齊愛玖，林祥進(jìn)，孫祥章，沈明華，周海炳

（1.福州晨翔環(huán)保工程有限公司，福州 350002；2.杭州市固體廢棄物處理有限公司，杭州 310022）

生物酶催化技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用

齊愛玖1，林祥進(jìn)1，孫祥章1，沈明華2，周海炳2

（1.福州晨翔環(huán)保工程有限公司，福州 350002；2.杭州市固體廢棄物處理有限公司，杭州 310022）

針對(duì)垃圾滲濾液的特性及目前處理工藝普遍無法達(dá)標(biāo)的問題，提出應(yīng)用生物酶催化技術(shù)處理垃圾滲濾液的方法，可以高效迅速降解污染物，提高污染物去除效率，減少投資及處理費(fèi)用，為垃圾滲濾液處理的技術(shù)升級(jí)與工藝探索提供新思路。

生物酶催化;垃圾滲濾液;達(dá)標(biāo)排放

1 引言

城市垃圾滲濾液的處理問題，是長(zhǎng)期困擾城市衛(wèi)生環(huán)境的難點(diǎn)問題。2008年7月1日起執(zhí)行的《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008），對(duì)生活垃圾填埋場(chǎng)從場(chǎng)址的選擇、建設(shè)、運(yùn)行與封場(chǎng)后的全過程中的污染控制提出了更加嚴(yán)格的要求。同時(shí)要求現(xiàn)有和新建生活垃圾填埋場(chǎng)都應(yīng)建有較完備的污水處理設(shè)施，并且提高了滲濾液處理的排放限值，需經(jīng)過處理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定才能排放。該處理標(biāo)準(zhǔn)的提高，使原有常規(guī)使用的技術(shù)很難達(dá)到國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)在垃圾滲濾液處理方面尚處于起步階段，由于缺乏必要的基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)，加之垃圾滲濾液水質(zhì)水量的復(fù)雜多變性，垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理大多照搬一般污水處理的技術(shù)，采用傳統(tǒng)的生物處理法和物化方法，而沒有充分考慮垃圾滲濾液中氨氮含量較高等特點(diǎn)，因而處理系統(tǒng)不是無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)難以達(dá)標(biāo)就是運(yùn)行費(fèi)用過高。

2 垃圾滲濾液的水質(zhì)特征

垃圾滲濾液的組分復(fù)雜，污染物濃度高、色度大、毒性強(qiáng)，BOD和COD濃度最高可達(dá)幾萬mg/L，同時(shí)還含有大量有機(jī)污染物及各類重金屬污染物，尤其是含有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物等。并且氨氮的含量可高達(dá)1700mg/L左右，而氨氮濃度過高，就會(huì)影響微生物的活性，降低生物處理的效果，C/N比例失調(diào)，磷元素缺乏，處理難度大，且由于滲濾液中含有較多難降解有機(jī)物，一般在生化處理后，COD濃度仍在500～2000mg/L范圍內(nèi)，所以是環(huán)境污染的大戶。

3 垃圾滲濾液的處理方法

由于垃圾滲濾液對(duì)環(huán)境的破壞性污染，引起了環(huán)保界的高度重視。國(guó)家環(huán)保部在出臺(tái)的“十二五”規(guī)劃中，垃圾滲濾液的污染防治是重點(diǎn)項(xiàng)目。因滲濾液具有可變性極高的污染度，給處理技術(shù)的選擇、運(yùn)行、管理等帶來諸多不便。經(jīng)近年來的不斷探索，垃圾滲濾液的處理方式及方法也在不斷推陳出新，如引入城市污水處理廠合并處理，但該方法由于垃圾填埋場(chǎng)位置一般偏遠(yuǎn)，滲濾液的輸送將造成較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，且有可能造成對(duì)污水處理廠的沖擊負(fù)荷，所以難以得到運(yùn)用；有些垃圾填埋場(chǎng)采用循環(huán)噴灑處理方案，將滲濾液集中后回噴，具有加速垃圾的穩(wěn)定化、減少滲濾液的處理量、減少滲濾液污染物等優(yōu)點(diǎn)，但該方法面臨通過循環(huán)噴灑處理后的滲濾液仍需處理方能排放，并存在環(huán)境衛(wèi)生、安全及設(shè)計(jì)技術(shù)等問題，且受蒸發(fā)量所限，特別是在雨季，滲濾液會(huì)泛濫成災(zāi)。因此眾多實(shí)踐證明，在資金投入有限的情況下，垃圾滲濾液以單獨(dú)處理為佳。

