垃圾填埋場滲瀝液MBR處理技術分析

陳嘉裕

(深圳市三林生物科技工程有限公司，廣東 深圳 518000)

垃圾填埋場滲瀝液MBR處理技術分析

陳嘉裕

(深圳市三林生物科技工程有限公司，廣東 深圳 518000)

雙AO+MBR處理技術兼具生物處理和物理方法的優點，環境適應性強，可根據現場條件臨時調整工藝，是一類非常有效的處理垃圾填埋滲瀝液的技術。

垃圾填埋場滲瀝液；MBR；雙A0

目前采用回灌技術處理垃圾滲瀝液的成本低，但也沒有徹底解決氨氮污染。以MBR技術為核心，利用生物和物化技術來徹底降低滲瀝液中污染物含量才是徹底降低垃圾填埋場污染的可行方法。

1 垃圾填埋場滲濾液的污染物含量特征

垃圾填埋場的垃圾以動植物殘渣、紙張、塑料、藥物殘夜等為主，其滲瀝液有害污染物濃度高。

(1)有機物含量高：動植物殘渣的主要成分是有機物，包括蛋白質、纖維素、糖類、芳烴類、脂類等物質。這些物質易氧化，在轉化為對環境無害的無機物等的過程中需要消耗氧氣，如果隨著滲瀝液直接排入江河湖泊等水體，會耗盡水中含氧量，導致動植物缺氧而亡，因此是滲瀝液中的重要的污染物。垃圾填埋場滲瀝液中的有機物總體濃度高，而且在填埋場初建期即可能到達峰值，后期被填埋場中微生物群落部分降解后，濃度會降低。有機物容易在好氧環境中降解，但濃度太高時降解難度增加。

(2)氨氮含量高：氨氮類化合物是動物性有機物降解后的主要產物，包括氨或銨離子形式存在的化合氮。氨氮類物質是植物營養來源物質，尤其是人和動物糞便中的尿素等含氮化合物可以提供植物生長所需要的氮肥，但氨氮對水體內的魚類毒性較大，可以導致魚類致癌和死亡。因此，滲瀝液中的氨氮也是主要污染物。

(3)鹽分含量高：垃圾填埋場滲瀝液中的鹽分主要包括氯化物、硫酸根化合物、硝酸根化合物。這些化合物主要是各類不同的固體和流體類垃圾在混合和發酵后生成的，這些無機鹽中的金屬陽離子多為各類重金屬，包括鐵、鉻、銅、鉛、錳等。無機鹽濃度過高不利于微生物、植物等生長，重金屬對人體的危害也非常大，因此，滲瀝液中的無機鹽也是重要的污染物。

2 MBR處理垃圾滲瀝液的優點

傳統的垃圾填埋場的滲瀝液的處理方法為生物活性污泥法。活性污泥中的微生物種類多樣，好氧環境下生長的硝化細菌可以將氨氮化合物轉化為硝酸鹽和亞硝酸鹽；厭氧環境下生長迅速的反硝化細菌可以將硝酸和亞硝酸鹽轉化為氮氣。將好氧池和厭氧池連用，可以去除污水中的氨氮、有機物等，加上絮凝沉淀、炭吸附等環節，可以有效降低滲瀝液中的COD、BOD、SS、氨氮和總磷等。但由于活性污泥中的微生物對環境的耐受度有限，而垃圾填埋場滲瀝液隨雨季和旱季的影響，不同污染物濃度變化大，高濃度的COD會對活性污泥形成沖擊，導致活性污泥失效，因此，傳統活性污泥法需要進一步改善。MBR技術可以通過膜分離的物理隔絕，將大分子有機物、金屬絡合物和懸浮顆粒等物質隔離在膜外繼續降解，從而可以很好地控制出水的污染物濃度。MBR技術可以與生物技術和物化技術完美結合，可以保證生物活性污泥不受物化處理的影響，也可以保證物化處理技術不受活性污泥的影響。這使得MBR聯合生物活性污泥和納吸附和反滲透物理技術，可以對垃圾填埋場滲瀝液進行深度處理，從而提高出水污染物排放標準。

3 雙AO生物反應池加MBR處理對策分析

2012年，我國發布了《生活垃圾填埋場滲瀝液污染防治技術政策》的意見征求稿，旨在提高了滲瀝液的排放標準。但要達到這些標準，必須對傳統工藝加以改良。垃圾填埋場滲瀝液氨氮濃度高，常規的厭氧-缺氧-好氧組合工藝難以達到排放標準。圍繞MBR技術，創新組合工藝有望較好地承受高濃度污染物的沖擊，使出水達到新的排放標準要求。雙AO生物反應池加MBR技術兼具生物和物理處理優點。其在生物法階段采用雙缺氧-好氧工藝來保證除氨氮效果；M在物理法階段利用小孔徑隔絕去除膠體顆粒、殘余大分子有機物、無機鹽等。在具體工藝選擇上，應根據各地的垃圾填埋場垃圾滲瀝液中的C-N-P源的比例來具體微調。大部分垃圾填埋場滲瀝液的N源比例高，而C源和P源不足，這不利于活性污泥的生長。對于C源不足問題，應根據水質監測結果，在調節池中投加甲醇等C源。P元素的消耗主要是聚磷菌的作用。在好氧和缺氧階段，聚磷菌吸收含磷酸鹽；在厭氧條件下，聚磷菌釋放磷酸鹽。因此，要補充P源，可以將調節池設計成厭氧環境，增加后續處理工藝中的P源，供細菌合成核酸用。如果后續工序仍舊缺P，可以補充磷肥。

