无膜法新工艺处理垃圾渗滤液

垃圾渗滤液

垃圾渗滤液的性质呈现出显著的动态变化特征，这些变化紧密依赖于填埋场随时间推移所经历的稳定化过程。该过程是一个复杂而有序的生物化学转变序列，通常细分为五个明确阶段，每个阶段都有其独特的生化反应和环境指标变化。

初始调节阶段（Initial Adjustment Phase）：

在垃圾首次被填埋入场的初期，填埋场即进入初始调节阶段。此阶段，垃圾中易降解的有机组分迅速与初始夹带的氧气发生好氧生物降解作用，生成大量二氧化碳（CO2）和水蒸气，并伴随热量的释放。这一过程加速了垃圾堆体的初步稳定，为后续的生物降解过程奠定了基础。

过渡阶段（Transition Phase）：

随着氧气逐渐被消耗，填埋场内逐渐建立起厌氧环境，标志着过渡阶段的开始。在此阶段，垃圾降解模式从好氧向兼性厌氧转变，微生物群落也相应调整。硝酸盐和硫酸盐等化合物在厌氧条件下被还原，分别形成氮气（N2）和硫化氢（H2S），导致渗滤液的pH值开始下降，反映出环境条件的显著变化。

酸化阶段（Acid Phase）：

当填埋场内持续累积氢气（H2）并达到一定水平时，填埋场的稳定化进程步入酸化阶段。此阶段以兼性和专性厌氧细菌为主导，它们分解有机物产生大量有机酸，导致渗滤液的化学需氧量（COD）、挥发性脂肪酸（VFA）和金属离子浓度急剧上升，并在中期达到峰值。同时，pH值持续下降至最低点，随后由于微生物群落对酸的适应及代谢产物的变化，pH值逐渐回升。

甲烷发酵阶段（Methane Fermentation Phase）：

随着氢气含量的减少至最低点，填埋场进入甲烷发酵阶段。此阶段，产甲烷菌成为主导微生物，它们将之前积累的有机酸和氢气转化为甲烷，标志着垃圾降解进入高效能源回收阶段。此过程中，有机物浓度、金属离子浓度和电导率均显著下降，生化需氧量与化学需氧量的比值（BOD/COD）降低，反映出有机物可生化性的下降。同时，pH值开始回升，体现了系统环境的逐步稳定。

成熟阶段（Maturation Phase）：

当填埋场中易生物降解的有机组分接近或完全消耗时，填埋场进入成熟阶段。此阶段，由于营养物质大部分已随渗滤液排出，微生物活动减缓，仅剩余少量难降解物质被缓慢分解。渗滤液的pH值维持在偏碱性状态，表明系统环境的稳定性。此时，渗滤液的可生化性进一步降低，BOD/COD比值通常小于0.1，标志着填埋场稳定化过程趋于完成。

危害及处理

我国大部分城市以卫生填埋作为垃圾处理的基本方式，在今后一段时期，卫生填埋处理仍将是国内城市生活垃圾处理的基本方式。卫生填埋作为目前最常见的垃圾处理方法，也存在着诸多污染问题，特别是填埋过程中产生的大量垃圾渗滤液，如不妥善处理，会对周围的水体和土壤造成严重污染。

污染特性

垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵、雨水冲刷和地表水、地下水浸泡而渗滤出来的污水。来源主要有四个方面：垃圾自身含水、垃圾生化反应产生的水、地下潜水的反渗和大气降水，其中大气降水具有集中性、短时性和反复性，占渗滤液总量的大部分。渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，其性质取决于垃圾成分、垃圾的粒径、压实程度、现场的气候、水文条件和填埋时间等因素，一般来说有以下特点：

1.水质复杂，危害性大。有研究表明，运用GC-MS联用技术对垃圾渗滤液中有机污染物成分进行分析，共检测出垃圾渗滤液中主要有机污染物63种，可信度在60%以上的有34种。其中，烷烯烃6种，羧酸类19种，酯类5种，醇、酚类10种，醛、酮类10种，酰胺类7种，芳烃类1种，其他5种。其中已被确认为致癌物1种，促癌物、辅致癌物4种，致突变物1种，被列入我国环境优先污染物“黑名单”的有6种。

2. CODcr和BOD₅浓度高。渗滤液中CODcr和BOD₅最高分别可达90000 mg/L、38000mg/L甚至更高。 　

3. 氨氮含量高，并且随填埋时间的延长而升高，最高可达1700mg/L。渗滤液中的氮多以氨氮形式存在，约占TNK40%-50%。

4.水质变化大。根据填埋场的年龄，垃圾渗滤液分为两类:一类是填埋时间在5年以下的年轻渗滤液，其特点是CODcr、BOD5浓度高，可生化性强；另一类是填埋时间在5年以上的年老渗滤液，由于新鲜垃圾逐渐变为陈腐垃圾，其pH值接近中性，CODcr和BOD₅浓度有所降低，BOD₅/CODcr比值减小，氨氮浓度增加。　

6.金属含量较高。垃圾渗滤液中含有十多种金属离子，其中铁和锌在酸性发酵阶段较高，铁的浓度可达2000mg/L左右；锌的浓度可达130mg/L左右，铅的浓度可达12.3mg/L，钙的浓度甚至达到4300mg/L　

