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篇(1)

關鍵詞：垃圾滲濾液；處理方案；研究動態(tài)；新型處理技術

Abstract: According to the sources and characteristics of the MSW landfill leachate, describes the various programs of landfill leachate treatment, leachate treatment technology advantages and disadvantages by dynamic comparison of domestic and foreign, make mature economy the most important means of leachate treatment - biochemical method.Key words: landfill leachate; treatment programs; Research Trends; new processing technology

中圖分類號：[TE991.3] 文獻標識碼： A文章編號：2095-2104（2012）

垃圾滲濾液是垃圾填埋過程中產生的二次污染，是一種成分復雜的高濃度有機廢水，主要來源于降水和填埋廢物本身的內含水，其對環(huán)境的污染是填埋場最主要的環(huán)境問題之一。它可以污染水體、土壤、大氣等，使地面水體缺氧、水質惡化、富營養(yǎng)化，威脅飲用水和工農業(yè)用水水源，使地下水喪失利用價值，有機污染物進入食物鏈將直接威脅人類健康。

1.垃圾滲濾液的來源和污染特性

1.1來源

垃圾滲濾液，是指垃圾在堆放和填埋過程中由于發(fā)酵和雨水的淋浴、沖刷，以及地表水和地下水的浸泡而濾出來的污水，它是垃圾填埋過程中產生二次污染的主要因素之一，造成水體、土壤、大氣、生物等多方面的污染。它的來源按照產生量的大小排列主要分為三個部分：

1.1.1大氣降水、地表徑流及反滲的地下水；

1.1.2垃圾自身含水；

1.1.3由于微生物的厭氧分解作用而垃圾產生的水。

垃圾含水47%時，每噸垃圾可產生0.0722噸滲濾液,而生化反應產生的水要少得多，大氣降水具有集中性、短時性和反復性，未及時引流的降水滲過垃圾層形成的滲濾液占總量的絕大部分。

1.2污染特性

1.2.1水質復雜，污染物種類繁多，危害性大。垃圾滲濾液中不僅含有多種耗氧有機污染物，還含有各類金屬離子和植物營養(yǎng)素（氨氮等），在有工業(yè)垃圾進入的垃圾填埋場，滲濾液中還會含有毒有害有機污染物。

1.2.2污染物濃度極高。垃圾滲濾液中CODcr含量最高達8000 mg/L，BOD5含量最高達3500 mg/L，NH3-N含量最高達7400 mg/L。和城市污水濃度相比，濃度非常高[3]。

1.2.3明顯的變化性，水質水量變化較大[1]。

①產生量呈季節(jié)性變化，雨季明顯大于旱季。②污染物組成及其濃度隨填埋年限的延長而變化。一般而言， CODcr、BOD5、BOD5 / CODcr隨填埋場的“年齡”增長而降低，堿度上升。一般將填埋齡3～5年的填埋場的滲濾液稱為早期滲濾液，其中易生物降解的揮發(fā)性脂肪酸含量較高，約占總有機碳的60％～70％，BOD5 / CODcr比值較高，一般在0.4～0.8，氨氮濃度為1000 mg/L左右。填埋齡超過3～5年后，滲濾液易生物降解的有機物比例會明顯下降，稱為晚期滲濾液。其BOD5 / CODcr比值一般為0.1～0.2，氨氮濃度反而增高，此時的處理目標以氨氮的去除為主。

2.垃圾滲濾液的處理方案

目前，國內外滲濾液的處理分為場內、場外和場內外聯合三大類處理方案〔3〕，具體方案有以下幾種：

2.1場外合并處理

合并處理就是將滲濾液引入附近的城市污水處理廠，利用污水處理廠對滲濾液的緩沖、解釋作用和城市污水中的營養(yǎng)物質實現滲濾液和城市污水的同時進行處理，是目前最為簡單的處理方案，它不僅可以節(jié)省單獨建設滲濾液處理系統的大額費用，還可以降低處理成本。采取此種方案必須考慮輸送成本和滲濾液污染物濃度較高的特性。

2.2場內外聯合處理

在進行合并處理時，為減輕直接混合處理時滲濾液中有毒有害物質對污水處理廠的沖擊危害，必須對垃圾滲濾液在填埋場內進行一定的預處理，然后通過管道排入污水處理廠合并處理，在投資及運行成本均較少的條件下能在場內去除相當部分對后續(xù)生物處理影響較大的污染物，從而對滲濾液的污染負荷加以緩沖并使下步的合并處理運轉更順利。

2.3場內回灌處理

滲濾液的循環(huán)噴灑是一種較為有效的處理方案。通過回噴可以達到兩個方面的作用：

2.3.1可提高垃圾層的含水率（由20%-25%提高到60%-70%），增加垃圾的濕度，增強垃圾中微生物的活性，加速產甲烷的速率、垃圾中污染物溶出及有機物的分解。2.3.2不僅降低了滲濾液的污染物濃度，還因噴灑過程中揮發(fā)等作用而減少滲濾液的產生量，對水量和水質起穩(wěn)定化的作用，有利于廢水處理系統的運行和費用的節(jié)省。

2.4場內完全處理

通常，綜合對垃圾滲濾液處理的地理位置、經濟投入、技術水平等各種因素的考慮，很多填埋場內必須建立場內完全處理系統。但是由于滲濾液的高污染負荷、成分隨時間改變等特性，尤其是各種有毒有害物質含量較高，加大了處理難度，而且一般都要求進行各種工藝進行組合處理才能達到排放標準。

3.垃圾滲濾液的處理技術

3.1垃圾滲濾液常見處理技術

目前，對垃圾滲濾液常見的處理技術〔13-14〕如圖1所示：

圖1 垃圾滲濾液常見處理技術

3.1垃圾滲濾液常見處理技術

3.1.1物化處理技術

物化處理的主要目的是去除滲濾液中的有毒有害重金屬離子及NH 3-N，雖然物化處理不能完全代替生物處理，但某些方法，如混凝、吸附、吹脫和氧化等，則可作為預處理或深度處理而為滲濾液的達標排放和生物處理系統有效運行創(chuàng)造良好的條件。而且物化處理一般不受滲濾液水質水量的影響，出水水質比較穩(wěn)定，尤其是對BOD/COD比值較低（0.07-0.20）,難以生化處理的滲濾液,有較好的處理效果,當COD濃度為2000-400mg/L時,物理化學法的COD去除率一般可達到50%-80%.但物化處理技術針對性太強,處理效果單一,且成本高,不適于大量滲濾液的處理,一般需要復雜的工藝才能對滲濾液進行全面處理。

3.1.2生化處理技術

生物處理包括好氧處理、厭氧處理及兩者結合處理的方法，它具有處理效果好、操作簡單、投資及運行成本低等優(yōu)點，適合于處理生化性較好的滲濾液，是目前應用最多，最為有效的處理方法，也將是將來垃圾滲濾液處理最主要的手段。

3.1.3土地處理技術

土地處理是人類最早采用的污水處理方法，主要通過土壤顆粒的過濾、離子交換、吸附和沉淀等作用去除濾液中縣浮固體并將可溶解成分固定在顆粒上。同時通過土壤中的微生物使?jié)B濾液中的有機物和氮進行轉化和穩(wěn)定，通過蒸騰作用減少滲濾液的量。目前用于滲濾液處理的土地法主要是回灌法和人工濕地，具體包括慢速滲濾的量。

