垃圾填埋場滲濾液處理工藝與評價分析

文_郭尊孟 張臻 廣東智環創新環境科技有限公司

我國的垃圾滲濾液處理工藝目前已有較大的革新，排放標準日趨嚴格帶動了滲濾液處理工藝的快速發展。近年來，隨著生物法和膜法深度處理工藝在我國垃圾滲濾液處理工程的廣泛應用，一定程度上保證出水水質質量，但在不同工程實例中也會存在總氮不達標等問題，非常有必要加強對滲濾液處理工藝歸納與對比，優化不同工程和不同種類滲濾液工藝適用性，并結合具體工程實踐中滲濾液工藝處理存在的問題進行改造優化。

1 垃圾填埋場滲瀝液處理工藝進展

目前國內外在對滲濾液處理工藝研究中，對滲濾液水質非常關注，通過將填埋場滲濾液年齡分成“青年”（1年內）、“中年”（1～5年）和“老年”（大于5年）三種類型，不同類型的滲濾液水質在pH值、COD、NH4+、BOD5／COD、TOC／COD、重金屬、生物降解能力等存在在一定的差異，如“青年”滲濾液水質 pH值<6.5、COD（g/L）>15、NH4+（mg/L）<400、BOD5/COD為0.5～1.0、TOC/COD<0.3、重金屬>2、生物降解能力強；“中年”滲濾液水質pH值6.5～7.5、COD（g/L）為3～15、NH4+（mg/L）為 400、BOD5/COD為 0.1～0.5、TOC/COD為0.3～0.5、重金屬<2、生物降解能力中等；“老年”滲濾液水質pH值>7.5、COD（g/L）<3、NH4+（mg/L）>400、BOD5/COD<0.1、TOC/COD>0.5、重金屬<2、生物降解能力低。

針對這些滲濾液的水質特點以及水質隨時間變化的特征，目前國內外相關研究人員注重應用組合工藝的方式處理填埋場垃圾滲濾液，通過多種工藝組合的協同作用克服單個工藝的局限，實現對滲濾液的有效處理。目前，我國應用較為廣泛和成熟的工藝為“厭氧＋生化＋膜深度處理”工藝路線。其中，典型滲濾液處理工藝路線主要有①生化和物化過程相結合的工藝，如“高效厭氧＋氨吹脫＋A/O接觸氧化＋NF”，通過增加的納濾技術，可有效去除生化難以降解的溶解性有機物，實現氨氮去除效率高達95%以上，CODcr去除率高達85%以上。目前該技術已應用于我國一些填埋場垃圾滲濾液處理改造工程中，運行費用約為26元/m3。②物理化學－生物－高級氧化組合技術，如“氨吹脫＋UBF＋SBR＋深度處理”工藝，為了確保后續工藝水質穩定和降低后續處理負荷，該工藝選用氨吹脫系統、調節池、沉淀池作為預處理系統；UBF實現滲濾液有機大分子物質的有效分解，臭氧系統實現難降解污染物有效去除，這些都能為后續膜處理工藝穩定運行做好保障。③物理化學－生物法處理技術，如“預處理＋IOC＋MBR＋化軟＋RO＋碟管式反滲透”工藝，該工藝應用初沉池、調節池作為預處理系統，去除大部分有機污染物；然后進入A/O系統，經A/O系統處理后出水進入浸沒式超濾系統實現污染物和大分子有機物的去除；經超濾處理后出水進入化學軟化系統和反滲透系統實現COD、氨氮等有效去除，同時也確保產水回收率。

