城市生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺的研究

张艳娟

（唐山市生态环境局迁安市分局，河北迁安 064400）

1 垃圾渗透液的来源和特征

1.1 垃圾渗透液的来源

①地表水渗透。地表水主要涉及地层表面的灌溉水，地表水会流入地下并渗入垃圾填埋场。②降水渗漏。雨雪融化形成的水渗入地球表面形成降水渗漏，部分沉积物沉积在垃圾填埋场，形成过滤垃圾的滤液。③生活垃圾自身的水分。生活垃圾含有大量的水，在储存过程中，水被积聚出来，形成过滤垃圾的滤液。④垃圾中的有机物分解成水。⑤地下水渗漏。生活垃圾填埋后，地下水不断分解垃圾，形成特定的粉尘，在垃圾中形成滤液[1-2]。

随着填埋容量的增加，渗滤液的质量逐年变化。当滤液或浓缩物被放置在填埋场时，会积聚盐等不可降解的有毒物质。通常每年不稳定滤液的数量都不同，需要大量水箱调节水量，否则滤液处理厂将影响过滤系统在冲击载荷下的稳定性。随着填埋场和垃圾的数量逐年增加，平均年过滤能力发生显著变化，因此污水处理厂需要进行现代化改造或扩建。

1.2 垃圾渗滤液的特征

1.2.1 垃圾渗滤液的水质特征

渗滤液有不同的种类，虽然城市的污水较少，但是由于土壤特性和河流的不同，水质会发生改变。垃圾渗滤液的主要污染物为氮氧化物等有机污染物，还包括铁、铅、锌、汞等10余种可生物降解的金属离子[3]。随着垃圾的堆积和填埋，垃圾分解的可能性逐渐降低，进而出现变质，一些在变质过程中不易分解的有机材料会降低渗滤液的生物降解性。

1.2.2 垃圾的主要成分

由于垃圾来源比较广，垃圾渗滤液的组成成分十分复杂，既含有有机物，也含有无机物，还包含大量的重金属。

2 垃圾渗透液的主要风险

垃圾渗滤液成分复杂，含有近百种污染物，包括致癌物、促癌剂、共致癌物、诱变剂等[4]。近年来，随着生产和生活方式不断发展，渗滤液中全氟和多氟烷基物质等污染物也越来越多。垃圾渗滤液的主要风险如下。

2.1 渗滤液渗漏和非法排放对区域环境的破坏

①地下水、地表水等水体环境受到污染，导致水体缺氧、水质恶化、富营养化，对饮用水、工业用水造成严重影响。同时，由于渗滤液的处理不当，导致地下水的污染，对环境产生了很大影响。②污染周边土壤。大量的土地因渗滤液渗漏或非法排放而受到污染。高盐分的渗滤液会破坏土壤的微生物，进而影响土壤的结构和品质，增加土壤中的重金属含量，严重威胁农作物的正常生长[5]。

2.2 渗滤液应急临时储存设施对周围环境的影响

随着渗滤液产量增加，国内渗滤液临时应急储存设施的数量不断增加，而临时应急设施的建设和监管体系不完善导致渗滤液处理能力不足，进而导致渗滤液泄漏、产生异味，长时间的泄漏会污染周围的空气环境、水环境和土壤环境。

3 渗透液处理工艺

厌氧和氧生化处理的主要目的是从废水中去除有机物，一般采用厌氧处理与氧处理相结合的生化技术，目前大多数技术符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008）的要求。

3.1 全膜吸附过滤处理工艺

流程：前处理-双级反渗透膜过滤。

典型工艺：二段DTRO反渗透技术。

工艺流程：垃圾填埋场的渗滤液在调节槽内通过循环泵进入一级DTRO反渗透膜，出水后进入DTRO反渗透系统，通过两个阶段的反渗透处理，出水达到排放标准后再进行回收。一次浓缩液回流至填埋场，二次浓缩后，浓缩液进入主要进料口，其排水量为60%。

3.2 生物处理技术+膜处理工艺

处理流程：预处理—微生物处理—膜吸附过滤。

采用工艺：中温厌氧系统+膜生物反应器（membrane bio-reactor,MBR）+反渗透。

工艺讲解：垃圾渗滤液通过调节槽流入中温厌氧生物反应器，在大分子有机物的作用下，进入低氧MBR，然后与回流水混合，进入好氧段MBR曝气，随后去除渗滤液中不理想的化合物，将好氧池的污水送入MBR分离器，然后将其送入MBR的低氧区，MBR出水进入反渗透系统，经反渗透工艺处理后达标排放。

该技术具有生物化学反应、物理处理、高度自动化、技术风险低等优点，但其运行过程受到诸多因素的制约，需要各部门密切配合。

该技术的缺点：出水量小，不易回注；由于生物处理的效果不稳定，必须对渗滤过程的微生物进行人工培育和人工饲养，因此增加了运行成本；生物化学法处理“老龄化”渗滤液的效果很差；不能长时间停用，要连续使用。

