■ 朱紹寬

山東省昌邑市第二生活垃圾填埋場(chǎng)位于昌邑市奎聚街道辦事處陶埠村北側(cè)1350m，營(yíng)子村東南810m處廢舊窯坑，占地面積約92040m2，設(shè)計(jì)規(guī)模為300t/d，采用衛(wèi)生填埋工藝，填埋區(qū)有效庫(kù)容約82.9萬(wàn)m3。滲濾液處理一期工程設(shè)計(jì)日處理量為50m3/d，主要采用A/O工藝+膜系統(tǒng)，濃縮液回灌填埋場(chǎng)；滲濾液處理擴(kuò)容項(xiàng)目設(shè)計(jì)日處理量為150m3/d，主要采用兩級(jí)A/O工藝+膜系統(tǒng)+高級(jí)氧化技術(shù)進(jìn)行全量化處理，并把一期處理系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮液一并達(dá)標(biāo)處理。出水水質(zhì)達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn) 》中對(duì)于現(xiàn)有和新建生活垃圾填埋場(chǎng)水污染物排放濃度限值要求。

一、垃圾滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)及處理難度

目前，國(guó)內(nèi)垃圾滲濾液的水質(zhì)主要有四個(gè)特點(diǎn)：一是有機(jī)物含量較高，并且含有苯系物、腐殖酸等有毒、大分子有機(jī)物，容易對(duì)微生物產(chǎn)生毒害作用，常規(guī)的生物處理方法很難達(dá)到出水要求，必須結(jié)合物理、化學(xué)的方法才能有效處理，如何有效、合理、經(jīng)濟(jì)的組合是目前垃圾滲濾液處理一個(gè)難題；二是垃圾滲濾液氨氮、總氮含量較高，而且由于國(guó)家對(duì)總氮排水指標(biāo)有了更高的要求，保持生化系統(tǒng)對(duì)于總氮、氨氮的高去除率成為了目前需要解決的難題；三是含鹽量較高，由于垃圾填埋場(chǎng)的成分比較復(fù)雜，氯離子、硫酸鹽、碳酸鹽等含量較高，這對(duì)于生化、物化等處理方式影響很大，一方面微生物容易脫水死亡，需經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期培養(yǎng)才能耐鹽，另一方面膜系統(tǒng)等容易結(jié)垢堵塞；四是垃圾填埋場(chǎng)水質(zhì)隨著季節(jié)的變化不夠穩(wěn)定，這對(duì)于處理系統(tǒng)有著巨大挑戰(zhàn)，若水質(zhì)變化過(guò)大有可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的直接崩潰。

通過(guò)對(duì)昌邑市垃圾填埋場(chǎng)的前期考察、水質(zhì)條件分析，并對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的主要處理工藝進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出能夠?qū)鴿B濾液進(jìn)行全量化處理、出水水質(zhì)達(dá)到要求的一套工藝系統(tǒng)。進(jìn)水水質(zhì)如表1，出水水質(zhì)如表2。

表1 滲瀝液進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)（單位：mg / l, pH除外）

表2 出水水質(zhì)要求（單位：mg/l, pH除外）

二、工藝流程

滲濾液處理站采用較為先進(jìn)的工藝處理滲濾液，主要包括兩級(jí)A/O工藝+膜系統(tǒng)+高級(jí)氧化技術(shù)進(jìn)行全量化處理。兩級(jí)A/O工藝能夠更好地提高污染物的去除效率；膜系統(tǒng)主要包括超濾+納濾+反滲透+DTRO濃縮液處理系統(tǒng)，確保污染物的達(dá)標(biāo)排放；高級(jí)氧化系統(tǒng)對(duì)DTRO產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)行處理，產(chǎn)生的污泥進(jìn)行脫水，上清液返回到生化繼續(xù)反應(yīng)。

與傳統(tǒng)的一些工藝相比，這套工藝具有處理效率高、耐沖擊、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便、維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

三、系統(tǒng)主要處理單元

（一）生化系統(tǒng)

生化系統(tǒng)主要是兩級(jí)A/O處理系統(tǒng)，在調(diào)試以及運(yùn)行中保持著較高的處理效率和能力，能夠高效地去除各類污染物，滿足設(shè)計(jì)要求。主要特點(diǎn)有三個(gè)：一是反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，處理效果穩(wěn)定高效，耐沖擊負(fù)荷，尤其適合處理高濃度廢水；二是剩余污泥產(chǎn)率低，無(wú)需經(jīng)常排泥，操作管理簡(jiǎn)單，同時(shí)具有很長(zhǎng)的污泥齡；三是可在常溫下進(jìn)行處理，無(wú)需專門的加熱設(shè)備，有專門的保溫系統(tǒng)，確保反應(yīng)罐體在冬季維持一定的溫度。

（二）膜處理系統(tǒng)

膜處理系統(tǒng)主要包括超濾、納濾、反滲透、DTRO四個(gè)單元，對(duì)污染物進(jìn)行分級(jí)處理，保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

