给水排水|现行垃圾渗滤液处理工艺及处理难点
本文节选自《给水排水》2015年第7期。/原标题：中心城区垃圾转运站渗滤液处理技术探讨/作者：上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司/赵国志 熊建英 李丹 杨姝君
小编导语：随着我国城市化高速发展，城市垃圾产生量不断增多,在垃圾压缩转运过程中，垃圾中部分水分被压榨出来，与地面冲洗水一起形成转运站垃圾渗滤液。他是一种高浓度有机废水，很难被处理。近几年，全国各地偷排渗滤液事件被媒体频频曝光，究竟它有什么特点？现行处理工艺是什么？处理难点又是什么？让我们带着问题一起看今天的文章。
城市垃圾转运站是垃圾收运系统的核心，其功能是采用专用垃圾压缩设备，对从城区收运来的垃圾进行压缩转运，减小垃圾体积。在此过程中，垃圾中部分水分被压榨出来，与地面冲洗水一起形成转运站垃圾渗滤液。转运站渗滤液中含有高浓度的COD、BOD和氨氮，不可直接排放。而常规处理工艺大多针对填埋场渗滤液，虽能保证水质达标，但需要占用大量土地，并产生沼气等不安全因素，与中心城区垃圾转运站用地受限、环境敏感点多等特点形成矛盾。因此，如何在有限用地范围内对渗滤液进行简单有效处理，保证出水水质符合《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ 343-2010）的纳管标准，已成为城市垃圾转运站设计面临的重要问题。
1城市垃圾转运站渗滤液的来源和特征
城市垃圾转运站渗滤液由垃圾压缩过程中产生的渗滤液原液和转运过程中作业区域内的地面冲洗污水组成。其性质取决于垃圾的成分、收运时间、压缩方式、转运站功能等多种因素，在水量、水质和排放标准等方面存在以下特点。
1.1水量特征
渗滤液的产生量由垃圾压缩装置的类型、压缩的程度、垃圾的主要组成部分、垃圾的密度等因素决定，一般以垃圾质量的5%～10%计。表1为生活垃圾转运站建设规模分类，以大型转运站最大日运转能力计算，其渗滤液产生量不超过300m3/d。而由于转运站高峰作业时间一般集中在2～4 h，渗滤液瞬时流量波动较大。因此，转运站渗滤液总体表现出水量小且波动较大的特点。此外，竖式压缩工艺可将渗滤液同垃圾一并压缩入车箱而运至垃圾填埋场或焚烧厂进行后续处理，因此，采用竖式压缩工艺的转运站可根据实际情况忽略渗滤液原液量而仅考虑冲洗水量。
1.2水质特点
垃圾渗滤液中含93种有机化合物，其中22种被列入我国和美国EPA环境优先控制污染物的名单。此外，渗滤液中含有10多种金属和氨氮，成分十分复杂。垃圾转运站的典型水质范围为：COD 20000~60000 mg/L、BOD5 8000~30000 mg/L、NH3-N400~1800 mg/L、SS 2500~20000 mg/L、pH5~8，除了高浓度的COD、BOD5、NH3-N和SS外，渗滤液中还含有重金属、油脂和砂。渗滤液水质还受到季节等因素影响，水质波动也较大。综上，渗滤液水质表现出成分复杂，污染物浓度高且波动较大的特点。
1.3出水特点
基于渗滤液的水质特点，需对渗滤液进行处理后排放，避免渗滤液无序排放对周围环境造成的破坏。由于中心城区垃圾转运站周边一般配套建有市政管网，站内渗滤液就地处理后出水达到《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ 343-2010）即可。与《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)相比，转运站渗滤液出水执行的标准相对宽松，见表2。
2现行垃圾渗滤液处理工艺简介
垃圾渗滤液由于性质特殊，单一的处理手段不能达到理想的处理效果，因此常规渗滤液处理工艺多采用预处理+生物处理+深度处理的组合工艺，一般为预处理+厌氧+膜生物反应器+纳滤/反渗透。
预处理一般包括细格栅、调节池以及除油除SS设施，目的是调节渗滤液的水质和水量，去除渗滤液中的砂和油脂，降低SS含量。
厌氧则是利用厌氧微生物将基质中结构复杂的难降解有机物先分解为低级、结构较为简单的有机物，在无需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，再由甲烷菌将有机物分解为甲烷、二氧化碳和水等终产物。厌氧工艺具有处理负荷高、能耗低、污泥产率低等优点，容积负荷一般为5～10 kgCOD/m3，COD去除率最高可达70%左右，渗滤液经过厌氧处理后，可为后续好氧处理创造稳定进水条件。
渗滤液经厌氧处理后，其出水COD仍较高，需采用好氧工艺进一步处理。典型好氧工艺为膜生物反应器（MBR），其利用超滤膜分离系统替代传统活性污泥法的二沉池，反应器的污泥浓度可达到8~15 g/L，容积负荷为1.5~2 kgCOD/m3，氨氮、总氮的去除率可达到90%以上。厌氧工艺与好氧工艺串联，可有效减少反应器体积，减少污泥量。
MBR出水COD通常在500~1 000mg/L，通过纳滤/反渗透等膜分离物理方法，可有效去除细菌、悬浮物、有机污染物、重金属、氨氮等污染物质，COD可降至100 mg/L以下。
采用“预处理+厌氧+膜生物反应器+纳滤/反渗透”组合工艺对渗滤液进行处理，可使出水水质稳定达到GB 16889-2008中的表2或表3标准，出水可直接排放。
3城市垃圾转运站渗滤液处理难点
中心城区垃圾转运站周边建筑密集，有的甚至紧挨居民区。采用现行工艺对转运站渗滤液进行处理，可保证出水水质明显优于CJ 343-2010中的相关标准，但基于以下一些原因，现行渗滤液处理工艺不宜用于中心城区垃圾转运站的渗滤液处理。
（1）转运站渗滤液水量一般不超过300 t/d，厌氧反应器体积庞大，产生的沼气综合利用价值不高，一般采用火炬燃烧的方式进行处置。燃烧火炬对周边环境影响较大。
（2）转运站渗滤液直接采用MBR工艺，MBR反应器的水力停留时间（HRT）为15~20 d；采用厌氧+MBR工艺，MBR反应器的水力停留时间为7~10 d。MBR反应器占地大，鼓风曝气、循环冷却所需能耗高。
（3）纳滤/反渗透等膜分离系统会产生20%~30%浓缩液，处理处置困难。现有的浓缩液处理技术有高级氧化、蒸发、电解等，工艺系统复杂、运行成本高、运行经验相对不足。另外，纳滤/反渗透等膜分离系统投资大，能耗、药耗均较高。
（4）中心城区垃圾转运站周边建筑密集，有的甚至紧挨居民区，现行处理工艺产生的沼气、臭气、浓缩液等不安定因素会对周边安全造成隐患，影响周边居民心理，如处理处置不当，会对周边环境造成不良影响。中心城区垃圾转运站本身用地面积有限，现行处理工艺占地面积较大，会给转运站的总平面布置带来较大困难。另外，现行处理工艺系统复杂，投资及运行成本均较高。
综上，中心城区转运站渗滤液处理工艺的选择应遵循高效、占地小、流程短、设备配置简单、自动化程度高、运行维护方便等原则，工程设计应满足安全、可靠、环保、节地和便捷的要求。