3.2垃圾滲濾液新型處理技術（原理）

從垃圾滲濾液的特性出發(fā)，其處理的難點在于其高污染負荷，特別表現是COD和氨氮負荷，盡管一些的處理技術能夠使處理的出水滿足國家污水排放標準但是依然存在各方面的問題，國內外都對滲濾液的處理尤其是滲濾液的脫氮進行了積極的探索并取得一些具有指導意義的成就〔24，31-32〕。

3.2.1短程硝化反硝化（Shortcut nitrification-denitrification）

短程硝化反硝化（Shortcut nitrification-denitrification）又稱亞硝酸化反硝化，是指將硝化過程控制在HNO2階段而終止，隨后進行反硝化.這個過程的反應式（1-3）如下：

NH4+含氮化合物的中間形態(tài)NH2-（亞硝化過程，好氧）（1）

NH2-含氮化合物的中間形態(tài)N2（反硝化過程，厭氧）（2）

總過程：NH4+HNO2N2 （3）

（2）同步硝化反硝化（SND,Simultaneous nitrification-denitrification）

根據傳統的脫氮理論，硝化與反硝化反應不能同時發(fā)生，硝化反應在好氧條件下進行，而反硝化反應在缺氧條件下完成。因此大多數的生物脫氮工藝都將缺氧區(qū)和好氧區(qū)分隔開，即形成所謂的前置反硝化或后置反硝化工藝。然而，最近幾年國外有不少試驗和報道證明存在同步硝化反硝化現象（SND）尤其是有氧條件下的反硝化現象確實存在于各種不同的生物處理系統，如生物轉盤〕、SBR、氧化溝〔、CAST工藝等。Paul等人利用厭氧濾池和RBC對氨氮濃度高達2140mg/L的垃圾滲濾液〕，在RBC的氨氮負荷為1.5-3.0g/(m2·d)的條件下，氨去除率高達80%-90%。反應器中堿度消耗和COD去除的情況說明氨氮去除是通過同步硝化反硝化的途徑。

（3）厭氧氨氧化（ANAMMOX,Anaerobic Ammonia Oxidation）

在無氧環(huán)境中，同時存在氨和NO2-或NO3-時，NH4作為反硝化的無機電子供體，NO2-或者NO3-作為電子受體，生成氮氣，這一過程稱為厭氧氨氧化Anammox。

4.結語

由于垃圾滲濾液成分復雜，水質水量變化較大，所以在選擇處理方案和技術時必須因地制宜并詳細測定滲濾液的各種成分，分析其特點，通過實驗研究取得可靠的工藝參數，選擇最佳的處理方案和工藝，以獲得理想的處理效果。

參考文獻

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作者簡歷：

篇(2)

【關鍵詞】 填埋場 滲濾液 處理方法

1 滲濾液的產生

垃圾處理廠填埋是我國目前垃圾處理的基本方法之一。但是垃圾填埋場中滲濾液的處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常棘手的問題。滲濾液是填埋場中液體重力流動的產物，主要來源于雨水和垃圾內的水分。滲濾液的成分個體差異很大，主要取決于填埋場的運行時間、地表深度、生物環(huán)境及垃圾成分。另外，當地降雨情況、填埋場的地質情況及覆土層的性質等因素影響滲濾液產生多少。滲濾液產生有三個部分：一是外部水分滲入垃圾中，主要是降水、地表水和地下水；二是垃圾自身的水分；三是垃圾中有機微生物分解產生的水。由于影響滲濾液成分的因素包括物理因素，化學因素以及生物因素，所以滲濾液個體差異較大，沒有共同性，本身有復雜性和污染性。如不加以處理而直接排放進環(huán)境，會造成嚴重的環(huán)境污染。以保護環(huán)境為目的，對滲濾液的處理是必不可少的。

2 滲濾液的特性

滲濾液具有不同于其他污水的特點，比較難處理，主要有以下特點：

（1）滲濾液組成成分比較復雜，含有多種有毒有害的物質。其中有機污染物多達77種（其中促癌物、輔致癌物5種），還含有難以生物降解的酚類化合物和苯胺類化合物等各種危險有機物。（2）垃圾滲濾液中化學需氧量、五日生化需氧量濃度可達到每升數千到幾萬毫克，和一般污水相比，濃度大的驚人。（3）垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子，其中鐵的濃度可高達2050mg/L，鉛的濃度可高達12.3mg/L，鋅的濃度可高達130mg/L，鈣的濃度可高達4200mg/L。（4）氨氮含量很高，且隨填埋場的運行時間增加而升高，最高濃度可以達到每升數千到數萬毫克，嚴重抑制和降低了生物處理中微生物的活性。（5）營養(yǎng)元素的比例失調。由于氨氮含量高，C/N的比值經常出現失調的情況：且磷元素缺乏，一般BOD5/TP大于300，比值與微生物所需要的碳磷比（100：1）相差很遠。這些性質給垃圾滲濾液的處理帶來了一定難度。

3 滲濾液的影響與危害

滲濾液的組成成份十分復雜，而且如果滲透土壤，就會給周圍的地下水帶來嚴重污染，從而影響人類健康。據監(jiān)測，通常在距離垃圾填埋場最近的地下水中有害物質的含量和種類最多，而且一千米外仍然含有有機污染物。另外，滲濾液還有滲透持續(xù)時間長、污染物濃度高、個體差異大等特征，給治理工作帶來很大困難。地下水源和周圍土壤一旦被污染，想通過人為凈化補救，基本上很難實現，費用也極其昂貴，從而會給環(huán)境和人民健康帶來不可估計的損失。

4 滲濾液的處理方法

垃圾滲濾液的處理是城市垃圾填埋場正常運行的必不可少的環(huán)節(jié)之一。很多不同的處理方法都在研究討論中，但是現在垃圾滲濾液處理的方法主要是生物處理、物化處理和土地處理。

4.1 生物處理

垃圾滲濾液的生物處理可分為厭氧和好氧處理2種，主要是利用微生物的分解作用、硝化和反硝化作用來去除滲濾液中的有機物和氨氮。

（1）厭氧生物處理技術：厭氧生物處理的運用已有近百年的歷史。但直到近20年來，隨著微生物學、生物化學等學科的發(fā)展和工程實踐經驗的積累，不斷開發(fā)出新的厭氧處理工藝，克服了傳統工藝的水力停留時間長、有機負荷低等缺點，使它在處理高濃度的有機廢水方面取得了良好的效果，而且對水質、水量的變化具有很強的適應能力。它構造簡單，設有氣、水、液三相分離器。且不需要攪拌和水力回流、污泥回流等機械設備，耗能和建造費用少，維護管理容易。

（2）好氧生物處理技術：好氧生物技術在垃圾滲濾液處理中運用廣泛，其主要有：活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘、好氧膜生物反應器等處理方法。生物膜法和活性污泥法是在本世紀發(fā)展起來并得到廣泛運用的污水處理工藝。垃圾滲濾液作為高濃度的有機廢水，生物膜法和活性污泥法在其處理當中運用比較廣泛。活性污泥法因其費用低、效率高而在垃圾滲濾液的處理中得到廣泛的應用。這些方法對降低垃圾滲濾液中的BOD5、CODcr和氨氮有一定的效果，還可以去除另一些污染物如鐵、錳等金屬離子。生物膜法具有耐水量沖擊的優(yōu)點，可用于復雜的水質，而且生物膜上能夠生長世代較多的微生物，如硝化菌之類。我國也進行了低氧一好氧兩段活性污泥處理垃圾滲濾液的研究，杭州天子嶺填埋場采用該法處理滲濾液，但效果不穩(wěn)定。

