興豐垃圾填埋場滲濾液中pH值、COD和BOD5的變化特征

林碧娜，汪屈鋒，林愛玲，許潔珊

（廣州環(huán)投禺山環(huán)保能源有限公司，廣東 廣州510070）

1 引言

滲濾液是生活垃圾填埋場運(yùn)行乃至封場后的數(shù)十年都會(huì)產(chǎn)生的有害高濃度有機(jī)廢水，水質(zhì)成分復(fù)雜且變化大，直接受垃圾特點(diǎn)、填埋工藝、填埋場氣象水文條件及填埋場“年齡”等因素影響［1～3］。尤其是在填埋場進(jìn)入“中老齡”階段（填埋時(shí)間大于5年）后，水質(zhì)有著可生化性差，氨氮濃度高等特點(diǎn)，使得滲濾液處理的達(dá)標(biāo)排放成為世界難題［4］。廣州興豐生活垃圾填埋場是國內(nèi)最大、建設(shè)和營運(yùn)水平最高的生活垃圾衛(wèi)生填埋場。2002年8月開始投入運(yùn)行，自2004年開始一直處于超負(fù)荷填埋，其滲濾液產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原來的設(shè)計(jì)處理規(guī)模，水質(zhì)與填埋初期發(fā)生很大的變化，使得原有處理工藝不再適合目前水質(zhì)，急需進(jìn)行改造工程。本文對興豐垃圾填埋場滲濾液水質(zhì)進(jìn)行分析，旨在為滲濾液處理的管理和技改提供理論依據(jù)。

2 監(jiān)測方法

從2005年1月至2011年2月對廣州興豐生活垃圾填埋場1號(hào)調(diào)節(jié)池（總庫容為5.24萬m3，滲濾液由浮盤式提升泵泵入滲濾液處理廠）中滲濾液原液進(jìn)行每月跟蹤監(jiān)測。嚴(yán)格按照《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）中測定方法進(jìn)行測驗(yàn)，監(jiān)測因子有：pH值、COD、BOD5和氨氮，并利用數(shù)據(jù)處理軟件（Sigmplot10.0）統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與討論

3.1 pH值的變化趨勢

從圖1中可以看出，從2005年1月到2011年2月，廣州興豐生活垃圾填埋場滲濾液的pH值變化范圍為6.5～8.24，2005年～2008年間垃圾的pH值變化波動(dòng)較大；2009年到2011年初維持在7.73～8.24之間，且趨向于平穩(wěn)，呈現(xiàn)弱堿性。根據(jù)China［5］等人對滲濾液特征與填埋場“年齡”關(guān)系的研究，填埋時(shí)間介于5～10年時(shí)，其pH值為6.5～7.5，填埋時(shí)間大于10年時(shí)，其pH值大于7.5。廣州興豐滲濾液pH值在填埋7年（2009年）后便大于7.5，表明提前進(jìn)入垃圾填埋“老齡”階段，這種現(xiàn)象可能與該填埋場的填埋工藝、廣州的垃圾特點(diǎn)有關(guān)，同時(shí)這種較高的pH使得在處理工藝進(jìn)水時(shí)常常需要對水質(zhì)的pH值進(jìn)行調(diào)整，給滲濾液的處理達(dá)標(biāo)排放造成一定的困難。

圖1 廣州興豐生活垃圾填埋場滲濾液pH值的變化趨勢

3.2 COD和BOD5的變化趨勢

由圖2得知，從填埋時(shí)間上來看COD和BOD5均無變化規(guī)律，同時(shí)下降趨勢明顯。2009年以前COD和BOD5都呈現(xiàn)較大的波動(dòng)，自2009年以后趨向于平穩(wěn)，COD濃度維持在5 900～16 193mg／L之間，BOD5濃度維持在1 095～7 296mg／L之間。無論是COD還是BOD5值雖均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于填埋初期滲濾液中的值［6］，但仍然有較高的濃度，與廣州大田山垃圾填埋場滲濾液在封場前仍保持高的COD、BOD5濃度［7］的結(jié)果一致，這可能與廣州市垃圾成分和廣州氣候有關(guān)。根據(jù)《廣州市環(huán)境衛(wèi)生總體規(guī)劃（2011～2020）》中對廣州垃圾成分的分析，垃圾成分中易腐有機(jī)物為約占總量的48%，加上南方的雨水充足氣溫高，加大垃圾腐化程度，導(dǎo)致垃圾中的COD和BOD5濃度值較其他地區(qū)高［8～10］。

