生物酶在垃圾滲濾液處理中的實踐探討

泉州圣元華綠環保科技有限公司 邱龍峰

一、工程背景

某垃圾填埋場每日產生垃圾滲濾液400m3，COD濃度≥5000mg/L，NH3-N濃度≥3000mg/L，總氮濃度≥3500mg/L。垃圾滲濾液處理系統以生化處理為主，其主體工藝為“一級反硝化+一級硝化+二級反硝化+二級硝化+一級芬頓+一級BAF+二級芬頓+二級BAF”，但由于垃圾滲濾液污染物濃度高，尤其氨氮及總氮濃度高，為達到脫氮目的，在反硝化工段投加大量葡萄糖及乙酸鈉作為碳源，雖然脫氮效果可以達到出水指標要求，但運行成本居高不下，生化系統不穩定，污泥產量多。

針對上述情況，公司對該垃圾填埋場產生的垃圾滲濾液進行強化脫氮處理，并優化碳源投加量，達到減量化、無害化標準后排放。公司采用MBK生物酶強化工藝，對該垃圾滲濾液進行技術升級實現高效處理，使系統中碳源投加量、DO含量及污泥產生量達到動態平衡，處理后水質達到國家《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889-2008）表2中規定的排放標準，滿足減排的目標，同時充分利用內部碳源，減少外部碳源投加，降低藥劑運行成本。

二、垃圾滲濾液來源及水質情況

垃圾滲濾液是垃圾填埋產生的高濃度有機污水，具有不同于一般城市污水的特點：高氨氮高總氮，同時BOD和COD濃度高、金屬含量較高、水質水量變化大、氨氮的含量較高、微生物營養元素比例失調等。據測定含有93種有害物質，其中1種可致癌、5種誘導致癌，如不加以處理，直接排放將會對周圍的地下水體、地表水體、土壤及生態環境帶來不可估量的污染和危害。

該垃圾滲濾液的進出水水質數據兼表1。

表1 垃圾滲濾液的進出水水質

三、工程介紹

本工程設計時處理水量為600m3/d，目前實際運行量為200-500t/d,24小時連續運行。

（一）處理工藝

該垃圾填埋場垃圾滲濾液處理采用以生化處理為主體的處理工藝，即一級反硝化+一級硝化+二級反硝化+二級硝化+一級芬頓+一級BAF+二級芬頓+二級BAF處理工藝，其工藝流程見圖1。

圖1 處理工藝流程圖

（二）處理結果

該垃圾滲濾液處理系統因大量投加葡萄糖及乙酸鈉作為反硝化碳源，以致成本居高不下，且污泥產生量大，系統處于非穩定運行。其水質指標見表2。

表2 處理系統水質指標

該垃圾滲濾液處理采用投加葡萄糖及乙酸鈉作為反硝化碳源，投加比例為15%，其處理系統水質變化說明：本底水質指標濃度COD：5000-6000mg/L、氨氮：2000-3000mg/L、總氮：2500-3500mg/L。經生化處理后的指標COD：1000mg/L左右，氨氮：13.0mg/L左右，總氮：220mg/L左右，投加碳源的運行成本約81元/m3，運行成本居高不下。

（三）生物酶強化工藝系統

該垃圾填埋場產生的垃圾滲濾液中含有大量有機污染物，還含有各類重金屬污染物，尤其是含有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香組化合物、氯化芳香組化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物等。同時氨氮及總氮含量高，C/N比例失調，磷元素缺乏，尤其是總氮處理難度大。根據對垃圾滲濾液水質特點以及排放標準的綜合分析對比后確定，本工程工藝采用生物酶強化工藝，即一級反硝化+生物酶強化+一級硝化+二級反硝化+二級硝化+一級芬頓+一級BAF+二級芬頓+二級BAF處理工藝。

1.生物酶強化工藝

由于處理系統投加碳源導致運行成本增加，故采用生物酶強化工藝進行處理，即于生化處理投加垃圾滲濾液專用生物酶制劑，其工藝流程見圖2。

圖2 生物酶強化工藝流程圖

2.工藝流程說明

垃圾滲濾液經預處理進入一級反硝化，擬在此投加垃圾滲濾液專用MBK生物酶制劑，即進行生物酶強化催化反應，主要考慮葡萄糖及乙酸鈉作為反硝化碳源會導致運行成本增加，故投加生物酶，利用特選生物酶對于難降解有機物高效迅速地降解機理，可以將垃圾滲濾液中的大分子難降解有機物開環斷鏈，轉化為反硝化微生物可以利用的小分子有機物，如酸類有機物等，并且生物酶可以直接進行脫氮反應，進一步降低氨氮及總氮濃度，使其達到排放標準，同時生物酶可將難降解有機物如萘、菲等非氯化芳香組化合物、氯化芳香組化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物等分解成小分子可降解物質，進一步提高可生化性，從而降低了后續生化反應負荷，生物酶可以減少外加碳源即葡萄糖及乙酸鈉的用量，從而降低系統運行成本，使系統中碳源投加量、DO含量及污泥產生量達到動態平衡。

