行量化处理，同时要强化对渗滤液的深度处理，使其接近零排放。只有这样，才能实现生态环境的保护、地下水的治理和城市的可持续发展。参考文献1 戴昕,高尚,刘军,等.类Fenton氧化法用于填埋场垃圾渗滤液的深 度处理J.工业水处理,2022,42(8):108-112.2 钟招煌,李新冬,李海柯,等.MBR技术在垃圾渗滤液处理中的应用J.人民珠江,2022,43(3):45-53,76.3 周芬,李哲.垃圾渗滤液的处理方法专利综述J.中阿科技论坛(中英文),2021(4):119-121.4 杨吉祥,李保光,张爱军,等.几种垃圾渗滤液深度处理工艺的比较J.资源节约与环保,2020(7):99-100.5 余静.垃圾渗滤液处理现状及存在问题分析J.环境与发展,2020,32(5):53-54.
