馮 佳

(寧夏鑫林環(huán)境科技有限公司，寧夏 銀川 750000)

秦安縣生活垃圾無害化處理場于2014年11月開始試運行，采用回噴簡易方式處理生活垃圾滲濾液。因秦安縣生活垃圾滲濾液產量較小，該處理場運行初期能保證填埋場的正常運行；但逢雨季時則不能保證生活垃圾滲濾液得到及時有效的處理。根據《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 16889—2008)中的污染物排放控制要求，為保證秦安縣生活垃圾無害化處理場安全運行，徹底解決生活垃圾滲濾液的污染問題，保護當地環(huán)境，維持社會、環(huán)境、經濟持續(xù)良性發(fā)展，迫切需要建設專門配套生活垃圾滲濾液處理工程，以對滲濾液進行妥善處理并使其達標排放[1-2]。因此，對秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站項目進行系統(tǒng)地分析與研究，進一步驗證其系統(tǒng)工藝在處理西部高寒地區(qū)滲濾液時的經濟和技術可行性，以提高秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液的處理效率，同時為我國西北高寒地區(qū)類似小縣城地區(qū)的滲濾液處理提供一定的工程實踐意義。

1 項目簡介及水質分析

一般認為，5～10 a的生活垃圾填埋場為成熟期的填埋場，COD和BOD濃度均隨著時間推移顯著下降，但B/C下降更為明顯，可生化性變差，而NH3-N濃度上升，C/N相對而言不甚理想，鹽分不斷累積，重金屬不斷富集。此類垃圾滲濾液相對較難處理，對社會和環(huán)境危害大，需要對其進行無害化處理。

經現場走訪調查，結合秦安縣的經濟發(fā)展、工業(yè)生產、地理氣候條件等，設定秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站的處理規(guī)模為50 m3/d，出水水質需滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 16889—2008)中的排放標準，間接排放[3-5]。秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站設計進出水水質見表1。

表1 秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站設計進出水水質 mg/L

2 滲濾液處理工藝的優(yōu)選

秦安縣生活垃圾無害化處理場的生活垃圾滲濾液屬于高濃度有機廢水，成分復雜，CODCr、BOD5、氨氮含量較高，且隨填埋時間延長，生活垃圾中的有機氮轉化為無機氮，氨氮濃度升高。此外，由于生活垃圾降解產生的CO2在滲濾液中溶解，使其呈微酸性，加劇了不溶于水的碳酸鹽、金屬及其金屬氧化物等的溶解。因此，污染物成分復雜、NH3-N和TN 含量高是秦安縣生活垃圾填埋場的生活垃圾滲濾液的突出特點。

針對秦安縣生活垃圾無害化處理場的生活垃圾滲濾液水質、水量變化大，且污染物組成及濃度呈季節(jié)性變化，雨季明顯大于旱季，干冷季節(jié)時滲濾液中的污染物濃度較低等特點，設計滲濾液處理工藝時需要滿足以下條件：①污染物去除能力強，保證出水達標；②針對冬季滲濾液產量小、滲濾液結冰等特點，可間歇運行；③能夠適應不同季節(jié)滲濾液水質的波動；④工藝成熟可靠，能夠達到秦安縣生活垃圾無害化處理場全壽命周期滲濾液處理的要求；⑤在保證出水達標的前提下，提高處理系統(tǒng)的自控程度，減少維護操作量，節(jié)省投資，降低運行費用。

秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站的主要工藝設計為預處理+砂濾過濾系統(tǒng)+兩級DTRO組合工藝，配套設置相關污泥及濃縮液處理系統(tǒng)、臭氣收集與處理系統(tǒng)。其中，預處理系統(tǒng)產生的預處理濃縮物及濃縮液通過螺桿泵采用壓力回灌至填埋堆體上進行處理。秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站的主要工藝流程如圖1所示。

圖1 秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站的主要工藝流程

本項目中的惡臭氣體主要來源于調節(jié)池、預處理系統(tǒng)、預處理濃縮物儲池。經集中收集后，將無組織排放改為有組織收集，再對惡臭氣體進行集中處理，即加蓋密封→收集→處理(采用2套1 000 m3/h 光氧催化凈化裝置為主要設備)→排放，滿足《惡臭污染物排放標準》(GB 14554—93)中二級排放標準。

