北京市生活垃圾衛生填埋場滲瀝液處理技術研究

衛生填埋作為垃圾的最終處置手段，是不可或缺的一種垃圾處理技術，也是目前我國的主要垃圾處理方式。近幾年，隨著公眾環境意識的加強，對填埋場的運行管理要求越來越高，填埋場滲瀝液對環境的影響也越來越受到重視。2008年，環境保護部發布《生活垃圾填埋場污染控制標準》：要求生活垃圾填埋場設置污水處理設施，自2011年7月1日起，現有全部生活垃圾填埋場自行處理生活垃圾滲瀝液，符合標準要求后可直接排放。因此，滲瀝液處理設施的建設被許多填埋場提上日程并付諸實施。

一、北京市垃圾填埋場滲瀝液處理要求

生活垃圾衛生填埋場滲瀝液外排考核標準主要有《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）、《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）、《水污染物排放標準》（DB11/307-2005）等，北京市滲瀝液外排考核標準執行北京市的地標《水污染物排放標準》（DB11/307-2005）。詳見表1。

從表中可以看出北京市地標嚴于國家標準，同時也提高了對北京市生活垃圾衛生填埋場滲瀝液的處理要求。

另外，根據《生活垃圾糞便處理設施環境監測規范》（DB11/T 273-2005），北京市對生活垃圾衛生填埋場滲瀝液每年實行三次政府強制性環境監測。同時由于近幾年群眾對垃圾處理設施關注度和各級領導對垃圾處理重視程度的提高，市級行政主管部門要求對城區和市屬垃圾衛生填埋場實行每月強制性環境監測一次，同時對市屬垃圾衛生填埋場實行在線環境監測。

二、北京市垃圾填埋場滲瀝液主要處理技術

經過十幾年的探索，目前，北京市大部分填埋場已建成以生物脫氮和膜法組合工藝為主流的滲瀝液處理模式，二者的結合達到了優缺點互補的效果。目前主要工藝有以下幾種：MBR—納濾、MBR—納濾—反滲透、厭氧反應器-MBR—納濾—反滲透等，厭氧反應器的建設形式主要有UASB（上流式厭氧污泥床）、UASBF（上流式厭氧污泥復合床）和內循環式中溫厭氧反應器。

（一）MBR-納濾處理工藝

MBR-納濾處理工藝一般用于滲瀝液處理達標排放。典型的MBR-納濾處理工藝如圖1所示。滲瀝液調節池加蓋密閉，并集中收集臭氣至生物除臭塔，通過生物法處理除臭。MBR包括前置反硝化罐、硝化罐和外置式超濾系統。硝化罐通過硝化菌及兼性菌的作用在好氧狀態下，將NH4+氧化成NO3-，將所剩余的有機物質進行降解。硝化罐中的混合液回流到反硝化罐，在缺氧狀態下，反硝化菌將NO3-轉化為氮氣排放。膜生物反應器中微生物菌體和大部分顆粒物通過超濾膜機組從出水中分離，被截留在系統內。MBR系統產生的剩余污泥定期排入污泥收集池進行處理。超濾膜機組出水進入納濾系統進行深度過濾處理，去除難生物降解的有機物，確保出水達標。整個系統用電由填埋場產生的沼氣發電系統供給。

從表2、表3可以看出：MBR-納濾在進水CODcr≤10000mg/L的情況下，出水能夠滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質》標準中綠化用水要求，除枯水季節氨氮不能滿足沖刷用水標準外，其余各季出水可滿足沖刷用水標準。

如果在納濾后端增加反滲透處理工藝，則進出水指標情況如表4、表5所示。出水可以滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質》標準要求。

通過以上分析可以知：MBR-納濾處理工藝可以達到排放標準，不能完全滿足滲瀝液再生回用要求，能達到綠化用水標準，在后端增加反滲透處理工藝可完全滿足滲瀝液再生回用要求，出水可用于場區綠化、沖刷等。以上兩種工藝適用于處理較低濃度滲瀝液，CODcr≤10000mg/L和CODcr≤27000mg/L。

