務嶺根垃圾填埋場滲濾液處理工藝

賀勤琴

(麗水市蓮都區(qū)環(huán)境衛(wèi)生管理局,浙江 麗水 323000)

1 引言

城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常棘手的問題。滲濾液是液體在填埋場重力流動的產(chǎn)物，主要來源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水。由于液體在流動過程中有許多因素可能影響到滲濾液的性質(zhì)，包括物理因素、化學因素以及生物因素等，所以滲濾液的性質(zhì)在一個相當大的范圍內(nèi)變動。一般來說，其pH值在4～9之間，COD在2000～62000 mg/L的范圍內(nèi)，BOD5為60～45000mg/L，重金屬濃度和市政污水中重金屬的濃度基本一致。城市垃圾填埋場滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，若不加處理而直接排入環(huán)境，會造成嚴重的環(huán)境污染。

2 垃圾滲濾液處理工藝介紹

垃圾滲濾液具有不同于一般城市污水的特點: BOD5和COD濃度高、金屬含量較高、水質(zhì)水量變化大、氨氮的含量較高，微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)等。在滲濾液的處理方法中，將滲濾液與城市污水合并處理是最簡便的方法。但是填埋場通常遠離城鎮(zhèn)，因此其滲濾液與城市污水合并處理有一定的具體困難，往往不得不進行單獨處理。

根據(jù)國內(nèi)外大量文獻調(diào)研的情況，在滲濾液的處理方法中，在場內(nèi)設置獨立的滲濾液處理系統(tǒng)時，單獨采用一種方法很難使處理出水達標，其處理工藝系統(tǒng)須為多種處理方法的有機組合。目前較為普遍接受的技術(shù)觀點為：①采用“生化+物化”工藝技術(shù)處理滲濾液，生化處理過程可以有效地降解、消除污染物，但受不可生化降解殘余物存在的限制，無法滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)表2標準。②直接采用“高壓膜分離”工藝技術(shù)處理滲濾液，膜分離處理過程可以有效地分離水與污染物，可以達到表2排放標準，但由于膜分離處理不能降解、消除污染物，不利于將來濃縮液零排放的處理。③綜合采用“生化+物化+膜分離”工藝技術(shù)處理滲濾液，可以滿足表2排放標準。其中，生化處理過程可以有效地降解、消除污染物，膜分離處理過程可以有效的分離去除不可生化降解的殘余污染物，雖然也會產(chǎn)生濃縮液，但是濃縮液中的污染物濃縮大幅度降低，有利于將來濃縮液的處理。

3 務嶺根垃圾填埋場滲濾液處理工藝分析

務嶺根生活垃圾衛(wèi)生填埋場位于蓮都區(qū)碧湖鎮(zhèn)務嶺根村東南兩山坳，距麗水市中心約16 km。滲濾液設計進水水質(zhì)參考國內(nèi)已建垃圾填埋場和麗水現(xiàn)有填埋場水質(zhì)監(jiān)測資料，出水水質(zhì)執(zhí)行《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-1997)的三級排放標準。滲濾液設計進水、出水水質(zhì)見表1。

