填埋場滲瀝液組合處理工藝實踐分析

黎學誠(廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510000)

0 引言

填埋場的建設與正常運行直接關系到城市的形象和人民的正常生活。而填埋場在進行垃圾填埋過程中會產生的滲瀝液，對垃圾滲瀝液處理的工藝合理性和經濟性選擇需要長期探索。在進行填埋場滲瀝液處理工藝及參數選擇和優化需要結合具體填埋場滲瀝液水質水量特點、原工藝特點和填埋場未來發展趨勢進行綜合分析。結合目前填埋場滲瀝液越來越復雜的特點，單一的處理工藝不能達到最優的處理效果，需要結合工程實踐，比選出技術及經濟可行性較高的組合處理工藝。

1 生活垃圾填埋場滲瀝液水質特點分析

滲瀝液的水質特點與填埋場垃圾的成份、填埋時間、填埋構造及降水量等相關。填埋場滲瀝液水質復雜，屬于高濃度有機廢水，顏色發黑，富含有機物、氨氮、重金屬。填埋場滲瀝液污染物濃度隨填埋規模、使用年限、季節、天氣的變化會出現短期波動和長期變化的復雜性。一般來說，填埋場旱季的滲瀝液濃度大大高于雨季。填埋場初期滲瀝液的氨氮濃度較低，BOD5/COD較大，而可生化性良好，但隨著使用年限的變化，氨氮濃度逐漸升高，BOD/COD下降，可生化性也變差，且不同時期的填埋場滲瀝液水質變化大[1]。結合相關文獻總結，并根據參與項目的實際情況，總結生活垃圾填埋場滲瀝液水質特點如下：COD為10～25 g/L、BOD為5～8 g/L、氨氮為1.5～3.5 g/L、總氮為1.8～4.0 g/L、TP為15 g/L、pH為6～8。

2 國內典型填埋場滲瀝液處理組合工藝

隨著技術方法發展和工程實踐經驗總結，形成了各種不同垃圾滲瀝液處理方法，大致可歸納為生物法、物化法和土地處理法幾種。生物法主要為好氧生物處理和厭氧生物處理，其中好氧生物處理方法有好氧塘、傳統活性污泥法、好氧SBR法和MBBR法等，厭氧生物處理有厭氧SBR法、UASB法和厭氧濾池等。物化法主要有氨吹脫法、混凝沉淀法、高級氧化法、納濾技術和反滲透等。土地處理法主要有滲瀝液回灌、人工濕地法。結合以上處理方法和我國填埋場垃圾滲瀝液污染特征，目前中國在滲瀝液處理組合工藝應用上主要有如下幾種形式。

2.1 外置式 MBR+NF/RO 工藝

“外置式 MBR+NF/RO ”工藝主要應用在我國大、中型滲瀝液處理廠中。與傳統的重力分離技術比較，MBR 膜分離技術不僅占地面積小，還能提高生物反應器系統的污泥濃度。另外，該組合工藝在深度處理上，選用NF/RO 處理工藝，能有效截留污染物中的大分子腐殖酸和小分子的水溶性腐殖質，出水水質穩定、可靠，實現高效效果。但MBR技術和外置式超濾、NF、RO膜系統，與其他生物處理技術相比，不僅需要定期更換膜組件，還存在能耗較高的缺點。另外需要針對性采取措施對系統產生15%～25%的濃縮液進行處理[2]。

2.2 AT-BC生物轉盤+曝氣池+芬頓氧化+生物濾池工藝

“AT-BC生物轉盤+曝氣池”工藝是通過綜合活性污泥法和生物膜法進行組合處理的工藝，通過好氧與兼氧環境不斷交替變化，實現在低氧狀態運行，能耗較低。深度處理采用兩級Fenton化學氧化+生物濾池，實現同步硝化反硝化目的，不僅抗沖擊能力強，對碳源的需求量也低。采用高級氧化方式對COD、TN、氨氮去除率均達到90%，且無濃縮液產生。但存在占地面積較大，需投加營養液、投加化學藥劑，產生較多化學污泥，同時處理過程需要嚴格結合水質變化進行pH、雙氧水與Fe2+摩爾比、Fe2+濃度等條件的調整，以滿足芬頓氧化反應所需[3]。

2.3 氨吹脫+A/O/O生化池+內置式MBR+NF工藝

“氨吹脫+A/O/O生化池+內置式MBR+NF”工藝的處理原理主要是通過氨吹脫的方式實現對氨氮的去除，避免高濃度氨氮影響生化效果。A/O/O生化池是由兩個獨立區域串聯而成，實現對脫碳功能與硝化功能獨立，從而提高系統的硝化效率。采用內置MBR工藝，能耗相對較低，投資成本略為降低。但需要對系統產生的濃縮液進行另外處理，同時氨吸收產品的銷路的問題也是使用該工藝需要重點考量的地方。如深圳下坪垃圾填埋場滲瀝液處理工藝就是采用該工藝的最佳代表，下坪場滲瀝液處理工藝中能有效解決氨吹脫塔尾氣吸收、硫酸銨結晶與產品銷路的問題，整體處理效果較好，能多年一直沿用。