雙AO生物反應池加MBR工藝的具體流程為調節池—缺氧池—好氧池—缺氧池—MBR膜分離池—納濾池。其中調節池應根據各地氣候條件而采取不同的溫控措施。由于活性污泥主要由各類微生物組成，當水溫低于5.6℃時，微生物基本上處于休眠狀態，若繼續降低，微生物會逐漸死亡，另外，硝化、反硝化細菌也需要在溫度高于15℃的環境下生存，因此，維持整個工藝的溫度相當重要。對于北方等冬季氣溫寒冷地區，應在調節池上覆蓋保溫材料，保證整個處理工藝流程的水溫。調節池還應保證較大的容量，因為雨水的沖擊，垃圾填埋場滲瀝液會短期內污染物濃度增加，較大地調節池容量，可中和進入處理工藝的污染物濃度。

雙缺氧—好氧系統的組成主要是缺氧池—好氧池—缺氧池—MBR膜分離池。MBR生物反應器可以設計為浸入式曝氣池形式，因此，其既可以作為好氧池，也可以發揮物理過濾池作用。一池兩用可以節約建設費用。當前滲瀝液MBR技術多采用外置式MBR技術。外置式MBR技術采用管道裝置，便于保證工作溫度和控制通量，但需要較高的工作壓力，且為保證活性污泥不在超濾膜管中沉積，必須保持最低4m/s的流速，這樣外置式MBR裝置的運行成本非常高。浸入式MBR膜工作壓力低、裝置減低，運行成本低，只是反應器的通量低，且能承受的污泥濃度有限。但隨著材料學工藝的改進，目前浸入式MBR膜的環境耐受能力已經大幅改進。采用聚四氟乙烯材料的浸入式MBR裝置的膜通量可提高30%，污泥耐受能力可超過20g/L。而且浸入式樣的MBR反應器可以通過增加浸入組件來彌補膜通量不足問題，通過污泥回流和排出剩余污泥方式解決污泥濃度過高問題，其環境適應力強，非常容易根據現場條件而加以改進。雙缺氧—好氧系統可以在缺氧反硝化菌的作用下，將硝酸鹽轉為氮氣，在好氧環境下，硝化細菌將氨氮轉為硝酸鹽。這一循環系統可以有效地去除滲瀝液中的氨氮。

浸入式MBR膜反應池在曝氣狀態下，既可以發揮好氧池功能，也可以利用水流和氣體的剪切力去除膜表面的沉積物，改善膜通量。MBR膜反應器環境耐受能力強，其強大的污泥截留能力可以保證反硝化菌較長的生長周期，保證氨氮處理效果。垃圾填埋場滲瀝液排放受季節和氣候的影響特別明顯，當排量增加時，污泥膨脹和污染物濃度機率增加，但這些緊急情況時，MBR膜仍舊可以保證出水在一定控制范圍，而傳統的純生物處理工藝則難以保證。MBR較好的環境適應性，可以保證污水處理廠有充足時間準備特殊情況下的污水處理方案，例如投放C源、P源，投放新的膜組建和增加后處理工序等。

MBR膜反應池可以去除大部分的有機物、懸浮顆粒和氨氮等污染物，但由于游離的銨態氮分子量小，可通過無機鹽的形式穿透用聚四氟乙烯膜，為降低氨氮和無機鹽含量，還應在MBR膜反應池后設置納濾膜反應裝置。納濾膜的孔徑在2nm左右，納濾膜的分離機理為篩分和溶解擴散并存，同時又具有電荷排斥效應，可有效地去除二價和多價離子、去除分子量大于200的各類物質，可部分去除單價離子和分子量低于200的物質。由于MBR膜分離技術已去除了大部分懸浮顆粒，營造了納濾膜的工作環境，因此，納濾可以與MBR反應器完好地兼容。當滲瀝液污染物濃度不容易控制時，還可以在納濾裝置后增加反滲透裝置，完全除去小分子氨氮和無機鹽物質。

4 研究小結

我國《生活垃圾填埋場污染控制標準》等文件實施后，垃圾填埋場滲瀝液的處理標準越來越嚴格，因此，探索處理效果更好的工藝是污水處理行業的重點研究方向。雙A0+MBR+NF工藝環境耐受能力強，處理能力強，可以作為徹底去除垃圾填埋場滲瀝液污染的工藝。

[1]杜昱，岳崢，呂國慶，等.垃圾滲濾液處理系統內置式膜和外置式膜比較[C].中國土木工程學會全國排水委員會年會，2015.

[2]呂敏燕.蘭州新區生活垃圾填埋場滲瀝液處理方案優化設計[D].蘭州大學，2014.

Analysis on Landfill Leachate MBR Treatment Technology

CHEN Jiayu

(Shenzhen Sanlin Biological Technology Engineering Co.，Ltd，Guangdong Shenzhen，518000)

Dual AO+MBR treatment technology has the advantages of biological treatment and physical methods，and has strong environmental adaptability.It can adjust the process temporarily according to the site conditions.It is a kind of very effective technology for treating landfill leachate.

landfill leachate；MBR；double A0

陳嘉裕，助理工程師，學士，研究方向為滲濾液處理

文獻格式：陳嘉裕.垃圾填埋場滲瀝液MBR處理技術分析[J].環境與可持續發展，2017，42(4)：127-128.

X21

A

1673-288X(2017)04-0127-02