环境工程新技术结课论文

环境工程新技术结课论文——垃圾渗滤液的处理技术论述

摘要：对我国垃圾填埋场渗滤液特性，处理现状及存在问题进行阐述和总结。以膜分离技术为例，系统地阐述了国内膜分离技术在垃圾渗滤液中的研究与应用, 分析了膜分离技术在垃圾渗滤液处理中的优势和不足, 对膜分离技术在未来垃圾渗滤液处理中的发展前景进行了展望。

填埋作为一种城市固体废物(垃圾)处理方式已被国内外广泛应用，在我国目前有90 %左右的城市固体废物是用填埋法处理的。在城市垃圾填埋过程中，由于压实和微生物的分解作用，垃圾中所含的污染物将随水分溶出，并与降雨、径流等一起形成垃圾渗滤液。

垃圾渗滤液是指垃圾或废物在填埋或堆放过程中因其有机物分解产生的水或废物中游离水、降水、径流、以及地下水入渗而淋滤垃圾形成的成分复杂的高浓度有机废水[1]。渗滤液中存在很多大分子有机污染物，成分十分复杂，有机物和氨氮浓度都很高，COD 值很高，金属离子含量较高，渗滤液中有机物(如腐殖酸)的腐臭使污水呈现黄色、褐色甚至黑色。如果渗滤液未经严格处理或处理不达标，会对周围的地下水体、地表水体、土壤及生态环境带来严重的污染和危害。

垃圾渗滤液的产生受诸多因素影响，不仅水量变化大，而且变化无规律性。垃圾渗滤液的产生来自以下五个方面：(1)降水的渗入。(2)外部地表水的流入。(3)地下水的渗入。(4)垃圾本身含有的水分。(5)垃圾填埋后，微生物的厌氧分解产生的水。

通常，垃圾渗滤液中的有机物可分为 3 种：(1)低分子量的脂肪酸；(2)中等分子量的灰黄霉酸类物质；(3)高分子量的碳水化合物类物质、腐殖质类。

垃圾渗滤液的性质取决于垃圾成分、填埋时间、气候条件等多种因素，一般所具有的特点：(1)有机物浓度很高，COD 和BOD5浓度最高值可达数千至几万mg/L；(2)金属含量高；(3)水质变化大，渗滤液的成分和性质随填埋场使用期的延长而不断变化，可生化性越来越差，氨氮含量越来越高；(4)氨氮含量高，变化范围大；(5)营养因素比例失调，由于氨氮含量高，C/N 的比值常出现失调情况，且P 缺乏，一般BOD5/TP＞300，与微生物生长所需的碳磷比(100∶1)相差甚远；(6)渗滤液在生化处理时会产生大量泡沫，不利于系统正常运行。由于渗滤液中含有较多的难降解物质，一般在生化处理后，COD 浓度仍在较高水平。

由于垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，不同的填埋场、同一填埋场的不同时间段，渗滤液的水量水质都有着不同的特点，处理难度较大。目前，渗滤液的处理方案可以分为场内处理和场外处理两大类，具体有 4 种方案：(1)直接排入城市污水处理厂合并处理；(2)预处理后汇入城市污水处理厂合并处理；(3)向填埋场的循环喷洒处理；(4)建设污水处理系统进行独立处理。垃圾渗滤液的主要处理工艺有生物处理法、物化法、土地法以及几种方法的综合。垃圾渗滤液主要处理方法有物理化学

法，活性炭吸附，化学沉淀法，化学氧化法，光催化氧化法，膜渗析与分离系统，吹脱法，生物法，好氧处理，厌氧处理等。

垃圾渗滤液的处理存在了一些问题：渗滤液水量波动较大, 尤其是季节性变化很大。渗滤液水质变化大。不同填埋场, 由于诸多因素不同, 其水质存在很大差异, 所以适用于某填埋场渗滤液的处理方法不一定也适用于另一填埋场渗滤液。渗滤液中氨氮浓度高, 尤其是在填埋后期其浓度更高。高浓度的氨氮对微生物的活性有抑制作用, 而现有的氨氮吹脱又造成空气的二次污染和吹脱塔结垢。∀渗滤液处理费用高且由于溶解性腐殖质的存在, 即使采用厌氧& 好氧生物处理工艺也难以达到排放标淮; 而高标淮的渗滤液处理厂投资大, 运行管理费用高。

