垃圾渗滤液新型处理技术及应用

随着我国城市化进程的加快，城镇人口数量与日俱增，规模也日益扩大，这直接导致了城镇生活垃圾的大幅度增长。而且在现代城市快节奏的生活下，越来越多的人都会选择更为快捷方便的生活方式，一些快速消费品应运而生，这也增加了城镇生活垃圾的数量。据统计，我国的城市垃圾正处于每年8%～10%的增长阶段，北京市每年的增长速率更是达到了15%～20%，2010年我国的城市垃圾总量达到了2.64×108t，预计到2030年，这一数字会上升到4.09×108t，2050年可能会达到惊人的5.28×108t。现有的垃圾处理设施和资金很难满足激增的城市生活垃圾处理量，其间还存在着比较大的缺口，城市的垃圾问题也渐渐成为制约我国城镇发展的重要因素。

垃圾处理主要有焚烧、堆肥、填埋等方式，在这些垃圾处理方式中，填埋法由于其具有费用低、操作简便等优点而被广泛采用，所以我国90%以上的垃圾都是采取填埋处理的。但是垃圾填埋这种处理方式存在一些问题，其中之一就是会产生大量的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是生活垃圾处理过程中的副产品，在整个垃圾的处理过程中，现有的垃圾处理设施，包括填埋场、中转站、焚烧厂、堆场以及堆肥场等都将产生大量的垃圾渗滤液。目前，我国每年生活垃圾的新鲜渗滤液产量约为2.9×107t，可控点源排放的渗滤液为1.515×107t，如果加上填埋场、堆场等历年产生的渗滤液，则其年产量估计是新鲜渗滤液的数倍。通过水质监测等技术手段可以得知，垃圾渗滤液的污染浓度大约是城市生活污水的100倍。近年来，国家也极其重视垃圾渗滤液的处理，颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008），对垃圾渗滤液的处理后出水提出了严格的排放要求。因此，许多现有的垃圾渗滤液处理工艺都需要提标改造以满足标准要求。但是截止到目前为止，为经济高效的垃圾渗滤液处理技术仍在不断地探索之中。

垃圾渗滤液是一种呈现黄褐色或黑色，色度比一般的城市污水要高很多，并伴有恶臭气味的污水，其成分复杂，水质水量变化大。垃圾渗滤液中含有大量的有机物、氨氮、硫酸根、氯离子、重金属离子以及有毒有害物质等，复杂的污染物成分增加了其处理难度。垃圾渗滤液的处理问题已经成为垃圾产业化进程的“瓶颈”，严重威胁着垃圾处理设施周围的环境安全和居民的健康生活。若是只将生活污水的处理技术生搬硬套过来，不仅处理效果不理想，还有可能会消耗大量的能源，因此根据其水质特点探索合适的处理技术就变得尤为重要。想要利用经济高效的方法来处理垃圾渗滤液，首先应该认清垃圾渗滤液的水质特点，再结合其特点，有针对性地开发新的处理工艺，利用科学来指导工程的发展，才能找出解决问题的根本。因此，本书分别对垃圾渗滤液的性质和研究现状做了简要介绍，着重介绍了目前国际上较为新颖的处理技术，需要指出的是，虽然到目前为止厌氧氨氧化等技术已经有了较多的研究成果，但是其用于垃圾渗滤液处理的研究和实际工程还很少，这还需要科研人员的继续努力。

近年来，笔者及其团队对垃圾渗滤液处理进行了较为深入的研究，特别是针对垃圾渗滤液的微观性质、处理工艺等方面取得了众多研究成果。本书的不少内容融合了笔者及其团队近年来大量的研究成果，以期针对垃圾渗滤液处理技术进行系统性总结和前瞻性指导。

本书共分7章，较为系统地总结了国内外有关渗滤液的研究现状以及近年来取得的成果。内容包括渗滤液的产生、水质特点、影响因素，国内外现在运用较多的垃圾渗滤液处理技术，以及各技术存在的问题，对主要的垃圾渗滤液处理技术进行了效果分析和经济分析，也对目前垃圾渗滤液处理的进展做了介绍。特别是着重介绍了短程硝化厌氧氨氧化、短程反硝化厌氧氨氧化和电氧化这3个较新颖的垃圾渗滤液处理技术，这些处理技术将会成为未来垃圾渗滤液处理的主要手段。本书可供从事垃圾填埋场技术与管理工作的人员、大中专师生、环境保护工作者等参考，也可作为有关人员的专业培训教材。

本书得到国家自然科学基金和北京市自然科学基金的部分资助，在此表示感谢！在本书编写过程中，参考引用了部分环保领域专家、学者的相关专著、论文等，虽在书后尽力列出，但恐有遗漏，在此向所有被参考引用文献的作者表示衷心的感谢！

由于国内外渗滤液相关资料众多，书中遗漏之处，敬请有关专家谅解；由于笔者水平有限，书中不妥之处，敬请各位专家与广大读者批评指正；如有任何问题，请与笔者联系，wlncyj@sina.com。

著者

2019年5月

本书系统地归纳和总结了国内外垃圾渗滤液处理技术的研究现状和成果，主要包括城市垃圾渗滤液的产生、水质特点、影响因素，目前国内垃圾渗滤液处理技术的研究现状和存在问题，国外垃圾渗滤液处理技术的研究现状和*进展，各种技术的优缺点比较。*后，结合作者十余年在垃圾渗滤液处理方面的研究成果，对垃圾渗滤液短程硝化厌氧氨氧化和短程反硝化-厌氧氨氧化处理技术进行了详细的介绍。本书可供从事垃圾渗滤液处理技术研究的科研人员、技术人员和管理人员阅读，也可供高等学校环境专业师生参考。