4.2 土地處理

土地處理是人類最早采用的污水處理方法。滲濾液的土地處理包括慢速滲濾系統（SR）、快速滲濾系統（RI）、表面漫流（OF）、濕地系統（WL）、地下滲濾土地處理系統（UG）以及人工快速滲濾處理系統（ARI）等多種土地處理系統。土地處理主要通過土壤顆粒的過濾，離子交換吸附和沉淀等作用去除滲濾液中懸浮顆粒和溶解成分。通過十壤中的微生物作用，使?jié)B濾液中的有機物和氮發(fā)生轉化，通過蒸發(fā)作用減少滲濾液量。目前用于滲濾液處理的土地法主要是回灌和人工濕地。

但是土地處理系統多用于城市污水處理，在垃圾滲濾液的處理中也有人作過研究，認為施澆垃圾滲濾液后土壤的養(yǎng)分含量提高，通氣空隙增多，土壤的肥力明顯提高，但是對于重金屬和有毒有害物、質濃度高的垃圾滲濾液不大適合。英國也有運用回灌法處理滲濾液的例子，但是被認為是一種非徹底的滲濾液處理方法。

4.3 物化處理

物化法和生物處理相比，物化法不受水質水量的影響，出水水質比較穩(wěn)定，尤其對BOD5/CODcr比值較低，難以生物處理的垃圾滲濾液，有較好的處理效果。物化處理一般作為垃圾滲濾液處理中的預處理和深度處理，前期的物化預處理可以去除大部分垃圾滲濾液中的有毒金屬離子和懸浮物。物化處理還能去除一些很難生物降解的有機物（腐植酸、富烯酸和鹵代烴類化合物）。所以物化處理方法又常放在垃圾滲濾液的深度處理中。

篇(3)

關鍵詞：垃圾滲濾液處理；機電設備；COD 負荷波動系數；污水冷卻系統；污泥回流量

引言

隨著城市生活水平的不斷提高，中國城市垃圾產量也急劇增大，衛(wèi)生填埋仍將是中國當前主要的垃圾處理方式之一。垃圾填埋過程中，由于厭氧發(fā)酵、有機物分解、雨水沖淋等產生多種代謝物質，形成高濃度的有機廢液，即垃圾滲濾液。垃圾滲濾液是一種高濃度的有機廢水，受垃圾種類、當地環(huán)境及降水量、填埋場容積、填埋時間等諸多因素影響，其水質和水量變化較大。它是垃圾填埋過程中產生二次污染的主要因素之一，對水體、土壤、大氣和生物都有不同程度的影響。垃圾滲濾液若不妥善處理而直接進入環(huán)境，將會對環(huán)境造成嚴重污染。按照《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889―2008）的要求，目前國內垃圾滲濾液處理大多采用“生化處理+深度處理”工藝，而生化處理工藝以采用 MBR 居多。MBR 工藝的特點是運行穩(wěn)定，處理效果良好，出水再輔以深度處理后能滿足排放標準的要求。但MBR 工藝也存在工藝流程復雜、機械設備較多的不足。由于機電設備較多，電耗高，運行成本也較高，如何降低機電設備的能耗，對于垃圾滲濾液處理工程的節(jié)能來說具有重要意義。

1垃圾滲濾液的水質特性

（1）水質成分復雜：蔣海濤等總結了中國城市垃圾滲濾液的典型污染物組成及濃度變化情況，如表1所示，可見垃圾滲濾液的水質成分十分復雜。

（2）有機污染物和NH4+-N含量高：經鑒定，垃圾滲濾液中有93種有機化合物，其中22種被中國和美國列入EPA環(huán)境優(yōu)先控制污染物的黑名單。高濃度的NH4+-N是“中老年”填埋場滲濾液的重要水質特征之一，也是導致其處理難度較大的一個重要原因。

（3）重金屬含量大，色度高且惡臭：滲濾液含多種重金屬離子，當工業(yè)垃圾和生活垃圾混埋時重金屬離子的溶出量往往會更高。滲濾液的色度可高達2000-4000倍，并伴有極重的腐敗臭味。

（4）微生物營養(yǎng)元素比例失衡：垃圾滲濾液中有機物和氨氮含量太高，但含磷量一般較低。

2垃圾滲濾液單元處理工藝

（1）生物處理法：活性污泥法最為廣泛，該法受溫度影響，能耗高，條件控制復雜，耐沖擊負荷能力差。

（2）物化處理法：主要包括混凝、化學沉淀、化學氧化、吸附、吹脫和膜分離等。物化法可以有效削減滲濾液中的有機物、氨氮、重金屬離子和色度等，改善其可生化性，為后續(xù)生物處理工藝創(chuàng)造良好的條件。

（3）土地處理法：主要是通過土壤顆粒的過濾、離子交換吸附等作用去除其中的懸浮顆粒和溶解成分。目前應用較多的是人工濕地和回灌法。回灌法是利用填埋層的厭氧濾床作用使參濾液降解，提高其可生化性。人工濕地則是近幾年出現的新型處理工藝當前已有不少生態(tài)環(huán)境學家正在研究利用藻類、蘆葦、香根草以及各種水草等對滲濾液進行凈化，也取得了一定的成果。

（4）其它方法：輻射法、電滲析、電凝、超聲技術等在國內外都有應用

3 垃圾滲濾液處理工程的機電節(jié)能措施

3.1充分利用滲濾液調節(jié)池的調蓄能力

生物反應池中好氧區(qū)的污水需氧量，包括去除BOD5、氨氮的硝化和除氮需氧量，其中去除 BOD5是總需氧量的重要組成部分。在計算需氧量過程中，應該考慮 BOD5負荷波動系數的影響，對于垃圾滲濾液而言，應以 COD 來計算。由于滲濾液進水COD 濃度很高，如果考慮COD負荷波動系數的影響，會大幅增加鼓風機的鼓風量。對于垃圾滲濾液來說，一般會在填埋場設置滲濾液調節(jié)池，儲存1-2 個月的滲濾液產生量。在進行滲濾液處理工程設計時，進水 COD 取最高月平均值，這樣可以降低鼓風機的風量，達到節(jié)約能耗的目的。如果進水 COD 超出最高月平均值，可以減少滲濾液處理設施的進水量，確保處理設施達標排放。而在滲濾液水質偏低的季節(jié)增加進水量，可使處理設施全年的處理量達到設計能力。

3. 2 合理配置鼓風機數量

對于垃圾滲濾液而言，隨季節(jié)的變化其水質變化也很大，國內的一些垃圾填埋場在春夏秋季節(jié)，滲濾液的 COD 一般維持在 6000-8 000 mg/L，甚至更低，而在冬季 COD 可達12 000-15 000 mg/L，最高甚至可達20 000 mg/L。滲濾液的氨氮值也呈這一變化規(guī)律，春夏秋季節(jié)滲濾液的氨氮一般維持在1 200- 2 000 mg /L，而在冬季氨氮可達 2 000-3 000 mg /L。滲濾液處理工程中鼓風機的設置應考慮季節(jié)性變化對滲濾液處理的影響，應根據不同季節(jié)鼓風量的變化，合理配置鼓風機數量。由于單臺風機的最佳變頻調速范圍有限，應至少配置3 臺風機（2 用 1備），這樣可以在不同的季節(jié)開啟不同數量的鼓風機，進而達到節(jié)能的目的。