7.渗滤液中的微生物营养元素比例失调，主要是C、N、P的比例失调。一般的垃圾渗滤液中的BOD₅：P大都大于300。

对环境的影响

通过对某填埋场的渗滤液处理情况进行调查发现，填埋场运行至今，大约处理了约80万吨的渗滤液，同时约有32万吨的渗滤液从污水库中溢出直接进入纳污水域，并且还有9.6万吨渗滤液存储于污水库内。经过化学分析，在污水库出口处的渗滤液CODcr平均值为2800mg/l，BOD₅平均值为1750mg/l，氨氮708mg/l，总氮平均浓度达700mg/l，平均色度达251度，金属含量不高，以色质联机对有机物定性分析，发现渗滤液中有机物最高含碳数可达12，主要为环烷烃、酯类、羧酸类、苯酚和硫磺等。经过处理后排入纳污水域的水质CODcr值为283mg/l，仍超标1.83倍，BOD₅值为108mg/l，超标2.6倍，NH3-N值为190mg/l，超标11.67倍，总氮679mg/l，色度133度，并且含有大量有机物，说明了该场污水处理过程还未能满足污水达标排放，受此影响，该填埋场的一级纳污水体的水质已经明显恶化。这一情况已经引起当地部门的高度重视。

传统工艺

传统工艺缺点

处理效果不理想：尽管多种方法如生物法、膜法等被用于处理垃圾渗滤液，但由于其高浓度有机物、重金属盐、SS及氨氮的复杂特性，处理效果往往不尽人意。

运行成本较高：特别是对于生物处理+膜深度处理工艺，虽然技术风险较低，但生物菌种需要培养，增加了运行成本。全膜吸附过滤处理工艺由于膜类产品更换频率高，也增加了处理成本。

出水率低：生物处理+膜深度处理工艺出水率较低，增加了回灌的难度。全膜吸附过滤处理工艺同样面临出水率低的问题。

对原水水质敏感：全膜吸附过滤处理工艺对渗滤液原水水质比较敏感，出水率容易受到外部影响，且容易堵塞。

技术局限性：对于“老龄化”渗滤液，生物处理+膜深度处理工艺处理难度很大，生化效果特别差。离心脱水的处理方式虽然出水率高，但对设备材质要求较高，尤其是需要耐强酸、强碱腐蚀性。

管理复杂：生物处理+膜深度处理工艺需要各个单元之间密切协调配合，自控程度虽然高，但管理相对复杂。

能源消耗：离心脱水的处理方式电耗稍高，增加了能源消耗。

运维费用高：蒸发法处理垃圾渗滤液的运维费用极高。例如，MVR蒸发工艺的投资成本高达15-20万元/吨水。高昂的运维费用可能包括电、蒸汽成本以及蒸发器结垢、堵塞后的清理成本等。

能耗大：蒸发过程本身就是一个能耗较大的过程，尤其是在处理高浓度、复杂成分的垃圾渗滤液时，能耗问题更加突出。垃圾渗滤液中含有多种有毒有害物质，如重金属、致癌物等，这些物质的存在增加了蒸发处理的难度和能耗。

稳定性差：蒸发工艺在处理垃圾渗滤液时，由于水质的不稳定性和复杂性，容易出现处理效果波动较大的情况。高温蒸发过程中可能产生的二次污染问题，如臭气污染等，也影响了工艺的稳定性。

科力迩无膜法新工艺

科力迩CDOF处理工艺

深圳乐发v111有限公司采用了以CDOF-Cyclonic Dissolved Ozone flotation Unit(臭氧高级氧化旋流溶气气浮一体化装置)为核心技术的专利工艺对垃圾渗滤液进行深度处理，克服了传统膜处理工艺的不足，可实现无膜法，无浓缩液产生，全自动化密闭运行，完美解决了垃圾渗滤液深度处理的难题。

CDOF技术是科力迩公司自主开发的专利技术，该技术创造性地将臭氧多重催化氧化技术、旋流技术、溶气气浮技术等多种技术有机结合，能够对垃圾渗滤液的高效综合处理，可降快速降低COD、氨氮、脱色、除臭、杀菌等。该技术整体处于国际先进技术水平，目前已获得10多项国内外专利，其中国内发明专利3项，国际PCT专利1项。

CDOF技术特点

1. 集多种技术为一体，对各种污染物综合处理效果好CDOF通过臭氧多重催化氧化(多种催化剂协同作用)、带压氧化、絮凝、空化、旋流溶气气浮等多种技术有机结合，相互强化，能够高效去除水中各种状态(溶解、胶体、乳化等)污染物，去除效果和分离速度是常规臭氧氧化和气浮无法达到的。

2. 能够高效去除有机物(溶解、悬浮、胶体等)，降低COD，提高可生化性;去除乳化油，溶解油，悬浮物去除酚类、硫化物、气化物等;高效去除浊度、色度、臭味、细菌、病毒、芽孢、软体微生物等

3.臭氧利用率高，反应速率快、时间短，占地面积小采用带压氧化、非均相和均相多种催化剂，反应速率快，催化效果好、消耗量少(为传统的1/2)，电能消耗少，运行成本低臭氧催化反应时间小于15min，仅为传统1/6，占地面积仅为传统的1/5，占地面积极小臭氧利用率高，可达99%以上，尾气基本无剩余臭氧(传统催化氧化技术有约20%未反应臭氧)。

4.配套设施少，自动化程度高，安全环保，综合投资低设备占地仅为传统1/3甚至更小，配套设备和基建投资少，建造周期短。全自动化控制和运行，少人工干预，长周期运行稳定性好，操作、维护成本低。全密闭带压运行，无臭氧外泄风险，安全、环保。