無膜法新工藝處理垃圾滲濾液

垃圾滲濾液

垃圾滲濾液的性質呈現出顯著的動態變化特征，這些變化緊密依賴于填埋場隨時間推移所經歷的穩定化過程。該過程是一個復雜而有序的生物化學轉變序列，通常細分為五個明確階段，每個階段都有其獨特的生化反應和環境指標變化。

初始調節階段（Initial Adjustment Phase）：

在垃圾首次被填埋入場的初期，填埋場即進入初始調節階段。此階段，垃圾中易降解的有機組分迅速與初始夾帶的氧氣發生好氧生物降解作用，生成大量二氧化碳（CO2）和水蒸氣，并伴隨熱量的釋放。這一過程加速了垃圾堆體的初步穩定，為后續的生物降解過程奠定了基礎。

過渡階段（Transition Phase）：

隨著氧氣逐漸被消耗，填埋場內逐漸建立起厭氧環境，標志著過渡階段的開始。在此階段，垃圾降解模式從好氧向兼性厭氧轉變，微生物群落也相應調整。硝酸鹽和硫酸鹽等化合物在厭氧條件下被還原，分別形成氮氣（N2）和硫化氫（H2S），導致滲濾液的pH值開始下降，反映出環境條件的顯著變化。

酸化階段（Acid Phase）：

當填埋場內持續累積氫氣（H2）并達到一定水平時，填埋場的穩定化進程步入酸化階段。此階段以兼性和專性厭氧細菌為主導，它們分解有機物產生大量有機酸，導致滲濾液的化學需氧量（COD）、揮發性脂肪酸（VFA）和金屬離子濃度急劇上升，并在中期達到峰值。同時，pH值持續下降至最低點，隨后由于微生物群落對酸的適應及代謝產物的變化，pH值逐漸回升。

甲烷發酵階段（Methane Fermentation Phase）：

隨著氫氣含量的減少至最低點，填埋場進入甲烷發酵階段。此階段，產甲烷菌成為主導微生物，它們將之前積累的有機酸和氫氣轉化為甲烷，標志著垃圾降解進入高效能源回收階段。此過程中，有機物濃度、金屬離子濃度和電導率均顯著下降，生化需氧量與化學需氧量的比值（BOD/COD）降低，反映出有機物可生化性的下降。同時，pH值開始回升，體現了系統環境的逐步穩定。

成熟階段（Maturation Phase）：

當填埋場中易生物降解的有機組分接近或完全消耗時，填埋場進入成熟階段。此階段，由于營養物質大部分已隨滲濾液排出，微生物活動減緩，僅剩余少量難降解物質被緩慢分解。滲濾液的pH值維持在偏堿性狀態，表明系統環境的穩定性。此時，滲濾液的可生化性進一步降低，BOD/COD比值通常小于0.1，標志著填埋場穩定化過程趨于完成。

危害及處理

我國大部分城市以衛生填埋作為垃圾處理的基本方式，在今后一段時期，衛生填埋處理仍將是國內城市生活垃圾處理的基本方式。衛生填埋作為目前最常見的垃圾處理方法，也存在著諸多污染問題，特別是填埋過程中產生的大量垃圾滲濾液，如不妥善處理，會對周圍的水體和土壤造成嚴重污染。

污染特性

垃圾滲濾液是垃圾在堆放和填埋過程中由于發酵、雨水沖刷和地表水、地下水浸泡而滲濾出來的污水。來源主要有四個方面：垃圾自身含水、垃圾生化反應產生的水、地下潛水的反滲和大氣降水，其中大氣降水具有集中性、短時性和反復性，占滲濾液總量的大部分。滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，其性質取決于垃圾成分、垃圾的粒徑、壓實程度、現場的氣候、水文條件和填埋時間等因素，一般來說有以下特點：

1.水質復雜，危害性大。有研究表明，運用GC-MS聯用技術對垃圾滲濾液中有機污染物成分進行分析，共檢測出垃圾滲濾液中主要有機污染物63種，可信度在60%以上的有34種。其中，烷烯烴6種，羧酸類19種，酯類5種，醇、酚類10種，醛、酮類10種，酰胺類7種，芳烴類1種，其他5種。其中已被確認為致癌物1種，促癌物、輔致癌物4種，致突變物1種，被列入我國環境優先污染物“黑名單”的有6種。

2. CODcr和BOD₅濃度高。滲濾液中CODcr和BOD₅最高分別可達90000 mg/L、38000mg/L甚至更高。 　

3. 氨氮含量高，并且隨填埋時間的延長而升高，最高可達1700mg/L。滲濾液中的氮多以氨氮形式存在，約占TNK40%-50%。

4.水質變化大。根據填埋場的年齡，垃圾滲濾液分為兩類:一類是填埋時間在5年以下的年輕滲濾液，其特點是CODcr、BOD5濃度高，可生化性強；另一類是填埋時間在5年以上的年老滲濾液，由于新鮮垃圾逐漸變為陳腐垃圾，其pH值接近中性，CODcr和BOD₅濃度有所降低，BOD₅/CODcr比值減小，氨氮濃度增加?！?/span>

6.金屬含量較高。垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子，其中鐵和鋅在酸性發酵階段較高，鐵的濃度可達2000mg/L左右；鋅的濃度可達130mg/L左右，鉛的濃度可達12.3mg/L，鈣的濃度甚至達到4300mg/L　