（二）內循環式中溫厭氧反應器-MBR-納濾-反滲透處理工藝

內循環中溫厭氧反應器-MBR-納濾-反滲透處理工藝用于滲瀝液處理后出水回用。

內循環式中溫厭氧反應器，是在UASB反應器基礎上開發出的高效厭氧反應器，其特征是在反應器中裝有兩級三相分離器。相對UASB反應器，具有抗沖擊負荷能力強，容積負荷高等優點。設計容積1000m3；日處理能力340t；進水溫度控制在30℃-35℃，停留時間3天；容積負荷3-17kgCODcr/（m3·d）。產生的沼氣收集后燃燒或利用。反應器對BOD5、CODcr的去除率可達90%。

MBR（膜生物反應器）包括反硝化罐、硝化罐和中空纖維膜機組，膜孔徑0.02μm，對BOD5、CODcr和氨氮的去除率最高分別可達92%、70%和99%。

納濾系統出水率80%，產生的濃縮液提取腐殖酸，提取比例約為濃縮液的0.026%-0.05%。反滲透系統產生的濃縮液進入蒸發器，通過沼氣燃燒產生的熱能加熱濃縮液，使其蒸發，產生的尾氣進入沼氣火炬中進行二次燃燒后排放。

從表6、表7可以看出：中溫厭氧反應器-MBR-納濾-反滲透在進水CODcr小于50000mg/L的情況下，出水能夠滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質》標準中綠化和沖刷用水要求，可以用于填埋場場區綠化、沖刷、降塵等。

（三）上流式厭氧污泥床過濾反應器-MBR-納濾-反滲透處理工藝

上流式厭氧污泥床過濾反應器（UASBF）-MBR-納濾-反滲透處理工藝用于滲瀝液處理后出水回用，與內循環式中溫厭氧反應器-MBR-納濾-反滲透處理工藝的主要區別是前端厭氧反應器形式的改變。

UASBF也是UASB的一種改進形式，反應器的下部與傳統UASB反應器完全相同，為污泥床層，而在上部的懸浮污泥層則增加了填料成為厭氧濾床，使其同時具有厭氧污泥床和厭氧過濾床的優點，進一步提高了污泥截留能力和污泥濃度，抗沖擊負荷能力增強。該工藝主要設計參數：日處理能力600t；2個厭氧罐，單個有效容積1100m3；進水溫度35℃-38℃；停留時間3.7d；容積負荷8-12kgCODcr/（m3·d）。

MBR（膜生物反應器）包括反硝化池、硝化池和管式超濾膜機組，膜孔徑0.1μm，對BOD5、CODcr和氨氮的去除率最高分別可達90%、87%和75%。

納濾(NF)膜機組。NF是一種介于反滲透與超濾之間的壓力驅動型膜分離技術，有效去除水中分子量小于100的污染物，同時通過納濾膜去除部分鹽分，可以有效降低反滲透的運行壓力。系統出水率80%。

反滲透（RO）膜機組。RO是以壓力差為推動力，使水溶液中的水分子能順利通過膜，而其它物質則被膜戴留。污染物去除率能達到99%以上，系統出水率78%。

從表8、表9可以看出：UASBF-MBR-納濾-反滲透在進水CODcr范圍在80000mg/L以下的情況下，出水能夠滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質》標準中綠化和沖刷用水要求，可以用于填埋場場區綠化、沖刷、降塵等。

三、北京市垃圾填埋場滲瀝液再生回用分析

（一）北京市垃圾填埋場滲瀝液再生回用的意義

填埋場的綠化、沖刷等需要大量用水，因此，北京市填埋場已建成的滲瀝液處理設施全部或部分建有再生回用工藝。但即使填埋場滲瀝液全部再生回用，按目前的技術水平，也僅僅是在填埋場的運行初期剛剛夠用，而在填埋場的后期還遠遠不夠[5]。

