1、广 州 某 垃 圾 场 渗 滤 液 治 理 方 案1、 总论 1.1 项目名称：广 州 某 垃 圾 场 渗 滤 液 治 理 方 案1.2 工 程 地 点 ： .镇 陈家林片区1.3 设计负责人：苗柯 1.4 概述： 某 垃 圾 场 渗 滤 处 理 厂 位 于 陈家林片区，占地面积约 50 亩，现已堆积成面积大于 7000 平方米 、高 25 米 的露天垃圾场，并以每天约 150 立方左右的速度增长，该场建设于上世纪 90 年代初,位于翡翠绿洲北面约 5 公里 处,负责收集新塘镇居民生活垃圾,由于建设年份久远, 加之该垃圾堆场无任何防渗措施，无任何污水处理装置，无任何覆盖措施。造成的污染有：1)
2、、垃圾渗滤液对地下水造成永久污染；2)、雨季时现有的集水坑溢流，垃圾渗滤液污水直冲南岗河至珠江，下游罗岗区南岗镇的约 20 万人口深受其害；4)、垃圾场臭气方圆 2 千米 内清晰可闻，对周边环境造成严重的影响。 该垃圾厂附近的“翡翠绿洲”、“紫云山庄”、“凤凰城”居住小区业主向国家环保总局投诉青上化工( 广州)公司及. 垃圾场的污染扰民事件，根据国家环保总局潘副局长批示，鉴于上述问题，广州市环保局和增城市环保局均对被投诉企业进行过调查处理和现场执法检查并决定：治理陈家林垃圾填埋场污水，建设围坝，防止污水流入河沟。同时加紧研究建设新的垃圾填埋场，严格按卫生填埋场规范建设，收集处理污水，彻底停用陈
3、家林垃圾填埋场。为此，.垃圾场渗滤液处理迫在眉睫。 1.1 垃圾渗滤液的来源及化学组分 垃圾渗滤液呈淡茶色或暗褐色，色度在 2000-4000 之间。有浓烈的腐化臭味，成分复杂，毒性强烈，有机物含量较多，被列入我国优先污染控制物“黑名单”的就有 5 种以上；氨氮浓度高，并含有重金属，BOD 5和 COD 浓度也远超一般的污水。 垃圾渗滤液来源于三个方面：一是垃圾本身所带的水分；二是垃圾中有机物经分解后所产生的水；三是以各种途径进入垃圾填埋场的大气降水和地下水。其中进入场区的大气降水和地下水是决定渗滤液产生量的关键因素。 垃圾在填埋场产生的渗滤液与时间的关系可分为以下几个阶段： 1) 调整期：在
4、填埋初期，垃圾体中水分逐渐积累且有氧气存在，厌氧发酵作用及微生物作用缓慢，此阶段渗滤液量较少。 2) 过渡期：本阶段滤液中的微生物由好氧性逐渐转变为兼性或厌氧性，开始形成渗滤液，可测到挥发性有机酸的存在。 3) 酸形成期：滤液中挥发性有机酸占大多数，pH 值下降，COD 浓度极高，BOD 5/COD 为 0.4-0.6，可生化性好，颜色很深，属于初期的渗滤液。 4) 甲烷形成期：此阶段有机物经甲烷菌转化为 CH4和 CO2，pH 值上升，COD 浓度急剧降低，BOD 5/COD 为 0.1-0.01，可生化性较差，属于后期渗滤液。 5) 成熟期：此时渗滤液中的可利用成分大减少，细菌的生物稳定作
5、用趋于停止，并停止产生气体，系统由无氧转为有氧态，自然环境得到恢复。 新塘垃圾场建于上世纪 90 年代，从现场踏勘及采样分析来看，该填埋场处酸形成期与甲烷形成期之间，渗滤液属“老龄化”，具有较高的处理难度。 新塘垃圾场混合有大量的工业垃圾，渗滤液成分极其广泛、复杂、多变，污染物浓度可相差几个数量级，与填埋场的垃圾成分、填埋时间、运营管理密切相关。渗滤液的化学组成 渗滤液的化学组成是指从物质分子或化学种类水平上来表征渗滤液的成分。 1）、主体有机物 渗滤液中主体有机物包括：低分子量（500）的挥发性脂肪酸（VFA）；中等分子量的富里酸类物质(主要组分分子量在 50010000 之间)；高分子量的
