瀝滘污水廠合并處理垃圾滲濾液的運行探討

冷 奇，何智偉

（廣州市污水治理有限責任公司瀝滘污水處理廠，廣東廣州 510290）

垃圾填埋場是國內(nèi)外普遍使用的處理生活垃圾的方法，而填埋場在處理固體垃圾的同時也產(chǎn)生了不少污染物，其中主要的污染物就是滲濾液。城市生活垃圾填埋場滲濾液有機污染物濃度高，含有大量的難降解有機物和有毒物質(zhì)，對環(huán)境危害很大，且滲濾液產(chǎn)生量變化幅度大，難于處理[1]。

目前國內(nèi)外處理垃圾滲濾液的方法主要為城市污水廠內(nèi)合并處理、填埋場內(nèi)獨立處理，國內(nèi)一般采用合并處理的方案，可以節(jié)省單獨建設(shè)滲濾液處理系統(tǒng)的高額費用，從而降低處理成本[2,3]。在采用此處理方案時，應針對滲濾液物質(zhì)成分復雜、水質(zhì)水量波動大的特點，根據(jù)水質(zhì)狀況合理控制滲濾液與污水比例，輔以相應有效的控制措施，否則將造成對城市污水處理廠的沖擊負荷，甚至破壞城市污水處理廠的正常運行。有研究表明，城市污水處理廠在合并處理垃圾滲濾液的運行過程中必須注意兩個限值：第一，混合滲濾液水量不能超過0.5%，如此小比例的滲濾液，往往會使污水廠活性污泥法的負荷增加一倍；第二，合并后水質(zhì)變化量不能超過10%，水質(zhì)變化引起的污水廠超負荷會對整個處理過程造成嚴重的安全威脅[4]。

1 運行概況

廣州市瀝滘污水處理廠目前設(shè)計總規(guī)劃為日處理污水50萬 t，分二期建成，一期采用改良A／O工藝，二期采用改良A／A／O工藝。污水廠于2004年開始接納垃圾滲濾液，滲濾液不經(jīng)過預處理由車輛運輸至污水廠調(diào)節(jié)池內(nèi)，以恒定的合并水量直排到一、二期總進水口。

污水處理廠設(shè)計水質(zhì)見表1。

表1 設(shè)計進、出水水質(zhì)指標Tab.1 Design Quality Index of Influent and Effluent

2 運行分析

以下對污水處理廠2012年2～10月運行狀況進行研究，從營養(yǎng)物質(zhì)平衡的角度分析合并處理的可行性。污水廠接納滲濾液量見表2（其中7～9月無滲濾液運輸進廠）。

表2 垃圾滲濾液水量Tab.2 Quantity of Landfill Leachate

垃圾滲濾液水質(zhì)的CODCr濃度在1515～57450mg／L 變化；BOD5濃度在 922～27550mg／L 變化；NH3-N濃度在19.4～4677mg／L變化；TP濃度則在1.75～94.8mg／L變化。滲濾液水質(zhì)平均值見表3。

表3 垃圾滲濾液水質(zhì)Tab.3 Quality of Landfill Leachate

根據(jù)污水可生化性的判斷依據(jù)可知，BOD5／CODCr一般在大于0.35的情況下可生化性較好；C／N比在4～6才能保證充分的反硝化脫氮[5]。同時，從微生物所需的營養(yǎng)角度來講，對于好氧生物處理BOD5∶N∶P≈100∶5∶1的情況下才能有利于微生物的生長。

然而，從表3可以計算出，欲合并處理的滲濾液的 BOD5／CODCr在 0.488～0.568變化；BOD ／TP 在31.50～84.51變化；而BOD5與NH3-N之比即C／N比在0.559～1.687之間，顯然較低?？梢姖B濾液的BOD5／CODCr比合理，但氨氮含量高，C ／N 比小；磷含量低，營養(yǎng)物比例失調(diào)。

以上分析表明滲濾液的可生化性差，必須進一步分析合并后其是否會對原有污水的可生化性以及污水廠的運行負荷造成影響。

污水處理廠2012年2～10月所接受的污水進水水質(zhì)，見表4（此時間段內(nèi)污水處理廠每日處理量及運行情況穩(wěn)定，故取平均值）。

表4 污水處理廠生活污水進水水質(zhì)Tab.4 Quality of Influent Wastewater

由表4可知，原生活污水的BOD5／CODCr為0.51，C ／N 為 4.19，CODCr／TN＞3；進水水質(zhì)可生化性好，反硝化所需碳源充足。

根據(jù)目前污水處理廠的運行情況來看，處理生活污水42.56萬m3／d，而合并的垃圾滲濾液在263～420m3／d，其混合比例在0.062%～0.099%，遠低于0.5%的安全比例。

