垃圾填埋場滲濾液脫氮處理技術(shù)的發(fā)展趨勢

垃圾填埋場滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展趨勢北京交通大學(xué)趙宗升12/30/20221滲濾液的水質(zhì)特點垃圾滲濾液的處理日益成為人們越來越重視的問題。多年來，研究學(xué)者將研究重點放在垃圾滲濾液有機物的去除上，取得了很多成果。但氨氮的去除效果并不理想。不同填埋場滲濾液的共同特點是水質(zhì)隨填埋齡增加有顯著的變化，填埋場運行3-5年的早期滲濾液以易降解有機物及氨氮為主，BOD/COD一般大于0.3，BOD/N一般大于5，易于生物處理，并可進行常規(guī)反硝化脫氮。運行3-5年以后的晚期滲濾液以難降解有機物及氨氮為主，BOD/COD一般小于0.1，BOD/N一般大于1，難生物處理和常規(guī)反硝化脫氮。其中難降解有機物主要為腐殖酸類有機物。12/30/20222滲濾液的難點滲濾液處理的難點是晚期滲濾液的處理：脫氮和難降解有機物的處理12/30/20223我國滲濾液處理的問題對全國292家大中型填埋場的調(diào)查顯示：現(xiàn)有填埋場中，具有滲濾液處理系統(tǒng)的僅占61%，但其中49%的滲濾液處理沒有達到國家規(guī)定的滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)，其余12%填埋場滲濾液處理出水只達到國家滲濾液排放三級標(biāo)準(zhǔn)。因此，垃圾滲濾液的處理是中國未來亟待解決的難題。滲濾液的污染及其處理應(yīng)引起社會各界的關(guān)注和重視。12/30/20224主要內(nèi)容

滲濾液脫氮技術(shù)物理化學(xué)處理法生物處理法氨吹脫法磷酸銨鎂沉淀法（MAP）電化學(xué)氧化法膜法其他傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)短程硝化-反硝化（SHARON）同步硝化反硝化（SND)厭氧氨氧化（ANAMMOX）12/30/202251物理化學(xué)脫氮法氨吹脫法吹脫法是將滲濾液調(diào)節(jié)至堿性，然后在汽提塔中通入空氣或蒸汽，通過氣液接觸將游離氨吹脫并回收。一般滲濾液碳氮比較低，吹脫處理能夠達到調(diào)節(jié)C/N比，降低后續(xù)滲濾液生化處理負(fù)荷的作用，所以吹脫法經(jīng)常作為預(yù)處理。

12/30/20226氨吹脫法深圳市過橋窩垃圾填埋場滲濾液處理采用氨吹脫+生物處理+臭氧氧化工藝[2]，經(jīng)過半年多運行，對于氨氮濃度高達2000-2500mg/L的滲濾液，處理出水降至2~10mg/L，總?cè)コ蔬_99%，其中氨吹脫系統(tǒng)氣液比200：1，pH為10.5的條件下氨氮去除率達60%~70%。

深圳下坪垃圾填埋場采用調(diào)節(jié)池+氨吹脫+混凝沉淀+厭氧生物濾池+SBR的工藝處理垃圾滲濾液，排放液達到國家垃圾滲濾液三級排放標(biāo)準(zhǔn)。

12/30/20227氨吹脫法存在的問題為調(diào)節(jié)pH需投加大量堿。投加石灰調(diào)節(jié)產(chǎn)生設(shè)備結(jié)垢現(xiàn)象，而用NaOH調(diào)節(jié)費用高，且后期pH回調(diào)需要投加酸。曝氣增加費用二次污染受溫度影響大，低溫下氨吹脫效率明顯下降返回12/30/20228磷酸銨鎂（MAP）沉淀法原理磷酸銨鎂沉淀法是向滲濾液中投加鎂鹽和磷酸鹽，使NH4+生成難溶鹽MgNH4PO4·6H20（簡稱MAP），通過重力沉淀，達到去除氨氮的目的。

一般采用MgO+NaH2PO4或MgCl2+NaH2PO4兩種方案投加藥劑。前者所需反應(yīng)時間長，去除效果沒有后者好，但后者給系統(tǒng)帶來大量鹽類，影響后續(xù)生物過程，且后者需要投加NaOH以達到處理所需的pH值。

