垃圾渗滤液生物处理技术及展望

化工与环保垃圾渗滤液生物处理技术及展望余以雄陈盛建高宏亮(武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉,430070)摘要本文在介绍垃圾渗滤液特性的基础上,着重综述了垃圾渗滤液生物处理技术;并从其生物利用技术现状出发,提出了目前存在的问题,展望了垃圾渗滤液处理技术的未来发展趋势。关键词:垃圾渗滤液生物处理技术展望1前言城市垃圾填埋场渗滤液(LC)是一种成分复杂的高浓度有机废水,若不加处理而直接排出,会造成严重的环境污染。它可以污染水体、土壤、大气等,使地面水体缺氧、水质恶化、富营养化,威胁饮用水和工农业用水水源,使地下水丧失利用价值,而且其有机污染物会进入食物链,将直接威胁人类健康。以保护环境为目的,对渗滤液进行处理是必不可少的。但垃圾渗滤液具有不同于一般城市污水的特点,处理难度大,实现其经济有效处理是垃圾填埋处理技术中的一个研究热点。目前,垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法和生物处理法。物理化学法主要有化学混凝沉淀、湿式氧化、电解氧化、活性碳吸附等多种方法,在COD为2000—4000mg/L,物理化学法的COD除出率可达50—87%。与生物处理相比,物理化学法不受水质水量变动的影响,出水水质比较稳定,尤其是对BOD/COD比值较低(0107—0120)、难以生物处理的垃圾渗滤液,有较好的处理效果。但物理化学方法处理成本较高,不适于大水量垃圾渗滤液的处理。而生物法处理垃圾渗滤液由于其运行费用相对较低、处理效率高,不会出现化学污泥等造成二次污染,因而被世界各国广泛采用。2垃圾渗滤液的产生及特性211垃圾渗滤液的产生产生垃圾渗滤液主要有四个来源:垃圾自身含水、垃圾生化反应产生的水、地下潜水的反渗、大气降水。垃圾渗滤液的数量决定于进、出填埋场的水分衡算。进入的水分主要有渗入垃圾的雨水、垃圾自身带入的水分及添加营养物和缓冲液的水分;离去的水分主要有蒸发水分和填埋场排气带出的水分。至于垃圾渗滤液数量稳定化过程中涉及的生物代谢途径很复杂,其中有的反应是需水的,有的是产水的,其净结果难以计算。目前,国外最流行用于计算渗滤液量的是HELP模型。它是一个准双维水力学模型,要求场地的降雨、蒸发、温度、风速、水渗透率等许多数据。该模型对于渗滤液的长期产生量的估计有一定的价值,对于每日产生量的计算很不准确。但大气降水具有集中性、短时性和反复性,未及时引流的降水渗过垃圾层形成的渗滤液占总量的绝大部分,在工程设计和处理渗滤液量时应特别注意考虑。212垃圾渗滤液的特性在垃圾填埋场中,有许多物质会进入渗滤液。当水分渗入穿过填埋层时,其中的原有可溶物及生物降解反应产生的可溶物,以及由此引起的化学反应所产生的可溶物均会进入渗滤液中;某些亲水性的毒性有机物会从垃圾的空隙中进入渗滤液,有些疏水性的、被吸附在空隙中细小颗粒上的这类有机物,也可能被吸入渗滤液中;某些重金属在酸化阶段74第2期垃圾渗滤液生物处理技术及展望©1995-2007TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.pH下降时会溶解进入渗滤液。可见垃圾渗滤液成分和污染特性较复杂。其特性主要有污染物种类繁多;有机物浓度高,变化范围大;金属含量高;水质变化大;氨氮含量高;营养元素比例失调;如泡沫;含可生化性差的有机物等。另外,垃圾渗滤液还具有明显的地方特征。国外报道,在多处卫生填埋场的渗滤液中被确认的除生物降解中间产物之外的有机污染物有150余种,但其中在一个以上填埋场的渗滤液中出现的只有29种,地方特征明显。张兰英等对长春市的4个填埋场的渗滤液采样分析鉴定,共检出了有机污染物93种,其中22种已被国家环保局和美国环保署定为优先监控的“三致性”毒害性化合物,在不同填埋场检测出的有机污染物重现的只有20种。因此,对处理不同地方的渗滤液应根据其地方特点而采取不同的生物处理技术。对此,要进行垃圾渗滤液的监测,其监控参数应为BOD、COD、pH、TVA、NH4+、SO42-、Cl-、Mg2+、Mn2+的浓度和一些毒害性有机物的浓度。3垃圾渗滤液生物处理技术垃圾渗滤液生物处理法分为好氧生物处理、厌氧生物处理、好氧与厌氧结合生物处理和其它生物处理方法。311好氧生物处理技术好氧生物处理技术主要包括活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘、生物转盘等,好氧处理可有效地降低BOD5、COD和氨氮,还可以去除另一些污染物质如铁、锰等金属。31111活性污泥法活性污泥法因其费用低、效率高而得到最广泛的应用。许多学者发现传统活性污泥能去除渗滤液中99%的BOD5,80%以上的有机碳能被活性污泥去除,即使进水中有机碳高达1000mg/L,污泥生物相也能很快适应并起降解作用。在低负荷下运行的活性污泥系统,能去除渗滤液中80—90%的COD,出水BOD5<20mg/L。对于COD4000—1