在北京這個嚴重缺水的城市，以及提倡節能降耗的今天，填埋場滲瀝液的再生回用還是十分必要的，并有現實意義。北京市每年生活垃圾填埋量約540萬t，滲瀝液產生量按垃圾量的20%計算，填埋場每年滲瀝液產生量為108萬t，根據目前的技術水平，按最低再生率50%計算，每年產生再生水約54萬t，按北京市人年均生活用水量88.3m3計算[6]，每年可以節約6115人的生活用水量。

（二）北京市垃圾填埋場滲瀝液再生回用經濟可行性分析

填埋場滲瀝液再生回用成本與設施建設規模、工藝類型有直接關系。一座日處理能力為200t的滲瀝液再生回用設施，工藝類型為MBR-納濾加反滲透的處理費用情況如表10所示。

根據表10及滲瀝液處理能力，可以計算得出北京市填埋場滲瀝液再生回用成本約49元/t，按平均進水CODcr10000mg/L計算，每公斤CODcr的去除成本為4.9元。如果是高濃度的滲瀝液，前端設有厭氧反應器的處理工藝，每公斤CODcr的去除成本將比上述成本還要低。而據了解，北京市城市生活污水再生回用成本約2.1-2.5元/t，進水COD約300-500mg/L，據此計算城市生活污水每公斤CODcr的去除成本最低為4.2元。因此，一定規模填埋場滲瀝液再生回用還是經濟可行的。

四、問題和建議

填埋場滲瀝液的有效處理，對改善場內和周邊環境，促進垃圾處理設施與周邊居民和諧共處，加快垃圾處理設施建設有著重要意義。但由于滲瀝液成分的復雜多變性和獨特性，目前尚沒有一種適合所有填埋場，或適合某一填埋場整個運營期和監管期的滲濾液處理技術，填埋場滲瀝液處理工藝的選擇需因地制宜、因時制宜，針對不同的垃圾填埋場、不同的滲濾液特性具體研究，并綜合建設、運行成本和填埋場的不同時期，對滲濾液處理方案及處理技術的選擇應有長遠考慮。如滲瀝液處理設備用電可通過填埋場沼氣發電供應，北方地區冬季氣溫較低會影響生物處理系統運行效果，可通過厭氧反應器產生的沼氣或填埋場沼氣加熱。同時要綜合考慮滲瀝液處理二次污染問題，如滲瀝液收集處理設施臭氣的治理等。

北京目前生物法與膜法的組合工藝可使滲瀝液處理達標排放或回用，取得了初步成功，但仍存在一些問題，如膜處理能耗高，易堵塞，需定期沖洗，產生的濃縮液需另行處理等。針對目前填埋場滲瀝液處理現狀，建議相關單位和人員應開展以下研究工作：一是低能耗、高效能的膜處理技術或者膜替代技術的研究；二是滲瀝液濃縮液的利用和治理技術研究等。另外，受建設和運行成本及滲瀝液產生量等因素影響，小型填埋場滲瀝液回用的可行性還有待進一步探討。

參考文獻

[1] 國家環境保護局.GB8978-1996 污水綜合排放標準[S].北京：中國環境科學出版社，1996.

[2] 環境保護部.GB16889-2008 生活垃圾填埋場污染控制標準[S].北京：中國環境科學出版社，2008.

[3] 北京市環境保護局.DB11/307-2005水污染物排放標準[S].北京：中國環境科學出版社，2005.

[4] 建設部給水排水產品標準化技術委員會.GB/T18920-2002城市污水再生利用 城市雜用水水質[S].北京：中國標準出版社，2003.

[5] 張艷敏，孫江，王樹國等.填埋場滲瀝液治理技術路線與再生回用探討[J].城市管理與科技，2007，9(4):41-44.

[6] 北京市統計局.北京市統計年鑒2009[M]北京：中國統計出版社，2009：105.

（責任編輯：黃荔）