探究新时期垃圾渗滤液浓缩液处理技术

2019-01-21韦劲松

中国资源综合利用 2019年6期

韦劲松

（柳州市环境卫生管理处，广西柳州 545006）

生活垃圾中往往存在大量渗滤液浓缩液，对人们的生活环境影响很大，垃圾处理日益受到人们的重视。为了避免渗滤液浓缩液发生二次污染，破坏生态环境，人们需要应用科学技术对其进行有效处理[1-3]。因此，本文研究了垃圾渗滤液浓缩液处理技术。

1 垃圾渗滤液浓缩液概述

垃圾渗滤液浓缩液的成分十分复杂，其污染物浓度高，营养比例呈现失衡状态，对土壤和地下水等危害极大，不能直接排放，特别是烃类有机物十分多[4-7]。垃圾渗透液浓缩液内存在77种有机物，其中芳烃29种、烷烃与烯烃18种、酯类5种、酸类8种、醇与酚类6种、酮与醛类4种、酰胺类2种、其他种类5种[8-10]。

垃圾渗透液浓缩液的氨氮浓度很高，氨氮浓度会随垃圾填埋场的使用时间增长而逐渐增加[11-14]。其中，氮和氨一般以氨氮形式存在。当氨氮浓度达到一定程度时，生物活性会受到很大影响，生化处理效果受到抑制。

垃圾渗透液浓缩液含有二十多种重金属离子，主要包括铁、锌、汞等，每种重金属离子都存在污染性[15-18]。我国工业发展十分迅速，导致生活垃圾的重金属含量不断增加。若单独填埋生活垃圾，其重金属含量和市政污水的重金属含量基本一致，若把生活垃圾同工业废物一起填埋，其重金属含量也显著增加[19-21]。

2 垃圾渗滤液浓缩液处理工艺的应用现状

当前，人们逐渐认识到垃圾处理的重要性，不断研究和推广渗滤液浓缩液的处理技术。渗滤液浓缩液处理虽然已经取得显著的成果，但是仍然存在不足之处。选择处理工艺时，一些垃圾处理企业没有结合实际情况，这导致处理工艺和实际情况不匹配，造成处理效果并没有达到预期要求或环保标准。现阶段，部分垃圾处理企业不重视浓缩液处理，对处理工艺的研究不是很深入，导致应用时出现较多问题。垃圾渗滤液浓缩液的处理方法滞后，研发不足，严重影响处理效果，这就要求做好浓缩液的处理研究，不断提高处理水平。

3 新时期垃圾渗滤液浓缩液处理技术

3.1 回灌法

现阶段，回灌法是浓缩液处理中广泛应用的一种工艺，它是在渗滤液回灌技术的基础上发展而来的，原理与渗滤液的回灌类似。回灌法把垃圾填埋场当作生物反应器，反应器把垃圾当作填料，回灌液从上到下流过垃圾填埋层，其间可以借助垃圾内微生物的分解作用，有效降解回灌液内的有机污染物。利用回灌法处理浓缩液时，人们要按照垃圾填埋场的地理特点和业主要求，合理确定回灌方式。

如果是山谷型填埋场，比较合适选择石笼回灌，其施工较为简单，成本较低；如果是平原型填埋场，适合选择使用两层生物的滤床，而石笼回灌法易造成断流。但是，回灌法处理浓缩液存在一定弊端，可能导致污染物浓度升高，随着时间的不断推移，回灌法的弊端越来越显著，浓缩液内的盐分与难降解的污染物不断积累，造成反渗透系统的渗透压逐渐升高，膜结垢严重，影响膜的回收率，甚至造成浓缩液处理系统瘫痪。

3.2 蒸发法

蒸发是指将挥发性组分和非挥发性组分有效分离，其一般包括两个部分：一是对溶液加热让水沸腾而气化，二是不断去除气化产生的水蒸气。在对垃圾渗滤液进行蒸发处理时，其水分会自渗滤液内沸出，而污染物会残留于浓缩液内，因为重金属、无机物和大部分有机物的挥发性比水弱，它们会保留在浓缩液内，只有烃、有机酸与氨等挥发性有机物会进入蒸气内，后存于冷凝液内。

