生活垃圾渗滤液处理站的运营维护研究

罗春游，孙岩斌

1.乌鲁木齐市废弃物处置监测中心；2.中国城市建设研究院有限公司

生活垃圾渗滤液作为一种对自然环境能够带来高风险和高污染的废水，受到了环保领域的格外关注。生活垃圾渗滤液中的污染物含量高、难降解，能够使水质的差异变大，如果在处理生活垃圾渗滤液的时候不能够做到第一时间收集和处理，就会使生活垃圾渗滤液的处理难度加大，进而加剧生态环境污染。基于这种状况，在建设生活垃圾渗滤液处理站的时候，不仅要严格遵守相应的建设标准和规范，还应当对其进行有效的运营和维护，从而达到提升生活垃圾渗滤液处理水平，为城市居民创造更好的生活环境。

一、生活垃圾渗滤液处理现状以及特点

在对生活垃圾进行填埋处理的过程中，会受到厌氧发酵、有机物分解和降水冲刷等因素的影响，这样就会使生活垃圾中有机物的含量发生变化，进而导致生活垃圾中微生物的变化。由于区域不同，区域内的降水情况也会存在差异，生活垃圾在填埋场长期积累，会使生活垃圾渗滤液污染浓度发生不同情况的变化[1]。一般情况下，最初的生活垃圾填埋场中，生活垃圾渗滤液的PH值是弱酸性的，具备较高的生化性能，而中期的生活垃圾渗滤液PH值则在6.5-7.5之间，此时的生化性能较为一般。经过长时间的积累，生活垃圾渗滤液的PH值会逐渐呈现碱性特征，并且其生化性能很少能够被有效利用。

在对生活垃圾进行收集和处置的时候，就会产生污染浓度波动较大的有机废水，具备污染组分复杂、污水性质波动变化大和种类繁多的特点。同时，生活垃圾还会产生一种带有恶臭味的黑色或者黄褐色液体。如果对污染物进行分类，可以分为有机物和无机物，有机物一般难以降解，如芳香族化合物。基于收集的垃圾组分具有复杂性特点，渗滤液的产生常常会带有污染浓度含量不同的物质，不仅会使生物带有一定的毒性，还会对生物的成长产生一定的抑制作用。因此，生活垃圾渗滤液的特点主要包括五个方面，第一，颜色比较深，并且伴有恶臭；第二，总溶解性固体含量高；第三，有机污染物成分复杂；第四，氨氮含量高，营养比例失调；第五，水质、水量变化大。

二、生活垃圾渗滤液处理站运行状况分析

现阶段，对城市生活垃圾渗滤液的处理不仅在填埋场设计方面是一个复杂的问题，对其运营维护和管理也是一个比较难解决的问题。当前，很多城市已经建立了生活垃圾渗滤液处理站，为了使实际的运行状况更加合理，采取了两组设施进行对比处理和分析的方法，两者分别采用中温厌氧--缺氧--好氧--MBR--反渗透工艺和DTRO膜处理。根据垃圾渗滤液的工艺方法累计统计排名中的前五名可知，上述两种工艺并不是当下垃圾渗滤液处理方法中最为有效的，但是通过对比和分析能够确定工艺的最佳运行状况，如表1所示。

表1 垃圾渗滤液的工艺方法累计统计排名（单位：%）

（一）生活垃圾渗滤液处理站工艺流程

生活垃圾渗滤液处理站的工艺流程可以从三个方面来进行解释:

首先，生活垃圾渗滤液从调节池进入，经过提升泵，进入到厌氧升温间，在厌氧升温间内提升原水温度，直到其达到25℃以上，然后从UASB反应塔进入缺氧池。基于原水当中存在很多难以被直接降解的有机物，要想对其进行降解必须要在厌氧阶段解决，通过厌氧阶段之后再进入缺氧阶段，利用在缺氧环境中好氧段回流的硝化液会发生反硝化反应，这样就能够保证硝态氮转化成氮气[2]。

废水经过缺氧阶段之后就会进入好氧池，分别进入MBR池和污泥浓缩池。好氧池中的活性污泥在有氧呼吸的作用下能够对有机物进行进一步的分解，使其变为无机物。MBR膜（一期使用的柱式MBR膜）具有清除大部分悬浮物和一定量的有机物的作用，因此经过MBR膜的处理，就会形成COD、氨氮。然后，污水在经过MBR膜之后在高压泵的作用下会进入RO膜反渗透。反渗透完成之后，COD和氨氮浓度都会下降。最后，清水会进入排放池，另外一部分则会重新进入MBR池，和MBR膜产水混合后再进一次RO膜，从而转变成浓水。对于浓水的处理，是从污泥浓缩池到最终进入回灌垃圾填埋场。