12/30/20229磷酸銨鎂（MAP）沉淀法研究實例尚愛安等[5-6]采用磷酸銨鎂沉淀法+厭氧/好氧生物處理+混凝組合工藝處理上海老港填埋場滲濾液，總處理效果COD、BOD5、NH3-N、UV260（紫外260nm處吸光度，代表難降解有機物）分別達到97.5%、99.2%、87.2%、75.3%，其中磷酸銨鎂沉淀法投加藥劑MgO+NaH2PO4，Mg：N：P摩爾比為1：1：0.7時，氨氮去除效率達到了70.2%。

楊朝暉等[7]采用前置MAP-SBBR工藝處理早期及晚期滲濾液，得出氨氮處理效果均在99%以上。其中MAP沉淀法采用藥劑MgO+NaH2PO4，Mg：N：P摩爾比為1.5：1：0.8，氨氮去除效率分別為：早期滲濾液82.3%，晚期滲濾液83.4%。

12/30/202210磷酸銨鎂（MAP）沉淀淀法優(yōu)缺點優(yōu)點：處理速度快、、效果好，反反應(yīng)不受溫度度限制，同時時形成的磷酸酸銨鎂沉淀是是一種復(fù)合肥肥料，還可以以作為結(jié)構(gòu)制制品的阻燃劑劑，實現(xiàn)廢物物資源化。缺點：磷酸鹽和鎂鹽價價格昂貴，尋尋找價廉高效效的銨鹽沉淀淀劑是MAP法的研究方方向之一。有有學(xué)者提出可可以將得到的的磷酸銨鎂回回收并分解，，以重新得到到鎂鹽和磷酸酸鹽，達到鎂鎂鹽和磷酸鹽鹽的循環(huán)利用用。返回12/23/202211電化學(xué)氧化法法原理電化學(xué)氧化是是在電場的作作用下，將溶溶液中的氨氧氧化為氮氣等等含氮物質(zhì)，，同時將滲濾濾液中的Cl-氧化成次氯酸酸，間接利用用次氯酸的氧氧化作用達到到去除氨氮的的目的?；瘜W(xué)氧化法是是利用一些強強氧化劑如O3、H2O2、Fenton試劑（H2O2+Fe2+）、光催化TiO2等激發(fā)出?OH自由基，，再經(jīng)過?OH的強氧化化作用激發(fā)出出一系列氧化化反應(yīng)將難降降解的有機物物分解為小分分子有機物，，甚至進一步步礦化為CO2和H2O。但?OH很難難氧化NH4+。電解作作用卻能夠使使NH4+優(yōu)優(yōu)于COD被被氧化去除。。12/23/202212電化學(xué)氧化法法研究實例李小明等[8]采用電化化學(xué)氧化法處處理廣州大田田山垃圾滲濾濾液，在pH=4，Cl-濃度5000mg/L，電流流密度為10A/dm2，采用SPR陽電極，，電解時間4h，COD、NH4+去除效率分分別達到了90.6%和和100%。。魏平方等[9]用電化學(xué)學(xué)氧化法處理理某已封場5年的填埋場場滲濾液，使使用SPR陽陽電極，12A/dm2，Cl-濃度6000mg/L，電解4h，COD去除率達到到90%，NH4+去除除效率同樣達達到了100%。12/23/202213電化學(xué)氧氧化法電化學(xué)氧氧化除氨氨速率快快，處理理效率可可達100%，，同時對對COD的去除除率也在在80%以上，，而且對對難降解解污染物物也有良良好的去去除。但但該方法法要消耗耗大量的的電能，，運行成成本很高高。目前此方方法尚處處于研究究階段，，還未見見有實際際應(yīng)用。。返回12/23/202214膜法反滲透膜法分分離技術(shù)在壓壓力作用下可可以去除垃圾圾滲濾液中懸懸浮物、有機機物、重金屬屬離子，同時時可以去除氨氨氮等污染物物，出水水質(zhì)質(zhì)一般能夠達達到國家滲濾濾液一級排放放標(biāo)準(zhǔn)。Hurd等[10]選用用三種低壓聚聚酰胺RO膜膜處理Trailroad垃圾填埋埋場滲濾液，試試驗結(jié)果表明明，當(dāng)操作壓壓力大于10.3MPa時，透過液流量26.0~54.0L/（（m2?h）），TOC、、Cl-和氨氨氮去除率分分別大于96%、、96%和88%。膜處處理技術(shù)最大大的運行缺點點是膜污染問題。一般般膜片壽命都都在3年以下下。