生活垃圾填埋場滲濾液處理站改造可行性的初步調研

陰藹華（秦皇島市第一污水處理廠，河北 秦皇島）

1 走訪單位情況簡介

（1）中國城市建設研究院環境衛生工程設計研究所

環境衛生工程設計研究所是原建設部城市建設研究院（現隸屬于國務院國有資產監督管理委員會管理的中國建筑設計研究院(集團)）下設的六個專業所之一，具有環境衛生規劃、工程設計與工程咨詢甲級資質，在生活垃圾處理技術方面，處于國內領先地位。

主編和參編了《城市生活垃圾處理、給水工程、污水處理工程項目建設用地指標》、《生活垃圾衛生填埋場無害化評價標準》等垃圾處理工程項目建設標準和技術規范二十余項，完成《垃圾滲濾液處理技術規范》送審稿。承攬了各類環衛工程項目三百余項，項目遍及全國七十余個城市和部分國家。項目類型涵蓋所有環衛領域，包括垃圾轉運站、垃圾衛生填埋場、垃圾生物處理與綜合處理廠、垃圾焚燒發電廠、填埋氣體收集利用工程、垃圾滲濾液處理工程、電子垃圾處理工程、危險廢物處理工程等。

（2）北京天地人環?？萍加邢薰?/h3>

成立于2002年，是專門從事垃圾滲濾液處理的高科技環保公司，是國內滲濾液高標準處理領域成立最早、規模最大的企業。

公司總部位于北京經濟技術開發區，并設有碟管式反滲透設備生產基地，實現了碟管式反滲透和膜生物反應器技術的全部自主知識產權，并建成了全世界最大的碟管式膜系統生產基地。其擁有的碟管式反滲透技術是目前國內能保證滲濾液出水達到國家排放標準的成熟技術，該技術被國家環?？偩衷u為國家環保實用技術。天地人掌握有厭氧、好氧、膜生物反應器（MBR）、微濾（MF）、超濾（UF）、碟管式納濾（DTNF）、碟管式反滲透（DTRO）等多種滲透液處理技術；能夠根據不同地區、不同水質、不同出水要求選擇適合的工藝組合，提供滲濾液處理的綜合解決方案，是滲濾液高標準全面處理領域的領軍企業。

該公司成立以來，在國內垃圾滲濾液處理行業業績卓著，先后承建國內各市、縣多項工程項目，目前完工及在建項目20多個，已經完成的滲濾液處理項目，能夠穩定運行，正常出水水質指標和經濟性指標均在預期的范圍內，有的低于同類設備的平均值。

（3）北京潔綠科技發展有限公司

北京潔綠科技發展有限公司于2004年成立，位于中關村高科技園區的高科技環保公司，專業從事垃圾滲濾（瀝）液的技術研究和工程建設，提供從工藝設計、施工安裝、調試運行到售后服務的一系列服務。先后承建了近30個垃圾滲濾液處理工程，分布在北京、天津、廣州、四川、山東、江蘇等地，其中已完成的項目能夠穩定運行，出水水質指標能夠達到設計要求，有的優于相關的國家標準，包括《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-2008)、《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)、水污染排放地方標準以及回用水標準。

該公司近年來業務增長較快，與北京環衛集團密切合作，統攬北京絕大部分市場，依托北京各大院校和科研院所，集生產與研究于一身，形成了一套適合國內垃圾滲濾液的特點的成套新技術體系，有自主知識產權，研究解決了配套的污泥和濃水處理問題，屬于國內領先技術。其技術具有能耗低、運行費用低的特點。其中噸水能耗≤20KW（包括濃縮液處理和污泥處理），不足同類技術的50%；噸水運行成本為30元（包括濃縮液處理和污泥處理），不足同類技術的70%。尤其是在生化反應中有自己獨特的技術和裝置。

（4）北京市阿蘇衛垃圾滲濾液處理中心

阿蘇衛垃圾衛生填埋場隸屬北京市四清環衛工程集團有限責任公司，主要承擔北京市東、西兩個城區和昌平區7個鄉鎮的垃圾處理任務。填埋場共占地60.4公頃，其中一期工程填埋面積26公頃，設計處理量為2000t/d，設計處理能力2000t/d，設計壽命17a，1994年12月正式投入運行。一期工程主要采用水平膨潤土板和垂直射水造墻相結合的防滲辦法，二期工程主要采用HDPE進行水平防滲。至2006年底日處理垃圾約2100t，每日平均產生滲濾液約400t，滲濾液經收集后送到處理廠進行處理。

