据统计,我国城市生活垃圾处理方式大部分还是卫生填埋,根据相关建设标准规定,今后凡新建的垃圾填埋场,一定要把渗沥液的处理同步设计、同步使用,用源头治理技术改善水质。因为垃圾渗沥液处理不当会使卫生填埋失去应有的环保价值。由此看出,对垃圾填埋场渗沥液的污染控制越来越重要。
所谓垃圾渗沥液是指,超过垃圾覆盖土层持水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场后,流经垃圾层和所覆盖土层而产生的污水,包括垃圾本身所含水分、垃圾分解所产生的水和地下水渗入的水所组成的高浓度污水。垃圾渗沥液的处理既有常规废水处理技术的共性又有其显著的特点。渗沥液中含有大量的有机物、氨氮、病毒、细菌、寄生虫等有害有毒成分,其表现特征为:水质波动大、成分复杂、生物可降解性随填埋场场龄的增加而逐渐降低、金属离子含量低、污染物浓度高、持续时间长、流量小而且不均匀。
目前,垃圾填埋场渗沥液处理主要采用生物法、物理化学法、土地法、减量法等。在通常情况下,一般需要几种处理法相结合才能获得较好的处理效果。
生物处理法
生物处理法包括好氧处理、厌氧处理及兼性处理。好氧生物处理可有效地降低渗沥液的化学需氧量,还可去除部分铁、锰等金属元素。利用好氧生物处理渗沥液的方法主要有:活性污泥法、曝气氧化塘、稳定塘、生物转盘和滴滤池等。国外早在上个世纪80年代就有成功运用稳定塘技术处理渗沥液的生产性处理场(HowardRobison,1992),英国在1983年建成的BrynPostey填埋场渗沥液处理厂,运用曝气氧化塘技术处理渗沥液。该氧化塘有效库容1000立方米,由高密度聚乙烯材料(HDPE膜)作防渗衬底,采用两台高效表面曝气机进行曝气,渗沥液最小水力停留时间10天。
上海市废弃物老港处置场,在三期工程改扩建时建成了以稳定塘和芦苇湿地地表漫流处理系统相结合的渗沥液处理系统,设计规模为2000立方米/天,实际运行流量1500立方米/天。杭州天子岭垃圾场采用两级好氧曝气塘技术处理垃圾渗沥液。该法存在所需体积大、有机负荷低、降解速度慢等缺点。但其工程简单,在土地允许条件下垃圾渗沥液好氧生物处理方法是最省钱的。
厌氧生物处理具有能耗低、污泥产量小等优点,它适合处理溶解性有机物,处理方法包括上向流厌氧污泥床、厌氧强酸式生物滤池、混合反应器及厌氧塘。采用厌氧好氧兼性处理,可发挥两者的长处,达到最优的处理效果。广东中山市垃圾填埋场、苏州七子山垃圾填埋场等实践证明:在初期不仅可以有效地去除化学需氧量、五日生化需氧量,而且还能较好地去除氮、磷等营养成分,出水均能达到排放标准,但随着可生化性的降低,生物处理便无能为力了。
物化及土地处理法
物理化学处理不受水质影响,出水的水质较稳定,尤其对五日生化需氧量与化学需氧量比值较低,对难以生物处理的渗沥液有较好的处理效果。在实践中它常用作预处理或与其他方法联用。物理化学法主要是沉淀法、氧化法、吸附法及反渗透法等,混凝法一般与其他方法联用。氧化法中,提高氢氧根的形成量与产生速度是氧化处理的关键。利用活性炭、粉煤灰炉渣、沸石等非金属矿物材料吸附剂来脱除渗沥液中难降解的有机物、金属离子和色度等。
渗沥液的土地处理法主要是通过土壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀去除滤液中悬浮固体和溶解成分。土地处理包括:慢速渗流系统、快速渗流系统、表面漫流系统、湿地系统、地下渗滤土地处理系统以及人工快速处理系统等多种土地处理系统。目前应用最广的是湿地系统中的人工湿地法。土地处理法具有投资少、操作简单、运行费用低等优点,但对土壤和地下水有长期污染作用,而且受土地条件的限制。
减量处理法
减量处理法是通过适宜的手段减少垃圾渗沥液的数量从而改善水质的处理方法,是一种源头治理技术。减量处理法的途径主要有三种:采取覆盖法阻止水分下渗;将填埋场设计为一个反应器,使渗沥液在填埋场得以自身消化;将生成的渗沥液用蒸馏、蒸发、回灌等方法实现减量化处理。采取覆盖法阻止水分下渗实现减量处理,要求垃圾填埋场实行单层填埋、每日覆盖,封场时再用自然土和黏土甚至土工膜组成最终覆盖层,封场后很长一段时间(数十年)内垃圾保持不变或变化很小。但被看作是一颗在人为控制系统失效后可能发生爆炸的定时炸弹。虽然有的填埋场因防水措施不当而使水进入场内,使填埋垃圾发生降解,但水量分布不均而使填埋场历经数十年才能达到稳定,同时还伴随着长期的渗沥液处理和填埋场监管问题,因此传统的减量处理法不宜采用。
生物反应器填埋技术可最大限度避免减量处理法的短点,它通过有目的的控制手段强化微生物过程,从而加速垃圾中易降解和中等易降解的有机组分转化。控制手段包括液体(水、渗沥液)注入备选覆盖层的设计、营养添加、pH值调节、温度调节和供氧等。该法具有降低渗沥液污染强度、增加填埋场有效容积、提高产气量、加速填埋场稳定、降低垃圾处理成本等优点。自20世纪70年代美国、英国、加拿大、澳大利亚、德国、丹麦、意大利、瑞典和日本相继对其进行了研究,以美国为先驱进行了渗沥液回灌技术的实验室研究。方法是将收集到的渗沥液回灌至填埋区域,利用填埋场自身形成的稳定系统使渗沥液经覆土层和垃圾层发生一系列生物、化学和物理作用而降解和截留,同时使渗沥液由于蒸发作用而减量。20世纪80年代,英国在填埋技术和施工完成后将回灌技术作为一项渗沥液管理技术加以利用。20世纪80年代后期,生物反应填埋的实验室研究转入实际填埋场研究。垃圾渗沥液成分复杂,而且随场龄发生变化,目前还没有较为完善的处理技术,因此在处理垃圾渗沥液时要根据不同填埋场的具体情况提出有针对性的处理方案和工艺,并不断加强水质管理,进行技术改造,开发高效、新颖的处理方法,并注意防止二次污染的发生。周绍安/文