3.3采用變頻調速鼓風機

鼓風量受水質變化的影響較大，雖然按照污染物濃度較高季節(jié)的水質進行計算，但在實際運行時，由于降雨、垃圾填埋作業(yè)、運行管理等因素的影響，滲濾液水質仍會有較大的變化。采用變頻調速鼓風機可以適應這種水質變化，從而達到節(jié)能的目的。一般鼓風機的變頻調速范圍是 0-40%，這個范圍可以適應滲濾液水質的變化。

3.4污水冷卻系統的節(jié)能控制措施

垃圾滲濾液處理運行過程中，生物池內會保持較高的溫度，但有時會過高，從而抑制了微生物的生長，影響了生物處理效果。為解決生物池內溫度過高這一重要問題，在生物池設置污水冷卻系統，當水溫超過一定溫度時，開啟冷卻系統，使生物池內水溫保持恒定，確保生化處理正常運行。該方法已在工程中得到了應用，效果良好。冷卻系統機電設備節(jié)能控制措施：（1）根據生物池內溫度變化，對冷卻塔的風機進行變頻調速控制，從而達到節(jié)能的目的。（2）根據季節(jié)的變化控制冷卻系統的運行，當環(huán)境溫度變化較大時，生物池內水溫也相應有所變化，當環(huán)境溫度較低時（如冬季），可以停止冷卻系統的運行，或者間歇運行，節(jié)省能耗。（3）溫度是影響微生物生理活動的主要因素之一，合理控制生物池內水溫非常重要。許多工程實例證明，水溫達到40 ℃時生化處理仍能維持較佳的運行狀況，因此在滲濾液處理工程設計中，可以將生物池最高水溫控制在40 ℃，超過40 ℃時開啟冷卻系統，這樣可以減少冷卻系統的運行時間，節(jié)省能耗。

3.5污泥回流量的控制

用于處理垃圾滲濾液的 MBR一般采用外置式超濾系統，在硝化池出水端設置超濾進水泵，超濾進水泵的設計流量一般為5Q（Q 為系統設計流量），出水流量為 Q，回流量為4Q。設計中將回流管道接入生化池的前端―――反硝化池內，這樣可以作為內回流的一部分，減小污泥回流泵的流量，從而達到節(jié)能的目的。在污水冷卻系統中，污泥冷卻水泵由硝化池出水端吸水，經過換熱器換熱后再回流到生化池的前端―――反硝化池內，同樣可以起到內回流的作用，這樣在夏季開啟冷卻塔的情況下，污泥冷卻水可以作為污泥回流的一部分，減小污泥回流泵的流量，起到節(jié)能的目的。

結論

綜上所述，可得到以下結果：（1）充分利用滲濾液調節(jié)池的調蓄能力，在計算鼓風機風量時，可不考慮 COD 變化系數的影響。（2）合理配置鼓風機數量，采用變頻調速鼓風機可以起到節(jié)能的作用。（3）通過控制超濾及冷卻系統回流，可以起到污泥回流的作用，從而減小污泥回流泵的流量，節(jié)省能耗。

參考文獻

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篇(4)

[關鍵詞] 垃圾滲濾液；陜北地區(qū)；DTRO

垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，主要來源于降水、生物降解水和垃圾本身的內含水，如果不能妥善處理，會嚴重污染生態(tài)環(huán)境和危害人體健康。垃圾滲濾液的成分與垃圾種類、填埋方式、填埋時間、氣候等諸多因素有關，不僅水量變化大，而且變化無規(guī)律[1-2]。由于垃圾滲濾液水質、水量的時間和地域變化性，不僅采用單一的處理方法不能滿足其處理要求，需要通過不同方法的優(yōu)化組合與靈活應用才能進行有效地處理，而且適用于某一填埋場或某一地區(qū)填埋場滲濾液處理工藝方法往往不是普遍適用的技術，需要因地制宜采用不同的工藝[3]。

1 垃圾滲濾液水質特征[3-5]

1.1 水質復雜，危害性大

垃圾滲濾液中含有大量的有機物，含量較多的為烴類及其衍生物、酸酯類、酮醛類、醇酚類和酰胺類等。張?zhí)m英等人采用GC-MS-DS聯用技術鑒定出垃圾滲濾液中有93種有機化合物，其中22種被列入我國和美國EPA環(huán)境優(yōu)先控制污染物的黑名單中。此外，垃圾滲濾液中還含有10多種金屬和植物營養(yǎng)素（氨氮等），水質成分十分復雜。

1.2 CODcr和BOD5濃度高

通常情況下，垃圾滲濾液中CODcr最高濃度達到90000mg/L，BOD5最高濃度達到38000mg/L，和城市污水相比濃度高。一般規(guī)律是，垃圾填埋初期滲濾液中BOD5/CODcr可達0.5以上，表現出良好的可生化性，隨著填埋時間的推移，BOD5/CODcr也隨之降低，可生化性變弱。

1.3 氨氮含量高

高濃度NH3-N是垃圾滲濾液重要水質特征之一，且隨著填埋場年數的增加NH3-N濃度也隨之增加，到最后封場時濃度可高達10000mg/L，C/N的比值失調且磷元素缺乏，嚴重影響到微生物活性，給生化處理帶來一定的難度。

1.4 重金屬含量高

垃圾滲濾液中含有10多種重金屬離子，主要包括Fe、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、Mn、Ni等。其中鐵的濃度可高達2050mg/L，鉛的濃度可高達12.3mg/L，鋅的濃度可高達130mg/L。重金屬含量與當地工業(yè)廢棄物摻入比例緊密相關。在微酸環(huán)境下，滲濾液中重金屬溶出率偏高，一般在0.5%～5.0%。

2 垃圾滲濾液常用處理技術

2.1 土地處理[2-3， 6]

土地處理技術包括氧化塘、人工濕地及回灌。

⑴ 氧化塘技術是利用水塘天然自凈能力處理生活污水的方法。通常垃圾滲濾液中污染物較高，且土地資源有限，很難滿足氧化塘需要的大面積、低負荷的要求。

⑵ 人工濕地是近年來興起的一種滲濾液土地處理技術，是人為創(chuàng)造一個適宜水生生物和濕生植物生長的環(huán)境，經預處理后的滲濾進入人工濕地系統處理。但該技術缺乏設計經驗參數和規(guī)范，且處理負荷低，僅能起到輔助改善水質的作用。

⑶ 回灌技術是目前垃圾填埋場最常用的滲濾液處理方法，原理是通過土壤顆粒的過濾、離子交換、吸附和沉淀作用去除滲濾液中的懸浮固體顆粒和溶解成分，同時將填埋場垃圾層作為一個填料的厭氧生物反應器，利用其中的微生物達到降解有機物的目的。但受氣候條件限制，一般只應用于干旱地區(qū)。

2.2 生物處理

生物處理技術多種多樣，具有處理效果好、運行成本低等優(yōu)點，是目前垃圾滲濾液處理中采用最多的方法，主要包括厭氧處理、好氧處理以及厭氧-好氧聯合處理三種類型。尤其是厭氧-好氧聯合處理工藝，可有效去除COD、BOD、氨氮等高濃度有機污染物。

例如北京阿蘇衛(wèi)垃圾衛(wèi)生填埋場采用"厭氧+氧化溝"的方法處理垃圾滲濾液[7]，杭州天子嶺垃圾填埋場采用"缺氧+好氧兩段活性污泥法"進行垃圾滲濾液的處理[8]。但根據調查，已建成的垃圾滲濾液污水處理普遍存在運行效果差的現象。主要是由于滲濾液廢水復雜多變的特性使得微生物不能適應，滲濾液營養(yǎng)比例失調、重金屬含量過高都將抑制微生物活性，導致污泥培養(yǎng)不起來或培養(yǎng)好的污泥難以維持。早期滲濾液可生化性高，可以依靠一系列的生物處理方法處理，但到了后期還得采用必要的化學-物理的處理方法來處理[3]。