表1 滲濾液設計進水、出水水質(zhì) mg/L

注：進、出水pH值均為6～9

工藝流程是水解酸化+厭氧+A2/O+內(nèi)置MBR。工藝流程圖見圖1。

圖1 滲濾液處理工藝流程

2013年麗水市務嶺根垃圾填埋場滲濾液處理改造提標工程，采用外置式膜生物反應器MBR+NF系統(tǒng)+RO系統(tǒng)的處理工藝，在本工藝中引入兩級AO(A代表缺氧反硝化段，O代表好氧階段)工藝去除大部分有機污染物，降低滲濾液處理工藝能耗；此外，務嶺根填埋場的滲濾液可生化性較好，且氨氮含量相對不是很高(表2是2012年麗水務嶺根垃圾填埋場滲濾液進出水水質(zhì)指標)，采用MBR(兩級A/O工藝)技術(shù)即可去除大部分氨氮和總氮，但是考慮到滲濾液水質(zhì)、水量、氣候和TDS等影響因素對系統(tǒng)的影響，因此在MBR工藝后端增加納濾+反滲透作為后續(xù)處理單元，以確保滲濾液處理能夠達標。出水執(zhí)行《生活垃圾填埋場污染控制標準》GB16889-2008表2的排放要求，垃圾滲濾液處理規(guī)模300m3/d，處理后的滲濾液經(jīng)污水管進入水閣污水廠處理后達標排放，濃縮液進行回灌處理，生化系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥經(jīng)脫水后進垃圾填埋場填埋；糞便污水處理規(guī)模100 m3/d，糞便經(jīng)固液分離設備分離后固體廢物進入垃圾填埋場填埋，廢水經(jīng)污水管進入水閣污水廠深度處理。

表2 2012年務嶺根垃圾填埋場滲濾液處理進、出水水質(zhì)指標

務嶺根填埋場工藝分為6個單元：預處理系統(tǒng)、MBR系統(tǒng)、膜深度處理單元、污泥處置單元、濃縮液處理系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)設計。

①預處理系統(tǒng)：主要由調(diào)節(jié)池、滲濾液得升泵和袋式過濾器組成。②MBR系統(tǒng)：該工藝單元由生化池及外圍式超濾膜系統(tǒng)組成；其中生化池由兩級A/O組成，當系統(tǒng)進水深度突然增大時，可以將二級硝化池前置，即：A/O/O/A。以增加一級O池的抗負荷沖擊能力，更徹底的氧化分解廢水中的有機物及降解氨氮，其出水進入后續(xù)A池，實現(xiàn)氮的反硝化。外置超濾膜由管式超濾膜及進水泵、出水泵、循環(huán)泵及監(jiān)測儀表及膜清洗系統(tǒng)組成。該單元還包括處理車間、鼓風機房及生化水池的設計和配套設施的描述等。③膜深度處理單元：該工藝單元由卷式NF系統(tǒng)(RO系統(tǒng))及配套的清洗、加藥系統(tǒng)組成。④污泥處置(處理)工段：該單元主要由污泥脫水機、絮凝劑投加系統(tǒng)和工藝過程污泥輸送泵等組成。⑤濃縮液處理單元：該單元提供了濃縮液處理建議方案。⑥輔助系統(tǒng)設計：該單元主要包括冷卻系統(tǒng)、消泡系統(tǒng)的配套工藝設備和設計計算等。

MBR系統(tǒng)設計處理規(guī)模300 m3/d，MBR系統(tǒng)中的超濾單元為外置式管式超濾膜，產(chǎn)水進入UF清水池。生化系統(tǒng)剩余污泥量為48 t/d(含固率約為1.5%)，排入污泥濃縮池后進入污泥脫水系統(tǒng)處理，污泥脫水后形成含水率不高于80%的泥餅3.6 t/d，產(chǎn)生絕干污泥0.72 t/d；上清液及沖洗水回流至MBR系統(tǒng)生化池。

UF清液根據(jù)產(chǎn)水水理及水質(zhì)，經(jīng)泵提升進入膜深度處理系統(tǒng)，根據(jù)MBR出水水質(zhì)情況及產(chǎn)水情況，卷式NF和卷式RO可串可并，系統(tǒng)總回收率為75%。產(chǎn)清液量225.0 m3/d，二者出水進入出水池，實現(xiàn)達標排放。產(chǎn)生濃縮液71.4 m3/d(圖2)。