阿蘇衛垃圾填埋場于1998年建成一套厭氧＋氧化溝垃圾滲濾液處理線并投入運行。其工藝流程為：滲濾液提升井－調節池－厭氧池－氧化溝－沉淀池－出水井。滲濾液處理廠處理量為1000m3/d，工程投資為700萬，設計進水指標為：COD為5000mg/L，BOD為2000mg/L； 出 水 標準為二級排放標準。

垃圾填埋場運行初期，大部分垃圾尚未發酵熟化，同時新鮮垃圾攜帶的水分較多，所以垃圾滲濾液的CODcr較高，具有較好的可生化性，可以采用生物法進行垃圾滲濾液的處理，氧化溝工藝處理滲濾液具有一定效果，特別是對新鮮的滲濾液去除率較高。雖然進水濃度變化幅度較大，但出水濃度仍能保持相對穩定。隨著垃圾填埋場的運行，可生物降解的物質被大量消耗，垃圾滲濾液可生化性降低，出水指標偏高，不符合當地排放要求。當時主要存在3個問題[1]：

一是設計負荷太低。對于CODcr濃度約為10000mg/L的滲濾液，該系統每天最多只能處理100～150t，而阿蘇衛垃圾衛生填埋場夏季新鮮垃圾滲濾液CODcr濃度經常高達20000～30000mg/L，甚至更高，氧化溝工藝難以滿足處理要求。

二是處理模式單一。沒有考慮氨氮的去除，影響好氧處理段污泥的生物活性；滲濾液中存在大量的難降解物質，導致出水CODcr較高；沒有考慮脫色，導致滲濾液中難以降解的腐殖質、灰黃霉酸等物質的積累，使出水色度越來越高，最后變成深褐色。

三是受環境溫度影響很大。溫度每變化10℃，污泥的活性變化2倍。水溫低于5.6℃時，微生物基本上處于休眠狀態，低于4℃時，微生物開始死亡。每年11月至來年4月，阿蘇衛垃圾衛生填埋場滲濾液水溫基本在10℃以下，最低達到0.5℃，污泥完全失去活性，系統無法運行。

由于上述原因，無法達到預期的設計標準，而阿蘇衛的垃圾滲濾液經過處理后排入溫榆河，市政府要求必須達到排放標準。2003年10月，經過招標進行第一次改造，阿蘇衛主管部門北京市四清集團選用了北京天地人環?？萍加邢薰咎峁┑膬杉壍苁椒礉B透，日處理滲濾液300噸，出水達到GB16889-1997中的一級排放限值，由于阿蘇衛垃圾場現場土地有限，反滲透系統安裝在原有的一個調節池上，該池現用于存放反滲透出水。這套碟式反滲透處理系統于2004年正式運行。

DT-RO反滲透處理工藝由預處理、膜分離和后處理3部分組成。整個處理系統由PLC控制。濃縮液是反滲透處理的副產品，濃縮液的各項指標都很高，每天產生的濃縮液由抽車送到填埋區進行回罐或運到市政污水系統合并處理。DT-RO系統主要存在問題如下：

（1）DT-RO系統設計電導率為15000μs/cm，而設備運行以來，阿蘇衛垃圾衛生填埋場滲濾液實際電導率維持在30000μs/cm左右，最高達到37500μs/cm，導致凈水回收率較低，系統操作壓力較大。

（2）滲濾液由于堿度較高，加酸時發生大量泡沫，導致系統誤報警停機。

（3）濃縮液處理難度大。DT－RO系統無法從根本上徹底分解滲濾液中的污染物，處理過程中產生20%～60%的濃縮液，雖然濃縮液可以回灌到填埋場，但是回灌限制條件較多。

( 4 )現有生化系統不能有效銜接，預處理作用不明顯。特別是滲濾液CODcr負荷較高時，生化系統出水不能滿足DT－RO系統進水的要求。因為要配合DT－RO系統，氧化溝進水不能低于300t/d。而如果進水負荷過高，造成氧化溝泥水分離不好，后續反滲透沙濾器會頻繁反沖洗。

目前，阿蘇衛垃圾滲濾液包括填埋場滲濾液、堆肥場滲濾液和垃圾焚燒場滲濾液（待建），規模為600t/d,已進行了第三次改造，改造工程由北京潔綠公司承攬，采用的工藝形式是中溫厭氧+膜生化反應器（MBR）+納濾+反滲透（部分），出水標準達到GB16889-2008表二標準。

