余崑

（甘肅機(jī)械化建設(shè)工程有限公司，甘肅 蘭州 730060）

垃圾滲濾液是指垃圾在填埋和堆放過程中由于垃圾中有機(jī)物質(zhì)分解產(chǎn)生的水和垃圾中的游離水、降水以及滲入的地下水，通過淋溶作用形成的污水。由于垃圾滲濾液成分復(fù)雜，水質(zhì)水量變化巨大，有機(jī)物和氨氮濃度高，微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)等特點(diǎn)，一般需要不同類型工藝方法組合處理，即物理、化學(xué)、生化相組合，才能適應(yīng)不同時期的滲濾液特點(diǎn)，做到達(dá)標(biāo)排放的要求。本文旨在通過對三種滲濾液處理工藝進(jìn)行對比，了解不同滲濾液處理工藝的投資及運(yùn)行成本，并結(jié)合具體項(xiàng)目進(jìn)行滲濾液處理系統(tǒng)的運(yùn)營成本分析。

1 垃圾滲濾液處理的技術(shù)方法

（1）好氧生物處理。好氧生物處理在廢水處理中技術(shù)比較成熟，主要有活性污泥法、氧化溝、好氧穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤、反硝化與硝化等工藝，好氧處理可有效地降低BOD5、COD和氨氮，還可以去除另一些污染物質(zhì)，如鐵、錳等金屬。好氧生物處理時，有機(jī)物轉(zhuǎn)化成污泥的比例與污泥負(fù)荷有關(guān)，污泥處理與處置的工藝較為復(fù)雜，費(fèi)用較高，對于垃圾滲濾液而言，由于其水質(zhì)成分復(fù)雜、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)等因素，傳統(tǒng)好氧生物處理工藝用于滲濾液處理難度較大，如果排放要求較高，出水水質(zhì)難以達(dá)到要求，并且處理工藝占地面積較大，并且難以達(dá)到脫氮要求。

（2）A/O生物處理。硝化（O）和反硝化（A）生物處理在滲濾液處理中得到了越來越多的應(yīng)用，通過硝化與反硝化進(jìn)行生物處理可以去除COD、BOD5和NH3-N。當(dāng)設(shè)計(jì)一個硝化工藝時，前置反硝化也可以降低需氧量和碳用量。采用高負(fù)荷，大生物量生化工藝可以減少場地，但傳統(tǒng)的硝化、反硝化工藝往往達(dá)不到大生物量這個要求。目前，硝化、反硝化工藝與超濾的組合處理工藝（MBR）在滲濾液處理工程中有廣泛的應(yīng)用，且處理效果較好。

（3）超濾。超濾（UF）篩分孔徑為1nm～70μm，不截留滲濾液中所含鹽分，可用來將微生物菌體、沉淀物從污水中分離出來，鑒于該特點(diǎn)，設(shè)計(jì)將超濾與好氧生化相結(jié)合即采用超濾取代傳統(tǒng)的二沉池，該結(jié)合即為膜生化反應(yīng)器（MBR）。

（4）反滲透。反滲透與納濾都是為了滿足水質(zhì)要求而開發(fā)出來的膜技術(shù)，反滲透膜孔徑一般在0.1～1nm，納濾膜的孔徑在0.02μm左右。納濾膜和反滲透膜均屬于致密膜范疇，二者的分離機(jī)理也相同，但納濾的截留界限僅為分子大小約為1nm的溶解組分。反滲透是壓力驅(qū)動型膜分離技術(shù)。其操作壓力為1.5～12MPa（部分專有型膜技術(shù)的操作壓力更高），截留組分為0.1～1nm小分子溶質(zhì)，可以從液體混合物中去除全部懸浮物、溶解物和膠體。反滲透是最精密的膜法液體分離技術(shù)，它能阻擋全部懸浮物、溶解物和膠體、所有溶解性鹽及分子量大于100的有機(jī)物，但允許水分子透過。

（5）組合工藝。膜生物反應(yīng)器(MBR)是由污水生物處理技術(shù)和膜分離技術(shù)結(jié)合而成的一種新型污水處理與回用工藝。其利用膜的高效截流作用，使微生物被完全截流在生物反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)的徹底分離，從而保證了反應(yīng)器中維持大量的污泥齡較長的活性污泥。因此，MBR在處理難降解有機(jī)廢水和高濃度氨氮廢水方面有著極強(qiáng)的優(yōu)勢，是國內(nèi)研究較多的垃圾滲濾液膜處理工藝。但膜技術(shù)和生物結(jié)合工藝適用于初期的填埋場滲濾液的處理，此時，C/N比還未失衡，可被生物降解的有機(jī)物種類較多。針對中后期老齡化的滲濾液處理，生化處理不能發(fā)揮其優(yōu)勢，碳源投加量的劇增導(dǎo)致運(yùn)營成本增多，需要增加深度膜處理技術(shù)，保證出水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

