垃圾填埋场渗滤液处理工艺与评价分析

文_郭尊孟 张臻 广东智环创新环境科技有限公司

我国的垃圾渗滤液处理工艺目前已有较大的革新，排放标准日趋严格带动了渗滤液处理工艺的快速发展。近年来，随着生物法和膜法深度处理工艺在我国垃圾渗滤液处理工程的广泛应用，一定程度上保证出水水质质量，但在不同工程实例中也会存在总氮不达标等问题，非常有必要加强对渗滤液处理工艺归纳与对比，优化不同工程和不同种类渗滤液工艺适用性，并结合具体工程实践中渗滤液工艺处理存在的问题进行改造优化。

1 垃圾填埋场渗沥液处理工艺进展

目前国内外在对渗滤液处理工艺研究中，对渗滤液水质非常关注，通过将填埋场渗滤液年龄分成“青年”（1年内）、“中年”（1～5年）和“老年”（大于5年）三种类型，不同类型的渗滤液水质在pH值、COD、NH4+、BOD5／COD、TOC／COD、重金属、生物降解能力等存在在一定的差异，如“青年”渗滤液水质 pH值<6.5、COD（g/L）>15、NH4+（mg/L）<400、BOD5/COD为0.5～1.0、TOC/COD<0.3、重金属>2、生物降解能力强；“中年”渗滤液水质pH值6.5～7.5、COD（g/L）为3～15、NH4+（mg/L）为 400、BOD5/COD为 0.1～0.5、TOC/COD为0.3～0.5、重金属<2、生物降解能力中等；“老年”渗滤液水质pH值>7.5、COD（g/L）<3、NH4+（mg/L）>400、BOD5/COD<0.1、TOC/COD>0.5、重金属<2、生物降解能力低。

针对这些渗滤液的水质特点以及水质随时间变化的特征，目前国内外相关研究人员注重应用组合工艺的方式处理填埋场垃圾渗滤液，通过多种工艺组合的协同作用克服单个工艺的局限，实现对渗滤液的有效处理。目前，我国应用较为广泛和成熟的工艺为“厌氧＋生化＋膜深度处理”工艺路线。其中，典型渗滤液处理工艺路线主要有①生化和物化过程相结合的工艺，如“高效厌氧＋氨吹脱＋A/O接触氧化＋NF”，通过增加的纳滤技术，可有效去除生化难以降解的溶解性有机物，实现氨氮去除效率高达95%以上，CODcr去除率高达85%以上。目前该技术已应用于我国一些填埋场垃圾渗滤液处理改造工程中，运行费用约为26元/m3。②物理化学－生物－高级氧化组合技术，如“氨吹脱＋UBF＋SBR＋深度处理”工艺，为了确保后续工艺水质稳定和降低后续处理负荷，该工艺选用氨吹脱系统、调节池、沉淀池作为预处理系统；UBF实现渗滤液有机大分子物质的有效分解，臭氧系统实现难降解污染物有效去除，这些都能为后续膜处理工艺稳定运行做好保障。③物理化学－生物法处理技术，如“预处理＋IOC＋MBR＋化软＋RO＋碟管式反渗透”工艺，该工艺应用初沉池、调节池作为预处理系统，去除大部分有机污染物；然后进入A/O系统，经A/O系统处理后出水进入浸没式超滤系统实现污染物和大分子有机物的去除；经超滤处理后出水进入化学软化系统和反渗透系统实现COD、氨氮等有效去除，同时也确保产水回收率。

