一、垃圾渗滤液的定义
垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分,在填埋场重力流动的作用下,通过垃圾层和覆盖材料后形成的一种高浓度有机废水。它包含了大量的有机物、氨氮、重金属等污染物。
有机物方面:垃圾渗滤液中的有机物成分复杂,有腐殖质类物质、多糖、蛋白质等。这些物质会使渗滤液的化学需氧量(COD)很高。
氨氮方面:氨氮主要来源于垃圾中含氮有机物的分解,如蛋白质等。其浓度通常可以达到数百甚至上千毫克每升。
重金属方面:虽然含量相对有机物和氨氮较低,但像汞、镉、铅、铬等重金属也会存在。这些重金属主要来自垃圾中的废旧电池、电子产品等废弃物。
二、垃圾渗滤液的处理难点
水质水量变化大
水质变化:垃圾渗滤液的水质会随着填埋场的年龄而变化。在填埋初期,渗滤液中有机物以易生物降解的挥发性脂肪酸为主,BOD₅(五日生化需氧量)/COD 比值较高,通常可达 0.5 - 0.7 左右,可生化性较好。随着填埋时间的推移,难降解的腐殖质类物质逐渐增多,BOD₅/COD 比值下降,可生化性变差。例如,在填埋后期,BOD₅/COD 比值可能会降低到 0.1 以下。
水量变化:渗滤液的产生量受降水、蒸发、垃圾含水量等多种因素的影响。在雨季,降水量大,渗滤液产生量会急剧增加;而在旱季,主要依靠垃圾自身所含水分和少量的其他水源补给,产生量会减少。这种水量的大幅波动给处理设施的稳定运行带来了挑战,处理设施如果按照雨季最大水量设计,在旱季就会造成设备闲置浪费;如果按照平均水量设计,雨季又会出现处理能力不足的情况。
污染物浓度高且成分复杂
高浓度有机物处理困难:垃圾渗滤液中的 COD 浓度通常在数千毫克每升以上,有的甚至可以高达数万毫克每升。这些高浓度有机物很难通过单一的处理方法去除干净。传统的生物处理方法对于高浓度、难降解的有机物处理效率有限,而高级氧化等物理化学方法虽然能有效去除有机物,但成本较高。
氨氮去除难度大:氨氮浓度高使得处理过程较为复杂。常用的生物脱氮工艺在处理高氨氮渗滤液时,会受到 C/N(碳氮比)失衡的影响。因为渗滤液中高浓度氨氮需要足够的碳源来进行反硝化反应,但是随着填埋时间增长,渗滤液中可利用的碳源减少,导致脱氮效果不佳。此外,氨氮的吹脱等物理方法虽然能去除部分氨氮,但会产生二次污染,如吹脱出的氨气需要进行处理。
重金属处理要求高:重金属的存在使得处理更加复杂。由于重金属不能被生物降解,且其对微生物有毒害作用,在生物处理过程中会抑制微生物的活性。在处理过程中需要采用化学沉淀、离子交换等方法先将重金属去除或者降低其浓度,以避免对后续生物处理单元的影响。而且,对于重金属的处理还要考虑到其回收利用和最终处置的环境安全性。
处理工艺要求高且运行成本高
组合工艺的必要性和复杂性:由于垃圾渗滤液水质复杂,单一的处理工艺很难达到理想的处理效果。通常需要采用多种工艺组合的方式,如生物处理(如厌氧 - 好氧工艺)和物理化学处理(如混凝沉淀、活性炭吸附、膜分离等)相结合。但是,这种组合工艺的运行管理难度较大,需要对每个工艺单元进行精细的控制和调节。例如,在生物处理单元,需要严格控制温度、pH 值、溶解氧等参数,以保证微生物的生长和代谢;在膜分离单元,要防止膜的堵塞和污染,定期进行清洗和维护。
运行成本因素:垃圾渗滤液处理的运行成本包括能耗、药剂费、设备维护费等。膜处理技术在去除污染物方面效果较好,但膜的使用寿命有限,更换膜的成本较高。而且,为了防止膜污染,需要频繁地进行化学清洗,这也增加了药剂费用。另外,一些高级氧化工艺(如芬顿氧化)需要消耗大量的化学药剂,使得处理成本居高不下。同时,处理过程中的能耗也较大,如生物处理单元的曝气设备、物理化学处理单元的水泵等设备都需要消耗大量的电能。
三、垃圾渗滤液的处理新工艺
针对垃圾渗滤液处理的痛点,科力迩科技推出了以CDOF臭氧高级氧化技术为核心的垃圾渗滤液处理新工艺。相比传统工艺,其具有诸多优势,以下是相关介绍:

CDOF 装置由制氧系统、臭氧发生系统、臭氧高效投加系统、多重催化反应系统和旋流溶气气浮系统组成。集成了臭氧多重催化氧化技术、水力空化技术和旋流气浮技术。其通过臭氧在催化剂的作用下,产生具有强氧化性的羟基自由基等活性物质,这些活性物质能够与垃圾渗滤液中的有机物、氨氮等污染物发生氧化还原反应,将大分子有机物分解为小分子有机物,甚至直接氧化为二氧化碳和水,将氨氮氧化为氮气等无害物质,从而达到去除污染物的目的。同时,水力空化技术可产生局部高温高压环境,进一步促进氧化反应的进行,旋流气浮技术则能及时分离氧化过程中产生的不溶性物质等,实现高效氧化和气浮一体化。
避免传统工艺弊端:完全避开纳滤、反渗透、浓缩液传统处理工艺,不存在膜法处理中膜易污染结垢、使用寿命短、能耗高以及产生浓缩液等问题。
降低成本:大幅降低投资,同时由于设备运行稳定,减少了维护次数和维修成本,使得运行和维护费用也大幅降低。
环保性能好:药剂用量小,产生污泥(危废)量小,降低了污泥处理的成本和环境风险。设备集成化,CDFU 和 CDOF 全程带压密闭运行,场地环境友好,无二次污染。
高效稳定:核心处理设备能耗低,反应速度快,氧化效率比传统臭氧催化氧化提高 2-5 倍。采用自研的非均相催化剂,通过催化剂加载和分段精准温控烧结技术,在保证活性和高强度的同时降低流失率,设备性能稳定,处理效率高。
操作便捷:全自动化、信息化运行,可进行远程监控,减少人工干预,运维便捷且成本低。
经处理后,CDOF 出水 COD≤400mg/L,色度≤30,无异味,生化出水 COD≤20mg/L,氨氮≤1mg/L,总磷≤0.2mg/L,可达到地表 III 类水标准。在与 BAF 结合处理垃圾渗滤液浓缩液时,可使处理后水质达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)表 2 标准,即 COD<100mg/L、氨氮<25mg/L、总氮<40mg/L。

随着对垃圾渗滤液处理要求的不断提高以及环保政策的日益严格,科力迩科技以
CDOF 技术为核心的垃圾渗滤液处理新工艺,因具有高效、稳定、低成本、无二次污染等优点,在垃圾填埋场、垃圾焚烧厂等垃圾渗滤液处理领域具有较好的应用前景,可有效解决传统处理工艺存在的问题,为垃圾渗滤液的处理提供了新的思路和方法。