垃圾滲濾液廢水處理工藝探究

劉慧，張銀新

垃圾滲濾液廢水處理工藝探究

劉慧1，張銀新2

（1. 山東藍城分析測試有限公司，山東 濟南 250100； 2. 濟南靈秀環?？萍加邢薰?，山東 濟南 250100）

垃圾滲濾液廢水具有COD高、氨氮高、色度高等特點，該廢水處理一直制約著我國生活垃圾填埋場無害化處理的發展。本文主要通過探究混凝沉淀、UASB、A/O、臭氧催化氧化等工藝的結合，探索出一條解決滲濾液廢水處理技術的工藝路線。通過該技術的探究，實現滲濾液廢水達到《污水排入城市下水道水質標準》的目標，為滲濾液廢水處理提供技術支持，為實現垃圾無害化處理提供實際價值的應用技術。

垃圾滲濾液；混凝沉淀；臭氧催化；廢水處理

近十幾年來國內外學者就垃圾滲濾液的處理進行了大量的探索和研究，取得了一些成功經驗，有的已用于工程實踐。我國在垃圾滲濾液的處理研究方面起步較晚，起點較低，有不少失敗的教訓，但也獲得了一些寶貴的經驗[1]。由于滲濾液水質水量的復雜多變性，目前尚無十分完善的處理工藝，大多根據不同填埋場的具體情況及其他經濟技術要求采取有針對性的處理工藝[2]。

分析垃圾滲濾液特點發現，滲濾液具有如下幾種特點：（1）濾液的成分復雜、可變且種類較多。垃圾滲濾液中含有各種典型污染物組分，且其濃度也不斷變化。（2）水質、水量變化大。滲濾液的成分和性質隨填埋時間的延長不斷變化，而可生化性越來越差。（3）NH3-N 含量高。垃圾滲濾液中氨氮濃度很高，且氨氮濃度在一定時期隨時間的延長會有所升高，主要是因為有機氮轉化為氨氮造成的。（4）微生物營養元素比例失調[3]。對于生物處理，垃圾滲濾液中的磷元素總是缺乏的，一般垃圾滲濾液中的 BOD/TP 都大于 300，此值與微生物生長所需的碳磷比（100∶1）相差甚遠[4]。（5）鹽分含量高，該滲濾液鹽分含量已經超過了10 000 mg/L。

縱觀國內外垃圾滲濾液處理的現狀，目前滲濾液的處理方案主要有場外綜合處理和場內單獨處理兩大類，主要處理工藝有生物處理法、物化法、土地法以及上述方法的結合。本文通過對滲濾液廢水處理路線進行探究，為今后滲濾液廢水處理提供可行性的思路。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器及試劑

混凝沉淀裝置、UASB厭氧反應裝置、A/O生化處理裝置、臭氧氧化裝置、臭氧發生器、COD恒溫加熱器、721分光光度計、玻璃儀器等。

濃硫酸、重鉻酸鉀溶液、硫酸-硫酸銀溶液(Ag2SO4-H2SO4溶液)、試亞鐵靈指示劑、硫酸亞鐵銨標準液、硫酸汞、納氏試劑、碘化汞、氯化鉀等。

1.2 檢測方法

pH：玻璃電極法；COD：重鉻酸鉀氧化法；氨氮：納氏試劑比色法；色度：鉑鈷比色法。

1.3 實驗處理工藝路線

本次實驗立足實際應用為前提，采用物化與生化相結合的技術路線，具體路線如下所示：廢水—混凝沉淀—UASB厭氧—兩級A/O生化處理—臭氧氧化工藝—排入市政管網。通過該技術路線的實施，能夠確保滲濾液廢水達標排放。

1.4 廢水特點分析

該廢水COD為8 600 mg/L，氨氮1 500 mg/L，pH中性，顏色為黑褐色。該廢水來源于山東某垃圾填埋場。

1.5 廢水處理步驟及方法

（1）取滲濾液廢水5 L放置于混凝沉淀裝置中，加入雙氫螯合物絮凝劑及PAM，PAM加入量為出現大絮體停止，改變雙氫螯合物的添加量，觀察廢水COD、氨氮的變化情況。

