垃圾填埋场渗沥液MBR处理技术分析

陈嘉裕

(深圳市三林生物科技工程有限公司，广东 深圳 518000)

垃圾填埋场渗沥液MBR处理技术分析

陈嘉裕

(深圳市三林生物科技工程有限公司，广东 深圳 518000)

双AO+MBR处理技术兼具生物处理和物理方法的优点，环境适应性强，可根据现场条件临时调整工艺，是一类非常有效的处理垃圾填埋渗沥液的技术。

垃圾填埋场渗沥液；MBR；双A0

目前采用回灌技术处理垃圾渗沥液的成本低，但也没有彻底解决氨氮污染。以MBR技术为核心，利用生物和物化技术来彻底降低渗沥液中污染物含量才是彻底降低垃圾填埋场污染的可行方法。

1 垃圾填埋场渗滤液的污染物含量特征

垃圾填埋场的垃圾以动植物残渣、纸张、塑料、药物残夜等为主，其渗沥液有害污染物浓度高。

(1)有机物含量高：动植物残渣的主要成分是有机物，包括蛋白质、纤维素、糖类、芳烃类、脂类等物质。这些物质易氧化，在转化为对环境无害的无机物等的过程中需要消耗氧气，如果随着渗沥液直接排入江河湖泊等水体，会耗尽水中含氧量，导致动植物缺氧而亡，因此是渗沥液中的重要的污染物。垃圾填埋场渗沥液中的有机物总体浓度高，而且在填埋场初建期即可能到达峰值，后期被填埋场中微生物群落部分降解后，浓度会降低。有机物容易在好氧环境中降解，但浓度太高时降解难度增加。

(2)氨氮含量高：氨氮类化合物是动物性有机物降解后的主要产物，包括氨或铵离子形式存在的化合氮。氨氮类物质是植物营养来源物质，尤其是人和动物粪便中的尿素等含氮化合物可以提供植物生长所需要的氮肥，但氨氮对水体内的鱼类毒性较大，可以导致鱼类致癌和死亡。因此，渗沥液中的氨氮也是主要污染物。

(3)盐分含量高：垃圾填埋场渗沥液中的盐分主要包括氯化物、硫酸根化合物、硝酸根化合物。这些化合物主要是各类不同的固体和流体类垃圾在混合和发酵后生成的，这些无机盐中的金属阳离子多为各类重金属，包括铁、铬、铜、铅、锰等。无机盐浓度过高不利于微生物、植物等生长，重金属对人体的危害也非常大，因此，渗沥液中的无机盐也是重要的污染物。

2 MBR处理垃圾渗沥液的优点

传统的垃圾填埋场的渗沥液的处理方法为生物活性污泥法。活性污泥中的微生物种类多样，好氧环境下生长的硝化细菌可以将氨氮化合物转化为硝酸盐和亚硝酸盐；厌氧环境下生长迅速的反硝化细菌可以将硝酸和亚硝酸盐转化为氮气。将好氧池和厌氧池连用，可以去除污水中的氨氮、有机物等，加上絮凝沉淀、炭吸附等环节，可以有效降低渗沥液中的COD、BOD、SS、氨氮和总磷等。但由于活性污泥中的微生物对环境的耐受度有限，而垃圾填埋场渗沥液随雨季和旱季的影响，不同污染物浓度变化大，高浓度的COD会对活性污泥形成冲击，导致活性污泥失效，因此，传统活性污泥法需要进一步改善。MBR技术可以通过膜分离的物理隔绝，将大分子有机物、金属络合物和悬浮颗粒等物质隔离在膜外继续降解，从而可以很好地控制出水的污染物浓度。MBR技术可以与生物技术和物化技术完美结合，可以保证生物活性污泥不受物化处理的影响，也可以保证物化处理技术不受活性污泥的影响。这使得MBR联合生物活性污泥和纳吸附和反渗透物理技术，可以对垃圾填埋场渗沥液进行深度处理，从而提高出水污染物排放标准。

3 双AO生物反应池加MBR处理对策分析

2012年，我国发布了《生活垃圾填埋场渗沥液污染防治技术政策》的意见征求稿，旨在提高了渗沥液的排放标准。但要达到这些标准，必须对传统工艺加以改良。垃圾填埋场渗沥液氨氮浓度高，常规的厌氧-缺氧-好氧组合工艺难以达到排放标准。围绕MBR技术，创新组合工艺有望较好地承受高浓度污染物的冲击，使出水达到新的排放标准要求。双AO生物反应池加MBR技术兼具生物和物理处理优点。其在生物法阶段采用双缺氧-好氧工艺来保证除氨氮效果；M在物理法阶段利用小孔径隔绝去除胶体颗粒、残余大分子有机物、无机盐等。在具体工艺选择上，应根据各地的垃圾填埋场垃圾渗沥液中的C-N-P源的比例来具体微调。大部分垃圾填埋场渗沥液的N源比例高，而C源和P源不足，这不利于活性污泥的生长。对于C源不足问题，应根据水质监测结果，在调节池中投加甲醇等C源。P元素的消耗主要是聚磷菌的作用。在好氧和缺氧阶段，聚磷菌吸收含磷酸盐；在厌氧条件下，聚磷菌释放磷酸盐。因此，要补充P源，可以将调节池设计成厌氧环境，增加后续处理工艺中的P源，供细菌合成核酸用。如果后续工序仍旧缺P，可以补充磷肥。