6、胡敏酸类(主要组分分子量在 10000100000 之间)。后两类合称为腐植酸，是渗滤液发色和难于脱色和生化处理的主要有机污染物质。 填埋时间明显影响渗滤液中主体有机物的含量。处于填埋场年轻期（填埋时间5 年）的渗滤液中 VFA 浓度可达每升几千毫克至上万，主要成分为乙酸、丙酸、丁酸，戊酸和己酸。中年期（5 年填埋时间10 年）一般为每升几十毫克至上千毫克，乙酸、丙酸、丁酸含量较多，戊酸和己酸含量较低。老年期（填埋时间10 年）则低于每升一百毫克或经常检测不到，主要成分为少量乙酸，有时还有丙酸。年轻期渗滤液中的腐植酸含量一般低于 5%，然而，中、老年期渗滤液中的腐植酸物质则可占 DOC 的 3
7、060%，甚至更高。 主体有机物中挥发性脂肪酸是有机物降解的中间产物，容易进一步完全无机化，而腐植酸为由大分子有机物分解的小分子有机酸和氨基酸又合成的大分子产物，且浓度又较高，因此它是渗滤液中长期性的最主要有机污染物。 2）、微量有机物 渗滤液中存在的烃类化合物主要包括芳烃、烷烃和多环芳烃。芳烃主要有苯、甲苯、乙苯、二甲苯和三甲苯、卤代烃、邻苯二甲酸盐类、酚类化合物、酯类、醚类、酮类等，浓度高时在每升几毫克至几十毫克，通常处于毫克数量级或更低，容易通过挥发进入大气中，其中甲苯、乙苯、二甲苯是美国环保局指定的优先污染物； 另外，渗滤液中某些微量有机物有时浓度会异常的高，这通常与填埋垃圾的成分中特
8、殊性地大量含有该污染物有关。一般地，渗滤液中的主要微量有机物浓度处于每升毫克数量级或更低，且在填埋场年轻期浓度位于波动范围的高值，之后不断降低，在老年期和封场后，微量有机物的浓度达到最低，甚至检测不到，总种类减少。分析上述变化趋势的原因可能是，渗滤液中的主要微量有机物大多数来源于垃圾的原有成分中，少部分为有机物降解的中间产物，而填埋场垃圾堆体构成一巨大的厌氧滤池，随着填埋时间的增长，垃圾堆体增大、增高，总体上渗滤液在垃圾堆体中的停留时间越长，微量有机物因生物降解时间延长及长期的淋溶作用而浓度下降。值得特别指出的是，在填埋场稳定化进程中，优先污染物等有毒有机物的种类也将不断减少或浓度逐渐降低，且
9、普遍存在毒性越强浓度就越小的现象。因此，微量有机物通常对渗滤液处理不构成问题。 3）、无机离子和氨氮 渗滤液中无机离子主要指：Ca 2+，Mg 2+，Na +，K +，Fe 2+，Mn 2+，Cl -，SO 42- 、HCO 3-和 NH4+，它们的浓度一般较高，构成了渗滤液中 TDS 的主要成分。Na +、K +、 Cl -因性质稳定，在不同填埋时间的渗滤液中含量变化较小，通常保持在每升几十至几千毫克。Ca 2+，Mg 2+， Fe 2+，Mn 2+在填埋场产甲烷阶段因 pH 值上升、有机物含量减少而比产酸阶段浓度低，SO 42-因发生厌氧还原也浓度降低，它们浓度在每升几十至几千毫克之间波动
10、，其中 Fe2+，Mn 2+浓度也经常低至每升几十毫克以下。与上相反，pH 值上升及产甲烷阶段却有利于 HCO3-浓度的提高。无机离子中需着重说明的是氨氮，渗滤液中 NH4+浓度高可达 5000mg/L 以上，一般小于 3000mg/L，在 5002000mg/L 之间居多，其在厌氧垃圾填埋场内不会被去除，因此它是渗滤液中长期性的最主要无机污染物，也是一般的处理技术难于处理的无机污染物质。 4）、重金属离子渗滤液中重金属离子主要指镉、铅、砷、铬、锡、钼、汞、铜、钴、锌等。由于重金属离子容易与大分子有机物、无机离子等以离子交换、络合（螯合）、沉淀、吸附等作用结合，因此其存在的化学形态相当复杂，可
11、简单划分为有机络合物态、无机络合物态和游离态，前两者是渗滤液中重金属离子存在的主要形态，以游离态存在的不到总含量的 30%，通常小于 10%。一般地，渗滤液中大多数重金属元素因在垃圾堆体内的吸附、沉淀等衰减过程而浓度相当低，典型值约在 0.0020.5mg/L 之间，不需要专门处理即可达标，但偏高的浓度也会偶尔发生，因为新塘垃圾场的垃圾中混合有大量的工业垃圾。在则，锌由于是两性元素，溶解度较大，所以浓度较高，高时可达几十上百 mg/L，一般处于 0.52mg/L 之间，而镉和汞的浓度则小于 0.05mg/L。总的说来，在渗滤液处理方面，重金属离子不是主要关注点。 1.6 垃圾渗滤液处理存在问题