3.處理結果

經對投加垃圾滲濾液專用生物酶制劑處理該垃圾填埋場的垃圾滲濾液工藝不斷調試后，逐步減少葡萄糖漿及乙酸鈉的用量，且脫氮效果顯著，經過半年多時間的實際運行，出水穩定達標，且使系統中碳源投加量、DO含量及污泥產生量達到動態平衡。水質指標見表3。

表3 投加垃圾滲濾液專用生物酶制劑后水質指標

由表3數據可以說明，投加垃圾滲濾液專用生物酶進行生化處理,20天后,污染物指標濃度降低至COD：800mg/L左右，部分COD轉化為有機酸；氨氮9mg/L左右，去除率高達99%；總氮：90mg/l左右，去除率高達90%，碳源投加比例從15%降至9%。

投加垃圾滲濾液專用生物酶后，生化系統水質變化說明：投加生物酶效果顯著，生物酶可促進改善生化處理系統中的營養物質、微生物菌群等各項指標平衡，同時因其屬于生物降解，可直接利用滲濾液中的難降解有機物作為碳源，COD被快速降解轉化有機酸被菌群充分利用，同時提高了B/C比值，保證了出水穩定達標，大幅提高生化處理效率與生化系統穩定性。隨著處理時間周期延長，效果越明顯，同時系統中碳源投加量、DO含量及污泥產生量達到動態平衡。

4.處理結果分析

（1）針對垃圾滲濾液處理中，投加大量葡萄糖及乙酸鈉作為碳源，以致運行成本居高不下，脫氮效果差的問題，進行了投加垃圾滲濾液專用生物酶制劑強化處理，通過對數據進行分析，可以看出滲濾液處理系統出水各項指標均穩定達標。

（2）垃圾滲濾液專用生物酶制劑平均投加量為0.3-0.6‰之間。

（3）在投加垃圾滲濾液專用生物酶制劑連續運行期間，滲濾液處理系統穩定運行，且在出水各項指標均達標的前提下，碳源投加比例從15%降至9%。

（4）垃圾滲濾液專用MBK生物酶可使系統中碳源投加量、DO含量及污泥產生量達到動態平衡，從而降低系統運行費用，包括降低碳源藥劑費用及設備運行費用。

5.生物酶作用

生物酶強化工藝是應用復合生物酶高效迅速催化處理污水中的污染物質，通過有效的生物降解功能來對目前一些污染治理技術所不能降解的大分子難降解有機物進行處理，具有生物降解功能強、使用方便且能使凈化后的水質更加穩定、徹底治理污染的優點。

生物酶強化工藝為具有脫色除臭、去除COD、脫氮除磷等多功能的環境友好型工藝，尤其是對于氨氮及總氮有獨特的降解作用，對于已有污水處理工藝，不用增建或擴建構筑物，新建污水處理工藝，可增加系統污染負荷，減小構筑物，減少直接投資，且操作簡便，復合生物酶利用自固定化及復合固定化作用于一定條件下存在于污水處理系統中，并可增加系統中優勢菌的生長及繁殖，促進系統的優化及穩定運行。此工藝能強烈地分解雜環類、苯環類等特征污染物，對特征污染物有較強的去除效果，分解蛋白質和復雜多糖，對水溶性有機物分解也有重要的作用，將污水中大量如側鏈脂、石油醚、丙酮、甲醇、乙醇、二氯甲烷、甲苯等有毒有機物的復雜結構打開，使之開環斷鏈，形成小分子物質，將其降解為酸類有機物，可為系統中反硝化微生物直接利用，發揮脫氮作用，且生物酶本身具有脫氮作用，其中的硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶用以補充反硝化池中硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶的不足，發揮脫氮作用，可使系統中碳源投加量、DO含量及污泥產生量達到動態平衡，從而降低系統運行費用，包括降低碳源藥劑費用及設備運行費用。

四、結語

從以上垃圾滲濾液工程案例中可以看出，采用垃圾滲濾液專用MBK生物酶強化工藝，可以高效迅速地去除垃圾滲濾液中的污染物質，尤其是通過生化系統對于氨氮及總氮有較好的去除作用。其中特選的生物酶對于垃圾滲濾液中的污染物質有較強的催化降解轉化作用，使之開環斷鏈，形成小分子物質，從復雜的大分子有機物狀態降解為小分子有機物或CO2、H2O等無機物，或將其降解為酸類有機物，可為系統中反硝化微生物協同作用，充分發揮脫氮功能，且MBK生物酶本身具有脫氮作用，其中的硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶用以補充反硝化池中硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶的不足，發揮脫氮作用。特選的生物酶可固定化于污泥等載體上，既可以維持系統內高生物酶濃度，同時可以大幅度減少生物酶流失，提高生物酶的催化效率。與現有傳統的垃圾滲濾液處理工藝相比，生物酶強化工藝縮短了處理時間，既可以提高現有處理設施的處理效率，同時無需建造新的構筑物，減少了建設投資，可使系統中碳源投加量、DO含量及污泥產生量達到動態平衡，從而降低系統運行費用，包括降低碳源藥劑費用及設備運行費用。