2.4 兩級DTRO/STRO工藝

“兩級DTRO/STRO”通過選用純膜處理工藝，不需要生化工藝，整體系統設備占地少。通過采用DTRO或者STRO，加大了水流通道，實現抗污染的性能提升，出水水質可靠。但采用純膜處理工藝的整體投資和運營成本偏高，無法實現最佳經濟效益，同時還需額外處理系統產生25%的濃縮液。

3 填埋場滲瀝液組合處理工藝調整分析

3.1 填埋場滲瀝液處理工藝現狀

下面結合某采用改良型厭氧填埋方式的生活垃圾填埋場案例進行分析，該項目一期填埋場已封場，其滲瀝液NH3-N、TN和不可降解有機物的含量較高，但BOD5/COD值較低，可生化性差。二期填埋場在2019年8月實現投入試運行，二期的H3-N含量低、BOD5/COD值較高，可生化性較好。一期滲瀝液排入1#調節池，二期排入2#調節池，不同期的滲瀝液水質存在較大的差異，同時考慮到一期填埋場產生的滲瀝液所占比例較高，從提高滲瀝液的可生化性角度考慮，一旦二期滲瀝液產量高達一定量時，結合水質監測數據進行2個調節池出水流量比的手動控制，以滿足兩期混合滲瀝液的合理調配，然后將調配好的混合滲瀝液作為組合工藝的處理對象，處理工藝流程如圖1所示。

圖1 滲瀝液工藝處理流程圖

為了更好對工藝進行調整優化，需要對系統的調節池、各工段和總出口出水的NH3-N、N、COD、TN等污染物含量、pH及電導率等數據進行檢測和采集，結合檢測結果，下面對處理工藝存在問題統計如下：(1)進水NH3-N、TN含量偏高，而COD偏低，同時m(C)/m(N)最低僅為1.3，可生化比較差。而出水的COD不穩定，存在有時不符合規定情況，而TN一直未達標。(2)MBR段COD去除率遠低于設計要求，為53.41%～66.45%，導致系統出水的COD超標。MBR段對COD去除率偏低的主要原因：①老齡滲瀝液存在大量不可生化有機物，活性污泥對其吸附率低，從而影響到MBR段對COD的去除率；②碳氧化池進水碳源不足引發C/N失調，導致響微生物生長受限，微生物不足導致MBR無法有效對COD進行去除；③生化池內的活性污泥存在含量不足的情況，系統對有機物的處理效率受到影響。(3)MBR段TN去除率遠低于設計要求，為49.15%，而 MBR進水TN中NH3-N占比高，為81.57%，但出水卻出現最低占比1.10%的情況，這些數據都表明MBR存在反硝化效果差的現象，對原因進行追溯，主要由于進水碳源的不足，進而對反硝化菌的生長形成限制。(4)設計參數存在問題，MBR生化池MLSS含量偏低，濃度不合理，從而影響MBR高污泥含量、高容積負荷、抗沖擊負荷能力強優點的發揮。同時本項目設計NF膜通量與國內其他相近案例和規范相比，數值偏低，會加大NF膜堵塞的概率，導致膜通量下降。需要結合項目實際運行特點和相關規范進行需要NF 膜通量大小的控制和定期清洗。

3.2 工藝調整分析

3.2.1 外加碳源

基于對系統以上存在問題情況的分析，對工藝進行一定的調整優化。如進行外加碳源補充，本項目結合進水COD情況，最終確定選擇合適比例的葡萄糖作為碳源補充。通過在系統配水槽的位置進行葡萄糖投加后，進水COD和m(C)/m(N)實現了有效提升，其中COD提高1.6～2.0 g/L、m(C)/m(N)大于3.5。同時通過外加碳源調整對整個系統的COD和TN的去除率也有一定的提升，分別由95.75%和75.96%提高至99.45%和98.58%，其中MBR段對COD和TN的去除率最高，分別由68.45%和40.28%提升至83.17%和93.96%，最終實現系統出水穩定高效。

3.2.2 新老滲瀝液混合及參數調整

通過以上檢測與分析表明，除了碳源不足問題外，系統對COD和TN去除不符合要求的部分原因是因為老齡滲瀝液可生化性差所導致。為了處理這個問題，可以通過將2期滲瀝液混合處理，調整新老滲瀝液混合比例，以提高整個系統處理滲瀝液的可生化性。結合檢測結果，還需要對系統的整體抗沖擊負荷能力進行優化，結合本工藝特點，可以通過調整優化MBR生化池污泥含量和NF膜通量實現此目的。經過以上調整后，對實際運行結果進行監測和計算，結果顯示本系統運行狀態良好，各監測數據也符合設計要求。

4 結語

MBR 和以納濾(NF)、RO 為主的深度處理段組合而成的工藝由于自身優勢，近些年在國內新建填埋場滲瀝液處理中得到應用和推廣。本研究所闡述的案例中通過選用 MBR+NF/RO 為主體的組合工藝，在結合項目自身特點基礎上，在不增加設備及藥劑投資的情況下，實現兩期滲瀝液的混合，從而處理了一期老滲瀝液可生化性差的問題。同時結合檢測數據，調整MBR生化池 MLSS 的質量濃度為 15～25 g/L。最終提高系統出水 COD、NH3-N、TN 的去除率，并能確保穩定達到 規范要求，能為同類型生活垃圾填埋場滲瀝液處理借鑒。