垃圾滲濾液處理最常用的方法是生化處理和物化處理，物理化學(xué)法主要有混凝、沉淀、活性炭吸附、臭氧氧化、化學(xué)沉淀、密度分離、化學(xué)氧化、化學(xué)還原、離子交換、反滲透、氣提及濕式氧化法等。生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者結(jié)合的方法。好氧處理包括活性污泥法、接觸氧化法、曝氣氧化池、好氧穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤和滴濾池等，其中以延時(shí)曝氣活性污泥法應(yīng)用較多。厭氧處理包括上流污泥床、厭氧固定化生物反應(yīng)器、混合反應(yīng)器及厭氧穩(wěn)定塘。由于垃圾滲濾液的濃度較高，目前國(guó)內(nèi)外大多采用A/O法進(jìn)行處理。

垃圾滲濾液是高濃度有機(jī)廢水，水中含各種形態(tài)的有機(jī)胺及大量不明性質(zhì)的高濃度高分子有機(jī)物，采用傳統(tǒng)物化、生化工藝難以達(dá)到污水處理排放要求，滲濾液中氨氮濃度高，尤其是在填埋后期其濃度更高。雖然傳統(tǒng)處理方法很多，各有優(yōu)缺點(diǎn)，但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)使用任何一種處理滲濾液均不能使出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。滲濾液處理費(fèi)用高且難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。填埋場(chǎng)在封閉前，一般滲濾液濃度高且較難處理，即使采用厭氧-好氧生物處理工藝也難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；而高標(biāo)準(zhǔn)的滲濾液處理廠投資大，運(yùn)行管理費(fèi)用高，許多填埋場(chǎng)因?yàn)橘Y金不足受限。

傳統(tǒng)的物化、生化處理方法對(duì)垃圾滲濾液中污染物的去除往往不夠理想，難以達(dá)到國(guó)家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，探求高效、低耗、投資省且穩(wěn)定排放達(dá)標(biāo)的垃圾滲濾液處理新技術(shù)已日趨重要。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者致力于將環(huán)境工程技術(shù)與生物技術(shù)結(jié)合發(fā)展，以環(huán)境生物技術(shù)為新技術(shù)體系解決環(huán)境污染成為當(dāng)今乃至未來發(fā)展的方向。生物酶催化技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是環(huán)境生物技術(shù)中重要的部分，為垃圾滲濾液治理提供了新的技術(shù)手段。

4 生物酶催化技術(shù)

針對(duì)國(guó)內(nèi)垃圾滲濾液處理的現(xiàn)狀，目前，國(guó)內(nèi)已有一些企業(yè)采用生物酶催化技術(shù)處理垃圾滲濾液，將生化工程技術(shù)與環(huán)境科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，通過應(yīng)用系統(tǒng)的方法，對(duì)生物酶類的選用與開發(fā)進(jìn)行了研究，以成本低、速度快、效率高、安全簡(jiǎn)便的操作解決垃圾滲濾液的處理問題，即應(yīng)用生物酶催化技術(shù)處理垃圾滲濾液，取得了顯著的效果。

4.1 生物酶催化技術(shù)去除污染物的機(jī)理

將生物酶催化技術(shù)應(yīng)用于污染物的去除，是采用不同于普通微生物菌的系列生物酶結(jié)合技術(shù)，通過酶打開污染物中更復(fù)雜的化學(xué)鏈，將其迅速降解為小分子，從高分子有機(jī)物降解為低分子有機(jī)物或CO2、H2O等無機(jī)物，降低 COD值，從而達(dá)到去除污染物的目的，同時(shí)還可大大降低污水處理費(fèi)用。

生物酶處理有機(jī)物的機(jī)理是先通過酶反應(yīng)生成游離基，然后游離基發(fā)生化學(xué)聚合反應(yīng)生成高分子化合物沉淀。與其他微生物處理相比，酶處理法具有催化效能高、反應(yīng)條件溫和、對(duì)廢水質(zhì)量及設(shè)備情況要求較低，反應(yīng)速度快，對(duì)溫度、濃度及有毒物質(zhì)適應(yīng)范圍廣，可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。

4.2 生物酶催化技術(shù)特點(diǎn)

生物酶催化技術(shù)具有脫色除臭、去除COD、脫氮除磷等功能，是環(huán)境友好型技術(shù)。其特點(diǎn)體現(xiàn)在：1）替代現(xiàn)有傳統(tǒng)藥劑，可降低30%～50%處理成本；2）去除COD效果明顯，特別是消解氨氮有特效；3）提高處理效率與處理量，可與原有處理設(shè)施生化單元相結(jié)合，即原有設(shè)施不需要新建或者增建，可提高處理量30%左右；4）生物酶催化技術(shù)使用方便，容易操作，效果穩(wěn)定，環(huán)境友好；5）能改善垃圾填埋場(chǎng)周邊環(huán)境，除臭味，去蚊蠅；6）經(jīng)處理后的出水COD、氨氮等指標(biāo)可確保達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