3.3 低耗蒸发+离子交换处理工艺

工艺流程：预过滤蒸汽压缩分离水-吸收气体氨。

典型工艺：MVC蒸发+DI离子交换。工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程

工艺内容：利用MVC压缩-蒸发技术，将渗滤液中的杂质分离，达到净化渗滤液的目的；用专用树脂脱除精制的树脂，使其符合水质要求；采用DI技术研究渗滤液中残留的盐酸气体。

该工艺受渗滤液原始水质的影响较小，出水率较高，通常以可以达到90%，能够实现间歇式运行，自动化程度较高、维护简单，浓液量较少。

该工艺的缺点主要有：蒸发工艺实际应用较为复杂，电力能耗较高，需要较高的维护成本;设备的材质要求较高；要求设备材质具有较强的耐强酸、强碱腐蚀性能；运行设备噪声较大；后期蒸发罐清洗频次较多，药剂成本较高。

3.4 二次DTRO反渗透技术

二次DTRO反渗透技术操作简单，维护和管理方便。它的缺点是对原水的水质敏感，容易受电导率、温度等因素影响；二次反渗透工艺中，前期没有经过预处理，容易造成膜堵塞；由于出水量小（一般在55%～70%），回灌难度和操作费用都大幅增加。

3.5 MWC汽化+DI离子交换技术

MWC汽化+DI离子交换技术不受初始水质条件的限制，出水量高达90%，此技术间歇式运行，具有自动化、维修方便、浓缩量少等特点。但它的缺点是实际操作起来比较麻烦，能耗高、维护费用高；对设备的材料有很高的要求；蒸发器到了后期要经常清洗，需要消耗的药剂比较多。

目前国内已建成的填埋场中，能够达到卫生要求的填埋场寥寥无几，很多填埋场由于缺乏足够的资金，难以满足环保要求。所以，采用投资少、效益好的工艺是处理渗滤液的最佳途径。目前，我国对垃圾渗滤液的处置还处在摸索和研究阶段，所以要建立一个规范化的城市垃圾卫生填埋场，加强对其渗滤液的处理。

4 生活垃圾填埋场渗滤液处理存在的问题

由于我国生活垃圾的含水率比较高，部分地区直接在垃圾填埋场处理垃圾，导致过滤量增加。在污水分门别类、工作负荷过大、堆填区管理不正规等因素的影响下，大量雨水流入堆填区，与渗滤液混合，大大增加了渗滤液的体积。在雨量多、雨量周期长的南部地区，填埋区的渗滤量约占40%，增加了渗滤液处理厂的负荷。

首先，过去的环保标准低，监管不足，很多垃圾填埋场没有安装适当的设备去除滤料，导致装置过载和滤液积累。此外，过滤工艺路线选择不恰当，难以实现预期处理。地方政府和企业对滤液处理方法认识不足，根据处理市政污水的常规方法选择过滤方法，导致过滤质量低，有机污染物浓度高。再者，很多地方机构缺乏专业素质和工作经验，由于过滤液变化较大，相关经营者很难根据指标控制过滤装置。对此，应及时优化参数和工作方法，使设备的工作效率和性能达到最佳。

目前已有先进的浓缩液氧化工艺和浸入燃烧蒸发工艺等技术的应用实例，但经济适用性和稳定性较差。而通过直接灌溉进行净化，使污染物进入垃圾填埋场，则会进入死循环，引发次级环境风险。首先，对垃圾处理企业来说，浓缩液中的高浓度盐在垃圾处理设施中积聚，导致滤液电导率提高，影响了滤液处理阶段的微生物活性，最终导致滤液处理设施被彻底淘汰，增加了处理的压力，过滤系统的连续出水也会更差。对于垃圾焚化企业来说，将浓缩液中的盐转移到焚化垃圾中会导致垃圾焚化和回收过程复杂，造成废气和气体处理厂腐蚀等严重问题。其次，长期堆填会带来环境安全问题。将浓缩液输送到垃圾填埋场导致反应堆体内液位升高，反应堆容器不稳定，堤坝损坏。同时，液位升高后，现有的反过滤措施存在泄漏渗滤液的风险。

5 垃圾渗滤液的研究新方向

近年来，为了提高垃圾渗滤液的处理效率，在渗滤液处理中采用了臭氧氧化、活性炭吸附、薄膜分离、蒸气干燥等方法。深层过滤液处理改善了出水水质，而滤液预处理是渗透处理的关键，它决定了整个处理的成败。有效调节滤液、减少滤液、控制生成水质是未来垃圾渗滤液处理的发展方向。

6 结语

随着民众的环保意识提高，垃圾渗滤液污染及其危害已广为人知，应采取有效的技术措施降低生活垃圾过滤资源渗入的风险，推进我国生态文明建设和可持续发展。此外，在设计过滤回路时，应考虑沉积系统受水的影响以及对水质的要求。在垃圾渗滤液的处理方面，我国尚处于探索阶段，规范城市垃圾处理填埋场，需要国家环境保护主管部门和环境保护专家等对垃圾渗滤液的处理进行更深入的研究。