浓缩液的低能耗蒸发工艺源自传统的废水蒸发处理方式。传统的蒸发处理是将挥发性组分和非挥发性组分进行物理分离，在对垃圾渗滤液进行蒸发处理时，水分会从浓缩液内沸出，但污染物会留存于浓缩液内。浓缩液的低能耗蒸发工艺就是借助蒸汽特性，在蒸汽被机械性压缩机压缩时，蒸汽压力和温度会逐渐提升，因此再生蒸汽可以当作蒸发热源，以有效降低浓缩液的蒸发处理成本。现阶段，渗滤液蒸发处理设备种类多样，如浸没燃烧、热泵、闪蒸以及负压等类型，尽管其工作原理不同，但都是借助加热溶液让水沸腾和气化，不断去除水蒸气，让重金属、无机物和大部分有机物留于冷凝液内，缩小冷凝液体积，最终甚至达到完全结晶固化的效果。目前，很多材料不能满足浓缩液蒸发处理装置的防腐等级要求，国内运行的浓缩液蒸发系统，其蒸发装置主材一定要使用耐腐蚀极好的材料，但是其造价和后期维护成本昂贵。

3.3 化学混凝沉淀法

化学混凝沉淀法，是指向垃圾浓缩液内添加混凝剂、气浮剂等化学药剂，使其和浓缩液发生反应，产生沉淀，然后将沉淀和废水分离，有效去除垃圾浓缩液内的污染物。另外，部分化学药剂可以去除垃圾浓缩液内的非溶解性有机物与金属离子。应用化学混凝的沉淀法时，通常需要结合其他处理方法。化学混凝沉淀法不仅可以对垃圾浓缩液实施预处理，还可以分离最终的污染物。人们可以向垃圾浓缩液内添加石灰、硫酸亚铁、H2O2等化学试剂，处理后的垃圾浓缩液符合国家相关标准要求，因此能够直接排放。如果运用化学混凝沉淀法，其化学沉淀与分离过程不会影响后续生物处理。

3.4 高级氧化法

高级氧化法主要是借助氧化剂、声光电磁等物理和化学方式来进行处理，其间存在大量活性较强的氧化性自由基，能够有效降解垃圾浓缩液内的有机物。按照氧化剂和催化剂的差异，高级氧化法可以分为Fenton法、类Fenton法、光化学的氧化法、光催化的氧化法、臭氧的氧化法、湿式的氧化法、湿式催化的氧化法、电化学的氧化法、超临界的水氧化法和超临界水的催化氧化等方法。这种方法可以高效去除浓缩液内的有机物，但单一高级氧化法通常不能稳定处理浓缩液，使其满足相关标准，因此需要研发效果好和成本低的高级氧化法。

3.5 吹脱法垃圾浓缩液

垃圾浓缩液的氨氮浓度较高，吹脱法借助这一特性处理垃圾浓缩液，把氨氮内易挥发的氨气自液相转化为气相，有效降低垃圾浓缩液的氨氮浓度。这种方法成本较低，操作简单，在垃圾浓缩液处理中应用十分广泛。它可以和生化处理法结合使用，应用于生化处理法之前，有效减少高浓度氨氮对生化反应的影响。吹脱法不仅可以降低垃圾浓缩液的氨氮含量，还可以去除垃圾浓缩液内的苯酚和氰化物等，它们往往具有很大的毒性和挥发性，严重阻碍后期生化反应，因此吹脱法能够为后期生化反应创造良好条件。

3.6 生化处理法

现阶段，生化处理法应用广泛在垃圾浓缩液处理中，该方法主要借助好氧反应、厌氧反应等来有效降解垃圾浓缩液内的污染物，最终实现对垃圾浓缩液有效处理的目的。生活垃圾卫生填埋后，其浓缩液往往含有大量COD，COD含量会随填埋时间的推移而增加。在运用生化处理法时，厌氧反应往往发生于垃圾浓缩液的前期处理和中期处理中，垃圾浓缩液的氨氮含量高，若不能及时处理氨氮，就会影响后续生化反应，导致处理达不到预期效果。因此，在使用生化处理法前，首先要运用大比例的回流性稀释法，再通过厌氧反硝化、短程的硝化和反硝化等手段，提升垃圾浓缩液的氨氮去除效果。

3.7 膜处理法

膜处理法在垃圾浓缩液处理中应用广泛，其能够把垃圾浓缩液分成两部分，一部分为垃圾浓缩液，另一部分为清水，后者能够直接排放，污染物则浓缩在垃圾浓缩液内。膜处理法可以有效去除垃圾浓缩液内的BOD、COD、氨氮和总氮等污染物物，还可以有效降低垃圾浓缩液的色度、盐度，保证处理后的水质能够满足国家相关排放要求。尽管膜处理法的效果很好，出水能够直接回用，但是垃圾浓缩液一旦处理不当，会破坏卫生填埋场的循环系统，影响其长期使用。