( 5）北京市六里屯垃圾衛生填埋場滲濾液處理站

六里屯垃圾衛生填埋場是北京市市區繼阿蘇衛、安定、北樹神之后，新建的第四座垃圾衛生填埋場。位于海淀區西北永豐屯鄉境內，據海淀鎮約12Km。工程分兩期，一期工程于1999年10月竣工投入使用，二期工程于2001年5月開工。設計滲濾液處理水量一期為1000m3/d,二期工程也為1000m3/d。原處理工藝為“中溫厭氧+吹脫+氧化溝+超濾+納濾+反滲透（部分)”。由于氨氮含量高，氧化溝工藝生化處理效果不理想，出水與處理量均不達標，于2008年進行改造，同年8月運行。改造后處理規模是350t/d，采用“中溫厭氧+膜生化反應器（MBR）+納濾+反滲透（部分）”工藝，主要將 “吹脫+氧化溝+超濾”工藝改造為”膜生化反應器”。改造工藝簡化，提高原氧化溝(改造后為硝化反硝化反應池)的生物持有量，處理液在生物池停留時間可達10天，提高生化處理能力和生化處理效果。設計出水標準為GB16889-1997一級。運行中充分利用氧化溝自身特點，經過加強生化系統的硝化與反硝化作用，部分反滲透出水后出水達到GB16889-2008表二標準。

該工程由潔綠公司承建并托管運營。現場看,生化反應池曝氣充足，厭氧反應產生的沼氣火炬持續燃燒，部分出水在景觀池假山體噴淋，池內魚兒擺尾游玩，表明運營處于良好狀態。

2 垃圾滲濾液處理現狀

根據我國垃圾處理無害化、減量化、資源化的原則，垃圾衛生填埋場技術規范經過2001年和2004年兩次修訂，已經在填埋場防滲、滲濾液處理、填埋氣體控制等方面達到國際上較高標準。“十五”計劃期間，一大批垃圾處理項目按照新標準開工建設 并相繼投入使用，與此同時，大批垃圾滲濾液處理廠新建或興建。由于已建垃圾滲濾液處理站在運行中都存在這樣那樣的問題，滲濾液處理項目的改造工程已屢見不鮮，并呈必要趨勢，這點在各環保科技公司所做的工程項目中可略見一斑。

據中國環境監測總站的數據，國內現有80%垃圾填埋場滲濾液排放超標。至今國內滲濾液處理還是一個難點，沒有很成熟的工藝。下面簡要介紹一下國內典型垃圾滲濾液處理廠的現狀[2]。

杭州天子嶺滲濾液處理廠，采用3沉2曝活性污泥工藝，處理規模為300t/d。1991年開始投產， 進 水COD為6000ms/L，BOD為3000mg/L，出水要求 COD為 300mg/L，BOD為 60mg/L。在填埋初期滲濾液可生化性好，氨氮低，可以滿足排放。隨著填埋時間的延長，滲濾液可生化性降低，變化復雜，氨氮含量高，現在出水不能穩定達標。其運行費用為3～5元/t(不包括折舊，下同)。

深圳下坪滲濾液處理廠，采用氨吹脫+厭氧復合床+SBR的處理工藝，處理規模800t/d。2002年投產，設計進水水質COD5000～lO000mg/L，BODl000 ～ 60000mg/L， 氨 氮2000～3000mg/L，出水要求為國家三級標準。通過為期1年的運行，設備運行良好，出水穩定達標。該工程總投資為1500萬元，運行費用12．4元/t，如采用CANNON工藝運行，費用9.35元 /t。

廣州興豐滲濾液處理廠，采用的是UASB+SBR+反滲透處理工藝，處理規模500t/d。運 行 進 水COD10000～20000mg/L，BOD7000～1l000mg/L，出水達到回用水標準。該工程總投資6000萬元，運行費用25元/t，其中反滲透工藝費用11元/t。

重慶長生橋滲濾液處理廠，采用2級反滲透(IYrRO)處理工藝，處理規模500t/d。出水達回用水標準。該工程總投資3700萬元，其中反滲透設備2270萬元，運行費用l6.26元/t，其中膜的更換費用為9.36元/t。

從上述各個時期典型的填埋場滲濾液處理廠可看出，工藝發生了很大變化，投資、運行費用也增加很多。這些處理廠或多或少的存在一些問題。要么處理出水不達標，運行不穩定，要么處理量達不到設計值，要么投資、運行費用巨大，使處理廠不能正常穩定運行。