3 主要構筑物與設備

預處理系統(tǒng)包括加藥單元和反應沉淀池。反應沉淀池包括混合區(qū)、反應區(qū)、斜管沉淀區(qū)和集水區(qū)。生活垃圾滲濾液在反應區(qū)與氫氧化鈉混合后自流進反應區(qū)，在反應區(qū)內與還原劑、絮凝藥劑(聚丙烯酰胺、PFS)充分混合，經反應形成大顆粒絮凝體后，在斜管沉淀區(qū)沉淀分離，上清液經集水池由臥式離心泵提升至砂濾過濾器，沉淀物儲存在泥斗里，定期排至預處理濃縮物儲池。

3.1 調節(jié)池系統(tǒng)

由于滲濾液來水呈峰、谷不均勻狀態(tài)，需要設置較大的調蓄容積，以緩解后續(xù)處理系統(tǒng)帶來的沖擊負荷。為保證滲濾液處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行，對調節(jié)池的調節(jié)能力做水量平衡核算。新建調節(jié)池系統(tǒng)的設計參數如下：有效容積150 m3，水力停留時間3 d，鋼筋砼結構1座，采用環(huán)氧煤瀝青防腐。

調節(jié)池提升泵：Q=3.0 m3/h，H=20 m，N=0.55 kW，2臺，1用1備；

調節(jié)池進水泵：Q=5.0 m3/h，H=50 m，N=1.1 kW，2臺，1用1備。

3.2 一體化反應沉淀池系統(tǒng)

1) 混合池。處理水量3 m3/h，水力停留時間0.5 h，有效水深1.5 m，地上式鋼結構，建筑尺寸L×B×H=1.0 m×1.0 m×2.0 m，環(huán)氧煤瀝青防腐結構，1座。

2) 反應池。處理水量3 m3/h ，水力停留時間0.5 h ，有效水深1.5 m ，地上式鋼結構，建筑尺寸L×B×H=1.0 m×1.0 m×2.0 m，環(huán)氧煤瀝青防腐結構，3 座。

3) 沉淀池。處理水量3 m3/h，水力停留時間9.33 h，有效水深5.5 m，表面負荷0.375 m3/(m2·h)，地上式鋼結構，建筑尺寸L×B×H=4.0 m×2.0 m×6.0 m，環(huán)氧煤瀝青防腐結構，1座。

4) 預處理出池。處理水量3 m3/h，水力停留時間1.5 h，有效水深7.5 m，半地上式鋼筋砼結構，建筑尺寸L×B×H=3.0 m×3.0 m×8.0 m，環(huán)氧煤瀝青防腐結構，1座。

5) 預處理加藥系統(tǒng)。①采用機械隔膜泵向混合池內投加氫氧化鈉，調節(jié)滲濾液pH=8.0～9.0，對原水進行強化沉淀；②向反應池內投加鐵鹽混凝劑，通過其水解產物對膠體起到脫穩(wěn)作用，同時在水解、聚合反應中形成的高聚物的強烈吸附架橋作用，使膠體被吸附粘結；③在反應池中投加化學除硬劑，通過化學除硬劑與氫氧化鈉的聯(lián)合作用，能有效降低滲濾液中的硬度及部分無機離子濃度，起到穩(wěn)定水質的作用；④在反應沉淀池中投加PAM助凝劑，在混凝過程中強化沉淀效果，穩(wěn)定沉淀池出水水質。

4 滲濾液處理工藝

4.1 砂濾過濾系統(tǒng)

沉淀池出水經泵加壓后再進入石英砂過濾器，進一步去除滲濾液中的膠體物質，防止對后續(xù)DTRO系統(tǒng)造成不利影響。砂濾器數量按具體處理規(guī)模確定，過濾精度為 50 μm，進、出水端壓差超過 2.5×105Pa 的時候須執(zhí)行反洗程序。砂濾器反沖洗的頻率取決于進水的懸浮物含量：對一般的垃圾填埋場，砂濾器反沖洗周期約為 100 h；對于 SS值比較低的原水，砂濾運行 100 h后若壓差未超過 2.5×105Pa也須進行反沖洗，以避免石英砂過度壓實發(fā)生板結現象。兩者以先到時間為自動激活砂濾反洗時間。砂濾水洗采用原水，氣洗使用旋片壓縮機產生的壓縮空氣。砂濾處理水量為3 m3/h，過濾速度為2.65 m/h，反洗強度為30.0 m/h，設備尺寸為Φ1.2 m×3.0 m，材質為玻璃鋼。

4.2 兩級 DTRO系統(tǒng)

