氨氮吹脫／UASB／生物接觸氧化處理生活垃圾滲濾液

王太豪，龔為進，魏毅宏，段學軍

（1．鄭州工業第六設計研究院，鄭州450007；2．中原工學院，鄭州450007；3．鄭州水科環保工程技術有限公司，鄭州450007）

氨氮吹脫／UASB／生物接觸氧化處理生活垃圾滲濾液

王太豪1，龔為進2，魏毅宏3，段學軍2

（1．鄭州工業第六設計研究院，鄭州450007；2．中原工學院，鄭州450007；3．鄭州水科環保工程技術有限公司，鄭州450007）

針對城市生活垃圾滲濾液CODCr濃度高、可生化性差、NH3－N含量高等特點，采用氨氮吹脫／UASB／生物接觸氧化處理工藝對垃圾滲濾液進行處理．處理結果表明，本工藝對CODCr和NH3－N有較好的去除效果，去除率分別為76%和90%．

垃圾滲濾液；氨氮吹脫；UASB；生物接觸氧化

垃圾滲濾液是垃圾在堆放、填埋處理過程中，由于厭氧發酵、有機物分解、雨水沖淋、地下水浸泡等原因產生的．大量研究表明，垃圾滲濾液中有機污染物復雜繁多，其中相當數量的化合物為致癌物和有毒有機污染物．由于具有有機物濃度高、水質變化大、氨氮含量高、營養因素比例失調等特點，使得垃圾滲濾液的處理一直是世界上公認的難題［1－3］．

國內外學者對垃圾滲濾液的處理進行了大量研究，也取得了一定的效果［4－6］．本文采用氨氮吹脫／UASB／生物接觸氧化的工藝對垃圾滲濾液進行處理，處理效果較好，為滲濾液的進一步深度處理及達標排放奠定了良好的基礎．

1 污水來源及水質

1．1 污水來源

河南省某縣城市生活垃圾填埋場滲濾液處理工程是城市垃圾無害化系統工程的配套工程，工程位于縣城以北，距縣城4．5公里，填埋區主要接受縣城生活垃圾．本工程設計處理量為40 m3／d，滲濾液經處理后用吸污車送至污水處理廠進一步處理．

1．2 污水水質

該工程污水具有典型滲濾液的水質特征，具體水質情況見表1．

表1 污水進水水質

2 工藝流程及構筑物

2．1 工藝流程的選擇

生活垃圾滲濾液具有有機物含量高、成分復雜的特點，采用單一的生物處理工藝很難達到理想的處理效果．另外，高NH3－N濃度是城市垃圾滲濾液的重要水質特征之一，隨著垃圾填埋年數而增加，可高達1 700 mg／L．滲濾液中的氮多以NH3－N形式存在，占總氮的70%～80%．游離的氨是影響生化處理系統中微生物生長的主要抑制性因素之一，所以，在工藝選擇時必須考慮到對滲濾液中高NH3－N的去除．本工程把物化脫NH3－N和厭氧、好氧生化處理系統相結合，對滲濾液進處理，具體工藝流程如圖1所示．

圖1 污水處理工藝流程圖

2．2 主要構筑物及設備

2．2．1 調節池

由于垃圾填埋場產生的廢水量受降雨量的影響較大，為保證處理系統進水水質相對穩定，必須有較大的調節池來調節水量；同時隨著滲濾液量的變化及填埋所處階段的變化，其有機物濃度也有較大的變化，特別是在冬季降水少，滲濾液量少、濃度高，因此需對原水進行適當調節，以免較大的沖擊負荷．另外，調節池采用封閉形式，可以起到兼氧反應的作用．調節池設計尺寸為50 m×30 m×5 m，停留時間為60 d．

2．2．2 初沉池

在初沉池中加入PAC、PAM，以使不易沉降的顆粒能達到良好的沉降效果，減小COD值，降低后續構筑物的負荷．同時，加入堿調節水，其p H值在8．5左右，以滿足后續氨氮吹脫要求．初沉池工藝尺寸為2．5 m×2．5 m×3．8 m．

2．2．3 反應池

在底部布設穿孔曝氣管，起到攪拌的作用（初沉池調節p H值不能達到要求時，要繼續加堿調節）；另外，因生活垃圾滲濾液之前已經過較長時間的厭氧發酵過程，如果滲濾液直接進入UASB反應器，厭氧作用已不顯著，而通過曝氣的充氧作用和自然復氧作用，一方面可去除部分有機物，另一方面可極大地提高廢水的可生化性，使后續生化處理難度降低．反應池工藝尺寸為2．5 m×2．0 m×3．8 m．

2．2．4 吹脫塔和中間水池

污水經提升進入吹脫塔脫除氨氮之后進入中間水池．由于吹脫后p H值下降范圍比較小，因此，在中間水池加酸調節，使進入UASB的p H值在8．0左右．吹脫塔處理量 Q＝8 m3／h，中間水池工藝尺寸為2．5 m×2．0 m×3．8 m．

2．2．5 UASB反應器

直接進行好氧處理，不僅運行成本較高，且容易產生污泥膨脹等異常情況．因此，需先通過厭氧反應器（UASB）去除大部分有機物．同時，通過水解酸化作用將好氧作用不易分解的大分子物質轉化成小分子物質．設有UASB兩座，單池尺寸為?3．6 m×10 m，采用脈沖進水，設計平均停留時間為120 h．為保證反應器中污泥處于懸浮狀態，提高廢水與污泥接觸的機會，設置了污泥循環裝置．

