垃圾滲濾液常見生物處理工藝有哪些

生物處理工藝能去除滲濾液中各種有機(jī)物，具有處理效率高、不會出現(xiàn)化學(xué)污泥及處理費(fèi)用較低的優(yōu)點(diǎn)。生物處理技術(shù)成熟運(yùn)用廣泛，生物處理法的具體技術(shù)工藝形式大體上包括好氧處理法、厭氧處理法及二者相結(jié)合等方法。

1. 好氧生物處理法

好氧生物處理的主要原理是微生物在富氧條件下，微生物以滲濾液中的有機(jī)物為原料，將有機(jī)物進(jìn)行好氧分解來實(shí)現(xiàn)微生物自身的新陳代謝。這種方法對滲濾液中的各種污染物都有一定的去除作用，而且反應(yīng)比較迅速。好氧生物處理主要有活性污泥法、曝氣氧化塘法及好氧生物膜法。

1) 序批式活性污泥法(SBR)。SBR是一種在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上經(jīng)過深化改革而發(fā)展出的一種處理效果好的污水處理方法?；钚晕勰喾ň哂性O(shè)備簡單、易于管理、污泥活性好、生化反應(yīng)速率高、泥水分離效果好及污泥不易出現(xiàn)膨脹等特點(diǎn)。Spagni等 采用實(shí)時(shí)控制SBR工藝處理滲濾液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示氨氮和總氮的去除率均值分別為98%和95%，但出水CODcr去除率較低，僅20%~30%。目前我國都致力于研究如何使SBR法的處理效果更好，出現(xiàn)了一些關(guān)于SBR與其它方法共同處理滲濾液以及生物增效的SBR法。孫鐵剛等在滲濾液處理現(xiàn)場進(jìn)行了生物增效結(jié)合SBR-AO 處理垃圾滲濾液的中試實(shí)驗(yàn)，生物增效較未經(jīng)生物增效的SBR處理效果有較明顯的改善。

2) 膜生物反應(yīng)器(MBR)是國內(nèi)研究最多的垃圾滲濾液膜處理工藝，是由膜組件和生物反應(yīng)器兩部分組成。汪進(jìn)輝等采用一體式聚丙烯MBR處理垃圾滲濾液，結(jié)果表明此系統(tǒng)對COD和氨氮的去除率較高，出水SS基本為零，但是同時(shí)膜通量下降很快，且維持在較低的水平。歐陽科等采用一體式MBR處理垃圾滲濾液，系統(tǒng)考察MBR對COD， NH+4${\text{NH}}_{\text{4}}^{+}$ -N和TN的去除效果，結(jié)果表明垃圾滲濾液的COD可降至650~1500 mg/L，同時(shí)在MBR處理垃圾滲濾液的運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，膜的污染速度較快，并且呈現(xiàn)“兩段性”的規(guī)律，采用堿 + 氧化劑的清洗方式可有效去除膜污染，降低過膜壓力。

2. 厭氧生物處理法

厭氧處理法利用厭氧微生物在缺氧條件下的新陳代謝作用，對垃圾滲濾液中的有機(jī)污染物有很好的降解功效。厭氧生物處理法與好氧技術(shù)相比有反應(yīng)時(shí)間長處理建筑容積大的缺點(diǎn)，但其產(chǎn)泥量少、操作簡單、投資及運(yùn)行費(fèi)用低，適合于處理可生化性差、有機(jī)物濃度高的垃圾滲濾液。近年來厭氧生物處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液的處理領(lǐng)域中。上升式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)有較好的固液分離系統(tǒng)，是應(yīng)用最廣泛的垃圾滲濾液的厭氧處理工藝。王偉等 采用改進(jìn)型的外循環(huán)UASB反應(yīng)器來處理滲濾液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示外循環(huán)UASB反應(yīng)器在高負(fù)荷情況下處理濃度高的垃圾滲濾液具有較高的產(chǎn)氣率。采用外循環(huán)UASB反應(yīng)器，雖然COD去除效果較好但依舊不能達(dá)標(biāo)排放，需要后續(xù)的工藝?yán)^續(xù)處理。

3. 厭氧–好氧生物組合法

厭氧處理工藝適合于高濃度有機(jī)廢水，處理周期較長，而好氧處理水力停留時(shí)間較短，單獨(dú)用厭氧法或好氧法處理垃圾滲濾液很難達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，采用厭氧好氧相結(jié)合的處理工藝，經(jīng)濟(jì)合理，可以同時(shí)去除多種污染物。研究表示厭氧好氧的組合工藝處理滲濾液的效果明顯好于單個(gè)處理工藝的效果。金永祥等 采用復(fù)合式A/O工藝處理處理晚期滲濾液，結(jié)果表明，滲濾液出水 NH+4${\text{NH}}_{\text{4}}^{+}$ -N的質(zhì)量濃度小于20 mg?L?1，達(dá)到了生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)TN和 NH+4${\text{NH}}_{\text{4}}^{+}$ -N的同時(shí)去除，吳莉娜等采用UASB1+A/O+UASB2的組合工藝處理，后置UASB充分利用A/O段的污水中的碳源實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的降解。通過運(yùn)用UASB1+A/O+UASB2的組合工藝，NH4+-N的去除率達(dá)到了97%，TN的去除率達(dá)到了95%。