12、 通过我们对垃圾渗滤液组分的分析，不难得出垃圾渗滤液处理的主要难度：1.6.1 渗滤液可生化性差的问题渗滤液可生化性差主要体现在两个方面： 一是指随着填埋场填埋时间的延长，可生化处理的有机污染物质在垃圾场这个自然生化体系中已被降解，残留的高分子有机物在渗滤液的生化性降低，在填埋后期(填埋时间5 年) ，可生化性很差，BOD/COD 值小于 0.3，此时的渗滤液俗称“老龄化”渗滤液，碳、氮、磷比例严重失调，不可或难于处理的腐殖酸红和腐殖酸黄使严重带色。另一方面，传统的处理技术很难将垃圾渗滤液处理到二级标准以上，渗滤液的 COD 中将近有 500600 mg/L 无法处理。1.6.2 渗滤液高浓度
13、氨氮的问题高浓度的氨氮是渗滤液的水质特征之一，根据填埋场的填埋方式和垃圾成分的不同，渗滤液氨氮浓度一般从数百至几千 mg/L 不等。随着填埋时间的延长， 垃圾中的有机氮转化为无机氮，渗滤液的氨氮浓度有升高的趋势。与城市污水相比，垃圾渗滤液的氨氮浓度高出数百至千倍。一方面，由于高浓度的氨氮对生物处理系统有一定的抑制作用，一般的处理工艺不能承受 200mg/L 的氨氮浓度；另一方面，由于高浓度的氨氮造成渗滤液中的 C/N 比失调，生物脱氮难以进行，导致最终出水难以达标排放。因此，在高氨氮浓度渗滤液处理工艺中，一般采用先氨吹脱，再进行生物处理的工艺流程。目前氨吹脱的主要形式有曝气池、吹脱塔和精馏塔。
14、国内用得最多的是前两种形式，曝气池吹脱法由于气液接触面积小，吹脱效率低，不适用于高氨氮渗滤液的处理，采用吹脱塔的吹脱法虽然具有较高的去除效率，但具有投资运行成本高， 脱氨尾气难以治理的缺点。以原番禺火烧岗渗滤液处理场为例，氨吹脱部分的建设投资占总投资的 30左右，运行成本占总处理成本的 70以上。这主要是由于在运行过程中，吹脱前必须将渗滤液 pH 调至 11 左右，吹脱后为了满足生化的需要，需将 pH 回调至中性，因此在运行过程中需加大量的酸碱调整 pH，为了提供一定的气液接触面积，还需要风机提供足够的风量以满足一定的气液比，造成了渗滤液处理成本的偏高，工艺操作繁琐、劳动强度大。另外，空气吹脱
15、法对于年平均气温较低的地区，存在低温条件下吹脱无法正常运行和冬季吹脱塔结冰的问题，在我国北方地区，其应用受到一定的限制。采用汽提的方式虽然可以较好的解决氨氮的去除问题，但由于需要提高渗滤液的水温，其处理成本仍然较高1.7 国内外垃圾渗滤液治理现状 在我国渗滤液处理历经时间较晚，大至为三个阶段。八十年代底至九十年代初，渗滤液的处理采用生化（缺氧十好氧）二段工艺，以去除大部份有机污染物质及氮、磷富营养化物质。由于垃圾龄的增长，填埋场这“生化体系”的自然运行，渗滤液中碳、氮、磷比例的失调，渗滤液中 NH3-N 含量过高,抑制微生物的生长。例如我国第一个生活垃圾卫生填埋场杭州天子岭，其处理效果仅能达到三级标准后并入城市污水处理厂进行处理。在第二阶段大多采用物化(石灰)十吹脱十生化的组合工艺来处理渗滤液，在最佳运行条件下可望达到二级排放标准。而大量的石灰提高了 PH 值，需酸反调 PH 值。且石灰操作劳动强度大，管道极易堵塞，在实际运行中仅能达到三级排放标准。例如广州市番禺火烧岗渗滤液处理厂原处理工艺，其处理费用达 21.44 元/吨渗滤液。现在的渗滤液处理趋于采用生化十反渗透(RO)的处理工艺,以达到优质的出水水质标准，但高额的运行费用令人望而生畏。例如