圖2 改造提標后滲濾液處理工藝流程

目前膜分離技術(shù)處理垃圾滲濾液在國外已經(jīng)成熟，該技術(shù)具有受原水水質(zhì)影響小、出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定和占地面積小等明顯優(yōu)勢。我國膜分離技術(shù)發(fā)展至今已有40多年歷史，但與世界發(fā)達國家相比還有較大差距，目前國內(nèi)用于垃圾滲濾液處理中的膜產(chǎn)品基本依賴于國外進口。務嶺根垃圾填埋場在2011年經(jīng)過中南設計院設計和專家論證使用進口MBR膜和膜機組。滲濾液處理系統(tǒng)自2014年運行至今運行穩(wěn)定，共處理滲濾液37萬m2，出水28萬m2，出水COD低于100 mg/L，氨氮低于25 mg/L，符合《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)表2排放要求。2017年超濾大部分膜柱以及納濾全部膜柱已超過3年使用年限，至2017年底，已更換超濾大部分膜柱，納濾膜柱正在采購程序中(表3、表4)。

表3 2016年務嶺根垃圾填埋場滲濾液處理站進水、出水記錄

表4 2017年1～10月務嶺根垃圾填埋場滲濾液處理站進水、出水記錄

4 結(jié)語

垃圾滲濾液作為一種特殊廢水，其處理的投資、運行成本遠遠高于一般城市、工業(yè)污水，這主要是由于滲濾液氨氮濃度很高、有機物濃度高，導致處理工藝復雜，設備繁多。滲濾液由于在垃圾體已經(jīng)經(jīng)歷了厭氧過程，其生化性相對較差，生物處理的停留時間較長，導致設施、設備的投資較大。而處理量一般相對較小，導致折舊、維修費較高。務嶺根垃圾填埋場滲濾液處理經(jīng)改造提標工程后，采用外置式MBR+NF系統(tǒng)+RO系統(tǒng)的處理工藝。近半年進水COD為1000～4500 mg/L，氨氮為800～1000 mg/L；出水COD為30～90 mg/L，氨氮為5～25 mg/L。綜上，務嶺根生活垃圾填埋場滲濾液處理工藝對垃圾滲濾液處理效果顯著，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出水符合《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)表2標準，完全符合國家大力支持和發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策和技術(shù)政策，為提高麗水市環(huán)境衛(wèi)生及促進生態(tài)城市建設提供重要保障。

[1]中華人民共和國環(huán)境保護部.GB16889-2008 生活垃圾填埋場污染控制標準[S].北京：中國標準出版社，2008.

[2]張祥丹，王家民.城市垃圾滲濾液處理工藝介紹[J].給水排水，2000，26(10)：9～15.

[3]陶如鈞，王 翌，魏 俊，等.麗水市務嶺根垃圾填埋場工程設計[J].中國給水排水，2007，23(22)：49～52.

[4]中國市政工程中南設計研究總院有限公司.麗水市務嶺根垃圾填埋場滲濾液處理改造提標工程初步設計[R].武漢：中南市政總院，2013.

[5]武江津，劉桂中，孫長虹.膜分離技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的研究與應用[J].膜科學與技術(shù)，2007，27(6)：1～6.

[6]孟 了，熊向隕，馬 箭.我國垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及存在問題[J].給水排水，2003，29(10)：26～29.

[7]陳玉其.垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的處理和回收利用[J].綠色科技，2017(14).

[8]李 紅,任相浩,寇瑩瑩,等.城市垃圾填埋場滲濾液處理技術(shù)研究進展[J].綠色科技，2017(7).

[9]高 原.垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及存在問題初探[J].綠色科技，2017(20).

[10]李南華,沈 超,李春燕,等.新型生物除臭劑對垃圾滲濾液除臭效果評估[J].綠色科技，2013(4).

[11]孫述理.國內(nèi)有關(guān)垃圾滲濾液氨氮去除的研究進展[J].綠色科技，2014(1).

[12]黃一媛.我國垃圾滲濾液處理技術(shù)發(fā)展歷程探討[J].綠色科技，2011(3).

[13]王 楠,潘大偉,王艷秋,等.垃圾滲濾液納濾濃縮液軟化處理研究[J].綠色科技，2015(12).