垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液處理技術(shù)

快速的城市化和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)導(dǎo)致生產(chǎn)生活過(guò)程中的垃圾大量增加，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2021》數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)生活垃圾清運(yùn)量達(dá)到2.35億t。垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站是垃圾到達(dá)處理廠前經(jīng)過(guò)的中轉(zhuǎn)站，可以臨時(shí)貯存垃圾，再經(jīng)預(yù)處理(如分選、破碎、壓縮，以及對(duì)有用物質(zhì)的回收和再利用)減量后，由大型的或成本較低的運(yùn)輸方式繼續(xù)運(yùn)往處理場(chǎng)，降低運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)和成本。垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站壓縮垃圾過(guò)程中釋放占垃圾總量5%~15%的滲濾液，這些廢水中含有大量懸浮固體、有機(jī)污染物、氨氮、COD及重金屬等污染物。這些廢水的污染物含量遠(yuǎn)超排放標(biāo)準(zhǔn)，若不及時(shí)做好有效處理，可能會(huì)污染河流、土壤、地下水等，不僅對(duì)周圍自然環(huán)境產(chǎn)生危害，而且對(duì)人類的健康也存在潛在威脅。因此，針對(duì)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的滲濾液，迫切需要根據(jù)其水質(zhì)特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)處理效果好且成本較低的處理技術(shù)。

1、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液特點(diǎn)分析

1.1 水質(zhì)成分復(fù)雜多變

受垃圾組成、季節(jié)變化、地方飲食文化等影響，垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液成分復(fù)雜，水色深、氣味難聞，COD、pH、氨氮、重金屬、有機(jī)物濃度高，滲濾液組成受季節(jié)影響較大，Zhao等研究上海某垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液發(fā)現(xiàn)，季節(jié)對(duì)滲濾液基本特性有明顯影響，冬季滲濾液pH、COD、TOC、TN和EC明顯高于夏季，而無(wú)機(jī)氮、ORP、金屬、TSS和VSS無(wú)明顯差異。滲濾液的特性也因其組成和體積不同而不同，滲濾液中存在的可生物降解物隨時(shí)間推移而不同。

1.2 水量波動(dòng)大

垃圾滲濾液的產(chǎn)生量與轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)模、壓縮程度、轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間、垃圾種類及季節(jié)等密切相關(guān)。根據(jù)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站規(guī)模，采用橫式(水平)壓縮設(shè)備，滲濾液產(chǎn)生量為5~300m3d不等，如果采用豎式（垂直）壓縮設(shè)備，在裝箱過(guò)程中產(chǎn)生的壓濾水沉積在容器的底部密封結(jié)構(gòu)內(nèi)不外溢，運(yùn)至處理場(chǎng)一起處理，裝運(yùn)站不用考慮壓縮滲濾液；滲濾液在垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的作業(yè)高峰時(shí)間段產(chǎn)生量大，而其他時(shí)間段產(chǎn)生量少；雨季隨著水量和垃圾中水分的增加，產(chǎn)生的滲濾液明顯多于旱季。因此，垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液水量呈現(xiàn)出較大的波動(dòng)性。

2、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液主要處理方法

垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站不像垃圾處理場(chǎng)那樣占地面積大、位置相對(duì)偏僻，這些因素加劇了滲濾液處理的復(fù)雜和困難程度。鑒于垃圾滲濾液具有污染物濃度高的特性，因此采用物理法、化學(xué)法、生物法等單一處理方法難以達(dá)到理想效果，而多采用組合技術(shù)。

2.1 生物處理法

生物處理法是指通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)微生物菌群利用廢水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行自身的新陳代謝，并且可以利用菌膠團(tuán)的吸附作用進(jìn)一步去除污水中的污染物質(zhì)，以達(dá)到降低廢水中有機(jī)物及部分鐵、錳類金屬污染物的目的。垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的滲濾液有別于垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液，垃圾停留時(shí)間短，發(fā)酵時(shí)間短，可生化性相對(duì)較好，因此，處理成本低、技術(shù)可靠、處理效果好的生物處理被廣泛應(yīng)用于這類新鮮垃圾滲濾液處理。生物處理分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及好氧/厭氧聯(lián)合處理方法。

