泉州圣元華綠環(huán)保科技有限公司 邱龍峰

一、工程背景

某垃圾填埋場每日產(chǎn)生垃圾滲濾液400m3，COD濃度≥5000mg/L，NH3-N濃度≥3000mg/L，總氮濃度≥3500mg/L。垃圾滲濾液處理系統(tǒng)以生化處理為主，其主體工藝為“一級反硝化+一級硝化+二級反硝化+二級硝化+一級芬頓+一級BAF+二級芬頓+二級BAF”，但由于垃圾滲濾液污染物濃度高，尤其氨氮及總氮濃度高，為達(dá)到脫氮目的，在反硝化工段投加大量葡萄糖及乙酸鈉作為碳源，雖然脫氮效果可以達(dá)到出水指標(biāo)要求，但運(yùn)行成本居高不下，生化系統(tǒng)不穩(wěn)定，污泥產(chǎn)量多。

針對上述情況，公司對該垃圾填埋場產(chǎn)生的垃圾滲濾液進(jìn)行強(qiáng)化脫氮處理，并優(yōu)化碳源投加量，達(dá)到減量化、無害化標(biāo)準(zhǔn)后排放。公司采用MBK生物酶強(qiáng)化工藝，對該垃圾滲濾液進(jìn)行技術(shù)升級實(shí)現(xiàn)高效處理，使系統(tǒng)中碳源投加量、DO含量及污泥產(chǎn)生量達(dá)到動態(tài)平衡，處理后水質(zhì)達(dá)到國家《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）表2中規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足減排的目標(biāo)，同時(shí)充分利用內(nèi)部碳源，減少外部碳源投加，降低藥劑運(yùn)行成本。

二、垃圾滲濾液來源及水質(zhì)情況

垃圾滲濾液是垃圾填埋產(chǎn)生的高濃度有機(jī)污水，具有不同于一般城市污水的特點(diǎn)：高氨氮高總氮，同時(shí)BOD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。據(jù)測定含有93種有害物質(zhì)，其中1種可致癌、5種誘導(dǎo)致癌，如不加以處理，直接排放將會對周圍的地下水體、地表水體、土壤及生態(tài)環(huán)境帶來不可估量的污染和危害。

該垃圾滲濾液的進(jìn)出水水質(zhì)數(shù)據(jù)兼表1。

表1 垃圾滲濾液的進(jìn)出水水質(zhì)

三、工程介紹

本工程設(shè)計(jì)時(shí)處理水量為600m3/d，目前實(shí)際運(yùn)行量為200-500t/d,24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。

（一）處理工藝

該垃圾填埋場垃圾滲濾液處理采用以生化處理為主體的處理工藝，即一級反硝化+一級硝化+二級反硝化+二級硝化+一級芬頓+一級BAF+二級芬頓+二級BAF處理工藝，其工藝流程見圖1。

圖1 處理工藝流程圖

（二）處理結(jié)果

該垃圾滲濾液處理系統(tǒng)因大量投加葡萄糖及乙酸鈉作為反硝化碳源，以致成本居高不下，且污泥產(chǎn)生量大，系統(tǒng)處于非穩(wěn)定運(yùn)行。其水質(zhì)指標(biāo)見表2。

表2 處理系統(tǒng)水質(zhì)指標(biāo)

該垃圾滲濾液處理采用投加葡萄糖及乙酸鈉作為反硝化碳源，投加比例為15%，其處理系統(tǒng)水質(zhì)變化說明：本底水質(zhì)指標(biāo)濃度COD：5000-6000mg/L、氨氮：2000-3000mg/L、總氮：2500-3500mg/L。經(jīng)生化處理后的指標(biāo)COD：1000mg/L左右，氨氮：13.0mg/L左右，總氮：220mg/L左右，投加碳源的運(yùn)行成本約81元/m3，運(yùn)行成本居高不下。

（三）生物酶強(qiáng)化工藝系統(tǒng)

該垃圾填埋場產(chǎn)生的垃圾滲濾液中含有大量有機(jī)污染物，還含有各類重金屬污染物，尤其是含有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香組化合物、氯化芳香組化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物等。同時(shí)氨氮及總氮含量高，C/N比例失調(diào)，磷元素缺乏，尤其是總氮處理難度大。根據(jù)對垃圾滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)以及排放標(biāo)準(zhǔn)的綜合分析對比后確定，本工程工藝采用生物酶強(qiáng)化工藝，即一級反硝化+生物酶強(qiáng)化+一級硝化+二級反硝化+二級硝化+一級芬頓+一級BAF+二級芬頓+二級BAF處理工藝。