老齡的滲濾液其生化性差，微生物處理往往難以奏效，因此需要其它工藝配合處理。為了提高處理效果，利用復(fù)合的微生物菌劑，用生物工程的技術(shù)馴化培養(yǎng)得到高效的微生物。李紅等向滲濾液中投加BM復(fù)合微生物菌劑，研究其處理效果及原理，指出投加菌劑的實(shí)驗(yàn)組的處理效果要好于沒有投加菌劑的實(shí)驗(yàn)組。新工藝的運(yùn)行和研究也被廣泛關(guān)注，例如在普通活性污泥和回轉(zhuǎn)式生物接觸法基礎(chǔ)上發(fā)展來的新工藝JS-BC工藝。通過將土壤菌(Bacillus)在JS-BC裝置和曝氣池內(nèi)有效地增殖、活性化從而高效去除BOD、COD、 NH+4${\text{NH}}_{\text{4}}^{+}$ -N、TN、TP等污染物，并同時(shí)分解系統(tǒng)臭氣的先進(jìn)、高效的處理系統(tǒng)。

4. 高級氧化法

高級氧化法(AOPs)是近些年來在水處理領(lǐng)域興起的新技術(shù)。高級氧化法是在電、光輻射、催化劑、氧化劑等反應(yīng)條件下，產(chǎn)生活性非常強(qiáng)的羥基自由基，羥基自由基能將水中的難降解有機(jī)物氧化為低度或無毒的小分子中間產(chǎn)物，甚至直接氧化二氧化碳和水。按照自由基產(chǎn)生的方式不同，高級氧化技術(shù)分為Fenten法、臭氧氧化法、電化學(xué)氧化法等。

Fenton技術(shù)利用Fe2+均相催化反應(yīng)使H2O2催化分解成羥基自由基從而降解垃圾中的滲濾液。陳迪等運(yùn)用Fenten技術(shù)處理循環(huán)式準(zhǔn)好氧垃圾滲濾液，實(shí)驗(yàn)找出Fenten技術(shù)的最佳運(yùn)行條件下CODcr去除率為84.77%，色度去除率為60%。然而，F(xiàn)enton法的催化劑難以分離和重復(fù)利用，反應(yīng)pH低，會生成大量含鐵污泥，出水中含有大量Fe2+，容易引起二次污染，而且處理廢水時(shí)間較長，試劑用量大，于是就發(fā)展了改進(jìn)的Fenton法被稱為類Fenton法，例如超聲、光照和電Fenton技術(shù)。Mohajeri等采用電Fenton法處理垃圾滲濾液，COD和色度去除率最高分別達(dá)94.07%，95.83%。

臭氧的氧化性極強(qiáng)，氧化還原電位僅次于氟，其可以通過本身的氧化性直接氧化滲濾液中的有機(jī)物，臭氧也可以分解產(chǎn)生羥基自由基來氧化滲濾液中的有機(jī)物。臭氧對污水除臭、消毒、除色以及有機(jī)物的去除都有良好的處理效果，并且不會帶來二次污染。單獨(dú)使用臭氧氧化法處理垃圾滲濾液存在O3利用率低、氧化能力不足、處理費(fèi)用高及降解效果差等諸多問題。因此，為了提高O3利用效率、氧化速度和氧化能力，眾多學(xué)者探索了多項(xiàng)催化手段與臭氧氧化技術(shù)進(jìn)行結(jié)合的工藝，該工藝促進(jìn)O3分解，形成了臭氧聯(lián)合處理的高級氧化法。劉衛(wèi)華等用催化臭氧氧化法處理富含難降解有機(jī)物并與單純的臭氧法比較，研究指出，采用催化臭氧氧化可明顯提高TOC和COD去除率。

與其它高級氧化法相比電化學(xué)氧化技術(shù)可在常溫常壓下進(jìn)行，電化學(xué)氧化法因其高效和易操作被認(rèn)為是污水處理的最有效方法。Lei等將生化后的垃圾滲濾液采用電化學(xué)氧化法進(jìn)行深度處理，COD、氨氮、BOD的去除率分別達(dá)到98.5%，99.9%，99.9%，表明電化學(xué)氧化技術(shù)對滲濾液污染物的去除具有良好的效果。電化學(xué)氧化法原理是，在陰極釋放出電子發(fā)生還原反應(yīng)，大部分重金屬類物質(zhì)可以得到去除；在陽極吸收電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，有機(jī)物可以被礦化降解，氧化反應(yīng)在溶液中也同時(shí)進(jìn)行。該方法發(fā)生在水中，不需要另加催化劑，避免二次污染，而被稱為是“環(huán)境友好技術(shù)”，是目前最可能被工業(yè)化利用的技術(shù)之一。

除此之外還有等離子體氧化法、超臨界氧化法、光化學(xué)氧化法等氧化技術(shù)處理垃圾滲濾液，雖然高級氧化法的處理效果好但是也都面臨著能耗大，技術(shù)不成熟等問題?？紤]到經(jīng)濟(jì)因素可以和其它技術(shù)協(xié)同處理垃圾滲濾液，研究能耗低的高級氧化法，或是利用滲濾液以及填埋場本身的物質(zhì)資源化來為處理技術(shù)供能可進(jìn)一步發(fā)展。

原文自：葉志成, 張 璇