城市垃圾填埋場滲濾液廢水處理工藝改良

沈振華 劉鳴 宋環宇

摘 要：城市垃圾填埋場滲濾液是城市垃圾進行衛生填埋時，垃圾腐化過程中產生的內源水和以外來水份形成的沁出液體，其成分復雜，處理難度很大。通過分析調查得知：在填埋過程中滲濾液的成分極不穩定。NH -N濃度變化大可以從低于100mg/L上升到5000mg/L BOD等有機物卻呈下降趨勢，針對不同時期的滲濾液的不同成分的特點，并結合當今國內外對垃圾滲濾液的最新處理工藝，設計使用曝氣吹脫法對氨氮等進行處理，厭氧好氧相結合的方法對滲濾液的COD、BOD等進行處理。本設計的工藝改良方法更適合南方城市垃圾填埋場的滲濾液的處理。氨氮的去除率能夠達到45%，BOD5的去除率能夠達到90%，出水水質能夠達到國家生活垃圾滲濾液的二級排放標準，并且該工藝能夠降低處理成本，降低基建費用。

關鍵詞：城市垃圾 滲濾液 回灌/回噴系統 曝氣吹脫 UASB，AMT系統 人工生態過濾溝 污泥處理

中圖分類號：X70 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（a）-0127-03

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市規模的不斷擴大，城市人口的不斷曾多，城市垃圾量和滲濾液處理難度也隨之增多。以前大多數城市垃圾處理場按照建設部《城市生活垃圾衛生填埋技術標準》（CJJ17-88）設計。已經于2005以前年建成投產，至今已運行了10多年，已不能滿足日益復雜的垃圾填埋處理污染控制要求。原來配套的滲濾液處理的工藝設備也不能滿足滲濾液成分日益復雜的處理要求，現在急需改良處理工藝以提高城市垃圾填埋場滲濾液的處理程度。

眾所周知垃圾處理場滲濾液是一種成分復雜且隨”場齡”變化的高濃度有機廢水.可生化性差，幾種不同的滲濾液合并處理，任何一種單獨的處理方法都難以達到處理要求，特此采取了生化法和物化法相結合的垃圾滲濾液處理方法.此方法能夠有效的處理滲濾液并達到國家排放標準。本采用韓國韓鈉公司的最新專利AMT技術。

本設計以宜昌市城市垃圾處理場滲濾液處理工程為參考，根據宜昌市垃圾處理場提供的資料，綜合查閱相關的書籍，并結合國內外的相關技術前延的研究資料，對滲濾液污水處理廠的設備進行改良工藝設計。

1 設計說明

1.1 設計任務

本設計任務需明確新的城市生活垃圾滲濾液的主要成分及污染程度。（參考宜昌市黃家灣垃圾填埋場提供的資料進行估算） 新設計的滲濾液處理工程的規模，進水水質，出水水質，工藝流程的選擇和確定，各構筑物的運行注意事項等.

1.2 設計資料

1.2.1 基本資料

宜昌市地處長江流域的南方城市，屬江畔丘林地帶，地質結構穩定，一年四季降雨量充沛，夏天氣候炎熱，冬天的氣溫一般在0℃以上，四季溫差不大（易于微生物降解作業）。四周遍布各類風景區，是旅游.居家.度假的理想之地，因此高度重視城市生活垃圾及其滲濾液的處理。

1.2.2 設計工程中所需要的標準

《GB16889-2008 生活垃圾填埋場污染控制標準》

《CJJ/T3037-95 生活垃圾填埋場環境監測技術標準》

1.2.3 設計處理規模，影響滲濾液的因素，滲濾液的主要成分，處理后的排放標準，治理目標等。

（1）本著經濟的原則提高滲濾液的濃度而滲濾液的最大日處理量仍為800立方米。

（2）進水水質：BOD5=2400mg/L；CODcr=5000mg/L；NH3-N=1200mg/L；

出水水質：BOD5=150mg/L；CODcr=180mg/L；NH3-N=45mg/L；

（3）影響垃圾填埋場滲濾液產量的主要因素。

（4）垃圾滲濾液的主要成份調查如下。

（5）治理目標。

本設計工藝的目的在于經濟有效的降低高濃度滲濾液廢水各項污染指標，達到排放標準。可以達到國家二級排放標準。

1.3 設計原則、關鍵問題及解決思路

滲濾液處理工藝設計過程中應遵循下列原則：使處理后的滲濾液達標排放，以使環境不受污染；滲濾液處理工藝方案在達到治理要求的前提下應優先選擇基建投資和運行費用少的，運行管理方便的穩定可靠工藝，在保證處理效果的前提下盡可能地降低運行成本。