2.3 物化處理

目前，滲濾液處理采用的物化法主要有混凝沉淀、化學氧化、吸附、吹脫及膜分離等方法。

⑴ 混凝沉淀：是通過投加化學混凝劑與廢水中可溶性物質反應發(fā)生沉淀或混凝吸附細微懸浮物、膠體下沉，主要用于滲濾液中懸浮物、高分子有機物、重金屬的去除。

⑵ 化學氧化：是通過添加強氧化劑使廢水中的無機物及有機物氧化分解，從而降低了廢水的COD和BOD，以達到凈化目的。該法處理中老年垃圾滲濾液的去除效果良好，但成本較高。

⑶ 吸附法：主要用作除臭、去色、重金屬以及難生物降解有機物的去除，尤其對直徑在10-8～10-5cm或分子量在400以下的低分子溶解性有機物的吸附性較好。吸附法易受pH值、水溫及接觸時間等因素的影響。

⑷ 吹脫法：用于吹脫水中溶解氣體和某些揮發(fā)性物質，針對中老年填埋場的滲濾液中營養(yǎng)比例失調，為調整C/N可對其進行氨吹脫預處理。目前氨吹脫主要形式有曝氣池和吹脫塔，去除滲濾液中的氨氮效果明顯，但處理產生的廢氣容易造成二次污染，且處理費用明顯較高[9]。

⑸ 膜分離法：是指在一定壓力差作用下，使高分子溶質流過膜表面時被截留，與溶劑分離，從而達到水質凈化的目的。近幾年膜處理技術在國內垃圾滲濾液處理方面發(fā)展較快，通常采用的膜技術包括微濾、超濾、納濾和反滲透，其中以反滲透（RO）分離技術應用最為廣泛。膜技術對滲濾液的水質處理效果明顯，且不受滲濾液水質變化和氣候因素的影響，系統運行靈活，自動化程度高[10]。

在實際工程應用中，單獨采用一種技術不可能做到達標排放，因此在使用時往往采取組合工藝對滲濾液進行處理。垃圾滲濾液處理推薦采用"預處理+生物處理+深度處理"組合工藝，以達到較好的處理效果。

3 滲濾液處理工藝實例

針對陜北地區(qū)干燥、少雨的氣候條件，選擇榆林市神木縣、府谷縣和榆陽區(qū)3個生活垃圾填埋場為例，同時選擇與陜北地區(qū)氣候相近的鄂爾多斯市（東勝區(qū)）生活垃圾填埋場、寧夏回族自治區(qū)吳忠市生活垃圾填埋場作為參考對象。

3.1 填埋場實際運行情況

各垃圾填埋場基本情況見表1。

3.2 滲濾液處理工藝

垃圾填埋場滲濾液處理的主流工藝為預過濾（砂濾/芯濾）+反滲透（DTRO），具體工藝流程示意見圖1。

垃圾滲濾液首先匯集在調節(jié)池，經水量、水質調節(jié)后再泵入原水罐，通過加酸調節(jié)pH以防止無機鹽類結垢，經加壓后再進入砂式過濾器和芯式過濾器過濾降低SS濃度。根據實際情況，在進入芯式過濾器前加入適量阻垢劑防止結垢現象的發(fā)生，芯式過濾器為膜柱提供最后一道保護屏障。預處理后的滲濾液進入第一級DTRO系統，在膜組件中進行反滲透，產生的透過液進入第二級DTRO系統，第一級DTRO濃縮液排入濃縮液儲罐用于回灌填埋區(qū)；第二級DTRO系統透過液進入清水儲罐，濃縮液則回流進入第一級DTRO的進水端進一步處理。膜組件的清洗由系統根據壓差自動執(zhí)行，只需要在兩個清洗劑儲罐中分別置入酸性清洗劑和堿性清洗劑即可[11]。

3.3 運行效果

垃圾填埋場滲濾液經二級DTRO工藝處理前后水質情況見表2。

根據垃圾填埋場滲濾液處理設施進、出口水質監(jiān)測報告分析，對于不同填埋階段的垃圾填埋場滲濾液水質，二級DTRO系統對CODcr、BOD5、NH3-N等污染物的去除均能達到理想效果，對CODcr的去除率為97.5%～99.8%，對BOD5的去除率為99.2%～99.6%，對NH3-N的去除率為97.6%～99.9%，出水水質滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）表2污染物排放濃度限值的要求。

3.4 工藝參數對比

DTRO反滲透處理工藝對污染物的去除率主要取決于膜的截留率，而與膜的截留率有關的系統運行參數主要有：進水電導率、懸浮物濃度、溫度、pH、膜通量以及水回收率等[12-13]。通過對比各垃圾填埋場滲濾液DTRO反滲透系統的運行參數，便可找出影響滲濾液處理效果的原因所在，見表3。

從工藝參數對比分析，DTRO反滲透系統在實際運行過程中，進水水質懸浮物濃度超出設計要求的7.3倍，電導率和pH值也超出最佳運行工況范圍，由此導致的結果是水回收率大幅降低，并且出現了膜阻塞、頻繁更換膜組件等問題。

電導率是間接衡量滲濾液含鹽量的指標，主要反映滲濾液中的重金屬離子含量。進水水質電導率和懸浮物濃度偏高，導致第一級DTRO反滲透膜的運行負荷增大，直接影響反滲透膜的使用壽命，對于在實際運行操作中，針對高電導率的滲濾液，可以通過優(yōu)化膜配置，調整第一級DTRO系統的膜通量、水回收率及膜柱數等參數以滿足處理要求。

pH值的高低對膜系統性能也有很大影響，垃圾滲濾液在進入DTRO之前需將pH值調為酸性，一方面可防止難溶無機鹽結垢，另一方面可使?jié)B濾液中游離氨與酸形成二價銨鹽，而DTRO對類似多價離子的截留率很高，可以提高氨的去除率。透過液的流量與pH值成反比，pH值越高，透過液流量越小，最終導致水回收率的下降。

3.5 DTRO處理工藝的可行性

陜北地區(qū)生活垃圾填埋場滲濾液采用二級DTRO工藝進行處理，出水水質良好，各項指標均能滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）表2規(guī)定的排放限值要求，不受滲濾液可生化性、碳氮比變化的影響，在處理老齡垃圾填埋場滲濾液、北方寒冷干燥地區(qū)的滲濾液方面具有明顯優(yōu)勢。同時，DTRO反滲透系統具備運行靈活，可連續(xù)或間歇運行，安裝及維修簡單等優(yōu)點[14-15]。

陜北地區(qū)氣候干燥，蒸發(fā)量遠大于降雨量，適宜采用回灌的方式處理垃圾滲濾液濃縮液，DTRO反滲透系統產生的濃縮液回灌填埋場，利用垃圾層作為生物反應器可以實現有機物的消解，是滲濾液處理過程中一個經濟可靠的環(huán)節(jié)。

4 結論

陜北地區(qū)垃圾填埋場滲濾液采用二級DTRO工藝進行處理，出水效果良好，各項指標均可達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）表2規(guī)定的排放限值要求。結合滲濾液濃縮液回灌，可以解決陜北地區(qū)垃圾滲濾液處理的問題。

DTRO系統運行過程中，在預處理達不到設計效果或運行管理不規(guī)范的情況下，反滲透膜容易受到污染，導致設備故障率較高，處理能力下降，滲濾液處理效果與設備的運行管理密切相關。

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篇(5)

關健詞：城市生活垃圾；環(huán)境污染；滲濾液；污染控制

中圖分類號：{X323}文獻標識碼：A文章編號：

Abstract: with the growth of population and the continuous improvement of people's living standard, city life trash output continued to increase, the waste component has become more complex. Refuse landfill leachate in process on the surrounding environment is a serious threat, to some extent, also has restricted the sustainable development of the city. The city life rubbish landfill, leachate generation and pollution control are reviewed in this paper.