根據滲濾液處理存在的問題，目前垃圾滲濾液處理工藝的關鍵主要集中在以下兩個方面：高濃度氨氮處理技術和滲濾液深度處理技術。對生物脫氮技術的新認知，包括好氧反硝化、同時硝化反硝化、厭氧氨氧化、短程硝化等，這些技術具有需氧量低、能耗低、負荷高、對碳源堿度需求低等優點。隨著處理標準的相應提高，滲濾液若僅靠生物處理已無法達到處理要求，應該采取生物處理＋深度處理的方法。高級的處理技術意味著較高的投資和運行費用，在沒有找到更廉價的處理方式以前，滲濾液的投資會偏高，處理成本也會相應較高。

3 結論與建議

( 1）技術上的可行性

在考察中，我們選了一家資深設計院，兩家具一定規模的專業工程公司及兩家改造后正在運行的滲濾液處理站作為走訪對象，使我們對滲濾液行業的技術與運行情況有了一定的了解。從工程業績看，天地人公司和潔綠公司難分仲伯，只是前者起步較早；從技術看，兩者都有自己的獨立知識產權，只不過看上去“天地人”在深化處理上做得更多一些，依靠深化處理設備可以實現間歇運行，對水質凈化更快捷、更有效；“潔綠”在生物處理上研究的更為深入一些，在生化段有可能實現對有機物最大程度的降解去除；從設計資質看，兩者都有一定設計能力，但部分項目不具備設計資質，“潔綠” 多與中國·城市建設研究院環境衛生研究所合作，“天地人”則多聯手于中南環科院；從產品價位上比較，“天地人”多做引進的高端產品，以凈化設備為主，價格會高一些。雖然兩家專業工程公司業績驕人，經驗豐富，但由于滲濾液處理確實復雜，確實受到人們認知水平與技術發展水平的限制，兩家也都是邊做邊改進。就如前面介紹的北京阿蘇衛垃圾填埋場的第二次改造工程，選用了兩級碟管式反滲透（即DTRO），這是一套深化處理系統，運行后一直不達標，其主要原因就是生化處理效果不好，不得已北京環衛集團又對“阿蘇衛”進行了第二次改造，引用了生化處理技術。出水水質雖然得到了改善，但也不能絕對說完全達標，這也印證了滲濾液處理的技術復雜性，正因為如此，即使處理系統建成已正式運行，廠家技術人員也會經常出現場解決問題，售后服務都會優質到位。北京市六里屯垃圾衛生填埋場滲濾液處理站和北京小武基垃圾轉運站滲濾液處理等一些處理單位干脆委托廠家進行托管運營。

針對秦皇島市張橋莊垃圾滲濾液的處理，專家初步認同的工藝為：生化處理+膜生化反應器（MBR）。其工藝流程為：調節池滲濾液出水由提升泵提升至厭氧反應器進行厭氧生化反應，高濃度的滲濾液得到一定程度的降解，大分子有機物被分解成為易降解的物質。厭氧采用中溫厭氧，出水進入MBR系統進行生化反應，去除可生化有機物和氨氮。MBR系統包括反硝化系統、硝化系統和MBR膜機組。工藝截止到MBR部分結束，不上深化處理工藝和設施。

( 2）改造的資金估算

若按照“MBR（膜生物反應）+NF（納濾）+RO（反滲透）”相結合的綜合處理工藝對垃圾滲濾液進行處理，通常情況下建設一個滲濾液處理站，150t/d的滲濾液處理量，總投資在1000萬元以上，基本預算公式是處理一噸水的總投資是8～9萬元，按照GB16889-2008最新標準出水水質的配置，總投資成本為每噸10萬元。

以進水指標:

CODcr＜20000mg/L,BOD5＜2500mg/L,SS＜1000mg/L,PH6.5-8,NH3-N＜1000mg/L為主要依據，張橋莊垃圾滲濾液處理工藝設計為：物化+三級生化+物化+超濾+納濾，設計排放指標為GB16889-1997一級標準，即：CODcr為100mg/L,BOD5為30mg/L,SS為70mg/L,PH為6～9,NH3-N為15mg/L，生化系統不做保溫，冬季停止運行。

