一種處理垃圾滲濾液的新型組合工藝

宋應(yīng)民+耿春茂

摘要：針對垃圾滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)，研發(fā)了一套新型組合工藝，經(jīng)過羅定市垃圾填埋場晚期滲濾液的中試處理試驗，并對工藝進(jìn)行改良和優(yōu)化，結(jié)果表明：垃圾滲濾液能夠得到很好的處理，各項出水指標(biāo)基本達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，在實際工程中發(fā)揮良好的作用。

關(guān)鍵詞：垃圾填埋場；滲濾液；生物膜；鐵碳微電解

1垃圾滲濾液分類與特點(diǎn)

城市垃圾填埋場滲濾液是一種成分復(fù)雜的高濃度難降解有機(jī)廢水。由于其成分復(fù)雜，濃度變化范圍大，處理困難，傳統(tǒng)的生物處理方法雖能取得一定的處理效果，但廢水處理后依然含有大量環(huán)烷烴、羧酸類、酯類以及苯酚類等有害污染物質(zhì)[1]。

依據(jù)填埋時間將滲濾液分為早期和中晚期，填埋齡在3～5年以內(nèi)的稱為早期滲濾液，其中易生物降解的揮發(fā)性脂肪酸含量較高，一般可占總有機(jī)碳的60%～70%，BOD/COD比值一般在0.4～0.8，氨氮濃度為500～1000mg/L左右。填埋齡超過5年后，滲濾液易生物降解的有機(jī)物比例會明顯下降，稱為晚期滲濾液，其BOD/COD比值一般為0.1～0.2，氨氮濃度反而增高。我國垃圾填埋場晚期滲濾液的水質(zhì)數(shù)據(jù)見表1[2]。

針對晚期滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)，中山市環(huán)保實業(yè)發(fā)展有限公司設(shè)計研發(fā)了一套中試處理系統(tǒng)，利用改良型的聚氨酯與生物酶作為生物膜法的填料，通過自主研發(fā)的高效硝化菌和反硝化菌，形成含高活性硝化菌和反硝化菌的生物處理膜。同時利用鐵碳-芬頓氧化技術(shù)降低COD及色度，通過活性污泥法去除COD，最終使各項出水指標(biāo)達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。該項目涉及的生物膜法硝化/反硝化脫氮工藝、活性污泥法去除COD工藝、鐵碳-芬頓氧化工藝在國內(nèi)外均有良好的研究基礎(chǔ)和應(yīng)用效果[3～6]。通過羅定市垃圾填埋場晚期滲濾液的現(xiàn)場處理試驗，并對處理系統(tǒng)進(jìn)行改良和工藝改進(jìn)，垃圾滲濾液能夠得到很好的處理，在實際工程中發(fā)揮良好的作用。

2材料和方法

2.1試驗裝置及運(yùn)行條件

試驗中所用裝置為本公司設(shè)計研發(fā)的一套新型組合工藝系統(tǒng)，包括自動加藥系統(tǒng)、生化反應(yīng)部分（生物脫氮池、活性污泥反應(yīng)器）、物化反應(yīng)部分（鐵碳-芬頓反應(yīng)池、混凝沉淀池、濾布濾池）等。其中，生物脫氮池采用生物膜法，以改良型的聚氨酯與生物酶作為填料，利用硝化反硝化反應(yīng)進(jìn)行脫氮。活性污泥反應(yīng)器為本公司研發(fā)的一體化生化反應(yīng)器，集好氧沉淀于一體。

整套組合工藝系統(tǒng)均安置在羅定市垃圾填埋場滲濾液處理站內(nèi)，室內(nèi)運(yùn)行環(huán)境溫度為（25±3）℃，嚴(yán)格控制生化反應(yīng)部分的好氧厭氧環(huán)境及各反應(yīng)器的試驗條件。

2.2藥劑投加及試驗用污水

試驗安裝了一套自動加藥系統(tǒng)，包括酸堿、雙氧水及PAM等。通過控制酸堿及雙氧水的投加，使鐵碳-芬頓反應(yīng)在酸性條件下與廢水進(jìn)行充分反應(yīng)。通過控制酸堿及PAM的投加，使混凝沉淀池在中性或堿性條件下對廢水進(jìn)行固液分離。

試驗污水取自羅定市垃圾填埋場晚期滲濾液，其水質(zhì)情況為COD：1590.9～1790.7mg/L，NH3-N：808.1～894.7mg/L，TN：895.9～944.4mg/L。