Key words: city life garbage; environment pollution; leachate; pollution control

隨著人口的增長、經濟的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，垃圾的產量不斷增加，垃圾的成分也發(fā)生了很大的變化。許多國家都把垃圾視為環(huán)境破壞的禍首。垃圾，既是人類文明的副產品，又是人類生存的“污染物”，垃圾已成為當今世界一大公害。根據聯合國人口統計資料，20世紀末世界人口有70%～80%聚集到城市，城市化發(fā)展，致使人口密集，人們消費水平不斷提高，垃圾量猛增，許多城市形成了“垃圾圍城”的嚴重污染局面，這既侵占了大量土地，污染土壤、空氣和水體，破壞生態(tài)環(huán)境，又易滋生蚊蠅傳染疾病。垃圾對人類的危害越來越大，嚴重地威脅著人們的生活和健康。因此，城市生活垃圾的消納處理和綜合治理，已成為影響和制約城市整體功能正常發(fā)揮和城市居民生活及勞動環(huán)境的突出因素。

城市生活垃圾的構成

近年來，我國城市生活垃圾在產量迅速增加的同時，其構成也發(fā)生了很大變化，主要表現為：有機物增加，可燃物增多，可利用價值增大；這一變化趨勢將會對我國城市生活垃圾處理處置技術的發(fā)展產生較大影響。當前我國城市生活垃圾的主要構成為：（1）有機物：廚余、果皮、草木等；（2）無機物：灰土、磚陶等不可回收物和塑料、紙類、金屬、織物及玻璃等可回收物； 其他：大件垃圾和有毒有害廢物。

2、生活垃圾衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋作為生活垃圾的最終處理方法，目前仍然是我國大多數城市解決生活垃圾出路的主要方法。

衛(wèi)生填進是在鋪設有良好防滲性能襯墊的場地上，將生活垃圾鋪設成一定厚度的薄層，加以壓實，并加土覆蓋。其場地必須具有合適的水文、地質和環(huán)境條件，并要進行專門的規(guī)劃、設計，嚴格施工和加強管理。為嚴格防止周圍環(huán)境被污染，必須設有一個淋濾液收集和處理系統，還要提供氣體（主要為甲烷和二氧化碳）的排除或回收通道，并對填埋過程中產生的水、氣和附近的地下水進行監(jiān)測，還需能達到抵御50年一遇以上洪水的設計標準。

3、生活垃圾滲濾液的產生

填埋場的一個主要問題是滲濾液的污染控制。滲濾液是垃圾在填埋過程中由于垃圾中有機物分解產生的水和垃圾中的游離水、降水以及入滲的地下水，通過淋溶作用形成的污水。就滲濾液的性質而言，屬于高濃度有機廢水，且水質相當復雜。產生量受多種因素的影響，如降雨量、蒸發(fā)量、地面流失、地下水滲入、垃圾的特性和地下層結構、表層覆土和下層排水設施設置情況等等，其中降水量和蒸發(fā)量是影響滲濾液產量的重要因素。水質則隨垃圾組分、當地氣候、水文地質、填埋時間和填埋方式等因素的影響而顯著變化。

4、填埋場運行

填埋作業(yè)應分區(qū)、分單元進行，不運行作業(yè)面應及時覆蓋。不得同時進行多作業(yè)面填埋作業(yè)或者不分區(qū)全場敞開式作業(yè)。中間覆蓋應形成一定的坡度。每天填埋作業(yè)結束后，應對作業(yè)面進行覆蓋；填埋作業(yè)應采取雨污分流措施，以減少滲濾液的產生量。

5、滲濾液的污染控制

5.1填埋場防滲系統

防止填埋場氣體和滲濾液對環(huán)境的污染是填埋場中最為重要的部分，對它們的周密考慮需要貫穿于填埋場從設計、施工、運行，直到封場和封場后管理的整個生命周期之中。場底防滲系統主要有水平防滲系統和垂直防滲系統兩種類型。垂直防滲是對填埋區(qū)地下有不透水層的填埋場而言的，在這種填埋場的填埋區(qū)四周建垂直防滲幕墻，幕墻深入至不透水層，使填埋區(qū)內的地下水與填埋區(qū)外的地下水隔離開，防止場外地下水受到污染。水平防滲是在填埋場的場底及側邊鋪設人工防滲材料或天然防滲材料，防止填埋場滲濾液污染地下水和填埋場氣體無控釋放，同時也阻止周圍地下水進入填埋場內。

5.2最終覆蓋系統

當填埋場的填埋容量使用完畢之后，需要對整個填埋場或填埋單元進行終場覆蓋。其作用是減少雨水和其他外來水滲入垃圾堆體內，達到減少垃圾滲濾液的目的；控制填埋場惡臭散發(fā)和可燃氣體有組織地從填埋場上部釋放并收集，達到控制污染和綜合利用的目的；抑制病原菌及其傳播媒體蚊蠅的繁殖和擴散；防止地表徑流被污染，避免垃圾的擴散及其與人和動物的直接接觸；防止水土流失；促進垃圾堆體盡快穩(wěn)定化；提供一個可以進行景觀美化的表面，為植被的生長提供土壤，便于填埋土地的再利用等。

5.3滲濾液的處理

填埋場收集到的滲濾液必須加以妥善處理。處理基本方法包括滲濾液回灌和獨立的處理系統。國家標準GB16889-2008要求從2011年7月1日起生活垃圾填埋場自行處理滲濾液，不允許排入城市污水處理廠。

5.3.1滲濾液回灌處理

滲濾液回灌是一種較為有效的處理方案。首先，通過回灌可提高垃圾層的含水率（由20%～25%提高到60%～70%），可增加垃圾的濕度；增強垃圾中微生物的活性；加強產甲烷的速率、垃圾中污染物的溶出及有機物的分解。其次，通過滲濾液回灌，不僅可降低滲濾液的污染物質量濃度，還可因回灌過程中水分揮發(fā)等作用而減少滲濾液的產生量，對水量水質起穩(wěn)定化作用，有利于廢水處理系統的運行，節(jié)省費用。此外將滲濾液收集并通過回灌使之回到填埋場，不可加速垃圾中有機物的分解，縮短填埋垃圾的穩(wěn)定化進程（使原需15～20年的穩(wěn)定過程縮短至2～3年）。但回灌也存在以下兩個問題：①不能完全消除滲濾液。由于回灌的滲濾液量受填埋場特性的限制，因而仍有大部分滲濾液須單獨處理。②通過回灌后的滲濾液仍需進行處理方能排放，尤其是由于滲濾液在垃圾層中的循環(huán)，導致氨氮不斷積累，甚至最終使其濃度遠高于其在非循環(huán)滲濾液中的濃度。

