新型垃圾滲濾液處理工藝

馬來有 張騰云 陳洪敏 李孝忠 張銀虎 梁彥星

摘 要：與國外對垃圾滲濾液處理技術研究相比，我國在垃圾滲濾液的處理研究方面起步晚、起點低，經(jīng)過了長時間的探索和研究，取得了一些成功經(jīng)驗，有的已用于工程實踐。但是由于垃圾滲濾液水質(zhì)水量變化大、水質(zhì)復雜、有機污染物含量高，缺少十分完善的處理工藝。目前，我國大多數(shù)垃圾填埋場主要是根據(jù)填埋場的具體情況及其它經(jīng)濟技術要求采取有針對性的處理工藝。本文通過與國內(nèi)外處理技術進行對比研究，提出新型垃圾滲濾液處理工藝——厭氧-好氧-兩級DTRO技術。

關鍵詞：垃圾滲濾液；上流式污泥床過濾器；曝氣生物濾池；兩級碟管式反滲透

1 垃圾滲濾液特點

垃圾滲濾液是垃圾在堆放和填埋過程中由于發(fā)酵、雨水沖刷和地表水、地下水浸泡而滲濾出來的污水。來源主要有四個方面：垃圾自身含水、垃圾生化反應產(chǎn)生的水、地下水的反滲和大氣降水，其中大氣降水具有集中性、短時性和反復性，占滲濾液總量的大部分。滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，一般來說有以下特點：

①水質(zhì)復雜，危害性大：不僅含有大量多種有機物，同時含有大量溶解性固體，如鈉、鈣、氯化物、硫酸鹽等；②CODcr、BOD5濃度高及氨氮含量高，并且隨填埋時間的延長而升高；③水質(zhì)變化大；垃圾滲濾液隨著填埋時間及降雨等因素，水質(zhì)變化較大；④金屬含量較高：垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子，并且隨著垃圾填埋場的填埋時間發(fā)生變化，其中鐵和鋅在酸性發(fā)酵階段較高；⑤滲濾液中的微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)：主要是C、N、P的比例失調(diào)。

對垃圾滲濾液的水質(zhì)特點進行分析總結，垃圾滲濾液處理難點主要在于氨氮濃度較高、可生化性差等方面。

2 國內(nèi)外垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀

由于垃圾滲濾液受外界降水、生物發(fā)酵等多種因素的影響，屬于成分復雜且水質(zhì)、水量變化大的高濃度有機廢水，其處理一直是水處理領域的一個世界性的難題。目前，國內(nèi)外針對垃圾滲濾液處理的研究主要集中在高濃度氨氮的去除以及深度處理兩個方面。常見垃圾填埋場滲濾液處理工藝有以下幾種，見表2-1。

表2-1 國內(nèi)外常用垃圾滲濾液處理工藝及特點

[序號＼&主要工藝＼&優(yōu)點＼&缺點＼&1＼&UASB+SBR+反滲透處理工＼&成本相對較低＼&運行、管理費用較高＼&2＼&MBR+NF+RO膜法＼&出水水質(zhì)好、占地面積小＼&膜成本高、壽命短、易受污染＼&3＼&過濾預處理+碟管式兩級反滲透＼&啟動快、適應性強、COD、BOD5、懸浮物等去除率較高＼&膜易堵塞、氨氮出水不達標＼&]

由此可見，傳統(tǒng)的生物垃圾滲濾液處理工藝雖然成本較低，但水力停留時間較長、占地面積較大、出水水質(zhì)達不到相關要求。目前處理垃圾滲濾液一般是將生物法、物化法、膜技術以及其他方法進行組合，尤其是膜技術在垃圾滲濾液方面的應用越來越廣泛，出水效果好，但同時也存在膜成本高、壽命短、易受污染等問題。