针对垃圾渗滤液的处理可选用的方法虽然较多，但都不同程度的存在一些缺陷，如何选择最佳处理工艺或将现有的处理工艺有机结合，降低运行成本，提高出水质量是研究中需要解决的问题。

国内膜技术处理垃圾渗滤液的研究起步比国外晚，但近年来也陆续开展了膜处理垃垃渗滤液的相关研究，北京、上海、重庆等城市也已将膜工艺实际应用于垃圾渗滤液的处理，并取得了较好的处理效果。我国目前仍以生物法为主，后续膜处理工艺。

与生化法相比，膜分离技术受原水水质的变化影响小，能够保持出水水质稳定，在垃圾渗滤液等高浓度、难降解废水的处

理中具有明显的优势。下面就垃圾渗滤液的膜分离处理方法作出以下论述：

国内膜技术处理垃圾渗滤液的研究起步比国外晚，但近年来明显地加快了步伐。1997年袁维芳等选用8 种类型的RO 膜处理广州大田垃圾场渗滤液预处理出水，试验表明：醋酸纤维素膜为最佳膜材料。在操作压力为3. 5 MPa的条件下，膜通量为32~ 42 L/ ( m2、h) ，COD、NH3-N、电导率的去除率分别大于96%，80%，95%。2002年，北京天地人环保科技有限公司[27]在国内采用二级碟管式反渗透( DT - RO) 系统在北京阿苏卫、六里屯、重庆龙头寺、上海黎明和老港垃圾填埋场进行了试验，试验结果表明：DT - RO 出水COD 和NH 3- N 的去除率均超过99%，出水达到生活垃圾填埋污染控制标准( GB 16889? 1997) 中的一级排放限值。目前北京阿苏卫垃圾填埋场、上海黎明垃圾填埋场已采用该工艺处理渗滤液，规模分别为300t/ d 和400 t/ d. 刘研萍等进行了膜污染方面的研究，试验用膜为重庆长生桥渗滤液处理厂已经运行一年多的碟管式反渗透膜。研究结果表明，污染絮体的主要成分是有机物，并含有Al、Si 等胶体物质以及Fe 和Ca 的化合物, 先碱洗后酸洗的清洗效果要远远好于先酸洗后碱洗。

MBR 是国内研究最多的垃圾渗滤液膜处理工艺。汪进辉等采用一体式聚丙烯MBR 处理垃圾渗滤液，试验表明MBR 对COD、NH3- N 的去除率均在90%以上，但膜通量下降很快，

且维持在较低的水平。丛利泽等采用微电解+ 混凝+ 一体式MBR 组合工艺处理高浓度垃圾渗滤液，原水COD9 176 mg/ L，NH3- N 3 000 mg/ L，出水COD 低于60 mg/ L，NH3- N 低于15 mg/ L。申欢等采用水解+ 一体式MBR 处理非稳定期垃圾渗滤液，膜材料为聚乙烯，系统对COD、N3- N 和TP 的去除率分别为80% ~ 88% 、99% 和70% ~ 82. 2%。樊耀波等采用一种新型玻璃纤维管式动态膜生物反应器( DMBR) 处理垃圾渗滤液，研究结果表明，在操作压力1. 45 MPa 下膜通量能较长时间稳定在6 L/(m2?h) ，对COD、BOD5 和NH3- N 的去除率分别大于71%，96%和98%。季民等研究发现投加耐盐菌可有效改善MBR 的去除效果。罗宇进行了好氧+ 厌氧+ 超滤膜处理垃圾渗滤液的研究；陈明、许宜平等进行了厌氧- MBR 对垃圾渗滤液中有机氯农药残留、多环芳烃等痕量有毒有机物的处理研究；谢晓慧研究了以粉末活性炭作为载体的MBR 处理吹脱后垃圾渗滤液的硝化性能；陈少华等研究了MBR 处理垃圾渗滤液过程中有机污染物的分子量分布规律；熊小京等研究了水力停留时间与进水浓度负荷对MBR 去除效果的影响。

上述MBR 处理垃圾渗滤液研究从工艺组合、膜材料及类型选择、处理效果及其影响因素、运行参数、痕量有机物的去除等方面进行了不少有益的探索，为MBR 在垃圾渗滤液处理中的进一步应用奠定了基础。但从目前情况看，国内关于MBR 处理渗滤液的研究基本处于试验阶段，需要进一步加快MBR国产