12/23/202215膜法膜污染問題運行和維護費費用高DT-RO膜膜組件國內(nèi)應(yīng)用不廣廣泛。北京安定垃圾圾衛(wèi)生填埋場滲濾液液采用多級DT-RO反滲透膜處理滲濾液液，出水可達滲濾液液一級排放標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)生一定量的的濃縮液需要后續(xù)處理理返回12/23/202216其他物理化學(xué)學(xué)方法離子交換與吸吸附法乳狀液膜法折點氯化法等離子體法超聲波法返回12/23/2022172生物脫氮氮法傳統(tǒng)生物脫氮氮技術(shù)包括硝化與反反硝化兩個階階段單污泥工藝雙污泥工藝交替的好氧區(qū)區(qū)與厭氧區(qū)分離的硝化和和反硝化反應(yīng)器器如果硝化在后，需要將硝硝化廢水進行回回流;如果硝化在前，需要外加電子供體12/23/202218短程硝硝化-反硝硝化技技術(shù)（（SHARON）SHARON:singlereactorhighactivityammoniumremovalovernitrite首先控控制水水中的的氨氮氮轉(zhuǎn)化化過程程，使使硝化化過程程僅僅僅進行行到亞硝化化階段段，接接著進進行反反硝化化，水水中的的亞硝硝酸鹽鹽氮在在厭氧條件件下由由反硝硝化菌菌轉(zhuǎn)化化為氮氮氣而而脫除除。對比傳傳統(tǒng)硝硝化-反硝硝化的的優(yōu)勢勢？12/23/202219短程硝硝化-反硝硝化技技術(shù)（（SHARON）節(jié)省25%的硝硝化曝氣量量；減少投投堿量量節(jié)省40%的反反硝化化碳源源、節(jié)省50%的反反硝化化反應(yīng)應(yīng)器容容積對比傳傳統(tǒng)硝硝化-反硝硝化的的優(yōu)勢勢12/23/202220短程硝硝化-反硝硝化技技術(shù)（（SHARON）實現(xiàn)手手段：：一般：：當(dāng)溫度度在30℃℃以上上、溶溶解氧氧控制制在1.0~1.5mg/L、SRT在1~2.5d、、pH在8~9時，，反應(yīng)應(yīng)器中中氨氧氧化細(xì)細(xì)菌的的生長長速度度高于于亞硝硝酸氧氧化細(xì)細(xì)菌，，可以以實現(xiàn)現(xiàn)亞硝硝酸根根積累累。低DO，高高SRT：：RobertoCanziani等等人用用MBR-MBBR工藝藝處理理某老老齡填填埋場場垃圾圾滲濾濾液的的研究究得出出：當(dāng)當(dāng)DO<0.5mg/L時可可以實實現(xiàn)對對亞硝硝酸氧氧化菌菌長久久而穩(wěn)穩(wěn)定的的抑制制，這這種低低氧條條件下下甚至至SRT>45d時時仍然然能夠夠保證證亞硝硝酸鹽鹽的積積累，，當(dāng)溫溫度在在30℃以以上、、FA>2.5mg/L時，，亞硝硝酸的的積累累現(xiàn)象象更加加明顯顯。12/23/202221短程硝化-反硝化技技術(shù)（SHARON）FA抑制控控制：通過控制水水中FA濃濃度可以達達到NO2-積累。本文文作者得研研究表明由由于抑制作作用氨氧化化過程存在在多穩(wěn)態(tài)現(xiàn)現(xiàn)象，由于于亞硝酸氧氧化菌對抑抑制的適應(yīng)應(yīng)，不同的的學(xué)者得到到的FA抑抑制濃度也也不相同。。本文作者者的研究得得出，F(xiàn)A濃度高于于1mg/L即對亞亞硝酸氧化化菌造成抑抑制。鹽類（NaCl，KCl，Na2SO4）對短程硝硝化反硝化化的影響：：Mosques-Coral等指出出，當(dāng)每種種鹽類的摩摩爾濃度為為100mmol時，有40%的氨氨氮受到抑抑制；但但當(dāng)NaCl濃度為為427mmol時，該工工藝運行卻卻很穩(wěn)定，，不會受到到抑制。同同時與不加加鹽類相比比，當(dāng)NaCl濃度度為85mmol時，短程程硝化反硝硝化下氨氮氮脫除率增增加了30%。