3 新型垃圾滲濾液處理工藝——厭氧-好氧-兩級DTRO技術

3.1 工藝內(nèi)容 新型垃圾滲濾液處理工藝——厭氧-好氧-兩級DTRO技術工藝流程如下：①由于垃圾滲濾液水質(zhì)水量變化較大，滲濾液經(jīng)格柵除較大的懸浮物后進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池來儲存滲濾液，用以調(diào)節(jié)滲濾液處理廠進水的水質(zhì)和水量。②經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后，滲濾液自UBF（上流式污泥床過濾器）底部布水器均勻進入進行厭氧處理，UBF反應器內(nèi)主要由布水器、污泥層和填料層構成。反應器內(nèi)環(huán)境適宜為：溫度20℃～35℃，pH6.5～7.8，容積負荷5～15kg/COD（m3·d）等。在UBF反應器處理中厭氧微生物分解有機物過程中能產(chǎn)生大量的甲烷、二氧化碳等氣體，其中甲烷占75%～85%，可回收利用，在UBF反應器上部設置集氣罩，收集產(chǎn)生的甲烷氣體。③經(jīng)過UBF厭氧分解及反硝化反應后，滲濾液進入好氧型BAF反應器，同時對反應器底部進行曝氣，溶解氧DO控制在3～5mg/L。反應器內(nèi)填充聚氨酯基填料，適宜微生物生長和繁殖，并且特殊的大孔網(wǎng)狀結構可使反應器形成內(nèi)部厭氧、中部兼氧、外部好氧的微環(huán)境。使得硝化菌、反硝化菌能共同存在于反應器內(nèi)，可發(fā)生同步硝化反硝化反應，去除有機物和氨氮。④通過UBF和BAF厭氧-好氧生化處理，滲濾液中的有機物大量被降解，再利用兩級DTRO（碟管式反滲透）進行深度處理。滲濾液通過膜堆與外殼之間的間隙后通過導流通道進入底部導流盤中，被處理的液體以最短的距離快速流經(jīng)過濾膜，料液流經(jīng)過濾膜的同時，透過液通過中心收集管不斷排出。濃縮液最后從進料端法蘭處流出，進入濃縮液池。

表3-1 垃圾滲濾液厭氧-好氧-兩級DTRO處理前后數(shù)據(jù)表

單位：mg/L pH無量綱

[項目＼&CODcr＼&BOD5＼&NH3-N＼&SS＼&pH＼&滲濾液原水水質(zhì)

UBF出水

BAT出水

兩級DTRO出水＼&5000-10000

1500-3000

300-600

<100＼&2000-4000

600-800

90-120

<30＼&500-3000

350-2100

35-210

<25＼&200-1500

180-1350

18-135

<30＼&6-8

6-8

6-9

6-9＼&]

3.2 技術優(yōu)勢 ①厭氧UBF、BAF、DTRO反應器抗沖擊負荷能力強、進水水質(zhì)波動對其影響較小。②UBF反應器內(nèi)，下方是高濃度顆粒污泥組成的污泥床，上部是填料及其附著的生物膜組成的填料層，不僅使得滲濾液與污泥、填料充分接觸，增大降解效率，而且上層的填料層可有效防治污泥流失，同時UBF反應器處理時能產(chǎn)生大量CH4可作燃料，能回收大量能源。③BAF內(nèi)部形成厭氧-兼氧-好氧環(huán)境，可同時進行硝化反硝化，有效去除氨氮及總氮，占地面積小，通常為常規(guī)處理工藝占地面積的1/5～1/10，并兼有過濾功能，可減輕后續(xù)DTRO膜堵塞，延長膜的使用壽命。④通過碟管式反滲透膜（DTRO）將滲濾液分為濃縮液（污染物含量極高）和清水（含少量鹽）兩部分占地面積小、自動化程度高、對運行管理人員要求較低。⑤套處理系統(tǒng)啟動時間較快，能耗低。

4 展望與結論

新型垃圾滲濾液處理工藝——厭氧-好氧-兩級DTRO技術是在目前應用較多兩級DTRO處理垃圾滲濾液的基礎上進行技術改進，既保留了兩級DTRO技術的優(yōu)點，啟動快、適應性強、運行穩(wěn)定等優(yōu)勢，同時，彌補兩級DTRO處理垃圾滲濾液的不足之處，不僅能去除垃圾滲濾液中的有機物、懸浮物等污染物，還能有效地去除氨氮及總氮，保證出水達標排放，適應于垃圾滲濾液的深度處理，但同時該技術在實際工程應用中也要不斷的改進，以適應工程的實際需求。