老齡垃圾滲濾液的預處理工藝效能分析

文_宋園 廣東省建筑設計研究院有限公司

依據填埋年限的長短，填埋時間大于10a 的生活垃圾所產生的滲濾液為老齡垃圾滲濾液。典型的老齡垃圾滲濾液具有低碳氮比、低BOD5/COD 值、有機濃度含量高，含有眾多的有毒有害物質等特點。尤其是經過多次回灌后產生的滲濾液，生物毒性高、營養元素缺乏，單一的生物處理技術不能滿足新的排放標準，老齡垃圾滲濾液處理難點在于如何經濟高效地脫除氨氮和總氮。垃圾填埋場應按要求設置污水處理設施，經過相應處理并符合污染物控制要求后方可排放，對現有的工藝進行升級改造，使之滿足滲濾液排放標準且高效低耗。為了確保工程老齡垃圾滲濾液的處理工藝效能得到科學、合理的分析，本文結合廣東省某市的填埋場老齡垃圾滲濾液改造項目，比選出技術及經濟可行性較高的預處理工藝。

1 生活垃圾衛生填埋場現狀及存在問題分析

1.1 項目概況與現狀

廣東省某市垃圾衛生填埋場總占地面積為89．9 萬m2，是我國現行規模較大、標準較高、運營較為規范的生活垃圾衛生填埋場，目前日常填埋量約1．2 萬m3/d。建廠初期滲濾液處理的工藝流程為“生物處理+膜工藝（UASB+SBR+MF+RO 四道流程）”，達到生活雜用水水質標準。隨著國家新的垃圾滲濾液處理排放標準的頒布和填埋場內滲濾液逐步趨向老齡化，初期的工藝流程和處理設施已不能滿足新的標準要求，根據項目需求進行滲濾液處理廠擴容工程，原有的垃圾滲濾液處理設施已基本停用，擴容工程處理工藝為“反硝化硝化+硝化反硝化+MBR+RO ”。目前，隨著城鎮化建設的推進，填埋場日填埋量劇增，擴容工程滿足不了缺口需求，為了減輕擴容工程的運行負擔和降低環境風險，填埋場滲濾液處理廠進行了二期工程建設，處理工藝與一期的擴容工程基本類似。

1.2 存在問題分析

填埋場滲濾液處理廠進行了二期工程建設和投入運行后，滲濾液處理能力得到很大的提高，但調節池內的老齡垃圾滲濾液的處理仍然沒有得到很好的改善，環境安全風險也沒有得到有效解決。

經有關部門審核分析，該填埋場滲濾液委托處理的費用為66．02 元/t（不含運輸費），需要求降低處理費用，但滲濾液尤其是老齡垃圾滲濾液的處理難度較大，一定程度上限制了垃圾滲濾液處理處置工藝選擇和方法途徑選擇。

基于年限問題，填埋場內大部分垃圾滲濾液為老齡垃圾滲濾液，根據對老齡垃圾滲濾液采樣數據分析，老齡垃圾滲濾液的COD、NH3-N、SS 與新鮮垃圾滲濾相比，存在較大的差異。如本填埋場內同一時間段的老齡垃圾滲濾液的COD為7980 mg/L，新鮮垃圾滲濾液的COD 為20180 mg/L；老齡垃圾滲濾液的NH3-N 為3186 mg/L，新鮮垃圾滲濾液的NH3-N 為3864 mg/L；老齡垃圾滲濾液的SS 為1580 mg/L，新鮮垃圾滲濾液的SS 為2480mg/L，這些數據顯示，老齡垃圾滲濾液存在明顯的低碳氮比、高氨氮和可生化性差的特征，如果以生活污水處理工藝進行處理很難得到降解。

因此，針對填埋場老齡垃圾滲濾液的處理現狀和存在問題，強化對老齡垃圾滲濾液的有效預處理，通過合理工藝的選取，降低滲濾液中有機污染物及氨氮濃度，保障預處理工藝的效能和技術經濟可行是本文重點分析的內容。

2 老齡垃圾滲濾液預處理工藝試驗比選

為了有效解決該填埋場老齡垃圾滲濾液過剩的問題，結合不同的工藝處理效果、占地面積、二次污染風險、處理量等進行試驗對比分析，最終確定最優工藝。

2.1 曝氣吹脫法

為了有效減少滲濾液中的高濃度氨氮，借助相關學者的研究成果，選用曝氣吹脫法預處理工藝進行對比分析。試驗占地面積為80m2，裝置選用有pH 調節裝置、吹脫裝置和1 套吸收裝置，裝置之間以PVC 管道及開關控制閥進行連接，日處理量（8h）為30 ～40 m2。