2 渗滤液处理工艺的选择与评价

2.1 工程实例

广东省某生活垃圾填埋场属于城镇生活垃圾无害化填埋场，由渗滤液处理区和垃圾填埋库区组成，圾渗滤液原处理工艺采用的是两级A/O+Fenton+BAF组合工艺。随着填埋区内垃圾的厌氧分解，通过对调节池中渗滤液的水质检测显示PH值为7～8、COD（g/L）为1680～4700、氨氮（mg/L）为1520～2206、总氮（mg/L）为1672～2426、BOD5/COD为0.1～0.2，数据水质特征为可生化性差、低C/N和高氨氮等特点。在垃圾填埋场运行初期，为了利于原水中氨氮的挥发，采用的露天的开放式渗滤液调节池，由于产生的异味较大，结合环保部门要求，增设柔性浮盖，降低调节池中渗滤液的C/N比，但增设柔性浮盖后后续处理难度加大。

2.2 原工艺运行效果评价

通过对原有渗滤液处理工艺进行实地调研，选取2020年2月至2020年3月的渗滤液进水、出水的COD与氨氮值，渗滤液进水量70m3/d。生化系统段对COD和氨氮去除率分别为42.5%和81.7%，作为处理系统的核心工艺，对渗滤液各污染物去除率低于预期，造成后端Fenton高级氧化系统进水负荷增加，同时Fenton系统对有机物去除有限，导致无法保证出水水质；原组合工艺对COD、氨氮和色度去除率分别为90.2%、94.3%和92.6%，其中COD和氨氮已经不能满足排放标准，处理能力有待加强。

2.3 渗滤液处理工艺改造

在进行本渗滤液处理工艺改造时，重点结合本填埋场现场条件、处理工艺高效经济性、运行成本等多方面进行考虑，实现工艺抗冲击能力强、投资省、减少占地、保证出水中各污染指标满足高质量排放标准要求。

在此次工艺改造中，通过内置式MBR膜池替代原有工艺的二沉池，实现与原有的两级A/O+Fenton+BAF组合工艺有效结合，强化生化处理和实现污泥回流，能充分利用原有处理设施，实现成本节约。另外，为了确保出水水质稳定并达标排放，通过NF或RO进行深度处理，本改造工艺考虑到MBR以及NF在一些重金属离子和分子量较小的腐殖质类物质处理上效果欠佳，在工艺后续添加RO工艺进行深化。最终，结合本填埋场渗滤液中晚期水质特点和对原有处理设施利用，改造的工艺路线确定为MBR+NF+RO组合工艺，工艺流程简图如图1所示。

图1 改造后渗滤液处理工艺流程图

MBR系统由生化处理单元和内置式的超滤膜组成，其中生化单元是在原来的两级A/O+Fenton+BAF组合工艺中增设硝化液内回流，厌氧池被改造为前置反硝化池，解决原有工艺总氮去除效果不佳的问题。同时，结合场地条件，将二沉池改造为内置MBR膜池，借助MBR池内的超滤膜组件增加接触氧化池内的污泥浓度，提高MBR工艺对难降解物质的处理效率和效果。

本改造工艺中的纳滤系统主要用于处理MBR系统出水，原理类似于超滤和反渗透，但相比于反渗透工艺，纳滤能耗更小，操作也更为方便。本改造工艺纳滤系统选用卷式纳滤膜，不仅实现了对小分子有机物的降解目的，同时有效地截留了高价盐离子。

本改造工艺中的反渗透作为工艺的深度处理，选用卷式反渗透膜，对渗滤中COD、BOD和氨氮等指标去除效果良好，且价格便宜。另外，将纳滤与反渗透工艺联用应用，在确保出水的水质的同时又能确保膜工艺长期稳定运行。

3 结语

对渗滤液处理工艺的创新改造，不仅有助于解决渗滤液处理水质差等问题，实现运行管理灵活方便、投资省、处理成本低目标，更能促进渗滤液处理行业的可持续发展。本文结合广东某垃圾填埋场渗滤液改造工程，对试验期间进、出水水质监测的结果显示，改造后对总氮、COD和氨氮的去除效果较为明显，去除率分别为98%、97.34%和99%以上。改造后的渗滤液处理工艺在水温条件相差较大的情况下对渗滤液的处理效果也非常不错，仍能保持较好的出水水质，对水温变化的抗冲击能力强。