12/23/202222短程硝化-反硝化技技術(shù)（SHARON）控制手段：：pH控制、、DO控制制和SRT控制；DO控制制存在問題題，通過pH和SRT控制比比較容易實實現(xiàn)。應(yīng)用實例：：荷蘭的Delft大大學(xué)開發(fā)出出Sharon工藝藝后成功將將其應(yīng)用到到Dokhaven污水處理理廠，該反反應(yīng)器為CSTR反反應(yīng)器，在在溫度35~40℃℃、SRT=2.5d下，將將平均1230mg/L氨氮氮降到2.2mg/L。短程硝化-反硝化是是一種新型型高效生物物脫氮技術(shù)術(shù)，將其應(yīng)用于垃垃圾滲濾液液的脫氮處處理的報道道還不多見見，今天應(yīng)應(yīng)該加強針針對垃圾滲滲濾液的試試驗研究。。12/23/202223短程硝化化-反硝硝化技術(shù)術(shù)（SHARON）由于短程程硝化-反硝化化工藝需需要利用用中高溫溫度條件件以達到到亞硝酸酸鹽的積積累，對對于低溫溫下垃圾圾滲濾液液的氨氮氮去除是是很不利利的，特特別是冬冬季以及及北方地地區(qū)的垃垃圾滲濾濾液。因因此，研研究中低低溫度條條件下Sharon工工藝的可可行性是是今后研研究的一一個方向向。12/23/202224厭氧氨氨氧化化（ANAMMOX）技技術(shù)厭氧氨氨氧化化工藝藝是由由荷蘭蘭Delft工工業(yè)大大學(xué)在在20世紀(jì)紀(jì)90年代代開發(fā)發(fā)的一一種新新型脫脫氮工工藝。。其特特點是是在厭厭氧的的條件件下，，以NH3-N為電電子供供體，，以NO2-N為電電子受受體，，將氨氨氮氧氧化為為氮氣氣。不用用向向系系統(tǒng)統(tǒng)投投加加有有機機碳碳源源，，節(jié)節(jié)約約了了成成本本且厭厭氧氧氨氨氧氧化化產(chǎn)產(chǎn)生生的的CO2是是傳傳統(tǒng)統(tǒng)反反硝硝化化的的1/10，，減輕輕了了二二次次污污染染問問題題12/23/202225厭氧氧氨氨氧氧化化（（ANAMMOX））技技術(shù)術(shù)厭氧氧氨氨氧氧化化進進水水需需要要1：：1的的NH4+：NO2-，如如果果考考慮慮微微生生物物的的生生長長，，用用CH2O表表示示細(xì)細(xì)胞胞物物質(zhì)質(zhì)，，則則ANAMMOX反反應(yīng)應(yīng)可可以以表表示示為為：：可見見，，NH4+/NO2-值值為為1/1.3是是保保證證處處理理效效果果必必須須的的。。如如何何為為ANAMMOX提提供供合合適適的的進進水水是是ANAMMOX工工藝藝的的前前提提條條件件。。而SHARON工工藝藝可可以以將將氨氨氮氮氧氧化化停停留留在在亞亞硝硝酸酸鹽鹽階階段段，，是是為為厭氧氧氨氨氧氧化化提提供供進進水水的的最最合合適適的的工工藝藝。。因因此此，，SHARON-ANNAMMOX聯(lián)聯(lián)合工藝藝通常一一起用來來處理高高濃度氨氮廢水水，比如如垃圾滲滲濾液。。12/23/202226厭氧氨氧氧化（ANAMMOX）技術(shù)術(shù)厭氧氨氧氧化技術(shù)術(shù)存在的的難題：：厭氧氨氧氧化菌增增值速度度非常慢慢，世代代周期很很長（11d以以上），，為達到到一定去去除效率率就需要要擴大反反應(yīng)器體體積。因因此，如如何選擇擇合適的的反應(yīng)器器，防止止厭氧氨氨氧化菌菌體的流流失是研研究的方方向之一一。可以用于于厭氧氨氨氧化的的反應(yīng)器器有：SBR、、UASB、流流化床、、MBR等。12/23/202227厭氧氨氨氧化化（ANAMMOX）技技術(shù)研究及及應(yīng)用用實例例郭勇等等人對對生物物流化化床厭厭氧氨氨氧化化脫氮氮處理理垃圾圾滲濾濾液的的研究究表明明，當(dāng)當(dāng)系統(tǒng)統(tǒng)進水水氨氮氮濃度度為357.8mg/L時，，出水水氨氮氮的平平均濃濃度為為211.8mg/L，，平均均去除除率達達39.2%。。