2 滲濾液處理工藝的選擇與評價

2.1 工程實例

廣東省某生活垃圾填埋場屬于城鎮生活垃圾無害化填埋場，由滲濾液處理區和垃圾填埋庫區組成，圾滲濾液原處理工藝采用的是兩級A/O+Fenton+BAF組合工藝。隨著填埋區內垃圾的厭氧分解，通過對調節池中滲濾液的水質檢測顯示PH值為7～8、COD（g/L）為1680～4700、氨氮（mg/L）為1520～2206、總氮（mg/L）為1672～2426、BOD5/COD為0.1～0.2，數據水質特征為可生化性差、低C/N和高氨氮等特點。在垃圾填埋場運行初期，為了利于原水中氨氮的揮發，采用的露天的開放式滲濾液調節池，由于產生的異味較大，結合環保部門要求，增設柔性浮蓋，降低調節池中滲濾液的C/N比，但增設柔性浮蓋后后續處理難度加大。

2.2 原工藝運行效果評價

通過對原有滲濾液處理工藝進行實地調研，選取2020年2月至2020年3月的滲濾液進水、出水的COD與氨氮值，滲濾液進水量70m3/d。生化系統段對COD和氨氮去除率分別為42.5%和81.7%，作為處理系統的核心工藝，對滲濾液各污染物去除率低于預期，造成后端Fenton高級氧化系統進水負荷增加，同時Fenton系統對有機物去除有限，導致無法保證出水水質；原組合工藝對COD、氨氮和色度去除率分別為90.2%、94.3%和92.6%，其中COD和氨氮已經不能滿足排放標準，處理能力有待加強。

2.3 滲濾液處理工藝改造

在進行本滲濾液處理工藝改造時，重點結合本填埋場現場條件、處理工藝高效經濟性、運行成本等多方面進行考慮，實現工藝抗沖擊能力強、投資省、減少占地、保證出水中各污染指標滿足高質量排放標準要求。

在此次工藝改造中，通過內置式MBR膜池替代原有工藝的二沉池，實現與原有的兩級A/O+Fenton+BAF組合工藝有效結合，強化生化處理和實現污泥回流，能充分利用原有處理設施，實現成本節約。另外，為了確保出水水質穩定并達標排放，通過NF或RO進行深度處理，本改造工藝考慮到MBR以及NF在一些重金屬離子和分子量較小的腐殖質類物質處理上效果欠佳，在工藝后續添加RO工藝進行深化。最終，結合本填埋場滲濾液中晚期水質特點和對原有處理設施利用，改造的工藝路線確定為MBR+NF+RO組合工藝，工藝流程簡圖如圖1所示。

圖1 改造后滲濾液處理工藝流程圖

MBR系統由生化處理單元和內置式的超濾膜組成，其中生化單元是在原來的兩級A/O+Fenton+BAF組合工藝中增設硝化液內回流，厭氧池被改造為前置反硝化池，解決原有工藝總氮去除效果不佳的問題。同時，結合場地條件，將二沉池改造為內置MBR膜池，借助MBR池內的超濾膜組件增加接觸氧化池內的污泥濃度，提高MBR工藝對難降解物質的處理效率和效果。

本改造工藝中的納濾系統主要用于處理MBR系統出水，原理類似于超濾和反滲透，但相比于反滲透工藝，納濾能耗更小，操作也更為方便。本改造工藝納濾系統選用卷式納濾膜，不僅實現了對小分子有機物的降解目的，同時有效地截留了高價鹽離子。

本改造工藝中的反滲透作為工藝的深度處理，選用卷式反滲透膜，對滲濾中COD、BOD和氨氮等指標去除效果良好，且價格便宜。另外，將納濾與反滲透工藝聯用應用，在確保出水的水質的同時又能確保膜工藝長期穩定運行。

3 結語

對滲濾液處理工藝的創新改造，不僅有助于解決滲濾液處理水質差等問題，實現運行管理靈活方便、投資省、處理成本低目標，更能促進滲濾液處理行業的可持續發展。本文結合廣東某垃圾填埋場滲濾液改造工程，對試驗期間進、出水水質監測的結果顯示，改造后對總氮、COD和氨氮的去除效果較為明顯，去除率分別為98%、97.34%和99%以上。改造后的滲濾液處理工藝在水溫條件相差較大的情況下對滲濾液的處理效果也非常不錯，仍能保持較好的出水水質，對水溫變化的抗沖擊能力強。