5 生物酶催化技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用

垃圾滲濾液中主要的難降解物質(zhì)是各種形態(tài)的有機(jī)胺及大量不明性質(zhì)的高濃度高分子有機(jī)物，采用針對(duì)性生物酶可直接分解上述污染物。在垃圾滲濾液處理工藝中，投加專性生物酶，通過特殊生物酶的催化作用，增強(qiáng)廢水的可生化性，出水可達(dá)到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)，并且可降低運(yùn)行成本和工作強(qiáng)度，減少對(duì)環(huán)境的污染。

5.1 垃圾填埋場(chǎng)的垃圾滲濾液處理

浙江某垃圾填埋場(chǎng)現(xiàn)日處理垃圾滲濾液1500m3，原設(shè)計(jì)主體采用生化處理工藝，即進(jìn)水—預(yù)曝調(diào)節(jié)池—混凝池—好氧池—結(jié)晶槽（二沉池）—生物壓力濾罐—中間水池—出水。

該單位于2009年10月至今采用MBK復(fù)合生物酶生化凈水劑產(chǎn)品進(jìn)行滲濾液處理，生化系統(tǒng)的處理效率大大提高，最終出水達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。采用生物酶處理垃圾滲濾液的處理效果見下表。

2010年1月份污水生化工段單級(jí)處理效果數(shù)據(jù)表

從上表可看出，生物酶催化技術(shù)應(yīng)用于難降解垃圾滲濾液處理中，可以迅速高效去除污染物，COD去除率可以達(dá)到93%，NH3-N去除率可以達(dá)到99%, 處理效果能夠達(dá)到現(xiàn)階段污水處理的要求。

5.2 垃圾填埋場(chǎng)的垃圾滲濾液與雨水混合物的處理

泉港新建垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液處理調(diào)節(jié)池，有大量雨水與污水混合。該污水呈現(xiàn)淺綠色或微黃色，散發(fā)臭味，總量為18,000m3，COD濃度為280mg/L，NH3-N濃度為30mg/L。采用生物酶催化處理技術(shù)對(duì)此污水進(jìn)行處理3天后，COD及NH3-N濃度分別低于100mg/L和25mg/L，達(dá)到國(guó)家《生活垃圾填埋場(chǎng)污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）中的排放標(biāo)準(zhǔn)，并且消除了臭味，很好地解決了垃圾滲濾液中的有機(jī)物及氨氮降解問題。

6 結(jié)語

垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水，其排放標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)，現(xiàn)有的生化或物化處理都難以達(dá)到排放要求，長(zhǎng)期以來垃圾滲濾液的處理都是難點(diǎn)。應(yīng)用生物酶催化技術(shù)處理垃圾滲濾液的工藝，其核心內(nèi)容即采用兩級(jí)生物酶催化。此工藝可以高效迅速地去除垃圾滲濾液中高濃度的COD和NH3-N，對(duì)垃圾滲濾液中的有機(jī)胺和復(fù)雜高分子有機(jī)物進(jìn)行催化降解，使有機(jī)胺轉(zhuǎn)化為無機(jī)氨，最終降解為氮?dú)?，從水中逸出；不明高分子有機(jī)物經(jīng)催化降解后進(jìn)行開環(huán)斷鏈形成小分子有機(jī)物，提高了污水的可生化性，并縮短了處理時(shí)間，減少了建設(shè)投資及處理費(fèi)用，使?jié)B濾液處理后達(dá)標(biāo)排放。該技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益，并為垃圾滲濾液處理的技術(shù)升級(jí)與工藝探索提供了新思路。

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[2]孫祥章，齊愛玖，宋守清.印染廢水處理工程調(diào)試過程及關(guān)鍵問題[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì)，2008（1）：129.

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[5]Andreas S. Bommarius. Bio-catalysis： Fundamentals and Applications[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

Application of Bio-enzyme Catalyzing Technique in Treatment of Landfill Leachate

QI Ai-jiu1, LIN Xiang-jin1, SUN Xiang-zhang1, SHEN Ming-hua2, ZHOU Hai-bing2
(1.Fuzhou Chenxiang Environmental Engineering Co., Ltd, Fuzhou 350002;2.Hangzhou Solid Waste Treatment Co., Ltd, Hangzhou 310022, China)

In view of the characteristic of landfill leachate and the problems that the treatment technology can not comply with the standard, the article points out that the treatment method of landfill leachate, by using the bio-enzyme catalyzing technology, can degrade pollutants with a high efficiency, increase the pollutant removing efficiency, reduce the costs of investment and treatment and give a new idea to upgrade the technology of landfill leachate treatment.

bio-enzyme catalysis; landfill leachate; comply with the emission standard

X703

A

1006-5377（2011）10-0034-03