双AO生物反应池加MBR工艺的具体流程为调节池—缺氧池—好氧池—缺氧池—MBR膜分离池—纳滤池。其中调节池应根据各地气候条件而采取不同的温控措施。由于活性污泥主要由各类微生物组成，当水温低于5.6℃时，微生物基本上处于休眠状态，若继续降低，微生物会逐渐死亡，另外，硝化、反硝化细菌也需要在温度高于15℃的环境下生存，因此，维持整个工艺的温度相当重要。对于北方等冬季气温寒冷地区，应在调节池上覆盖保温材料，保证整个处理工艺流程的水温。调节池还应保证较大的容量，因为雨水的冲击，垃圾填埋场渗沥液会短期内污染物浓度增加，较大地调节池容量，可中和进入处理工艺的污染物浓度。

双缺氧—好氧系统的组成主要是缺氧池—好氧池—缺氧池—MBR膜分离池。MBR生物反应器可以设计为浸入式曝气池形式，因此，其既可以作为好氧池，也可以发挥物理过滤池作用。一池两用可以节约建设费用。当前渗沥液MBR技术多采用外置式MBR技术。外置式MBR技术采用管道装置，便于保证工作温度和控制通量，但需要较高的工作压力，且为保证活性污泥不在超滤膜管中沉积，必须保持最低4m/s的流速，这样外置式MBR装置的运行成本非常高。浸入式MBR膜工作压力低、装置减低，运行成本低，只是反应器的通量低，且能承受的污泥浓度有限。但随着材料学工艺的改进，目前浸入式MBR膜的环境耐受能力已经大幅改进。采用聚四氟乙烯材料的浸入式MBR装置的膜通量可提高30%，污泥耐受能力可超过20g/L。而且浸入式样的MBR反应器可以通过增加浸入组件来弥补膜通量不足问题，通过污泥回流和排出剩余污泥方式解决污泥浓度过高问题，其环境适应力强，非常容易根据现场条件而加以改进。双缺氧—好氧系统可以在缺氧反硝化菌的作用下，将硝酸盐转为氮气，在好氧环境下，硝化细菌将氨氮转为硝酸盐。这一循环系统可以有效地去除渗沥液中的氨氮。

浸入式MBR膜反应池在曝气状态下，既可以发挥好氧池功能，也可以利用水流和气体的剪切力去除膜表面的沉积物，改善膜通量。MBR膜反应器环境耐受能力强，其强大的污泥截留能力可以保证反硝化菌较长的生长周期，保证氨氮处理效果。垃圾填埋场渗沥液排放受季节和气候的影响特别明显，当排量增加时，污泥膨胀和污染物浓度机率增加，但这些紧急情况时，MBR膜仍旧可以保证出水在一定控制范围，而传统的纯生物处理工艺则难以保证。MBR较好的环境适应性，可以保证污水处理厂有充足时间准备特殊情况下的污水处理方案，例如投放C源、P源，投放新的膜组建和增加后处理工序等。

MBR膜反应池可以去除大部分的有机物、悬浮颗粒和氨氮等污染物，但由于游离的铵态氮分子量小，可通过无机盐的形式穿透用聚四氟乙烯膜，为降低氨氮和无机盐含量，还应在MBR膜反应池后设置纳滤膜反应装置。纳滤膜的孔径在2nm左右，纳滤膜的分离机理为筛分和溶解扩散并存，同时又具有电荷排斥效应，可有效地去除二价和多价离子、去除分子量大于200的各类物质，可部分去除单价离子和分子量低于200的物质。由于MBR膜分离技术已去除了大部分悬浮颗粒，营造了纳滤膜的工作环境，因此，纳滤可以与MBR反应器完好地兼容。当渗沥液污染物浓度不容易控制时，还可以在纳滤装置后增加反渗透装置，完全除去小分子氨氮和无机盐物质。

4 研究小结

我国《生活垃圾填埋场污染控制标准》等文件实施后，垃圾填埋场渗沥液的处理标准越来越严格，因此，探索处理效果更好的工艺是污水处理行业的重点研究方向。双A0+MBR+NF工艺环境耐受能力强，处理能力强，可以作为彻底去除垃圾填埋场渗沥液污染的工艺。

[1]杜昱，岳峥，吕国庆，等.垃圾渗滤液处理系统内置式膜和外置式膜比较[C].中国土木工程学会全国排水委员会年会，2015.

[2]吕敏燕.兰州新区生活垃圾填埋场渗沥液处理方案优化设计[D].兰州大学，2014.

Analysis on Landfill Leachate MBR Treatment Technology

CHEN Jiayu

(Shenzhen Sanlin Biological Technology Engineering Co.，Ltd，Guangdong Shenzhen，518000)

Dual AO+MBR treatment technology has the advantages of biological treatment and physical methods，and has strong environmental adaptability.It can adjust the process temporarily according to the site conditions.It is a kind of very effective technology for treating landfill leachate.

landfill leachate；MBR；double A0

陈嘉裕，助理工程师，学士，研究方向为渗滤液处理

文献格式：陈嘉裕.垃圾填埋场渗沥液MBR处理技术分析[J].环境与可持续发展，2017，42(4)：127-128.

X21

A

1673-288X(2017)04-0127-02