城市垃圾渗滤液厌氧处理的工艺分析

摘要：分析了渗滤液处理工艺的现状，结合国内外的工程实例，介绍了多种处理渗滤液的厌氧处理工艺，并对其优缺点进行了分析比较。
关键词：垃圾渗滤液；厌氧处理；工艺分析
城市垃圾填埋场渗滤液的处理，一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。渗滤液是液体在填埋场的重力流动的产物，主要来源于降水和垃圾本身的含水。由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质，包括物理因素、化学因素以及生物因素等，所以渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。一般来说，其pH值在4～9之间，COD在2～62g/L的范围内，BOD从60～45000mg/L，重金属浓度和市政污水中重金属的浓度基本一致。城市垃圾填埋场渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，若不加处理而直接排人环境，会造成严重的环境污染。因此，为保护城市环境，对渗滤液进行处理必不可少。
1渗滤液处理工艺的现状
垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法和生物法。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化等多种；生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等。厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。作者主要对垃圾渗滤液的厌氧处理工艺进行分析。
2渗滤液厌氧处理工艺
垃圾渗滤液具有不同于一般城市的污水：BOD和COD浓度高、金属含量较高、水质水量变化大、氨氮的含量较高、微生物营养元素比例失调等。在渗滤液的处理方法中，将渗滤液与城市污水合并处理是最简便的方法。但是填埋场通常远离城镇，因此将其合并处理有一定的困难，往往不得不单独处理。目前在渗滤液处理方面，厌氧处理工艺取得了较大的进展。
2.1厌氧生物处理工艺
厌氧生物处理已有近百年的历史。但直到近20年来，随着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践的积累，才不断开发出新的厌氧处理工艺，克服了传统工艺的水力停留时间长、有机负荷低等问题，使它在理论和实践上有了很大突破，在处理高浓度(BOD≥2000mg/L)有机废水方面取得了良好效果。
厌氧生物处理有许多优点，最主要的是能耗低，操作简单，因此，投资及运行费用低廉，而且由于产生的剩余污泥量少，所需的营养物质也少，如其BOD/P只需为4000:1，虽然渗滤液中P的含量通常少于1mg/L，但仍能满足微生物对P的要求。用普通的厌氧硝化方法，在35℃、COD负荷为1kg/(m•d)，停留时间10d下，渗滤液中COD去除率可达90％。
2.1.1厌氧生物滤池
厌氧滤池适于处理溶解性有机物，加拿大Halifax Highway 101填埋场渗滤液平均COD为12.850g/L、BOD5/COD为0.7，pH为5.6。将此渗滤液先经石灰水调节pH至7、8，沉淀1h后进厌氧滤池(此工序还起到去除Zn等重金属的作用)，当COD负荷为4kg/(m3•d)时，COD去除率可达92％以上；当负荷再增加时，其去除率急剧下降。
2.1.2上向流式厌氧污泥床
英国水研究中心报道，用上向流式厌氧污泥床(UASB)处理COD>10g/L的渗滤液，当COD负荷为3.6～19.7kg/(m3•d)，平均泥龄为1.0～4.3d，温度为30℃时，COD和BOD的去除率各为82％和85％，它们的负荷比厌氧滤池要大得多。
2.2厌氧与好氧的结合工艺
虽然实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性，但单独采用厌氧法处理渗滤液也很少见。对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧、好氧处理工艺既经济合理，处理效率又高。COD和BOD的去除率分别达86.8％和97.2％。
2.2.1厌氧、好氧生物氧化工艺(厌氧硝化和生物氧化塘)
西南师大生物系对pH为8.0～8.6、COD为16.124g/L、BOD5为214～406mg/L、NH3-N为475mg/L的渗滤液采用厌氧、好氧生物化学法处理，取得出水pH为7.1～7.9、COD为170.33～314.8mg/L、BOD为91.4mg/L、NH3-N为29.1mg/L的良好效果。
2.2.2厌氧、氧化沟、兼性塘工艺
广州市李坑垃圾填埋场污水处理厂按流量300m/d设计，进水BOD5为2500mg/L、COD为4000mg/L、NH3-N为1000mg/L、SS为600mg/L、色度为1000倍；出水BOD为30mg/L、COD为80mg/L、NH3-N为10mg/L、SS为70mg/L、色度为40倍。选用工艺流程为：厌氧、氧化沟、兼性塘、絮凝沉淀。当进水水质较好，兼性塘出水达标时，即可直接将兼性塘水向外排放；而当进水水质较差，兼性塘出水达不到排放标准时，则启用混凝沉淀系统，再排放沉淀池上清液。从目前该套工艺的运行情况来看，当进水的COD较高时，出水水质良好；一旦COD降低，特别是冬季低温少雨，COD降低到不利于生化处理时，出水各水质成分均偏高，难以达标，出水呈棕褐色，尽管启用絮凝沉淀系统，效果仍不理想。由此可见，对于渗滤液的色度和NH3-N的有效去除，生化处理将产生有利影响。