好氧生物法是利用好氧或兼氧微生物降解污染物的技術(shù)。應(yīng)用序批式活性污泥法（SBR）處理垃圾滲濾液，COD削減率超過(guò)90%。好氧生物技術(shù)具有反應(yīng)快、成本低、不產(chǎn)生臭氣等優(yōu)點(diǎn)，但其處理效果受溫度影響大、占地面積大等問(wèn)題，不適用于規(guī)模較小的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液處理。厭氧法處理負(fù)荷高、占地小、能耗低、對(duì)碳氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素等需求低、產(chǎn)泥少，已被廣泛應(yīng)用。厭氧發(fā)酵工藝（BIOSTATB）用于處理某垃圾中轉(zhuǎn)站新鮮滲濾液，BOD5和COD去除率為80%和43%。膨脹污泥床（EGSB）在中溫條件下厭氧生物降解預(yù)處理后的新鮮垃圾滲濾液，COD的去除率能達(dá)到88%～97%，最佳條件下，去除率能達(dá)到94%~96%。厭氧生物反應(yīng)器在中溫條件下處理馬來(lái)西亞某市垃圾中轉(zhuǎn)站滲濾液，COD、BOD5和TP最大去除率為98%、99%和93%。厭氧法對(duì)COD的去除率能達(dá)到50%~90%，但出水水質(zhì)還不能直接排放，厭氧過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生H2S和CH4等惡臭氣體，雖然CH4可以作為能源進(jìn)行回收利用，但因產(chǎn)生量較小，一般直接燃燒處理。

傳統(tǒng)生物處理技術(shù)占地大、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，為應(yīng)對(duì)上述缺陷，研究人員提出膜處理耦合生物法的膜生物反應(yīng)器技術(shù)。在水力停留時(shí)間（HRT)和回流比分別為42h和3的條件下，厭氧膜生物反應(yīng)器對(duì)垃圾中轉(zhuǎn)站廢水中NH3-N的去除率為89%，COD去除率高達(dá)95%4。膜通量這一關(guān)鍵參數(shù)對(duì)浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器處理效率有較大影響，當(dāng)膜通量為2.4L(m2?h)-1時(shí)，反應(yīng)器可以去除滲濾液97.0%的COD。新型A2/O-MBR和A/O-MBBR組合工藝處理模擬廢水，A2/O-MBR工藝處理發(fā)現(xiàn)HRT為12h、溶解氧控制在2.0%～4.0mg?L-1、外回流比和內(nèi)回流比均為2時(shí)，COD、NH3-N、TN和TP去除率最佳，平均去除率可達(dá)98%、96%、97%和91%。膜技術(shù)處理效果好，但是也存在能耗高、成本高、膜壽命短、濃縮液難處理等缺點(diǎn)。此外，垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液中污染物復(fù)雜性和較高濃度，可能使傳統(tǒng)的生物處理無(wú)效，因此需要加強(qiáng)組合工藝技術(shù)的研究。

2.2 物理/化學(xué)處理法

物理/化學(xué)處理法即利用物理或者化學(xué)的技術(shù)去除廢水的污染物質(zhì)，可應(yīng)用于垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液處理方法有混凝沉淀、吸附法、氨吹脫、氣浮、氧化還原、膜分離技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)等。物理/化學(xué)處理方法受水質(zhì)水量的影響小，理論上能去除所有污染物，處理出水水質(zhì)又相對(duì)穩(wěn)定，在預(yù)處理和深度處理中都可以采用。

混凝沉淀采用混凝劑，如鐵鋁鹽等混凝沉淀去除有機(jī)物。電絮凝是通過(guò)電極分解(如鐵或鋁等電極)和陰極中的氫氣在陽(yáng)極中就地產(chǎn)生混凝劑，通過(guò)混凝沉淀去除廢水中的污染物質(zhì)9，電絮凝不需要額外的化學(xué)品。吸附法指利用吸附材料吸附有機(jī)物，將有機(jī)物從廢水中移除的技術(shù)。常見(jiàn)吸附材料有活性炭、黏土、樹(shù)脂等，吸附材料孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大，處理效果好，但處理過(guò)程中容易發(fā)生堵塞，吸附飽和后需要再生，處理成本高。蒸發(fā)法是一種減量處理方法，能耗較高。膜分離是指利用微濾、超濾、納濾、反滲透等膜技術(shù)對(duì)滲濾液進(jìn)行處理，但存在設(shè)備成本高、處理能耗高及膜污染等問(wèn)題。高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)主要是利用熱、超聲、紫外、催化劑等方法活化過(guò)氧化氫產(chǎn)生自由基，利用自由基的強(qiáng)氧化能力降解有機(jī)物，提高可生化性、降低生物毒性，特別適合深度處理污染物濃度高的滲濾液"。AOPs分為Fenton氧化、O3氧化法、電化學(xué)氧化法(E-AOP)、光催化、催化濕式氧化法(CWAO)等。用CWAO法處理滲濾液發(fā)現(xiàn)，當(dāng)反應(yīng)溫度為200℃，催化劑添加量4g?L-1，雙氧水與COD除率為85%。臭氧氧化是另一種利用臭氧作為強(qiáng)氧化劑，通過(guò)分解產(chǎn)物(羥基自由基?OH和H2O2)的高氧化電位來(lái)處理耐藥污染物，不足之處是設(shè)備成本高、臭氧生產(chǎn)能耗高，且當(dāng)懸浮物濃度較高時(shí)，臭氧傳質(zhì)效率受到限制。單一技術(shù)可能存在不同缺陷，因此需要通過(guò)技術(shù)結(jié)合尋求綠色高效的組合處理工藝。