2 影響垃圾滲濾液處理成本偏高的原因

（1）配套設(shè)備無法滿足需求。垃圾滲濾液水質(zhì)復(fù)雜，危害性大，且受到垃圾成分、場地氣候條件、場地的水文地質(zhì)降雨條件、填埋條件及時間的影響。導(dǎo)致了垃圾滲濾液的水質(zhì)水量的變化大，變化規(guī)律復(fù)雜，導(dǎo)致處理難度大，垃圾滲濾液處理項(xiàng)目運(yùn)營后可能會因處理工藝、水質(zhì)變化、出水水量等原因，導(dǎo)致原有配套的處理工藝無法滿足實(shí)際運(yùn)營需求。

（2）水質(zhì)變化大，增加處理難度。垃圾滲濾液的水質(zhì)變化大，產(chǎn)量呈季節(jié)性變化，雨季明顯大于旱季，污染物組成季節(jié)性變化，且其濃度隨填埋年限的延長而變化，處理難度增加。

（3）金屬含量高。垃圾滲濾液中含有10多種金屬離子，其中鐵和鋅在酸性發(fā)酵階段較高，鐵的濃度可達(dá)2000mg/L左右；鋅的濃度可達(dá)130mg/L左右，鉛的濃度可達(dá)12.3mg/L，鈣的濃度甚至達(dá)到4300mg/L，這些金屬離子會對生物處理過程產(chǎn)生嚴(yán)重地抑制作用。由于垃圾降解產(chǎn)生的CO2溶解使得垃圾滲濾液呈微酸性，這種偏酸性的環(huán)境加劇了垃圾中不溶于水的碳酸鹽、金屬及其金屬氧化物等發(fā)生溶解，因此，滲濾液中含有較高濃度的金屬離子，處理難度非常大。

（4）CODcr和BOD5濃度高。垃圾滲濾液分為兩類：一類是填埋時間在5年以下的新鮮滲濾液，其特點(diǎn)是CODcr、BOD5濃度高，可生化性強(qiáng)；另一類是填埋時間在5年以上的陳腐滲濾液，其pH值接近中性，CODcr和BOD5濃度有所降低，BOD5/CODcr比值減小，氨氮濃度增加，可生化性降低，導(dǎo)致項(xiàng)目處理費(fèi)用較高。滲濾液中CODcr和BOD5最高分別可達(dá)90000mg/L、38000mg/L甚至更高。一般而言，CODcr，BOD5，BOD5/CODcr會隨填埋場的“年齡”增長而降低，堿度含量則升高。

（5）氨氮含量高。隨填埋時間的延長而升高，最高可達(dá)3000mg/L。滲濾液中的氮多以氨氮形式存在，約占TNK40%-50%。目前，國內(nèi)對垃圾滲濾液處理大體分為：物化法、生物法和膜法。垃圾滲濾液液處理工藝按流程可分為預(yù)處理、生物處理、深度處理和后處理（污泥處理和濃縮液處理）。應(yīng)根據(jù)滲濾液的進(jìn)水水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)選擇具體的處理工藝組合方式。

3 滲濾液工藝流程

本案例工藝采用“MBR（反硝化+硝化+內(nèi)置MBR）+NF/RO”。垃圾填埋場產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)調(diào)節(jié)池，由水泵提升通過管道過濾器,避免大顆粒砂石等雜質(zhì)及大量懸浮物進(jìn)入后續(xù)的處理系統(tǒng)，避免管道遠(yuǎn)距離輸送的堵塞，減輕后續(xù)處理的負(fù)荷。出水至反硝化/硝化，生化降解有機(jī)物和氨氮等，再經(jīng)MBR膜過濾后出水至膜清水箱，然后，納濾進(jìn)水泵打到納濾/反滲透處理系統(tǒng)，通過納濾/反滲透去除不可生化降解的有機(jī)物，去除絕大部分的COD、BOD5、NH3-N、SS、重金屬、大腸菌群和色度等，出水進(jìn)入清水池達(dá)標(biāo)排放，濃縮液回灌至垃圾填埋場處理。生化系統(tǒng)中，硝化池中的硝酸鹽混合液通過硝酸鹽回流泵回流至反硝化池，MBR超濾膜系統(tǒng)污泥通過系統(tǒng)回流至硝化池，剩余污泥排入污泥濃縮池，用泵回灌至垃圾填埋場填埋處理，污泥上清液回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)一步處理，流程圖1所示。

圖1 滲濾液工藝流程圖

4 結(jié)語

由于垃圾滲濾液成分復(fù)雜，水質(zhì)、水量變化大，有機(jī)物和氨氮濃度高，微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)，因此，在選擇滲濾液處理工藝時，首先，應(yīng)準(zhǔn)確而詳細(xì)地測定滲濾液的各種成分，分析滲濾液的特點(diǎn)。其次，明確限制處理工藝的因素和需要重點(diǎn)針對的污染指標(biāo)，依據(jù)滲濾液性質(zhì)和受納水體環(huán)境質(zhì)量要求，選擇處理工藝。確定處理工藝后，須對其進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價，確保所選擇的處理形式經(jīng)濟(jì)有效。處理工藝的研究與應(yīng)用以多種方法相結(jié)合為最佳。然后，通過小試或中試來取得可靠優(yōu)化的工藝方案，以獲得理想的處理效果。