圖2 廣州興豐生活垃圾填埋場滲濾液COD和BOD5濃度變化趨勢

從變化特征來看兩者間有著明顯相似變化趨勢，對此，筆者對兩者進(jìn)行PEARSON相關(guān)系數(shù)分析（表1），其相關(guān)系數(shù)R均低于0.8，表明了兩者間有明顯的相關(guān)性，且隨著填埋時(shí)間的推移，相關(guān)系數(shù)R變小，表明了填埋時(shí)間越久，垃圾中COD和BOD5間的相關(guān)性越差。目前相關(guān)的研究中尚未發(fā)現(xiàn)滲濾液中的COD與BOD5間有相關(guān)性［1］，興豐垃圾滲濾液的這種特征可能亦是因垃圾成分中易腐有機(jī)物含量高有關(guān)，BOD5濃度對COD濃度貢獻(xiàn)值大所致。

表1 COD和BOD5的相關(guān)性系數(shù)

3.3 BOD5／COD的變化趨勢

2009年到2011年年初，BOD5／COD的值為0.48～0.19（圖3），平均值為0.29，表明BOD5被垃圾中微生物降解程度大，這與填埋場的“老齡化”特征和興豐滲濾液處理中采用回灌技術(shù)有關(guān)。垃圾中含有大量的微生物，在填埋后大量繁殖生長，降解滲濾液中有機(jī)物濃度，隨著填埋時(shí)間的推移，降解程度越來越高。王琪等［11］人經(jīng)試驗(yàn)研究認(rèn)為，滲濾液回灌有助于在填埋層中建立有機(jī)物降解的微生物優(yōu)勢菌群，COD去除率最高可達(dá)95%以上。廣州興豐生活垃圾填埋場滲濾液采用UASB＋SBR＋CMF＋RO處理工藝，RO濃縮液回灌到填埋場。這種方式加快了初期填埋層中微生物的培養(yǎng)繁殖和處理能力的形成，使得初期填埋層快速進(jìn)入穩(wěn)定期填埋層，降解了COD和BOD5濃度。但隨著填埋場進(jìn)入“老齡”階段，回灌技術(shù)造成較低的BOD5／COD值，使得原有的工藝中的UASB基本不起作用，在目前實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，興豐垃圾滲濾液從1號(hào)調(diào)節(jié)池泵入均衡池經(jīng)格柵后直接進(jìn)入SBR池處理，不再進(jìn)行厭氧處理。

圖3 廣州興豐生活垃圾填埋場滲濾液BOD5／COD濃度變化趨勢

4 結(jié)語

廣州興豐滲濾液pH值在填埋7年后便大于7.5，提前進(jìn)入垃圾填埋“老齡”階段。自2009年以后興豐垃圾滲濾液中pH值的波動(dòng)越來越小，穩(wěn)定在7.73～8.24之間，且有增大的趨勢；這種穩(wěn)定在弱堿性的現(xiàn)象使得滲濾液在進(jìn)入原有的處理工藝時(shí)需投加酸堿進(jìn)行調(diào)整，一定程度上增加了處理費(fèi)用和處理難度。

COD和BOD5均有大幅度下降，但仍保持較高值，兩者間有明顯的相關(guān)性；這與南方垃圾中易腐有機(jī)物含量高和高溫多雨的氣候有關(guān)，COD濃度受BOD5濃度影響較大。BOD5／COD的值介于0.48～0.19之間，可生化性差，這種明顯的垃圾填埋“老齡化”的特點(diǎn)給滲濾液的達(dá)標(biāo)處理造成很大的困擾，建議在興豐滲濾液處理技改工程中采用化學(xué)氧化（如Fenton）和好氧工藝（如BAF）等工藝，以滿足滲濾液的達(dá)標(biāo)排放。

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