对于另一组废水的处理是，首先通过保安过滤器进入反渗透系统原水箱，通过增加硫酸这种方式对原水箱中污水的PH值进行调节，原水箱的出水会在柱塞泵加压的作用下进入到石英砂过滤器，之后进入保安过滤器。保安过滤器作用下的渗滤液会直接进入一级DT装置，经过高压泵和一级在线循环泵及膜柱的出水，分为浓缩液和透过液两部分。其中，一级DT装置产生的浓缩液会通过输送泵，进入垃圾填埋场，而透过液进入二级STRO装置之后，还可以再对其进行深入的处理。通过二级ST装置内的高压泵及膜柱的出水也分为两部分，即浓缩液和透过液。二级ST装置产生的浓缩液会重新流入反渗透系统原水箱，透过液进入清水箱之后，只有达到排放标准才会允许排放。

（二）生活垃圾渗滤液处理站的工艺特点及处理成效

对于生活垃圾填埋场中生活垃圾渗滤液，如果采取传统的处理方式难以达到相关的标准和要求。为了使该问题得到很好的解决，生活垃圾渗滤液处理站将处理的工艺分成了两种，即“UASB+A/O+MBR膜工艺+RO反渗透”和“DTRO+RO反渗透”。

其 中，“UASB+A/O+MBR膜工艺+RO反渗透”工艺的应用是建立在进行了生物处理的基础上的，当生活垃圾渗滤液中的有机物和氨氮等被降解到一定程度的时候，再对其进行加压，经过反渗透膜之后，保证生活垃圾渗滤液达到相应的排放标准。这种工艺尤其注重前期的生物处理，在实际进行运营维护的时候，要对污泥活性和微生物菌群的生长环境多加关注，从而保证生活阶段的处理达到相应的标准。如果在生物处理阶段没有取得良好的效果，还可以通过控制RO阶段的产水量，进而达到提升出水水质的目的[3]。

“DTRO+RO反渗透”工艺本身是一种单纯的物理工艺，这项工艺优的缺点相当明显。优点是具备简便和快捷的运行操作、稳定和优质的出水水质，缺点在于不能够将污染物有效降解和消除。由于浓缩液可以重新回灌垃圾填埋场，使得浓缩液处置难的问题得到了很好的解决。从当前生活垃圾渗滤液处理站的整体运行和维护效果来看，当前已经处于较为成熟的阶段，并且相关的数据指标也处于比较稳定的阶段。

三、生活垃圾渗滤液处理站的运行维护成本分析

在对生活垃圾渗滤液处理站的运行维护成本进行分析的时候，主要从三个方面入手，即药剂消耗成本、更换膜组件的成本、人工成本和其他成本等。从药剂消耗的角度来讲，由于当前的填埋场垃圾渗滤液原水中碳源缺乏，在实际运行的过程中需要对碳源进行补充。硝化反应会使原水中的碱度被消耗，为此还需要添加小苏打，使硝化过程中的碱度得到补充。同时，在膜系统运行的过程中，不仅需要补充葡萄糖、甲醇和小苏打，还要投入一定量的盐酸、阻垢剂和亚硫酸氢钠还原剂等。具体的药剂用量和价格在不同的系统当中也存在一定的差异。

如表2和表3所示。

表2 生化系统中药剂的用量和价格

表3 膜系统中药剂的用量和价格

其次，从更换膜组件成本的角度来讲，由于MBR膜采用圆柱式模24组，每组约配备1000根膜丝，这些膜组件在实际应用中，更换的周期通常为两年一次，每次需要消耗的成本大约为30万元左右。在RO膜的选择上，使用日本进口的反渗透膜，在生活垃圾渗滤液处理站中一组RO膜总共有三节，每节需要五支膜。每支膜在更换的时候，成本基本要4000元左右，要想全部更换消耗的成本是很高的。同时，二组RO膜一共21支膜，生化MBR膜后反渗透需要12支膜，DTRO后反渗透需要9支膜，采用的反渗透膜与一组一致，由于更换一支需要消耗4000元左右，全部更换需要消耗的成本在84000元左右。

在生活垃圾渗滤液处理站系统中，最高的处理设备是DTRO膜，在实际的运行过程中一共有59束模组，每束模组里共有膜片206个、导流盘207片，导流盘与膜片交叉相继叠放，每片导流盘上需要配备两个小胶圈。已知每束膜更换周期为3-5年，更换成本在27000元左右，如果要全部更换，成本达到了160万。