本书系统地归纳和总结了国内外垃圾渗滤液处理技术的研究现状和成果，主要包括城市垃圾渗滤液的产生、水质特点、影响因素，目前国内垃圾渗滤液处理技术的研究现状和存在问题，国外垃圾渗滤液处理技术的研究现状和*进展，各种技术的优缺点比较。*后，结合作者十余年在垃圾渗滤液处理方面的研究成果，对垃圾渗滤液短程硝化厌氧氨氧化和短程反硝化-厌氧氨氧化处理技术进行了详细的介绍。本书可供从事垃圾渗滤液处理技术研究的科研人员、技术人员和管理人员阅读，也可供高等学校环境专业师生参考。

第1章概论1

1.1国内垃圾渗滤液处理技术的研究现状和存在问题2

1.1.1国内垃圾渗滤液处理技术的研究现状2

1.1.2国内垃圾渗滤液处理技术存在问题11

1.2国外垃圾渗滤液处理技术的研究现状和进展13

1.2.1国外垃圾渗滤液处理技术的研究现状14

1.2.2国外垃圾渗滤液处理技术的进展18

第2章垃圾渗滤液性质及影响因素25

2.1垃圾渗滤液的产生25

2.2垃圾渗滤液的水质特点26

2.2.1有机物27

2.2.2氨氮28

2.2.3营养元素30

2.2.4重金属离子30

2.2.5微生物32

2.2.6毒性32

2.3垃圾渗滤液的影响因素33

2.3.1垃圾渗滤液产量影响因素33

2.3.2垃圾渗滤液性质影响因素36

第3章垃圾渗滤液污染控制技术41

3.1生物处理技术41

3.1.1厌氧生物处理42

3.1.2好氧生物处理48

3.1.3厌氧-好氧组合工艺53

3.2物理化学处理技术55

3.2.1膜处理55

3.2.2混凝沉淀法56

3.2.3吸附法57

3.2.4高级氧化58

3.3土地处理技术59

第4章短程硝化-厌氧氨氧化实现垃圾渗滤液深度除碳脱氮61

4.1短程硝化-厌氧氨氧化的工艺原理和技术61

4.1.1短程硝化-厌氧氨氧化的工艺原理62

4.1.2短程硝化-厌氧氨氧化的工艺技术65

4.1.3短程硝化-厌氧氨氧化的工艺特点72

4.1.4小结72

4.2短程硝化-厌氧氨氧化工艺的实现并稳定维持的影响因素分析73

4.2.1环境影响因素74

4.2.2底物影响因素79

第5章短程反硝化-厌氧氨氧化实现垃圾渗滤液深度脱氮84

5.1短程反硝化-厌氧氨氧化的工艺原理和技术88

5.2短程反硝化-厌氧氨氧化工艺的实现并稳定维持的影响因素分析92

第6章电氧化强化去除垃圾渗滤液中的氨氮及难降解有机物97

6.1电氧化去除垃圾渗滤液中的氨氮及难降解有机物的工艺原理和技术99

6.2电氧化去除垃圾渗滤液中的氨氮及难降解有机物的研究实例101

6.2.1有机物和氮的降解104

6.2.2厌氧氨氧化分子生物学分析111

6.2.3讨论112

第7章典型案例分析115

7.1某渗滤液处理系统纳滤浓缩液处理工程116

7.1.1工程概况116

7.1.2工艺流程117

7.1.3工艺及设备参数118

7.1.4运行状况120

7.1.5项目特点120

7.2某固废综合处理厂渗滤液处理工程120

7.2.1工程概况120

7.2.2工艺流程121

7.2.3工艺及设备参数121

7.2.4运行状况121

7.2.5项目特点125

7.3湖南长沙县城市固体废弃物处置场垃圾渗滤液处理126

7.3.1工艺流程及构筑物127

7.3.2运行情况129

7.3.3投资及运行成本129

7.4“UBF MBR 纳滤膜 反渗透膜”组合工艺处理某生活垃圾焚烧厂渗滤液的工程实例130

7.4.1设计规模及水质指标130

7.4.2工艺流程130

7.4.3处理效果及经济效益132

7.5山东某城市生活垃圾焚烧发电厂渗滤液处理实例132

7.5.1设计水质水量132

7.5.2处理工艺133

7.5.3运行效果及经济分析135

7.6UBF-SMSBR双膜4段式组合工艺处理垃圾渗滤液实例135

7.6.1工艺流程135

7.6.2运行效果137

7.6.3成本分析138

7.7预处理 生物处理 深度处理组合工艺处理垃圾渗滤液工程实例138

7.7.1工程概况138

7.7.2主要构筑物139

7.7.3处理效果及经济分析140

附录142

附录一《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008）142

附录二《生活垃圾处理技术指南》（建城［2010］61号）159

参考文献168

本书系统地归纳和总结了国内外垃圾渗滤液处理技术的研究现状和成果，主要包括城市垃圾渗滤液的产生、水质特点、影响因素，目前国内垃圾渗滤液处理技术的研究现状和存在问题，国外垃圾渗滤液处理技术的研究现状和*进展，各种技术的优缺点比较。*后，结合作者十余年在垃圾渗滤液处理方面的研究成果，对垃圾渗滤液短程硝化厌氧氨氧化和短程反硝化-厌氧氨氧化处理技术进行了详细的介绍。本书可供从事垃圾渗滤液处理技术研究的科研人员、技术人员和管理人员阅读，也可供高等学校环境专业师生参考。

本书系统地归纳和总结了国内外垃圾渗滤液处理技术的研究现状和成果，结合作者十余年的研究成果，对垃圾渗滤液处理的新技术——短程硝化-厌氧氨氧化和短程反硝化-厌氧氨氧化处理技术进行了详细的介绍。