目前國內外最流行的是厭氧聯合處理法，不足之處就是忽略了超高濃度氨氮的影響，使得高氨氮對生物活性菌處理效能產生嚴重的抑制作用，影響出水，整體處理效果不佳.若出現C/N<3的情況，將造成營養比例嚴重失調，影響后續處理效果的穩定性，另外高濃度的游離氨也會降低了微生物活性菌的活性，嚴重影響了菌種的成活率。導致對COD等因子的處理效果不佳。因此，氨氮預處理對于場齡較長的垃圾填埋場滲濾液處理尤為重要，對滲濾液進行氨吹脫以調整C/N比，這是預處理脫氨的主要目的。綜合物化法和生物處理法的優點，充分考慮到高濃度氨氮對微生物的抑制作用而加強這方面設計。即”脫氮----高效（UASB）”工藝。脫氮廢水進入酸化池，加酸調節PH至5.6促使廢水中的有機物轉化為揮發性的脂肪酸，便于UASB系統對廢水中有機物進行去除。產生沼氣通過水封收集到氣柜，后送入安全器內燃燒。

考慮到參考目標垃圾填埋場將現有的一期工程垃圾滲濾液和二期工程的垃圾滲濾液合并處理，而單獨采用AMT技術花費較大，所以采用厭氧加AMT技術聯合工藝。厭氧段采用UASB反應器，組合設備簡單，運行方便。物化階段采用AMT聯合工藝，是韓國開發并申請專利的處理的高濃度難降解有機廢水的專門工藝，具有受水質水量波動影響小，處理效果持續穩定的優點，同時方便根據不同的出水要求來調整設備運轉周期和藥品的投加配比。

1.4 工藝選擇

垃圾填埋場滲濾液的處理技術即有普通廢水處理技術的共性，也有其很突出的特殊性。縱觀國內外垃圾滲濾液處理的現狀，目前對滲濾液的處理工藝主要有兩大類：一是將其經過預處理后或直接排入城市污水處理場進行綜合處理即場外綜合處理，其優點是利用大量的城市生活廢水來稀釋滲濾液，降低處理難度，但會沖擊城市污水廠出水水質穩定；二是將其進行完全的單獨處理，即場內綜合處理，優點是不需要遠距離輸送或基建修造管網，處理更安全高效；其主要處理工藝有生物處理法，物化法，土地法及上述方法的綜合循環。

生物法處理滲濾液：生物法是滲濾液處理中最常用的一種方法，因其運行費用相對較低，處理效率較高，不會出現化學污泥等造成二次污染，因而被國際上廣泛運用。工藝形式有傳統的活性污泥法穩定塘.生物轉盤.厭氧固定膜生物反應器等。

物化法處理滲濾液：物化法過去只能處理填埋時間較長的單元中排出的滲濾液，而隨著滲濾液污染控制排放標準的日益嚴格，物化法也用來處理初期的滲濾液，是滲濾液后處理工藝中最常用的方法之一，由于物化法的處理成本較高，不適于大量滲濾液的處理。物化法包括絮凝沉淀，活性炭吸附，膜分離和化學法等。

土地法處理滲濾液：土地處理時通過土壤顆粒絮層的過濾，離子交換吸附和沉淀等物理作用去除滲濾液中懸浮固體和溶解成分，再通過土壤中的微生物作用使滲濾液中的有機物和氨氮發生轉變，通過蒸發作用減少滲濾液的體積。用于滲濾液處理的土地法包括回灌處理和土壤植物過濾處理系統。

綜合法處理滲濾液：垃圾滲濾液由于成分復雜，如果用一種方法很難把他們處理達標。所以，需要不同類型的工藝方法組合處理，才能使得出水達標排放。不同類型方法的組合一般是用生物法或土地法作為預處理配套使用，然后用物化法作為后處理。以滿足日益嚴格的滲濾液處理排放標準。

考慮到南方城市垃圾處理場為山溝型填埋場，位于較偏遠的郊區，滲濾液遠距離輸送的費用較高，且由于滲濾液所特有的水質及其變化特點，以造成對城市污水處理的沖擊，影響他們的正常運行，因此以宜昌市城市垃圾處理場為參照樣本，將該場滲濾液的處理采用場內單獨處理，達標后在匯入城市污水管網。由于是復合式垃圾填埋場的滲濾液混合處理，按原有的工藝設備已經難于穩定達到國家的排放標準。所以本設計本著經濟的原則在原有的設備的基礎上進行工藝改良設計。特此針對性引用處理復合式垃圾填埋場滲濾液的AMT技術。