首先將垃圾滲濾液和復合堿溶液進行混合后進入行沉淀桶；然后通過開啟提升泵，將混合液泵入曝氣吹脫塔進行曝氣吹脫；再用引風機將吹脫產生的氨氣引入吸收塔進行處理。最后，采用重鉻酸鉀法對化學需氧量COD 指標進行檢測分析，采用納氏試劑光度法對氨氮NH3-N 進行分析，采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法對總氮T-N 進行分析，采用玻璃電極法對pH值進行分析。結果表明pH10 和HRT3h 為經濟性最佳工況條件，氨氮去除率為40%～60%，COD 去除率為35%～55%。未包含固定資產投資折舊、人工、廢液回收等的處理成本是64．59 元/m3。另外，需要定期清理投加氫氧化鈣產生較多的沉渣，導致產生一定的清淤費。

2.2 混凝絮凝-高級氧化法

混凝絮凝-高級氧化法主要采用光催化氧化法，通過利用光照射催化氧化產生OH 自由基，借助自由基的強氧化性將滲濾液中的難降解的、大部分的懸浮固體和部分COD 去除。本試驗占地約120m2，主要裝置選用提升泵、高級氧化主機和氧化循環分離水箱系統等。具體工藝流程如下：啟動垃圾滲濾液提升泵→過濾、調節→高級氧化設備氧化→循環氧化→進一步氧化絮凝分離→排放廢渣。從試驗結果來看，齡垃圾滲濾液經過混凝絮凝-高級氧化技術的組合工藝處理效果十分明顯，由原液COD 含量4726 mg/L下降到205mg/L、原液NH3-N 含量2402mg/L下降到275mg/L、原液TN 含量2464mg/L下降到291mg/L。另外，經過核算，應用混凝絮凝-高級氧化法進行老齡垃圾滲濾液處理運行總成本為48．91 元/m3。

2.3 鐵碳微電解-Fenton氧化法

鐵碳微電解-Fenton 氧化法是一種處理高濃度廢水的有效方法，具體工藝流程：垃圾滲濾液→微電解氧化→芬頓氧化（曝氣）→出水，首先通過投加鐵碳填料進行2h 的鐵碳微電解，然后投加H2O2進行強化處理2h，再檢測對垃圾滲濾液COD和氨氮的處理效果。COD 的去除率可達到32．88%。但對氨氮（NH4+）的去除效果不明顯，最高僅為5．03%。另外經計算，垃圾滲濾液的直接成本為 31．39 元/m3

2.4 預處理工藝技術效能比選（表1）

表1 三種預處理工藝技術效果對比分析表

由表1 數據可知，通過三種預處理工藝的試驗對比，不管出水效果，還是污染物的去除率、削減量上，混凝絮凝-高級氧化法技術都更具有優勢。同時，混凝絮凝-高級氧化法與曝氣吹脫法、鐵碳微電解-Fenton 氧化法相比，具有無二次污染風險及危化品管理問題優勢，運行成本也僅次于鐵碳微電解-Fenton氧化法，總體上比較適合進行老齡垃圾滲濾液預處理。

因此，結合廣東省某市填埋場老齡垃圾滲濾液實際工程中的可操作性及以上試驗分析，進行預處理工程方面的設計，為進一步的工程落實提供依據。

3 結語

目前老齡垃圾滲濾液多采用預處理+生化處理+深度處理的處理工藝，其中科學合理的預處理技術能消除填埋場垃圾滲濾液調節庫超負荷運行帶來的環境安全隱患，降低垃圾滲濾液直接摻入城市污水處理廠對處理系統產生的沖擊負荷。本文在實踐工程方案設計的基礎上，通過對三種滲濾液預處理工藝進行綜合比選，從處理效果和運行成本等因素上進行對比，最終認為混凝絮凝-高級氧化法預處理工藝更適合該填埋場垃圾滲濾液處理，可通過預處方案設計，正常運用項目運行中，預計項目規模可達2500m3/d，能夠有效處理填埋場調節庫內的老齡垃圾滲濾液，經濟效益良好。同時，還帶來顯著的環境效益及社會效益。