5.3.2滲濾液獨立的處理系統

生活垃圾滲濾液處理工藝可分為預處理、生物處理和深度處理三種。應該根據滲濾液的進水水質、水量及排放要求綜合選取適宜的工藝組合方式。國家標準HJ564-2010推薦選用“預處理+生物處理+深度處理”組合工藝，也可采用“預處理+深度處理”、“生物處理+深度處理”

(1)預處理工藝

可采用生物法、物理法和化學法，目的主要是去除氨氮或無機雜質，或改善滲濾液的可生化性。如水解酸化和混凝技術。

(2)生物處理工藝

可采用厭氧生物處理法和好氧生物處理法，處理對象主要是滲濾液中的有機污染物和氮、磷等。如厭氧工藝可采用升流式厭氧污泥床法（UASB）及其變型、改良工藝。好氧生物處理工藝可采用活性污泥法（膜生物反應器法、氧化溝活性污泥法和純氧曝氣法等）或生物膜法（接觸氧化法、生物轉盤法）。

(4)深度處理工藝

可采用納濾、反滲透、吸附過濾等方法，處理對象主要是滲濾液中的SS、溶解物和膠體等。深度處理以納濾和反滲透為主，并根據處理要求合理選擇。

(5)污泥和濃縮液處理

在滲濾液處理過程中產生的污泥宜與城市污水處理廠污泥一并處理，當進入垃圾填埋場處理或單獨處理時，含水率不宜大于80%。納濾和反滲透工藝產生的濃縮液宜單獨處理，可采用焚燒、蒸發(fā)或其他適宜的處理方式。

（6）二次污染控制

在滲濾液處理過程中主要的惡臭污染源（調節(jié)池、厭氧反應設施、曝氣設施、污泥脫水設施等）宜采取密閉、局部隔離及負壓抽吸等措施，經集中處理后排放達標排放。

生活垃圾填埋應注意的問題

垃圾滲濾液流經的地方應做好防滲處理，防止污染土壤和地下水。

做好垃圾填埋場的底部防滲和封場覆蓋。在運行期內，當襯層上的滲濾液深度大于30cm時，應及時采取有效疏導措施排除積存在填埋場內的滲濾液，減少對防滲層的壓力。

滲濾液必須自行處理達標后排放。

作者簡介：馬翠林（1963－），女，漢族，吉林白山人，學士，副高，環(huán)境工程專業(yè)

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篇(6)

關鍵字：上流式厭氧污泥床（UASB）垃圾滲濾液反應動力學溫度

1 UASB處理垃圾滲濾液的影響因素

在UASB反應器的運行過程中，影響污泥顆粒化和處理效果的因素很多。UASB反應器的運行主要受接種污泥的性質、進水水質(有機物濃度及種類、營養(yǎng)比、懸浮固體含量、有毒有害物質)、反應器的工藝條件(污泥負荷、有機負荷，溫度、pH值與堿度、揮發(fā)酸含量)等的影響。以下是影響反應器運行的幾個主要的因素。

1.1溫度的影響與控制

由試驗可知溫度范圍在7～21℃，溫度越高，處理效果越好，當溫度低10℃時，平均去除率僅為20%，溫度在15℃以上時，反應器具有比較穩(wěn)定的處理效果。因此采用UASB處理垃圾滲濾液應保證溫度在15℃以上。

1.2 pH值的影響與控制

滲濾液的pH值基本穩(wěn)定在7.6～8.3，在此范圍內，處理效果較為穩(wěn)定[1]；當pH8.3時，COD去除率明顯降低。當滲濾液pH值在8.1以下，可以認為pH值對反應器影響不顯著，因此，采用UASB處理垃圾滲濾液應控制pH值在8.1以下。

1.3有機負荷的影響與控制

有機負荷較低時COD去除率較高，當負荷為8.8～9.7kgCOD/(m3•d)時去除率僅為15%，但當負荷在4～6kgCOD/(m3•d)時平均去除率為50.5%。因此，UASB處理滲濾液的有機負荷宜控制在5kgCOD/(m3•d)左右。

1.4水力停留時間的影響與控制

當HRT由12h增至48h時，COD去除率上升了13.2%；當HRT由48h增加至96h，對COD去除率影響較小。因此，HRT對出水COD的影響不是很明顯，UASB反應器處理垃圾滲濾液的水力停留時間可選擇2～4d之間[2]。

1.5營養(yǎng)物質比例的影響與控制

在處理各種廢水時，當含氮量過低，合成菌體所需的氮量就不足，同時，消化液的緩沖能力也下降，而含氮量過高，有可能使pH升得過高，不利于產甲烷菌的生長及甲烷的合成。大量試驗表明，厭氧處理的碳:氮:磷控制為(200～300):5:1為宜[3]，在裝置啟動時，稍微增加氮含量，有利于微生物的增殖，有利于提高反應器的緩沖能力。

2 UASB反應器反應動力學分析

Monod認為可以通過經典的米-門方程式[4]來描述底物濃度與微生物比增殖速度之間的關系，即方程式（1）：

(1)

微生物的比增殖速度u和底物的比降解速度v呈正比關系，因此，底物比降解速度可用米-門方程式描述，即式(2）：

(2)

底物的比降解速度，即單位時間內單位微生物量所降解的基質量，也可按下式(3)描述：

(3)

根據式(2)及式(3)，得出下式(4)：

(4)

在高濃度有機底物條件下，由式(2)(4)簡化可知，有機底物以最大的降解速度進行降解，與底物的濃度無關，并呈零級反應關系；有機底物的降解速率與污泥濃度相關，而呈一級反應關系。因此，在處理垃圾滲濾液時，基質降解速度與污泥濃度成比例，在實際運行中應提高反應器內的污泥濃度。

將化學工程中的傳質阻力理論運用于微生物增長的反應動力學中，給出了如下的方程式(5)：

(5)

可將式(5)化為Monod方程的形式，則有下式(6)：

(6)

式(6)闡明了Monod方程中飽和常數Ks的物理意義，Ks是生物過程中的綜合參數，與生物反應活性、傳質特性以及微生物的幾何性質有關。同時，反應器的上流速度和進水基質濃度也是影響Ks變化的因素。

圖1 UASB反應器數學模型

圖1為UASB反應器數學模型圖，可將反應器的流型抽象為污泥床和懸浮層認為是完全混合型，而沉淀區(qū)則可認為是推流型。而污泥床和污泥懸浮層靠廢水流量Q、上升污泥流量Q w b和返回污泥流量Q b w相聯系。

根據UASB反應器中廢水流動分布進行物料平衡分析建立如下方程(7)：

（7）

對UASB反應器污泥床和污泥懸浮層進行COD平衡分析得出方程式(8)(9)：

式中：―廢水流量，m3/h；

―反應器內上升污泥流量，m3/h；

―反應器內返回污泥流量，m3/h；

―進水COD濃度，mg/L；

―污泥床COD濃度，mg/L；

―懸浮層COD濃度，mg/L；

―不可生物降解的COD濃度，mg/L；

―污泥床體積，m3；

―懸浮層體積，m3；

―污泥床懸浮物濃度，mg/L；

―懸浮層懸浮物濃度，mg/L；

―COD降解速度，d-1；

―飽和常數；

―生物不可降解的COD百分率。

由式(7)(8)(9)可以得出，當改變進水COD濃度或進水流量時，污泥床和污泥懸浮層體積將發(fā)生變化。

假設反應器的容積負荷和COD去除負荷不變，則有方程式(10) ：

（10）

將式(10)代入污泥床和懸浮層的COD平衡關系式，得出式 (11)(12)：

式中：―容積負荷，d-1；

―有效高度，m；

―污泥床高度，m；

―懸浮層高度，m。

由式(11)(12)可得出，當反應器穩(wěn)定運行時，在反應器的進水流量、進水COD濃度和COD去除率保持不變的情況下，反應器的運行狀況與反應器的截面積關系不大，而與反應器的高度相關。