超濾系統(tǒng)主要是對(duì)生化出水進(jìn)行處理，同時(shí)具有泥水分離的作用。超濾膜系統(tǒng)保持一定的進(jìn)水量和循環(huán)水量，通過(guò)觀察各壓力參數(shù)以及產(chǎn)水量維持穩(wěn)定，是確保超濾系統(tǒng)保持正常運(yùn)行的關(guān)鍵。為防止膜管的堵塞，要及時(shí)清洗膜組件。

納濾系統(tǒng)主要是對(duì)超濾產(chǎn)水進(jìn)行處理，這個(gè)過(guò)程對(duì)于有機(jī)物以及氮污染物去除具有較高的效率，能夠截留絕大部分的污染物。由于垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生的滲濾液堿度和硬度較高，為防止納濾膜系統(tǒng)結(jié)垢，要準(zhǔn)確調(diào)節(jié)納濾進(jìn)水的pH值，以及阻垢劑，為防止納濾膜系統(tǒng)有細(xì)菌滋生，還需要及時(shí)添加殺菌劑等。

反滲透系統(tǒng)主要包括低壓反滲透和高壓反滲透，主要對(duì)納濾產(chǎn)水進(jìn)行進(jìn)一步的處理，是自然界中滲透現(xiàn)象的逆過(guò)程，通過(guò)反滲透處理后的水能夠保證達(dá)標(biāo)排放。低壓反滲透和高壓反滲透的原理相同，區(qū)別在于運(yùn)行壓力不同，產(chǎn)水水質(zhì)也不同。反滲透膜只能允許水分子通過(guò)特性，通過(guò)施加壓力，將原水通過(guò)反滲透膜，從而達(dá)到水與其他雜質(zhì)相分離的目的，反滲透水處理工藝基本上屬于物理脫鹽方法，所以在運(yùn)行過(guò)程中要注重每支膜的維護(hù)保養(yǎng)，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

DTRO系統(tǒng)是針對(duì)納濾濃水和反滲透濃水進(jìn)行處理的一個(gè)單元，由于納濾和反滲透濃水的污染物指標(biāo)較高，為了提高產(chǎn)水能力和后期濃水處理能力，需要對(duì)這些濃縮液再進(jìn)行進(jìn)一步濃縮處理，處理后的水質(zhì)能夠達(dá)標(biāo)排放處理。濃縮液的進(jìn)一步濃縮，減少了后期濃縮液處理的水量，并且還增加了產(chǎn)水量，提高了產(chǎn)水效率。

（三）高級(jí)氧化系統(tǒng)

高級(jí)氧化系統(tǒng)是針對(duì)濃縮液進(jìn)一步處理的一個(gè)系統(tǒng)，主要是根據(jù)芬頓原理，投加亞鐵和雙氧水進(jìn)行反應(yīng)。由于濃縮液成分較為復(fù)雜，處理難度高，運(yùn)用高級(jí)氧化技術(shù)，通過(guò)化學(xué)方法，降解掉這部分污染物。反應(yīng)物完畢后通過(guò)污泥濃縮池的沉淀濃縮，把產(chǎn)生的剩余污泥進(jìn)一步離心脫水，形成含水率較低的污泥。離心后的水返回至生化系統(tǒng)，污泥進(jìn)行垃圾填埋場(chǎng)填埋處置。

四、全量化處理工藝特點(diǎn)

在整個(gè)工藝流程中，從生化系統(tǒng)到最后高級(jí)氧化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)逐級(jí)逐步的完成污染物的去除，其最主要的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程的全量化處理。在生化系統(tǒng)中，運(yùn)用兩級(jí)A/O處理，確保氨氮和總氮的去除能夠達(dá)標(biāo)。垃圾滲濾液從調(diào)節(jié)池通過(guò)提升泵進(jìn)水至生化系統(tǒng)的一級(jí)厭氧、一級(jí)好氧、二級(jí)厭氧、二級(jí)好氧，厭氧區(qū)域主要進(jìn)行總氮的去除，好氧區(qū)域主要進(jìn)行氨氮以及有機(jī)物的去除，通過(guò)控制回流，使整個(gè)系統(tǒng)的氨氮、總氮出水水質(zhì)由原來(lái)的1800mg/L、2000mg/L達(dá)到9.8mg/L、15mg/L，COD生化出水水質(zhì)由進(jìn)水的4500mg/L達(dá)到1000mg/L。整個(gè)生化系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中一直保持較高的處理能力，運(yùn)行過(guò)程中要注重溫度、溶解氧、污泥濃度、生物活性的檢測(cè)，同時(shí)結(jié)合水樣化驗(yàn)指標(biāo)對(duì)生化系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，生化系統(tǒng)是整套處理系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)。