（2）取3 L混凝沉淀后廢水進入UASB厭氧反應器，采用氫氧化鈉調節厭氧反應器pH為7~8，溫度控制在35 ℃左右，觀察厭氧反應器中COD隨著時間的變化曲線。

（3）取厭氧后廢水3 L進入兩級A/O好氧反應器中，反應器溫度控制在30~35 ℃，采用氫氧化鈉調節廢水pH為7.5~8.5，DO控制在2.5~3.5 mg/L，觀察A/O反應器中COD、氨氮隨著時間的變化曲線。

（4）取好氧反應后廢水2 L進入臭氧氧化裝置中，采用臭氧發生器對廢水進行氧化，其中臭氧發生器的產生量為0.5 g/h。觀察廢水中COD、色度隨著時間的變化曲線。

2 實驗結果與討論

2.1 雙氫螯合物添加量對廢水COD去除效果的影響

通過改變雙氫螯合物的添加量，觀察廢水COD的去除效果，具體結果如圖1所示。

圖1 雙氫螯合物添加量與COD之間關系

由上圖可以看出，隨著雙氫螯合物絮凝劑的添加，廢水COD先降低后升高。當雙氫螯合物添加量達到400 mg/L時，廢水中COD達到最低值，此時COD在6 600 mg/L左右波動。

通過上述圖標可以看出，雙氫螯合物對滲濾液廢水具有一定的預處理效果，能夠有效地降低廢水COD的濃度，最高去除率達到23%。當雙氫螯合物添加量不足400 mg/L時，廢水COD的去除以絮凝為主，隨著雙氫螯合物的增加，滲濾液中不溶性物質已經基本絮凝出來，殘留的雙氫螯合物造成COD的增加，故雙氫螯合物添加量在400 mg/L左右時為最佳添加量。

2.2 UASB厭氧反應對廢水COD去除效果的影響

控制厭氧溫度在35 ℃左右，滲濾液pH為7~8，觀察厭氧過程中氣泡的產生量及隨著時間的變化，滲濾液中COD的變化曲線如圖2所示。

圖2 UASB厭氧反應時間與COD之間關系

由圖2可以看出，UASB厭氧反應器能夠有效地去除廢水中的COD，其中COD去除率能夠達到40%以上。當厭氧反應時間為80 h時，此時滲濾液廢水厭氧最充分，COD能夠降到4 300 mg/L左右，并且UASB厭氧反應過程中，氣泡產生量也比較均勻。為此可以判定，該滲濾液適合采用UASB厭氧反應器進行厭氧處理，能夠大大減少廢水中有機物負荷。通過厭氧過程中水解、酸化的作用，將滲濾液中大分子有機物轉化為小分子有機物，通過甲烷菌的作用，將滲濾液中有機物轉化成甲烷，以氣泡的形式釋放到大氣中。

2.3 兩級A/O對廢水COD、氨氮去除效果的影響

圖3 一級A/O生化時間與COD之間關系

圖4 一級A/O生化時間與氨氮之間關系

圖5 二級A/O生化時間與COD之間關系

圖6 二級A/O生化時間與氨氮之間關系

由圖3、圖4、圖5、圖6可以看出，通過兩級A/O系統能夠有效地去除滲濾液中氨氮及COD。通過圖3、圖4可以看出，反應時間為80 h時，一級A/O反應后廢水COD能夠達到780 mg/L，氨氮能夠達到420 mg/L，一級A/O反應COD去除率達到83%，氨氮去除率達到72%。通過一級A/O反應后，COD和氨氮雖然能夠大幅度降低，但是COD及氨氮無法達到《污水排入城市下水道水質標準》。

通過圖4、圖5可以看出，隨著二級生化時間的延長，廢水中COD降低，但是降低幅度較小，當生化時間為40 h時，廢水中COD已經低于500 mg/L，且此時氨氮含量也在35 mg/L左右。隨著時間的增加，廢水中氨氮和COD基本不在變化。