DTRO膜技術即碟管式膜技術(Disc Tube Module)，是一種專利型膜分離組件，專門針對高濃度料液的過濾分離而開發(fā)，至今已成功應用近 30 a。

膜系統(tǒng)分為兩級DTRO，第1級反滲透需要從芯式過濾器后進水，第2級反滲透處理第1級透過水。將原水儲罐出水泵送給反滲透設備，由砂濾器增壓泵提供壓力。為防止各種難溶性硫酸鹽、硅酸鹽在膜組件內結垢，以有效延長膜使用壽命，在一級反滲透膜前加入一定量的阻垢劑，添加量按原水中難溶鹽的濃度確定。經過芯式過濾器的滲濾液直接進入一級反滲透高壓柱塞泵，DT膜系統(tǒng)每臺柱塞泵后都有一個減震器，用于吸收高壓泵產生的壓力脈沖，給膜柱提供平穩(wěn)的壓力。經高壓泵后的出水進入膜組件，膜組件采用碟管式反滲透膜柱，抗污染性強，物料交換效果好，對滲濾液的適應性很強。

一級反滲透系統(tǒng)擬設2組，為串聯(lián)連接方式，第1組反滲透的濃液進入串聯(lián)后置的第2組，各組處理的濃液 COD 濃度及鹽含量依次增加。二級反滲透設1組。此外，還應注意以下事項。

1)滲濾液通過DTRO進水泵提升壓力，并設置保安過濾器，防止大顆粒雜質進入膜內。

2)在管路中投加殺菌劑，防止微生物滋生，污染膜組件。投加阻垢劑，防止高價態(tài)離子的高倍濃縮而結垢。根據進水pH，投加酸，防止相關離子因堿性環(huán)境而結垢。

3)通過高壓泵進一步提升壓力，滿足反滲透的過濾要求。

4)加壓后進入DTRO裝置進行濃縮，產水去二級DTRO進水箱，濃水回濃水池存儲后回灌于垃圾堆體。

5 系統(tǒng)運行結果與效益分析

5.1 系統(tǒng)運行水質數據分析

秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站于2020下半年調試完畢試運行以來，系統(tǒng)運行基本穩(wěn)定，預處理+砂濾過濾系統(tǒng)+兩級DTRO工藝對秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液有很好的適應性。2021年3月15日，委托甘肅領越檢測技術有限公司對秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站出水進行檢測，各單元處理效果見表2。由表2可知，“預處理+砂濾過濾系統(tǒng)+兩級DTRO”工藝對滲濾液中高濃度有機污染物有較高的去除率，系統(tǒng)出水滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 16889—2008)排放要求。

表2 秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站各單元處理效果

5.2 系統(tǒng)運行效益分析

秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站實際運行費用包括能耗、藥劑消耗、操作人員工資及設備維修折舊費用等。兩級DTRO為成套裝置，自動化程度高，操作維護工作量小，本系統(tǒng)配置3人參與運行。藥劑費為5.25 元/m3,水電費12.5 元/m3，人工費3.00元/m3，設備維修折舊費0.25元/m3，合計噸污水處理費為21.00元/m3。

本項目可減排污水13 687.5 t/a(系統(tǒng)回收率按75%計算)，大大減輕了秦安縣生活垃圾填埋場的壓力，保障了秦安縣生活垃圾填埋場的安全運行，徹底解決了垃圾填埋場滲濾液的污染問題，有效保護了秦安縣當地的生態(tài)環(huán)境，對秦安縣的社會、環(huán)境、經濟持續(xù)良性發(fā)展起到了積極作用。

6 結論

秦安縣生活垃圾無害化處理場滲濾液處理站的工藝靈活、合理，有很好的處理效果，能最大程度適應滲濾液的高COD、高氨氮、高鹽分及重金屬污染物的變化沖擊；通過靈活選擇開停預處理系統(tǒng)，解決了當地干旱和少雨等因素對系統(tǒng)的影響，保障了滲濾液系統(tǒng)運行的穩(wěn)定。采用預處理+砂濾過濾系統(tǒng)+兩級DTRO工藝，設備事故率低，人員占用少，操作簡單，系統(tǒng)出水水質穩(wěn)定達標，出水滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 16889—2008)排放要求，惡臭氣體收集及處理系統(tǒng)滿足《惡臭污染物排放標準》(GB 14554—93)中二級排放標準的要求。由此可見，秦安生活垃圾滲濾液處理系統(tǒng)工藝在我國西北高寒地區(qū)有一定的推廣和借鑒意義。