从人工成本及其他成本的角度来讲，在生活垃圾渗滤液处理站设置了站长、班长和操作工人。由于生活垃圾渗滤液处理站有两套系统，工作人员工作时间和休息时间均为48小时，站长和班长分别设置一人，人工成本为每月6000元至8000元，操作工人设置了9名，人工成本大约为没月4000元。由于生活垃圾渗滤液处理站采取的是轮班机制，两人为一个小组，但是这种轮班方式存在一定的缺点，即工作人员连续工作的时间较长，这样就使得员工在工作的第二天很可能存在精力不足和工作效率低下的问题。

根据相关的统计数据可知，生活垃圾渗滤液处理站的运营维护成本每年都在80万元至100万元之间。

四、生活垃圾渗滤液处理站的运营维护措施

（一）降低生活垃圾渗滤液处理站的运营维护成本

一方面，从药剂使用方面来讲，生活垃圾渗滤液处理站的生化系统中采用的是用小苏打（NaHCO3）来补充碱度的方式，之后又采取用纯碱（Na2CO3）来替换小苏打来补充消耗的碱度。由于两种药品的价格相差很小，且纯碱补充碱度的效果更好，因此适当更换药品的方式是可行的。由于生活垃圾渗滤液处理站的生化效果并不是很好，尤其是存在好氧段泡沫较多的问题，基于此考虑，在MBR膜池的出水管上加设喷头的小支管，借助喷出的MBR产水对泡质进行消除。从员工成本的角度来讲，推行分两组工作的方式，即一组白班、一组夜班，白班和夜班交替，设置交替的周期为一个月，这样不仅使夜间工作的缺陷得到弥补，还会使员工工作中的疏忽风险降低。

（二）创新优化生活垃圾渗滤液处理站的技术

对于城市生活垃圾渗滤液处理站的正常运营维护来讲，创新生活垃圾渗滤液处理技术是很有必要的，能够降低运营和维护成本，提升生活垃圾处理效率，保证生活垃圾渗滤液处理站的稳定性。同时，还要开发基建成本低的生活垃圾渗滤液处理技术、经济高效的脱除NH3-N技术、经济合理的回灌技术、成本低廉的膜产品以及相应的膜清洗技术等，从而提升生活垃圾渗滤液处理站的应用价值。同时，还要对污水处理工艺进行科学合理的选择，保证不同水质的渗滤液采用不同的处理工艺。结合生活垃圾填埋场区域的气候降水、水文特点和填埋场运行时间以及渗滤液水质水量变化情况，使出水水质符合国家相关排放标准，从而保证水质水量适应性良好、有机污染物降解效率高、运行成本低廉和维护管理便捷。

（三）树立正确的生活垃圾处理观念

近年来，我国城市建设中生活垃圾渗滤液处理站是不可忽视的重点，从根本上来讲还是缺乏运营维护和管理。因此，树立正确的理念对于生活垃圾渗滤液的处理相当重要。首先，树立以人为本和绿色环保的理念，尽可能减少或者避免对生活垃圾的处理造成二次污染的情况。将“前人栽树后人乘凉”的意识深植到广大人民群众心中，在进行城市建设的时候，必须遵守城市垃圾和污水处理建设不以人的意志为转移的客观规律，用科学的精神和客观合理的办法，推进现代化城市的建设，将打好基础和谋求长远的利益作为根本。同时，还要做好城市生活垃圾处理的合理规划，针对生活垃圾的处理制定详细的规划，并且对其进行定期的修改和调整，将关注点放在提高规划的前瞻性、科学性上，保证城市生活垃圾处理规划的专业性和全覆盖。实施分步和统一性的生活垃圾处理规划，确保在不增加新问题的基础上，做到对生活垃圾处理的良性循环。

五、结束语

根据对生活垃圾渗滤液处理站的研究可知，对生活垃圾渗滤液的处理方式多种多样。在实际应用的过程中，应当结合实际情况，选择科学合理的方法。通过对生活垃圾渗滤液处理站运营维护的研究，发现在实际运营和维护过程中仍然存在很多问题。针对这些问题，提出了降低生活垃圾渗滤液处理站的运营维护成本、创新生活垃圾渗滤液处理站的技术、树立正确的生活垃圾处理观念等的措施，以求能够更好地解决问题。同时，该研究还从另一方面说明了处理生活垃圾渗滤液的难点，如可生化性差等，为未来的研究指明了方向，以此探究更加经济且有效的策略，从而推动生活垃圾处理站的健康良好发展。