2.3污泥接種培菌

接種污泥來自羅定市第二生活污水處理有限公司的一體化氧化溝工藝剩余污泥。對于生物脫氮池，污泥預(yù)先通過培養(yǎng)和馴化，再投加到生物膜處理系統(tǒng)中進(jìn)行掛膜，投加本公司自主研發(fā)的高效硝化菌和反硝化菌，并在廢水中馴化生長，形成含高活性硝化菌和反硝化菌的生物處理膜；活性污泥反應(yīng)器接種污泥至污泥濃度（MLSS濃度）3.5g/L，并馴化活性污泥，直至污泥轉(zhuǎn)棕黃色時連續(xù)進(jìn)污水（進(jìn)水量逐步提高），培養(yǎng)過程中投加本公司研發(fā)的去COD及脫色度的菌種，觀察活性污泥生長情況，定期檢測水質(zhì)及污泥鏡檢，直至污泥中微生物已能較好地適應(yīng)污水水質(zhì)。

2.4水質(zhì)分析方法

COD、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、總氮、pH值的分析方法依據(jù)《水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版）》（中國環(huán)境科學(xué)出版社）[7]。

3結(jié)果和討論

3.1生物脫氮反應(yīng)效果

當(dāng)進(jìn)水量為0.5m3/h時，氨氮和總氮的去除率均超過98%，隨著水量增大，去除效率也相應(yīng)降低，當(dāng)水量增加到1.2m3/h時，氨氮和總氮的去除率仍可達(dá)96%以上，出水氨氮降至17mg/L以下，總氮降至31mg /L以下。水量繼續(xù)加大，去除率下降明顯（圖1、2）。

研究表明，生物膜的硝化速率受COD負(fù)荷變化的影響小，使得生物脫氮池對COD負(fù)荷的變化具有較強(qiáng)的緩沖能力[3]。

3.2鐵碳-芬頓反應(yīng)處理效果

將進(jìn)水流量控制在1.0～1.2m3/h，反應(yīng)時間60min，并向鐵碳-芬頓反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行微曝氣，考察pH值及H2O2濃度的變化對鐵碳-芬頓反應(yīng)效果的影響。

3.2.1pH值對反應(yīng)效果的影響

投加27.5%的雙氧水，投加量為2kg/m3，進(jìn)一步研究pH值對鐵碳-芬頓反應(yīng)效果的影響。如圖3，pH值為2～4時，COD去除率達(dá)到80%，大大提高滲濾液的可生物降解性能[8]，為后續(xù)活性污泥法處理滲濾液提供了良好的生化基礎(chǔ)。當(dāng)pH值大于4時，COD去除率呈現(xiàn)明顯下降的趨勢。

3.2.2H2O2濃度對反應(yīng)效果的影響

將pH值控制在3～4，進(jìn)一步研究H2O2投加量對鐵碳-芬頓反應(yīng)效果的影響。如圖4，隨著H2O2投加量的加大，COD去除率也顯著提高，當(dāng)H2O2投加量增加到2kg/m3時，COD去除率達(dá)到最大。繼續(xù)加大H2O2投加量，COD去除率變化不明顯，過量的H2O2還會殘留至后續(xù)活性污泥反應(yīng)器，影響污泥活性。

3.3后續(xù)生化處理效果

鐵碳-芬頓反應(yīng)處理后的滲濾液經(jīng)過混凝沉淀，進(jìn)入活性污泥反應(yīng)器，污泥濃度控制在4.5g/L左右，溶解氧為2～4mg/L。經(jīng)過現(xiàn)場的中試試驗，進(jìn)水流量控制在1.0～1.2m3/h，出水水質(zhì)指標(biāo)見表2。endprint

4結(jié)語

（1）通過中試處理實驗，生物膜脫氮反應(yīng)器對滲濾液具有高效的硝化反硝化脫氮效果，進(jìn)水量在10～12m3/h時，出水氨氮降至17mg/L以下，總氮降至31mg/L以下。

（2）滲濾液進(jìn)水流量控制在10～12m3/h，利用酸堿自動加藥系統(tǒng)，將pH值維持在3～4，投加H2O2的量為2kg/m3，反應(yīng)60min，滲濾液COD降至320～350mg/L，大大提高了滲濾液的可生物降解性能，為后續(xù)活性污泥法處理滲濾液提供了良好的生化基礎(chǔ)。

（3）后續(xù)利用活性污泥反應(yīng)器處理，經(jīng)過濾布濾池消毒后的出水水質(zhì)達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-2008）》的排放標(biāo)準(zhǔn)。

（4）利用本公司研發(fā)的新型組合工藝，垃圾滲濾液能夠得到高效處理，并在實際工程中發(fā)揮良好的作用，具有廣闊應(yīng)用前景。

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Abstract：According to the characteristics of the landfill leachate quality，and through the pilot-scale treatment experiment of mature landfill leachate of refuse landfill in Luoding City of Guangdong Province，the original process isimproved and optimized，and the effluent indexes of the leachate reachthe standard.This new type of composite technologyplays a good role in practical engineering.

Key words：refuse landfill；leachate；biofilm；iron-carbon micro-electrolysisendprint