合并后的進水水質(zhì)可按公式（1）計算（混合比取0.1%）：

合并后污水水質(zhì)=滲濾液水質(zhì)×0.1%+原生活污水進水水質(zhì) （1）

結(jié)果見表5（滲濾液水質(zhì)取平均值）。

表5 合并后污水水質(zhì)變化Tab.5 Quality Changes in Mixed Wastewater

由表5可知，合并后的BOD5／COD仍保持良好的可生化性，水質(zhì)除氨氮值超出設(shè)計進水水質(zhì)1.97mg／L，其余指標均在設(shè)計值范圍之內(nèi)；變化量除氨氮及總氮超過10%的安全范圍外，其余各項指標變化均在可接受范圍內(nèi)?？梢姖B濾液污染物中的氨氮超出安全限值，這可能導致污水廠處理能力的下降。氨氮含量過高和營養(yǎng)物質(zhì)比例失調(diào)可能造成曝氣池曝氣不足并對污泥質(zhì)量造成消極影響，由此導致出水TN及其他出水水質(zhì)超標，嚴重影響污水廠運行的安全性及穩(wěn)定性[6]。

合并后的污水只有氨氮含量過高，故可以將NH3-N作為參考指標來反推計算臨界混合比。以合并水質(zhì)負荷變化量不超過10%為依據(jù)，按滲濾液NH3-N為3489.2mg／L，生活污水NH3-N為23.48mg／L計算，根據(jù)公式（1）可反推出合并滲濾液水量的混合臨界比為0.067%。

以污水處理廠滿設(shè)計負荷50萬m3／d計算，日合并滲濾液量不得超過0.067%即為335m3，接近于污水處理廠對垃圾滲濾液的日平均處理量336.5m3／d（表2）。因此污水廠接收的垃圾滲濾液水量理論上完全可以達到安全標準。瀝滘污水處理廠在實際運行中，通過設(shè)置調(diào)節(jié)池并加強管理，基本實現(xiàn)滲濾液的穩(wěn)定輸送。

污水處理廠2012年5～10月出水水質(zhì)見表6。

表6 污水處理廠出水水質(zhì)Tab.6 Effluent Water Quality of Wastewater Treatment Plant

由表6可知污水處理廠的出水，包括NH3-N、TN等各指標全部達標，而且未合并滲濾液的7～9月之出水水質(zhì)與已合并滲濾液的5、6、10月的出水水質(zhì)并無明顯差異。因此可以認為在進水水質(zhì)變化不大的情況下，只要管理控制得當，在理論上不會影響到出水水質(zhì)及整個污水廠運行的穩(wěn)定性及安全性。

國內(nèi)研究表明合并處理方法通常不會對大中型城市污水處理廠造成威脅，然而在生產(chǎn)過程中仍存在潛在危險[7]。由于滲濾液數(shù)量波動性大、車輛運輸間隔無規(guī)律，污水處理廠在短時間內(nèi)增加滲濾液合并量以防止調(diào)節(jié)池溢流的情況時有發(fā)生。這些變化沒有反映在出水水質(zhì)數(shù)據(jù)上，是因為城市污水處理工藝具有一定耐沖擊性，但如果沖擊負荷過大，必然將影響污水處理廠的正常運行。為確保污水處理廠的正常工作，應從以下兩點進一步加強管理措施，第一，與垃圾填埋場協(xié)商，制定滲濾液水質(zhì)水量劇變時的應急方案；第二，污水廠操作人員加強進出水水質(zhì)監(jiān)控，并根據(jù)實際情況計算出正確的合并滲濾液水量混合臨界比。

3 結(jié)論

合并處理一直以來被認為是處理垃圾滲濾液最為簡單的方案，但是鑒于滲濾液所特有的水質(zhì)及變化特點，在采用此種方案時必須輔以相應有效的控制措施，以保證城市污水處理廠的正常運行。

分析及運行經(jīng)驗說明，瀝滘污水處理廠合并處理滲濾液的方法安全可行。現(xiàn)有情況下將垃圾滲濾液以污水處理廠日處理污水量的0.067%比例直接混入，通過稀釋、緩沖和營養(yǎng)均衡作用，混合污水可實現(xiàn)達標排放，處理方案的經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著。

［1］李國鼎.環(huán)境工程手冊[M].高等教育出版社,2003.

［2］沈耀良,王寶貞,楊銓大,等.城市垃圾填埋場滲濾液處理方案[J].污染防治技術(shù),2000,13(1):17-20.

［3］Christensen T H.Stegmann R.Landfilling of waste:leachate[J].Elsevier Applied Science,1992:185-202.

［4］吳文繼.晚期垃圾滲濾液深度處理實驗研究[D].南京:南京大學,2005.

［5］申秀英等.垃圾填埋瀝濾水的活性污泥法處理[J].中國給水排水,1995,11(3):37-40.

［6］余建恒,周少奇,曾武.大坦沙污水廠承接糞便污水的脫氮除磷研究[J].環(huán)境工程學報,2008,2(12):1605-1608.

［7］劉國林.城市垃圾填埋場滲濾液的處理技術(shù)進展[J].凈水技術(shù),2005,24(5):38-41.