2．2．6 生物接觸氧化池

厭氧反應器出水進入生物接觸氧化池進一步處理，以使出水達標排放．生物接觸氧化池按四級串聯布置，池間呈“W”型連通，使各池水質均勻．設計四級接觸氧化的目的是使各級有機負荷逐次減小，使其具有不同的生物相，達到更好的出水水質．四個池子的工藝尺寸：一級為2．5 m×5．0 m×3．8 m，二、三、四級均為2．0 m×5．0 m×3．8 m；設計停留時間96 h．

2．2．7 混凝反應池和二沉池

由于生物接觸氧化池出水含有較多的懸浮物，因此設混凝反應池，投入少量的PAC、PAM，污水通過混凝反應池之后再進入二沉池，以最大程度地去除懸浮物，提高出水水質．混凝反應池反應時間30 min，二沉池工藝尺寸為4．0 m×2．0 m×3．8 m．

3 運行情況

在調試完成后，按照設計流量和設計參數運行一周后，對系統各單元取樣檢測，檢測結果見表2．

表2 污水處理后出水水質

由表2可以看出，經過該工藝處理后的滲濾液廢水CODCr濃度為650 mg／L，達到《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB 16889－1997）三級標準要求．再用吸污車把處理后的污水送至城市生活污水處理廠進行進一步處理．另外，我們發現，本工藝系統對NH3－N有較好的處理效果，去除率達到90%，處理后出水中NH3－N濃度為80 mg／L，完全滿足生化處理系統對進水NH3－N濃度的要求（一般要求不大于200 mg／L），為后續滲濾液的進一步處理及達標排放奠定了基礎．

4 投資及運行成本

（1）工程投資：整個滲濾液處理工程設備投資為130萬元．

（2）運行費用估算：設操作人員為2名，工資及福利費為3 000元／月，藥劑費為3 600元／月，電機總裝機容量為36 k W，平均運行功率為20 k W，當地電價為0．57元／（k W ·h），則電費為8 200元／月；若設備維修費按200元／月計，則總運行費用為1．5萬元／月，滲濾液處理費用為12．5元／t．

5 結 語

（1）氨氮吹脫／UASB／接觸氧化工藝對生活垃圾滲濾液具有較好的處理效果，特別是對氨氮的去除率達到90%左右．

（2）經本工藝處理后，滲濾液中CODCr的含量雖然能達到《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB 16889－1997）三級標準，但濃度仍較高，主要原因是本工程實際進水CODCr濃度較低，UASB厭氧反應器沒有啟動的緣故．

（3）用城市生活污水廠的消化污泥作為垃圾滲濾液的接種污泥，污泥的馴化期比較長；若滲濾液處理站附近有與滲濾液性質相近的污水處理出泥，將會大大縮短污水的馴化、調試時間．

［1］王丹，趙朝成．城市垃圾滲濾液處理技術發展現狀［J］．油氣田環境保護，2006，16（1）：37－40．

［2］李兵，滿瑞林，倪網東．垃圾滲濾液處理技術的現狀及發展趨勢［J］．工業安全與環保，2006，32（7）：30－32．

［3］楊志全，周少奇．廣州大田山垃圾填埋場滲濾有害成分的檢測分析［J］．化工學報，2005，56（11）：2183－2188．

［4］McCreanor P T，Reinhart O R．Mathematical Modeling of Leachate Routing in a Leachate Recirculating Landfi11［J］．Water Res，2000，34（4）：1285－1295．

［5］郭蘊蘋．城市生活垃圾滲濾液回灌處理技術研究II——回灌殘液的化學處理［J］．云南民族大學學報，2004，13（1）：47－48．

［6］何厚波，徐迪民．垃圾堆體高度對滲濾液回灌處理的影響［J］．中國給水排水，2003，19（1）：9－12．

Treatment of Landfill Leachate by NH3－N Striping／UASB／Biological Contact Oxidation

WANG Tai－hao1，GONG Wei－jin2，WEI Yi－hong3，DUAN Xue－jun2
（1．No．6 Institute of Project Planning ＆ Research of Machinery Industry；2．Zhongyuan University of Technology；3．Zhengzhou Branch of Water Environment Protection Engineering Technology Co．，Ltd，Zhengzhou 450007，China）

Based on the characteristics of high CODCrconcentration，poor biodegradability and high NH3－N of urban landfill leachate，treatment process of NH3－N stripping／UASB／biological contact oxidation was put forward．Operation results show that concentration of CODCrand NH3－N in treated wastewater was 650 mg／L and 80 mg／L，preferable removal efficiency 75%，90%of CODCr，NH3－N was achieved．

landfill leachate；NH3－N striping；UASB；biological contact oxidation

X799．3

A

10．3969／j．issn．1671－6906．2011．05．011

1671－6906（2011）05－0041－04

2011－08－31

中國紡織工業協會科技指導性項目（2009049）；河南省教育廳自然科學研究計劃項目（2010B610013）；鄭州市科技發展指導性項目（2010SFXM539）

王太豪（1977－），男，河南寶豐人，工程師．