通過上圖可以看出，采用兩級A/O的模式，能夠有效地去除廢水中的COD及氨氮，其中一級A/O處理系統對COD的去除效果較明顯，二級A/O對氨氮的去除效果較明顯。

2.3 臭氧氧化對廢水COD、色度去除效果的影響

通過圖7、圖8可以看出，隨著臭氧氧化時間的增加，廢水中COD變化不明顯，未出現大幅度增加或者減少的情況，但是隨著臭氧氧化時間的增加，廢水中的色度卻大幅度地減少，臭氧氧化時間達到20 h時，色度去除率能夠達到90%以上。通過以上數據可以發現，滲濾液廢水通過兩級A/O處理后，廢水中殘留的一些物質均是難生化處理的有機污染物，該部分物質結構成分較穩定，采用臭氧氧化短期內無法被氧化掉，但是其發色基團很容易被臭氧氧化，色度能夠有效地去除[5]。

圖7 臭氧氧化與COD之間關系

圖8 臭氧氧化與色度之間關系

3 結 論

（1）通過該實驗發現，采用混凝沉淀—UASB厭氧—兩級A/O生化處理—臭氧氧化工藝能夠有效地對滲濾液廢水進行處理，處理后廢水能夠達到《污水排入城市下水道水質標準》的要求。

（2）采用雙氫螯合物能夠有效地對滲濾液廢水進行預處理，雙氫螯合物添加量為400 mg/L時，COD去除率達到23%，此添加量為最合適添加量。

（3）采用UASB厭氧反應技術能夠有效地去除廢水中COD，COD去除率達到40%以上，厭氧反應時間80 h為最佳反應時間。

（4）采用兩級A/O生化反應，能夠有效地去除廢水中的COD及氨氮，處理后廢水COD及氨氮能夠達到《污水排入城市下水道水質標準》的要求。一級A/O生化最佳時間為80 h，二級A/O生化最佳時間為40 h。

（5）采用臭氧氧化反應，最佳反應時間為20 h，此時色度去除率達到90%以上。

[1] 王二林，劉奎義，王維斌，等.多級生化/物化工藝處理垃圾滲濾液[J].中國給水排水，2004，20（12）：79-81.

[2] 周杉，凌偲，李典，等.A2/O/A2/O/MBR工藝處理老齡垃圾滲濾液[J].中國給水排水，2015，31（4）：92-94.

[3] 李丹丹，鄭懷禮，潘云霞.絮凝對垃圾滲濾液毒性去除的影響[J].水處理技術，2008，34（2）：70-73.

[4] 王文杰，胡立芳，聶志媛. 垃圾滲濾液中砷的微波消解—石墨爐原子吸收光譜測定方法研究[J].環境污染與防治，2019，41（12）：1413- 1416.

[5] 侯仰超.垃圾滲濾液的處置及資源化利用現狀[J].資源節約與環保，2018（11）:101.

Study on Treatment Process of Landfill Leachate Wastewater

1,2

(1.Shandong Lancheng Analysis and Testing Co., Ltd., Shandong Jinan 250353, China;2.Jinan Lingxiu Environmental Protection Technology Co., Ltd., Shandong Jinan 250353, China）

Landfill leachate wastewater has the characteristics of high COD, high ammonia nitrogen and high colority. The landfill leachate wastewater treatment has been restricting the development of domestic waste landfill harmless treatment. In this paper, a new technology of leachate treatment by the combination of coagulation sedimentation, UASB, A/O and ozone catalytic oxidation was explored. Based on this technology, the goal that treated waste water can meetwas achieved. The new technology can provide technical support for the treatment of leachate wastewater.

landfill leachate; coagulation sedimentation; ozone catalytic oxidation; sewage treatment

2020-02-01

劉 慧（1988-），女，工程師，碩士，山東省濟南市人，研究方向：環境檢測與分析技術。

張銀新（1986-），男，工程師，碩士，研究方向：水污染治理。

X703

A

1004-0935（2020）05-0492-04