1.生物酶強(qiáng)化工藝

由于處理系統(tǒng)投加碳源導(dǎo)致運(yùn)行成本增加，故采用生物酶強(qiáng)化工藝進(jìn)行處理，即于生化處理投加垃圾滲濾液專用生物酶制劑，其工藝流程見圖2。

圖2 生物酶強(qiáng)化工藝流程圖

2.工藝流程說明

垃圾滲濾液經(jīng)預(yù)處理進(jìn)入一級反硝化，擬在此投加垃圾滲濾液專用MBK生物酶制劑，即進(jìn)行生物酶強(qiáng)化催化反應(yīng)，主要考慮葡萄糖及乙酸鈉作為反硝化碳源會導(dǎo)致運(yùn)行成本增加，故投加生物酶，利用特選生物酶對于難降解有機(jī)物高效迅速地降解機(jī)理，可以將垃圾滲濾液中的大分子難降解有機(jī)物開環(huán)斷鏈，轉(zhuǎn)化為反硝化微生物可以利用的小分子有機(jī)物，如酸類有機(jī)物等，并且生物酶可以直接進(jìn)行脫氮反應(yīng)，進(jìn)一步降低氨氮及總氮濃度，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)生物酶可將難降解有機(jī)物如萘、菲等非氯化芳香組化合物、氯化芳香組化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物等分解成小分子可降解物質(zhì)，進(jìn)一步提高可生化性，從而降低了后續(xù)生化反應(yīng)負(fù)荷，生物酶可以減少外加碳源即葡萄糖及乙酸鈉的用量，從而降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，使系統(tǒng)中碳源投加量、DO含量及污泥產(chǎn)生量達(dá)到動態(tài)平衡。

3.處理結(jié)果

經(jīng)對投加垃圾滲濾液專用生物酶制劑處理該垃圾填埋場的垃圾滲濾液工藝不斷調(diào)試后，逐步減少葡萄糖漿及乙酸鈉的用量，且脫氮效果顯著，經(jīng)過半年多時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，且使系統(tǒng)中碳源投加量、DO含量及污泥產(chǎn)生量達(dá)到動態(tài)平衡。水質(zhì)指標(biāo)見表3。

表3 投加垃圾滲濾液專用生物酶制劑后水質(zhì)指標(biāo)

由表3數(shù)據(jù)可以說明，投加垃圾滲濾液專用生物酶進(jìn)行生化處理,20天后,污染物指標(biāo)濃度降低至COD：800mg/L左右，部分COD轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸；氨氮9mg/L左右，去除率高達(dá)99%；總氮：90mg/l左右，去除率高達(dá)90%，碳源投加比例從15%降至9%。

投加垃圾滲濾液專用生物酶后，生化系統(tǒng)水質(zhì)變化說明：投加生物酶效果顯著，生物酶可促進(jìn)改善生化處理系統(tǒng)中的營養(yǎng)物質(zhì)、微生物菌群等各項(xiàng)指標(biāo)平衡，同時(shí)因其屬于生物降解，可直接利用滲濾液中的難降解有機(jī)物作為碳源，COD被快速降解轉(zhuǎn)化有機(jī)酸被菌群充分利用，同時(shí)提高了B/C比值，保證了出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，大幅提高生化處理效率與生化系統(tǒng)穩(wěn)定性。隨著處理時(shí)間周期延長，效果越明顯，同時(shí)系統(tǒng)中碳源投加量、DO含量及污泥產(chǎn)生量達(dá)到動態(tài)平衡。

4.處理結(jié)果分析

（1）針對垃圾滲濾液處理中，投加大量葡萄糖及乙酸鈉作為碳源，以致運(yùn)行成本居高不下，脫氮效果差的問題，進(jìn)行了投加垃圾滲濾液專用生物酶制劑強(qiáng)化處理，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出滲濾液處理系統(tǒng)出水各項(xiàng)指標(biāo)均穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

（2）垃圾滲濾液專用生物酶制劑平均投加量為0.3-0.6‰之間。

（3）在投加垃圾滲濾液專用生物酶制劑連續(xù)運(yùn)行期間，滲濾液處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，且在出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)的前提下，碳源投加比例從15%降至9%。

