一、垃圾滲濾液的定義
垃圾滲濾液是指來源于垃圾填埋場中垃圾本身含有的水分、進入填埋場的雨雪水及其他水分,在填埋場重力流動的作用下,通過垃圾層和覆蓋材料后形成的一種高濃度有機廢水。它包含了大量的有機物、氨氮、重金屬等污染物。
有機物方面:垃圾滲濾液中的有機物成分復雜,有腐殖質類物質、多糖、蛋白質等。這些物質會使滲濾液的化學需氧量(COD)很高。
氨氮方面:氨氮主要來源于垃圾中含氮有機物的分解,如蛋白質等。其濃度通常可以達到數百甚至上千毫克每升。
重金屬方面:雖然含量相對有機物和氨氮較低,但像汞、鎘、鉛、鉻等重金屬也會存在。這些重金屬主要來自垃圾中的廢舊電池、電子產品等廢棄物。
二、垃圾滲濾液的處理難點
水質水量變化大
水質變化:垃圾滲濾液的水質會隨著填埋場的年齡而變化。在填埋初期,滲濾液中有機物以易生物降解的揮發性脂肪酸為主,BOD?(五日生化需氧量)/COD 比值較高,通常可達 0.5 - 0.7 左右,可生化性較好。隨著填埋時間的推移,難降解的腐殖質類物質逐漸增多,BOD?/COD 比值下降,可生化性變差。例如,在填埋后期,BOD?/COD 比值可能會降低到 0.1 以下。
水量變化:滲濾液的產生量受降水、蒸發、垃圾含水量等多種因素的影響。在雨季,降水量大,滲濾液產生量會急劇增加;而在旱季,主要依靠垃圾自身所含水分和少量的其他水源補給,產生量會減少。這種水量的大幅波動給處理設施的穩定運行帶來了挑戰,處理設施如果按照雨季最大水量設計,在旱季就會造成設備閑置浪費;如果按照平均水量設計,雨季又會出現處理能力不足的情況。
污染物濃度高且成分復雜
高濃度有機物處理困難:垃圾滲濾液中的 COD 濃度通常在數千毫克每升以上,有的甚至可以高達數萬毫克每升。這些高濃度有機物很難通過單一的處理方法去除干凈。傳統的生物處理方法對于高濃度、難降解的有機物處理效率有限,而高級氧化等物理化學方法雖然能有效去除有機物,但成本較高。
氨氮去除難度大:氨氮濃度高使得處理過程較為復雜。常用的生物脫氮工藝在處理高氨氮滲濾液時,會受到 C/N(碳氮比)失衡的影響。因為滲濾液中高濃度氨氮需要足夠的碳源來進行反硝化反應,但是隨著填埋時間增長,滲濾液中可利用的碳源減少,導致脫氮效果不佳。此外,氨氮的吹脫等物理方法雖然能去除部分氨氮,但會產生二次污染,如吹脫出的氨氣需要進行處理。
重金屬處理要求高:重金屬的存在使得處理更加復雜。由于重金屬不能被生物降解,且其對微生物有毒害作用,在生物處理過程中會抑制微生物的活性。在處理過程中需要采用化學沉淀、離子交換等方法先將重金屬去除或者降低其濃度,以避免對后續生物處理單元的影響。而且,對于重金屬的處理還要考慮到其回收利用和最終處置的環境安全性。
處理工藝要求高且運行成本高
組合工藝的必要性和復雜性:由于垃圾滲濾液水質復雜,單一的處理工藝很難達到理想的處理效果。通常需要采用多種工藝組合的方式,如生物處理(如厭氧 - 好氧工藝)和物理化學處理(如混凝沉淀、活性炭吸附、膜分離等)相結合。但是,這種組合工藝的運行管理難度較大,需要對每個工藝單元進行精細的控制和調節。例如,在生物處理單元,需要嚴格控制溫度、pH 值、溶解氧等參數,以保證微生物的生長和代謝;在膜分離單元,要防止膜的堵塞和污染,定期進行清洗和維護。
運行成本因素:垃圾滲濾液處理的運行成本包括能耗、藥劑費、設備維護費等。膜處理技術在去除污染物方面效果較好,但膜的使用壽命有限,更換膜的成本較高。而且,為了防止膜污染,需要頻繁地進行化學清洗,這也增加了藥劑費用。另外,一些高級氧化工藝(如芬頓氧化)需要消耗大量的化學藥劑,使得處理成本居高不下。同時,處理過程中的能耗也較大,如生物處理單元的曝氣設備、物理化學處理單元的水泵等設備都需要消耗大量的電能。
三、垃圾滲濾液的處理新工藝
針對垃圾滲濾液處理的痛點,科力邇科技推出了以CDOF臭氧高級氧化技術為核心的垃圾滲濾液處理新工藝。相比傳統工藝,其具有諸多優勢,以下是相關介紹:

CDOF 裝置由制氧系統、臭氧發生系統、臭氧高效投加系統、多重催化反應系統和旋流溶氣氣浮系統組成。集成了臭氧多重催化氧化技術、水力空化技術和旋流氣浮技術。其通過臭氧在催化劑的作用下,產生具有強氧化性的羥基自由基等活性物質,這些活性物質能夠與垃圾滲濾液中的有機物、氨氮等污染物發生氧化還原反應,將大分子有機物分解為小分子有機物,甚至直接氧化為二氧化碳和水,將氨氮氧化為氮氣等無害物質,從而達到去除污染物的目的。同時,水力空化技術可產生局部高溫高壓環境,進一步促進氧化反應的進行,旋流氣浮技術則能及時分離氧化過程中產生的不溶性物質等,實現高效氧化和氣浮一體化。
避免傳統工藝弊端:完全避開納濾、反滲透、濃縮液傳統處理工藝,不存在膜法處理中膜易污染結垢、使用壽命短、能耗高以及產生濃縮液等問題。
降低成本:大幅降低投資,同時由于設備運行穩定,減少了維護次數和維修成本,使得運行和維護費用也大幅降低。
環保性能好:藥劑用量小,產生污泥(危廢)量小,降低了污泥處理的成本和環境風險。設備集成化,CDFU 和 CDOF 全程帶壓密閉運行,場地環境友好,無二次污染。
高效穩定:核心處理設備能耗低,反應速度快,氧化效率比傳統臭氧催化氧化提高 2-5 倍。采用自研的非均相催化劑,通過催化劑加載和分段精準溫控燒結技術,在保證活性和高強度的同時降低流失率,設備性能穩定,處理效率高。
操作便捷:全自動化、信息化運行,可進行遠程監控,減少人工干預,運維便捷且成本低。
經處理后,CDOF 出水 COD≤400mg/L,色度≤30,無異味,生化出水 COD≤20mg/L,氨氮≤1mg/L,總磷≤0.2mg/L,可達到地表 III 類水標準。在與 BAF 結合處理垃圾滲濾液濃縮液時,可使處理后水質達到《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-2008)表 2 標準,即 COD<100mg/L、氨氮<25mg/L、總氮<40mg/L。

隨著對垃圾滲濾液處理要求的不斷提高以及環保政策的日益嚴格,科力邇科技以
CDOF 技術為核心的垃圾滲濾液處理新工藝,因具有高效、穩定、低成本、無二次污染等優點,在垃圾填埋場、垃圾焚燒廠等垃圾滲濾液處理領域具有較好的應用前景,可有效解決傳統處理工藝存在的問題,為垃圾滲濾液的處理提供了新的思路和方法。