3 工程設計

由研究可知在溫度大于20℃，UASB處理垃圾滲濾液的COD去除率基本上能達到60%以上。

3.1 垃圾滲濾液水質及水量預測

通過對西安市江村溝及國內北京、上海、廣州等城市垃圾填埋場垃圾滲濾液水質數據[5]進行調研，最終確定銅川市垃圾滲濾液中COD、BOD、SS、氨氮各項指標分別為20000mg/L、10000 mg/L、600 mg/L、800 mg/L。

銅川市垃圾填埋場由于采用了HDPE膜防滲，填埋場內滲濾液的產生量主要取決于降雨情況。滲濾液產生量按多年平均降雨量作計算依據，采用經驗公式法進行預測，其計算公式如下：

篇(7)

關鍵詞：滲濾液濃縮液 回灌 蒸發(fā) 高級氧化

一、引言

集中衛(wèi)生填埋是我國現階段城市生活垃圾處理的主要方式，針對垃圾滲濾液對人類以及環(huán)境的危害，為了防止生活垃圾填埋造成的二次污染，各個國家針對國情分別制定的垃圾滲濾液排放標準，用來解決滲濾液排放問題。

濃縮液由于含有嚴重污染物，直接排放可能會對土壤、地表水、海洋等產生污染；若排入市政污水處理系統，過高的總溶解性固體對活性污泥的生長也不利。因此對于減少濃縮液的產量、濃縮液繼續(xù)處理的研究很有必要，相關技術的開發(fā)研究也是滲濾液處理技術中的一個熱點。

二、滲濾液處理濃縮液特點

濃縮液中的主要成分是甲苯、N，N一二甲基甲酰胺、2，4一二甲基一苯甲醛、2，4一二（1，1一二甲基乙基）苯酚、三（2一氯乙基）磷酸、鄰苯二甲酸環(huán)己基甲基丁基醚、鄰苯二甲酸二丁酯、3，5-二叔丁基一4一羥苯基丙酸、乙酰胺、正十六酸、～t-A硫二烯酸，以及少量的十八烷到二十五烷之間的正烷烴等有機物。從這些有機物的特點來看，基本不能作為營養(yǎng)源參與生物反應。

根據我國幾家采用反滲透工藝的項目運行經驗分析，要保證反滲透出水的各項指標達標，濃縮液的產量非常大，一般會占到進水量的25% 一45%。濃縮液中的COD主要成分是難降解有機物，一般隨地域和當地居民飲食習慣的差異，濃縮液的COD濃度在1 000 mg/L一5000 mg/L之間，其中的有機物很難作為營養(yǎng)源參與微生物代謝。根據對不同地區(qū)滲濾液處理項目發(fā)現，濃縮液中的總氮含量在100 mg/L一1 000 mg/L。濃縮液的色度一般在500倍～1 500倍之間，并且生色團和助色團相對物質量越高，色度越高。根據反滲透截流性的特點，100%的二價以上的無機鹽離子、85%～90% 的一價鹽離子、30% 左右的硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮都會存在于濃縮液中。通過數倍濃縮后，濃縮液中的氯離子濃度約為10 000 mg/L一50 000mg/L之間，TDS為20000～60000mg/L，電導率為40000～50 000 0μs/cm，這些含極難降解，且含鹽度極高的濃縮液成為了所有滲濾液處理中的一道難題。

三、目前常用處理方法

處置濃縮液是整個滲濾液處理工藝膜系統設計過程中不可缺少的重要部分。如何處置垃圾滲濾液深度處理反滲透及納濾濃縮液，取決于濃縮液的水量、水質以及處置地點的地理環(huán)境和對水源、土壤的潛在影響。濃縮液處置的典型方法有回灌、膜蒸餾、蒸發(fā)、高級氧化等。

3.1回灌

回灌工藝是指將垃圾滲濾液通過膜深度處理產生的濃縮液回運到垃圾填埋場再通過人工技術噴灌如垃圾堆體的滲流處理技術，回灌實質是把填埋場做為一個以垃圾為填料的生物濾床，回灌的濃縮液在自上而下流經垃圾填埋層的過程中，其中的有機污染物被垃圾中的微生物所降解。

從1986年開始，濃縮液回灌就作為反滲透法處理垃圾滲濾液的一個有機組成部分而被廣泛采用。實踐證實：在充分考慮相關填埋場的特征設計基礎上，長期采用回灌處理濃縮液的系統，填埋場排出的滲濾液中主要污染物質濃度沒有顯著變化。然而，回灌對地下水污染的可能性增加，水流可形成短路，使填埋層含水率增加，濃縮液直接回灌也有可能導致垃圾場含鹽量增加。

3.2 蒸發(fā)技術

蒸發(fā)是一個把揮發(fā)性組分與非揮發(fā)性組分分離的物理過程，由2部分組成：加熱溶液使水沸騰氣化和不斷除去氣化的水蒸氣。垃圾滲濾液蒸發(fā)處理時，水分從滲濾液中沸出，污染物殘留在濃縮液中。所有重金屬和無機物以及大部分有機物的揮發(fā)性均比水弱，因此會保留在濃縮液中，只有部分揮發(fā)性烴、揮發(fā)性有機酸和氨等污染物會進入蒸氣，最終存在于冷凝液中。

濃縮液的低能耗蒸發(fā)工藝是在傳統的廢水蒸發(fā)處理技術的基礎上的改良和發(fā)展。傳統的蒸發(fā)技術是一個把揮發(fā)性組分與非揮發(fā)性組分分離的物理過程，通過加熱溶液使水沸騰氣化和不斷除去氣化的水蒸氣。垃圾滲濾液蒸發(fā)處理時，水分從濃縮液中沸出，而污染物會殘留在濃縮液中。濃縮液低能耗蒸發(fā)工藝利用蒸汽的特性，當蒸汽被機械壓縮機壓縮時，其壓力升高，同時溫度也得到提升，為重新利用再生蒸汽作為蒸發(fā)熱源提供了可能。通過能源循環(huán)利用技術，將濃縮液蒸發(fā)處置運行成本降到最低。目前市場上的主流材料都很難滿足反滲透濃縮液蒸發(fā)裝置的防腐等級要求。根據目前國內正在運行的采用濃縮液蒸發(fā)系統的項目的實際情況看，蒸發(fā)裝置的主材必須是采用Ti材以上的耐腐蝕材料，造價昂貴以及后期不菲的維養(yǎng)費用。

3.3 組合處理工藝

目前采用的較多的組合處理工藝是生化一強化氧化一混凝沉淀工藝。其中Fenton氧化法是一種高級氧化技術。其原理是通過培養(yǎng)適合在高TDS下生存在菌種，保證生化處理通過傳統A/O+MBR工藝對濃縮液生物脫氮。然后在強化氧化段投加遴選的氧化劑和催化劑（雙氧水和鐵鹽），通過1號自由基反應機理對COD和TN進行去除，強氧化段COD去除率為75%，TN去除率為90%。最后通過混凝沉淀工藝對出水的ss進行去除。其核心工藝仍是傳統的高級氧化技術。

四、結語