（4）垃圾滲濾液專用MBK生物酶可使系統(tǒng)中碳源投加量、DO含量及污泥產(chǎn)生量達(dá)到動態(tài)平衡，從而降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，包括降低碳源藥劑費(fèi)用及設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。

5.生物酶作用

生物酶強(qiáng)化工藝是應(yīng)用復(fù)合生物酶高效迅速催化處理污水中的污染物質(zhì)，通過有效的生物降解功能來對目前一些污染治理技術(shù)所不能降解的大分子難降解有機(jī)物進(jìn)行處理，具有生物降解功能強(qiáng)、使用方便且能使凈化后的水質(zhì)更加穩(wěn)定、徹底治理污染的優(yōu)點(diǎn)。

生物酶強(qiáng)化工藝為具有脫色除臭、去除COD、脫氮除磷等多功能的環(huán)境友好型工藝，尤其是對于氨氮及總氮有獨(dú)特的降解作用，對于已有污水處理工藝，不用增建或擴(kuò)建構(gòu)筑物，新建污水處理工藝，可增加系統(tǒng)污染負(fù)荷，減小構(gòu)筑物，減少直接投資，且操作簡便，復(fù)合生物酶利用自固定化及復(fù)合固定化作用于一定條件下存在于污水處理系統(tǒng)中，并可增加系統(tǒng)中優(yōu)勢菌的生長及繁殖，促進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)化及穩(wěn)定運(yùn)行。此工藝能強(qiáng)烈地分解雜環(huán)類、苯環(huán)類等特征污染物，對特征污染物有較強(qiáng)的去除效果，分解蛋白質(zhì)和復(fù)雜多糖，對水溶性有機(jī)物分解也有重要的作用，將污水中大量如側(cè)鏈脂、石油醚、丙酮、甲醇、乙醇、二氯甲烷、甲苯等有毒有機(jī)物的復(fù)雜結(jié)構(gòu)打開，使之開環(huán)斷鏈，形成小分子物質(zhì)，將其降解為酸類有機(jī)物，可為系統(tǒng)中反硝化微生物直接利用，發(fā)揮脫氮作用，且生物酶本身具有脫氮作用，其中的硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶用以補(bǔ)充反硝化池中硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶的不足，發(fā)揮脫氮作用，可使系統(tǒng)中碳源投加量、DO含量及污泥產(chǎn)生量達(dá)到動態(tài)平衡，從而降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，包括降低碳源藥劑費(fèi)用及設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。

四、結(jié)語

從以上垃圾滲濾液工程案例中可以看出，采用垃圾滲濾液專用MBK生物酶強(qiáng)化工藝，可以高效迅速地去除垃圾滲濾液中的污染物質(zhì)，尤其是通過生化系統(tǒng)對于氨氮及總氮有較好的去除作用。其中特選的生物酶對于垃圾滲濾液中的污染物質(zhì)有較強(qiáng)的催化降解轉(zhuǎn)化作用，使之開環(huán)斷鏈，形成小分子物質(zhì)，從復(fù)雜的大分子有機(jī)物狀態(tài)降解為小分子有機(jī)物或CO2、H2O等無機(jī)物，或?qū)⑵浣到鉃樗犷愑袡C(jī)物，可為系統(tǒng)中反硝化微生物協(xié)同作用，充分發(fā)揮脫氮功能，且MBK生物酶本身具有脫氮作用，其中的硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶用以補(bǔ)充反硝化池中硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶的不足，發(fā)揮脫氮作用。特選的生物酶可固定化于污泥等載體上，既可以維持系統(tǒng)內(nèi)高生物酶濃度，同時(shí)可以大幅度減少生物酶流失，提高生物酶的催化效率。與現(xiàn)有傳統(tǒng)的垃圾滲濾液處理工藝相比，生物酶強(qiáng)化工藝縮短了處理時(shí)間，既可以提高現(xiàn)有處理設(shè)施的處理效率，同時(shí)無需建造新的構(gòu)筑物，減少了建設(shè)投資，可使系統(tǒng)中碳源投加量、DO含量及污泥產(chǎn)生量達(dá)到動態(tài)平衡，從而降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，包括降低碳源藥劑費(fèi)用及設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。