组合工艺攻克垃圾渗滤液处理难题 出水品质大幅提升

【中国环保在线 技术前沿】垃圾渗滤液由于成分复杂，污染物浓度高，所以处理难度也相应较大。目前来看，单一的物理处理方法、化学处理方法或者是生物处理方法等都并不适用。组合工艺的针对性要强得多，并且有利于提高出水品质，本文所阐释的组合工艺就是其中之一。
城市填埋场垃圾渗滤液具有污染物浓度高，渗滤液组成成分复杂以及处理难度大等水质特点，一直被公认为水处理行业中难处理的废水之一。基于此，本文就采用一种“接触水解——氨氮吹脱——固定化A/O生物滤池——Fenton氧化”组合工艺来处理垃圾渗滤液，从设计水量和水质确定、设计工艺流程以及建构筑物设计参数的3个方面讲述该组合工艺的处理过程，经工程出水数据表明，该工艺系统具有良好处理效果，处理出水主要污染物指标稳定达到相关标准要求。
随着城市人口的增长，垃圾的产生量越来越多，垃圾渗滤液的处理问题已成为环境保护和水领域的热点问题。垃圾渗滤液，又称渗沥水或浸出液，指的是垃圾在填埋和堆放过程中由于垃圾中有机物的分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水，通过淋溶作用形成的污水。
如不及时对其进行收集、处理，将造成对地下水、地表水及垃圾填埋场周围环境的污染和影响，因此研究垃圾渗滤液处理技术十分重要。我国大多数卫生填埋场离城区较远，所以一般对渗滤液进行单独处理。处理的方法主要有：物理化学方法、生物处理方法和土地处理方法。
本文基于工程实例，将生物方法和化学方法相结合，设计了一种“接触水解——吹脱——固定化A/O生物滤池——Fenton氧化”为主的垃圾渗滤液处理工艺。下面对该组合工艺的处理过程加以阐述。
1.设计水量和水质确定
1.1设计水量
某垃圾填埋场设计垃圾填埋规模为400t/d，设计垃圾填埋总规模为150万t，垃圾渗滤液处理设施设计处理量为120m3/d。
1.2设计水质
根据项目所在区域类似垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液的水质情况，确定该工程进水水质如表1所示。

表1设计进水水质表
出水水质主要污染物指标执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889——2008)表二中污染物排放控制要求，即CODCr≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤30mg/L，NH3——N≤25mg/L。
2.设计工艺流程
设计工艺流程如图1所示。

　图1 工艺流程图
渗滤液由收集池泵入接触水解池，后进入氨氮吹脱塔，氨氮吹脱塔由pH调节池、吹脱塔、吸收塔组成，吹脱塔出水加药沉淀后进入固定化A/O生物滤池，对垃圾渗滤液中的COD、氨氮进一步去除，沉淀后出水经Fenton反应沉淀后达标排放。
3.建构筑物设计参数
3.1接触水解池
接触水解池设计总容积为3960m3。接触水解池兼作事故池，通过在水解酸化反应器中加设填料以提高系统的生物量，从而提高系统的容积负荷，通过射流曝气搅拌，以提供合适的传质条件并促进生物膜的更新。
3.2氨氮吹脱塔
氨氮吹脱塔采用成套设备，由提升泵、流量计、pH调节池、吹脱塔、吸收塔、吹脱风机等组成。氨氮吹脱塔采用PP型材加工制作而成，吹脱塔尺寸φ2.2m×10m，吸收塔尺寸φ2.2m×4.5m，吹脱风机功率30kw，进入氨氮吹脱塔的pH控制在10.5以上，氨氮吹脱塔出水氨氮控制在200mg/L以下。
3.3初沉池
氨氮吹脱塔出水pH明显高于固定化微生物佳pH范围，采用酸回调增加运行成本及含盐量。本工艺采用投加硫酸亚铁，利用Fe2+与OH——反应生成Fe(OH)2作为混凝剂去除COD、SS等，同时降低废水的pH值。初沉池采用多斗平流式沉淀池，设计表面负荷0.8m3/(m2˙h)。污泥通过排泥管排入污泥储池，然后回灌至垃圾剁。
3.4固定化A/O生物滤池
本生物滤池采用多孔微生物反应器，由于载体的多孔网状结构和固定化微生物的独特性，为好氧、厌氧和兼性菌的生长和繁殖提供了适宜的微环境，降解垃圾渗滤液中大部分有机物，且硝化和反硝化同时进行，完成生物脱氮的过程。固定化A/O生物滤池A段COD容积负荷为1kg/(m3˙d)，停留时间5d；O段COD容积负荷为0.2kg/(m3˙d)，停留时间5d。采用鼓风机供气，池内安装微孔曝气器供养，A段溶解氧控制在0.3——0.5mg/L，O段控制在2.0——3.0mg/L。
3.5二沉池
二沉池采用多斗平流式沉淀池，设计表面负荷0.8m3/(m2˙h)，水力停留时间2.0h，前端设置配水区，后端设置出水堰，平面尺寸4.5m×2m，设计有效水深2.0m，泥斗高度2.0m，超过0.5m。污泥通过排泥管排入污泥井，大部分回流至固定化A/O生物滤池，剩余污泥排至污泥储池，然后回灌至垃圾剁。
3.6 Fenton氧化一体池
通过试验，确定反应pH值在4.0左右，反应时间4h，双氧水投加量1g/L，H2O2/Fe2+质量比为2：1为佳组合反应条件。前端设置加药混合区，后端设置出水堰，加药混合区和反应区采用鼓风机供气，池内设穿孔管曝气。平面尺寸4.0m×2.0m。
沉淀区采用多斗平流式沉淀池，设计表面负荷0.2m3/(m2˙h)，水力停留时间2.0h，前端设置配水区，加药混合区并投加液碱pH回调pH至7.0以上，并投加高分子助凝剂，后端设置出水堰。污泥通过排泥管排入污泥井，然后回灌至垃圾剁。
4.工程运行效果
该工程建成后，经过近2个月的调试，生化系统挂膜良好，各工段运行正常，整个工艺系统达到稳定运行。稳定运行期内，取连续15天的运行数据分析，工程出水指标如表2所示。从表2可以看出，该组合工艺系统处理垃圾渗滤液，处理出水主要污染物指标稳定达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889——2008)要求。

表2 工程出水指标
5.结论
综上所述，垃圾渗滤液是一种非常复杂的、难以生物处理的污水，对其处理工艺的研究是十分重要的。本工程采用“接触水解——氨氮吹脱——固定化A/O生物滤池——Fenton氧化”组合工艺处理城市垃圾卫生填埋场渗滤液，处理出水主要污染物指标稳定达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889——2008)要求。
该工艺采用接触水解与吹脱作为预处理工艺，接触水解池内在微生物作用下将垃圾渗滤液中的有机氮化合物氨化并分解转化为氨态氮，同时将一些大分子或难降解的有机物水解为小分子或易降解的有机物，提高了垃圾渗滤液的可生化性，后进一步对氨进行吹脱；在固定化A/O生物滤池中，通过兼氧好氧交替运行有效去除废水的COD、氨氮；经过生化处理的难于生物处理的难降解有机污染物和发色基团，通过Fenton氧化工艺进一步处理，大幅度降低渗滤液的COD、色度和总磷等指标，提高出水品质。此项目对于大规模垃圾渗滤液处理新建或改造项目具有一定的参考价值。
原标题：浅析城市填埋场垃圾渗滤液处理技术