本人在在研究究利用用厭氧氧———缺氧氧———好氧氧———沉淀淀池工工藝處處理北北京某某垃圾圾填埋埋場滲滲濾液液時，，把沉沉淀池池出水水對厭厭氧流流化床床回流流和不不進行行回流流做對對比試試驗，，試驗驗結(jié)果果顯示示，回回流工工藝在在厭氧氧反應(yīng)應(yīng)器中中實現(xiàn)現(xiàn)了厭厭氧氨氨氧化化，總總氮去去除率率可以以提高高15%。。12/23/202228厭氧氨氨氧化化（ANAMMOX）技技術(shù)Jettern等人人進行行了SHARON-ANAMMOX的的研究究試驗驗，進進水NH4-N為584mg/L，NH4-N去除除率達達到95%，試試驗中中總氮氮的去去除率率可以以提高高到80%，而而且無無需外外加碳碳源。。何巖等等主要要針對對系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部部能否否實現(xiàn)現(xiàn)穩(wěn)定定的亞亞硝酸酸氮自自給和和厭氧氧氨氧氧化反反應(yīng)器器的啟啟動這這兩個個關(guān)健健條件件進行行研究究。結(jié)結(jié)果表表明，，在氨氨氮負(fù)負(fù)荷率率(ALR)為為0.069-0.2843gNH4-N/(gVSS··d)條條件下下，前前置亞亞硝酸酸型硝硝化反反應(yīng)器器(SBR)能能實現(xiàn)現(xiàn)穩(wěn)定定的亞亞硝酸酸氮積積累，，出水水NH4-N/NO2--N在在1.45左右右，NO2--N/NOx--N大大于90%，在在進水水氨氮氮和亞亞硝酸酸氮濃濃度不不超過過250mg/L的條條件下下，厭厭氧氨氨氧化化反應(yīng)應(yīng)器穩(wěn)穩(wěn)定運運行時時NH4-N和NO2--N的的去除除率分分別可可達到到80%和和90%左左右。。12/23/202229同步硝硝化/反硝硝化技技術(shù)（（SND））當(dāng)好氧氧環(huán)境境與缺缺氧環(huán)環(huán)境在在一個個反應(yīng)應(yīng)器中中同時時存在在，硝硝化和和反硝硝化在在同一一反應(yīng)應(yīng)器中中同時時進行行時則則稱為為同時時硝化化/反反硝化化（SND）。。同時硝硝化/反硝硝化不不僅可可以發(fā)發(fā)生在在生物物膜反反應(yīng)器器中，，如流流化床床、生生物濾濾池、、生物物轉(zhuǎn)盤盤中，，還可可以發(fā)發(fā)生在在活性性污泥泥系統(tǒng)統(tǒng)中，，如氧氧化溝溝、曝曝氣池池。12/23/202230同步硝硝化/反硝硝化技技術(shù)（（SND））研究實實例Paul等等人利利用厭厭氧濾濾池和和生物物轉(zhuǎn)盤盤（RBC）對對氨氮氮濃度度高達達2140mg/L的垃垃圾滲滲濾液液，在在RBC的的氨氮氮負(fù)荷（（m2·d））的條條件下下，氨氨去除除率高高達80%-90%。反反應(yīng)器器中堿堿度消消耗和和COD去去除的的情況況說明明氨氮氮去除除是通通過同同步硝硝化反反硝化化的途途徑。。王文斌斌等對對深圳圳下坪坪垃圾圾填埋埋場滲滲濾液液作了了同步步硝化化反硝硝化研研究，，證實實了SBR反應(yīng)應(yīng)器水水溫為為31℃，，DO濃濃度在在3.4——5.2mg／L之間間時，，進水水COD為為1011.14mg／L，氨氨氮濃濃度為為137.89mg／／L，，出水水COD為為105.42mg／／L，，氨氮氮為0.55mg／L時，，TN的去去除率率達到到70.51％％，同同步硝硝化反反硝化化現(xiàn)象象較明明顯。。但其其同時時得出出，當(dāng)當(dāng)水中中氨氮氮濃度度超過過100mg/L時時很難難觀察察到同同步硝硝化反反硝化化現(xiàn)象象。因此，，同步步硝化化反硝硝化可可能不不適合合高濃濃度氨氨氮廢廢水的的脫氮氮處理理。12/23/2022313總總結(jié)與與展望望垃圾滲滲濾液液的處處理是是未來來中國國環(huán)保保事業(yè)業(yè)必須須解決決的問問題之之一。。