由于設計、設施、設備上存在的缺陷，再加上調試的不科學，整個處理系統處于不能正常運行狀態。按照改造思路，啟用生化系統+MBR運行模式，“張橋莊”的現有設施能夠利用的主要有組合生物池（需改裝）；兩個厭氧罐（需進一步確認）；房屋土地等。超濾、納濾、曝氣系統，活性炭過濾設備等均不能使用。需要增加的設備設施有:3臺大功率的鼓風機（18.5KW/臺）及曝氣系統；PLC自控系統；加熱（燃油鍋爐及換熱器）保溫系統，調節貯液池；MBR反應器裝置；另外，配電增容100KW以上；膜車間、風機房、設備間需擴容；由于出水外運，最后還需建一個儲水池。

鑒于此，改造基本費用，僅設備、設施預算也要在300萬元以上，當然這只是從原設計圖紙上來看，實地勘察后預算會有變化。

( 3）綜合可行性比較

秦皇島市張橋莊垃圾場建于2006年，已經運行5年，將在2010年底封場，封場后滲濾液還將持續5～8年，冬季100～200t/d，雨季200～400t/d，已建成的滲濾液處理站由于多種原因不能運行，面臨改造或進一步處置。垃圾場設計沒有回灌系統，不能吸納滲濾液處理過程中產生的濃縮液和污泥。隨著張橋莊垃圾填埋場的封場，在未來的幾年內，滲濾液的成分會更復雜，處理難度加大，但處理量會減少，故此，不適合選擇大的投資，特提出以下方案供參考：

其一，將張橋莊垃圾滲濾液運至靈海垃圾焚燒發電廠的滲濾液處理站。靈海垃圾焚燒發電廠滲濾液處理系在建項目，與張橋莊臨近，該項目由深圳市百斯特環保工限公司設計建設，處理規模為200t/d，預計9月份建成。一期采用中溫厭氧+膜生物反應器工藝，可將滲濾液原液處理至可進入城市排水管網標準，通過管道進入污水處理廠。

這一方案前提是解決“靈?！钡娜萘繂栴}，首先應該擴容，其次，由于“靈?！迸c“張橋莊”的滲濾液成分不同，應選擇合適的工藝及設備，最后是處理費用支付問題。如若實現，既可以節省改造資金，又可以降低運行成本，按照估算，每噸滲濾液處理運行成本大概為30元/噸。

其二，選擇合適方法，滲濾液中的污染物可以大部分去除，再運至污水處理廠處理。這種方法實際是將滲濾液進行預處理，預處理方法較多，前面所說的生化處理+MBR是一種方法，也不排除其他方法，例如，采用人工濕地的處理方式［3］。封場后的填埋場一般需在其表面覆蓋粘土和營養土，并種上綠化植物，以防止雨水的侵入和填埋氣體的擴散。如果將綠化植物改為蘆葦等植物，并做好滲濾液的收集排放設施，這樣不但可以利用閑置的土地大幅度降低滲濾液的處理成本，還可以取得良好的處理效果。何種方法更可取，尚需進一步調研論證。

其三，實施達標排放?！皬垬蚯f”不能達標處理的瓶頸問題是深化處理后的濃縮液不能回灌到垃圾場，只能在運行系統內循環。而去除濃液的另一種方法是采用蒸發技術，需要上蒸發裝置，據悉，裝置本身就很昂貴，加上蒸發的能耗，是一種成本很高的技術，不被廣泛使用。但“張橋莊”產生的垃圾滲濾液越來越少，COD指標也會越來越低，能耗會降低，使用濃縮蒸發技術也不是異想天開，關鍵是如何計算性價比。

4 結 語

滲濾液處理站的技術負責人說過一句話：“哪個滲濾液處理站運行都有問題”。這是一句真話，不管環科工程公司如何努力做好自己的技術和產品，在運行中都會有不同的問題等待處理和解決。正是不斷發現問題，不斷解決問題，才使技術不斷更新，也才推動了環保產業的發展和進步。所以，我們不可不做足心里準備，“張橋莊”即使改造能夠運行，它的問題也可能會不斷出現，對運行管理的要求也會相應較高。另外，由于南北地區存在氣候差異、環境差異。溫度差異等條件差異，對滲濾液的處理，南方比北方可能要相對容易些。

[1]王進安 劉學建 杜巍 盧麗超 《環境衛生工程》2006-03期

[2]鏈接谷騰水網《國內滲濾液處理現狀》中國環境保護產業協會2009年5月

[3]《我國垃圾滲濾液處理現狀及存在問題》鏈接泊星石rockstar.xicp.net