7.滲濾液中的微生物營養元素比例失調，主要是C、N、P的比例失調。一般的垃圾滲濾液中的BOD₅：P大都大于300。

對環境的影響

通過對某填埋場的滲濾液處理情況進行調查發現，填埋場運行至今，大約處理了約80萬噸的滲濾液，同時約有32萬噸的滲濾液從污水庫中溢出直接進入納污水域，并且還有9.6萬噸滲濾液存儲于污水庫內。經過化學分析，在污水庫出口處的滲濾液CODcr平均值為2800mg/l，BOD₅平均值為1750mg/l，氨氮708mg/l，總氮平均濃度達700mg/l，平均色度達251度，金屬含量不高，以色質聯機對有機物定性分析，發現滲濾液中有機物最高含碳數可達12，主要為環烷烴、酯類、羧酸類、苯酚和硫磺等。經過處理后排入納污水域的水質CODcr值為283mg/l，仍超標1.83倍，BOD₅值為108mg/l，超標2.6倍，NH3-N值為190mg/l，超標11.67倍，總氮679mg/l，色度133度，并且含有大量有機物，說明了該場污水處理過程還未能滿足污水達標排放，受此影響，該填埋場的一級納污水體的水質已經明顯惡化。這一情況已經引起當地部門的高度重視。

傳統工藝

傳統工藝缺點

處理效果不理想：盡管多種方法如生物法、膜法等被用于處理垃圾滲濾液，但由于其高濃度有機物、重金屬鹽、SS及氨氮的復雜特性，處理效果往往不盡人意。

運行成本較高：特別是對于生物處理+膜深度處理工藝，雖然技術風險較低，但生物菌種需要培養，增加了運行成本。全膜吸附過濾處理工藝由于膜類產品更換頻率高，也增加了處理成本。

出水率低：生物處理+膜深度處理工藝出水率較低，增加了回灌的難度。全膜吸附過濾處理工藝同樣面臨出水率低的問題。

對原水水質敏感：全膜吸附過濾處理工藝對滲濾液原水水質比較敏感，出水率容易受到外部影響，且容易堵塞。

技術局限性：對于“老齡化”滲濾液，生物處理+膜深度處理工藝處理難度很大，生化效果特別差。離心脫水的處理方式雖然出水率高，但對設備材質要求較高，尤其是需要耐強酸、強堿腐蝕性。

管理復雜：生物處理+膜深度處理工藝需要各個單元之間密切協調配合，自控程度雖然高，但管理相對復雜。

能源消耗：離心脫水的處理方式電耗稍高，增加了能源消耗。

運維費用高：蒸發法處理垃圾滲濾液的運維費用極高。例如，MVR蒸發工藝的投資成本高達15-20萬元/噸水。高昂的運維費用可能包括電、蒸汽成本以及蒸發器結垢、堵塞后的清理成本等。

能耗大：蒸發過程本身就是一個能耗較大的過程，尤其是在處理高濃度、復雜成分的垃圾滲濾液時，能耗問題更加突出。垃圾滲濾液中含有多種有毒有害物質，如重金屬、致癌物等，這些物質的存在增加了蒸發處理的難度和能耗。

穩定性差：蒸發工藝在處理垃圾滲濾液時，由于水質的不穩定性和復雜性，容易出現處理效果波動較大的情況。高溫蒸發過程中可能產生的二次污染問題，如臭氣污染等，也影響了工藝的穩定性。

科力邇無膜法新工藝

科力邇CDOF處理工藝

深圳科力邇科技有限公司采用了以CDOF-Cyclonic Dissolved Ozone flotation Unit(臭氧高級氧化旋流溶氣氣浮一體化裝置)為核心技術的專利工藝對垃圾滲濾液進行深度處理，克服了傳統膜處理工藝的不足，可實現無膜法，無濃縮液產生，全自動化密閉運行，完美解決了垃圾滲濾液深度處理的難題。

CDOF技術是科力邇公司自主開發的專利技術，該技術創造性地將臭氧多重催化氧化技術、旋流技術、溶氣氣浮技術等多種技術有機結合，能夠對垃圾滲濾液的高效綜合處理，可降快速降低COD、氨氮、脫色、除臭、殺菌等。該技術整體處于國際先進技術水平，目前已獲得10多項國內外專利，其中國內發明專利3項，國際PCT專利1項。

CDOF技術特點

1. 集多種技術為一體，對各種污染物綜合處理效果好CDOF通過臭氧多重催化氧化(多種催化劑協同作用)、帶壓氧化、絮凝、空化、旋流溶氣氣浮等多種技術有機結合，相互強化，能夠高效去除水中各種狀態(溶解、膠體、乳化等)污染物，去除效果和分離速度是常規臭氧氧化和氣浮無法達到的。

2. 能夠高效去除有機物(溶解、懸浮、膠體等)，降低COD，提高可生化性;去除乳化油，溶解油，懸浮物去除酚類、硫化物、氣化物等;高效去除濁度、色度、臭味、細菌、病毒、芽孢、軟體微生物等

3.臭氧利用率高，反應速率快、時間短，占地面積小采用帶壓氧化、非均相和均相多種催化劑，反應速率快，催化效果好、消耗量少(為傳統的1/2)，電能消耗少，運行成本低臭氧催化反應時間小于15min，僅為傳統1/6，占地面積僅為傳統的1/5，占地面積極小臭氧利用率高，可達99%以上，尾氣基本無剩余臭氧(傳統催化氧化技術有約20%未反應臭氧)。

4.配套設施少，自動化程度高，安全環保，綜合投資低設備占地僅為傳統1/3甚至更小，配套設備和基建投資少，建造周期短。全自動化控制和運行，少人工干預，長周期運行穩定性好，操作、維護成本低。全密閉帶壓運行，無臭氧外泄風險，安全、環保。