但由由于其其水質(zhì)質(zhì)復(fù)雜雜特別別難以以處理理達標(biāo)標(biāo)。物物化法法處理理效果果穩(wěn)定定并且且可以以提高高滲濾濾液可可生化化性，，但處處理費費用高高；生生物技技術(shù)相相對處處理費費用低低但受受水質(zhì)質(zhì)影響響大，，且各各種新新型生生物脫脫氮工工藝的的理論論尚不不成熟熟，實實踐參參數(shù)少少。應(yīng)應(yīng)該針針對滲滲濾液液水質(zhì)質(zhì)對這這些工工藝進進行組組合以以達到到最好好的經(jīng)經(jīng)濟性性與處處理效效果之之間的的平衡衡。此此外，，各種種新生生物脫脫氮工工藝應(yīng)應(yīng)該更更多的的走出出實驗驗室應(yīng)應(yīng)用到到實際際廢水水的處處理中中。12/23/202232結(jié)束謝謝12/23/2022339、靜夜夜四無無鄰，，荒居居舊業(yè)業(yè)貧。。。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、雨中中黃葉葉樹，，燈下下白頭頭人。。。03:05:2003:05:2003:0512/23/20223:05:20AM11、以我獨獨沈久，，愧君相相見頻。。。12月-2203:05:2103:05Dec-2223-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。03:05:2103:05:2103:05Friday,December23,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2203:05:2103:05:21December23,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國見青青山。。23十二月月20223:05:21上午03:05:2112月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月223:05上上午12月-2203:05December23,202216、行動出成成果，工作作出財富。。。2022/12/233:05:2103:05:2123December202217、做前，能能夠環(huán)視四四周；做時時，你只能能或者最好好沿著以腳腳為起點的的射線向前前。。3:05:21上上午3:05上上午03:05:2112月-229、沒有失敗敗，只有暫暫時停止成成功！。12月-2212月-22Friday,December23,202210、很多事情情努力了未未必有結(jié)果果，但是不不努力卻什什么改變也也沒有。。。03:05:2103:05:2103:0512/23/20223:05:21AM11、成成功功就就是是日日復(fù)復(fù)一一日日那那一一點點點點小小小小努努力力的的積積累累。。。。12月月-2203:05:2103:05Dec-2223-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對圓滿滿，留一份份不足，可可得無限完完美。。03:05:2103:05:2103:05Friday,December23,202213、不不知知香香積積寺寺，，數(shù)數(shù)里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2203:05:2103:05:21December23,202214、意意志志堅堅強強的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥塊塊一一樣樣任任意意揉揉捏捏。。23十二月月20223:05:21上午03:05:2112月-2215、楚塞三湘接接，荊門九派派通。。。十二月223:05上上午12月-2203:05December