2.3 組合處理工藝

國(guó)內(nèi)外的研究學(xué)者探索了多種處理工藝的組合已達(dá)到較好的垃圾中轉(zhuǎn)站滲濾液處理效果?；炷恋?/span>-AOP組合工藝處理結(jié)果表明，投加400mg?L-1混凝劑和0.06mol?L-1催化劑(亞鐵)，pH值為3，氧化劑：催化劑(雙氧水：亞鐵)為4時(shí)，COD消減量超過(guò)60%，色度去除率近100%，基本無(wú)惡臭。厭氧生化-混凝沉淀-高級(jí)氧化中試系統(tǒng)，明顯提高了COD去除率，COD、油脂的去除率分別為91.8%和99.5%，色度去除率在90%以上。范雪曼等用混凝-Fenton-蒸發(fā)組合工藝處理滲濾液發(fā)現(xiàn)，初始pH值為4.0，雙氧水與亞鐵離子濃度比為8，雙氧水與COD含量比為3時(shí)，經(jīng)混凝、沉降、氧化、蒸發(fā)處理后COD去除率為97%，色度去除率100%。厭氧-MBR-電催化氧化結(jié)合處理城市垃圾中轉(zhuǎn)站廢水，COD和NH3-N的處理率分別為99%和96.9%，有機(jī)物幾乎完全被去除。UASB-AO-接觸氧化-超濾-Fenton組合工藝處理垃圾中轉(zhuǎn)站廢水，出水COD、SS、BOD5、NHg-N滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）的要求。AO-電催化氧化聯(lián)合工藝處理中轉(zhuǎn)站滲濾液結(jié)果顯示HRT與污染物降解效果呈正相關(guān)，當(dāng)HRT為11d時(shí)，COD和氨氮的濃度分別從（31098±1270）mg?L-1和（525±23）mg?L-1降解到（391±44）mg?L-1和（3±2)mg?L-1。電溶臭氧浮選（E-DOF)技術(shù)與缺氧/好氧膜生物反應(yīng)器（A/O-MBR)聯(lián)用處理垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液，COD、NH3-N、TN和TP的去除率分別為98.6%、95.6%、95.3%、96.7%。隨著技術(shù)和社會(huì)的進(jìn)步，更多適用于垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液處理的集成一體化設(shè)備也將被研究應(yīng)用。

3、中轉(zhuǎn)站濾液處理技術(shù)選擇要點(diǎn)分析

針對(duì)垃圾中轉(zhuǎn)站滲濾液產(chǎn)生特點(diǎn)和特性，選擇處理工藝時(shí)，需要考慮以下方面：

1）處理工藝應(yīng)具備較強(qiáng)的適應(yīng)和抗沖擊負(fù)荷能力，以應(yīng)對(duì)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液水量水質(zhì)波動(dòng)變化大，污染物濃度高的特點(diǎn)。

2)處理工藝設(shè)備簡(jiǎn)單易維護(hù)，占地面積小，自動(dòng)化程度相對(duì)較高。

3）選擇處理技術(shù)時(shí)要考慮垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的投資成本及運(yùn)行成本。

4)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站區(qū)別于垃圾處置場(chǎng)，周邊有建筑和居民，選取的工藝要安全可靠，二次污染少，盡量減小對(duì)居民生活的影響。

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)無(wú)廢城市以及美麗新農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃的相繼出臺(tái)，生活垃圾產(chǎn)生量在增長(zhǎng)，無(wú)害化處理需求在增加，轉(zhuǎn)運(yùn)站數(shù)量增多導(dǎo)致產(chǎn)生的滲濾液持續(xù)增長(zhǎng)，因此，轉(zhuǎn)運(yùn)站垃圾滲濾液的排放問(wèn)題應(yīng)得到足夠的重視。不斷提高的滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)以及日益嚴(yán)格的監(jiān)管體系推動(dòng)著垃圾滲濾液的處理工藝向著更加多樣化的方向發(fā)展，未來(lái)各種經(jīng)濟(jì)高效的新式組合工藝也將不斷涌現(xiàn)為垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的滲濾液治理提供幫助，進(jìn)一步促進(jìn)環(huán)保行業(yè)的健康發(fā)展。（來(lái)源：（南京萬(wàn)德斯環(huán)保科技股份有限公司）