1.5 改良處理工藝流程如下

本設計滲濾液處理工藝流程：滲濾液進入調節池。上層清液進入氨氮吹脫處經酸化調節PH值。再進入斜板式UASB厭氧反應器。經過初步處理后進入AMT系統。

AMT系統由AMT分解池，AMT置換池和混凝反應池三部分組成。其中前兩部分是韓納公司提供的專利技術。也是目前處理復合垃圾處理場滲濾液的最通用的技術。其處理后的污水進入沉淀池，上層清液經過人工生物過慮溝后遇上有截洪壩水道相匯合排放注入管網。其各構筑物的下層污泥。進入污泥濃縮系統處理后又運回填埋場。

1.6 改良工藝流程說明

1.6.1新增回灌系統

滲濾液回灌，就是用適當的方法將在填埋場底部收集到的滲濾液從其覆蓋層表面或覆蓋層下部重新灌入填埋場。由于填埋場垃圾成分和性質多邊等因素，與其他污水相比，滲濾液的一個重要特點是水質水量波動大。回灌法作為滲濾液土地處理法的一種，主要是利用填埋場垃圾曾這個“生物濾床”凈化滲濾液。與物化及生物法相比，它能較好的適應滲濾液水質水量的變化，投資省，運行費用低，同時還能加速填埋場穩定化進程，縮短其維護期，減少維護費用。作為填埋場處理方法之一，目前在國際上已得到廣泛應用。

1.6.2氨氮吹脫原理

水中的氨氮，多以氨離子（NH4+）和游離氨（NH3）的狀態存在，兩者并保持平衡，平衡關系為： NH3+H2O===NH4++OH-

這一關系受PH值的影響，當PH值什高，平衡向左移，游離氨的所占比例增大。當PH值為7時，氨氮多以NH4+的狀態存在，而當PH值為11左右時，NH3大致在90%上。游離氨易于從水中逸出，如加以曝氣吹脫的物理作用，并使水的PH值什高，則可促使氨從水中逸出。這只要采用一般的空氣吹脫技術就可以做到。脫氮改善營養比例趨近于（25：1）有利于后續處理設備中菌種的培養。

1.6.3改進的 UASB

（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）升流式厭氧污泥床在構造上的特點是既生物反應與沉淀于一體，又是一種結構緊湊的厭氧反應器。厭氧微生物以膜的形態生長在濾料表面，廢水淹沒通過濾料，再生物膜的吸附作用微生物的代謝作用以及濾料的截留作用下，廢水中的有機污染物被去除。產生的沼氣則聚集池池頂的部罩內，并從頂部引出。處理水則由旁側流出。為了分離處理水的生物膜，UASB的下部為懸浮污泥床，它同時具有厭氧污泥床和厭氧過濾床的優點污泥截留能力及抗沖擊負荷能力強，污泥濃度高，其COD容積負荷高稅利停留時間短等特點。

1.6.4 AMT系統介紹

AMT（Advanced Molecule Decomposition Wastewater Treatment）是綜合運用多種物理化學方法處理污水的新技術，由韓國HANA研究開發，專門應用于垃圾處理場滲濾液處理工程，其核心技術為磁化分解和負氧曝氣技術。AMT技術利用超聲波，磁場，電子放電以及負氧離子的交換作用，產生氧化性極強的羥基自由基（OH），將水中的污染物分解為CO2和H2O。通過投加藥品（絮凝劑，助凝劑和磁性石粉等）進行混凝降解再經過活性的濾床處理，最終使處理后的滲濾液達到排放標準，而且出水因富含溶解氧可提高納污水體的自凈能力。

2 結語

由于滲濾液的復雜多變性，目前世界上尚無完美的處理方法，本設計根據宜昌市垃圾填埋場的實際情況，和對現場的實際考察，考慮深濾液成分的復雜性隨垃圾填埋場的使用年限的延長而變化，所以提出了新的處理復合式垃圾填埋場滲濾液處理工藝，專門針對復合式垃圾滲濾液的AMT處理技術用于新的設計工藝，設計結果表明該法對NH -N和BOD 都用很高的去除率。出水水質甚至能夠達到國家甚或垃圾滲濾液排放二級標準。

參考文獻

[1] 仇慶春.垃圾填埋場滲濾液處理工藝研究：資源節約與環保，2014（11）：70.

[2] 耿震，葛誠，沈小玲.垃圾處理場的污水處理工程設計[J].中國給水排水，2004，20（12）：60-63

[3] 康劍熊，李靜.UASB—A/O膜處理滲濾液工程設計案例：華中科技大學學報，2003，6，2（20）.

[4] 陳增豐，陳浩偉，倪娜.應用AMT技術處理垃圾滲濾液試驗研究[J].環境衛生工程，2004，12（2）：70-72.