在膜系統(tǒng)中，超濾本身相當(dāng)于一個(gè)外置膜生物反應(yīng)器（MBR），主要作用是進(jìn)行泥水分離，氨氮、總氮的去除效果不明顯，但是對(duì)COD有一定的去除效率，能夠降到796mg/L。其次納濾系統(tǒng)是對(duì)污染物的進(jìn)一步截留，具有較高的去除效率，氨氮降低到4mg/L，總氮降低到10mg/L，COD降低到85mg/L，納濾出水水質(zhì)能夠達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)由于鹽分在納濾階段截留不明顯，可以通過(guò)膜系統(tǒng)，排水指標(biāo)要求中沒(méi)有明確規(guī)定含鹽量的要求，所以通過(guò)納濾出水直排還可以排掉一部分鹽分，使后續(xù)DTRO系統(tǒng)濃縮液處理效率提高。反滲透出水是對(duì)納濾出水進(jìn)行深度處理的一個(gè)系統(tǒng)，是對(duì)水質(zhì)的進(jìn)一步優(yōu)化，反滲透的出水指標(biāo)氨氮降低到2.8mg/L，總氮降低到6.5mg/L，COD降低到30mg/L，水質(zhì)出水指標(biāo)進(jìn)一步優(yōu)化。最后DTRO系統(tǒng)是在全量化處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，既要對(duì)納濾和反滲透濃縮液進(jìn)一步濃縮，減少濃縮液的量，還保證了水質(zhì)的達(dá)標(biāo)排放，DTRO的氨氮出水1mg/L，總氮2.5mg/L，COD為25mg/L，能夠直接達(dá)標(biāo)排放。整個(gè)膜系統(tǒng)中污染物逐級(jí)被降解，保證了出水水質(zhì)的達(dá)標(biāo)排放。在膜系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中要注意每個(gè)膜系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的壓力、產(chǎn)水等指標(biāo)，通過(guò)分析對(duì)膜系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整及維護(hù)，確保膜系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

高級(jí)氧化系統(tǒng)，利用芬頓技術(shù)產(chǎn)生羥基自由基對(duì)DTRO產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)行處理，處理完畢后上清液返回至生化進(jìn)行進(jìn)一步的降解，由于濃縮液各個(gè)污染物指標(biāo)較高，COD為4000mg/L、氨氮30mg/L、總氮130mg/L，處理之后COD為700mg/L、氨氮29mg/L、總氮131mg/L，上清液返回至生化系統(tǒng)進(jìn)行氨氮、總氮、COD的脫除，產(chǎn)生的污泥進(jìn)入到離心脫水機(jī)進(jìn)行脫水，產(chǎn)生的污泥外運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)，整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有濃縮液回灌填埋場(chǎng)。高級(jí)氧化系統(tǒng)是利用化學(xué)手段對(duì)污染物進(jìn)行處理，在反應(yīng)過(guò)程中要注意反應(yīng)的條件、pH值等。

本工藝系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了出水達(dá)標(biāo)排放，還能夠?qū)Ξa(chǎn)生的濃縮液進(jìn)行處理，經(jīng)濟(jì)成本、能耗相對(duì)較低，運(yùn)營(yíng)管理簡(jiǎn)單易操作。同時(shí)，濃縮液不回灌，減輕了垃圾填埋場(chǎng)的壓力。

五、系統(tǒng)的運(yùn)行及管理

滲濾液處理系統(tǒng)是生物法、物理法、化學(xué)法相結(jié)合的系統(tǒng)，在運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)時(shí)，需要及時(shí)調(diào)整每個(gè)構(gòu)筑物的運(yùn)行條件以及參數(shù)，以此保證出水水質(zhì)以及水量。運(yùn)行管理人員需要具備一定的專業(yè)技能知識(shí)，熟悉操作流程，能夠準(zhǔn)確操作每個(gè)單元。做好運(yùn)行記錄以及現(xiàn)場(chǎng)巡視，及時(shí)化驗(yàn)水質(zhì)指標(biāo)，確保系統(tǒng)能夠連續(xù)運(yùn)行。

運(yùn)行管理人員，需要時(shí)刻協(xié)調(diào)各處理單元的運(yùn)行，保證進(jìn)水量、運(yùn)行參數(shù)以及藥劑的投加量能夠達(dá)到處理進(jìn)水水量的要求。同時(shí)，要保證系統(tǒng)中產(chǎn)生的濃縮液能夠快速地運(yùn)用高級(jí)氧化技術(shù)處理，做到“產(chǎn)多少，處理多少”，切勿回灌至垃圾填埋場(chǎng)，造成污染物的重復(fù)積累，從運(yùn)行到管理做到全量化處理。

不同區(qū)域垃圾滲濾液的水質(zhì)差異極大，因此滲濾液處理工藝的選擇，應(yīng)該根據(jù)各個(gè)地區(qū)垃圾滲濾液的水質(zhì)情況，做出適當(dāng)?shù)墓に嚱M合搭配。在我國(guó)大多數(shù)地區(qū)，滲濾液可生化性較好，并且隨著填埋年限的延長(zhǎng)可生化性變差趨勢(shì)比較緩慢，在工藝選擇上應(yīng)綜合考慮，采用多級(jí)處理工藝對(duì)滲濾液進(jìn)行逐級(jí)降解。