摘要：垃圾渗滤液产量与日俱增，给后续生化脱氮处理带来了较大的困难。垃圾渗滤液直接掺入污水处理厂进行处理，其高浓度氨氮冲击负荷对污水处理系统的正常运行存在巨大的风险，必须采取合适的进水方式以缓解负荷冲击，以及必要的前处理以尽可能降低进水氨氮浓度。对此，本文在结合实际工况条件下开展模拟实验，对曝气吹脱法、混凝絮凝-高级氧化法、磷酸铵镁沉淀法、次氯酸钠氧化法、铁碳微电解氧化法等渗滤液预处理工艺进行处理效果、运行成本等技术及经济性综合比选，比选结果显示混凝絮凝-高级氧化联合工艺作为预处理工艺最为理想。
关键词：垃圾渗滤液；城市污水处理厂；处理现状；研究内容
引言
垃圾渗滤液是城市生活垃圾填埋过程中产生的高浓度废水，随着垃圾填埋场运行年限的增加，垃圾渗滤液的水质会逐渐呈现出高氨氮、低碳氮比、生物毒性大、可生化性差等特点。由于垃圾渗滤液水质成分复杂，有机污染物种类繁多、浓度高，氨氮浓度高，营养比例失调，水质波动大，如果处理不当或发生泄漏，会严重影响周边环境，甚至造成环境事故。因此，亟需开展垃圾渗滤液预处理工艺的中试和小试试验，以比选出技术及经济可行性较高的预处理工艺，降低垃圾渗滤液中浓度，使城市污水处理厂在不影响工艺运行的基础上，尽可能提高对垃圾渗滤液的接收处理量，进而降低填埋场调节库的渗滤液储存量。
一、我国垃圾渗滤液处理现状
改革开放后，城市环境的建设随着国民经济发展水平的提高而不断完善。城市垃圾填埋从最初的简易填埋场过渡到受控填埋场，最后发展成为今天的卫生填埋场，卫生填埋场一般配套建有渗滤液处理厂，对场内渗滤液进行处理后达标排放或回用。回顾渗滤液处理技术发展进程，主要有以下四个阶段。
1、渗滤液处理发展第一阶段
国内真正意义上的垃圾填埋场是从上世纪 80 年代中后期才开始建设，由于客观原因，当时未对垃圾渗滤液处理排放制定相应标准，普遍参考地区污水综合排放标准进行相应的设计。此阶段渗滤液处理技术的开发属于起步阶段，主要侧重于去除渗滤液中的有机污染物，因此通常采用厌氧-好氧或多级好氧生化处理组合工艺，出水水质基本满足污水综合排放标准中的三级标准。据代晋国等研究，此阶段的代表性工程有1991年建成的杭州天子岭渗滤液处理厂，采用的是三沉二曝活性污泥法工艺，以及南京水阁渗滤液处理厂，采用的是 UASB+生物接触氧化+气浮工艺。
2、渗滤液处理发展第二阶段
随着《生活垃圾填埋污染控制标准》出台，垃圾渗滤液处理排放被分为三级标准。部分已建的渗滤液处理厂须根据新的标准进行提标改造，因此普遍增加了物化预处理工艺，氨吹脱+生化+混凝处理工艺是该时期的主流工艺，基本能满足新标准下的二级排放要求。此阶段代表性的工程有深圳下坪渗滤液处理厂，采用氨吹脱-厌氧复合床-SBR工艺，以及香港特区新届西渗滤液处理厂，采用的是氨吹脱-SBR工艺。
3、渗滤液处理发展第三阶段
随着国家对环境污染问题的日益重视，部分渗滤液处理厂要求执行一级排放标准。由于采用欧美等国研发的反渗透或纳滤膜分离技术，渗滤液处理后出水可以稳定达标排放，因此，国内部分企业迅速引进了膜分离技术，并推广“生化处理+膜处理技术”的组合工艺到实际工程当中。代表性的工程实例有广州兴丰垃圾填埋场渗滤液处理厂。
4、渗滤液处理发展第四阶段
随着国家出台了最新的《生活垃圾填埋污染控制标准》，渗滤液处理厂出水排放要求进一步提高，因此，采用膜处理技术作为出水终端的保障成为行业内的共识，广州市兴丰渗滤液处理厂由于产能有限，在新标准出台后进行了扩容改造工程，改造后采用反硝化硝化-硝化反硝化组合工艺，出水平均COD可达20mg/L。
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二、国内外垃圾渗滤液预处理技术研究与应用现状
填埋场渗滤液的水质变化与填埋龄的变化有较大关联，填埋龄小于5年的渗滤液称为“早期渗滤液”，含有较多易生物降解的挥发性脂肪酸，可占总有机碳的60%~70%；其次比值相对较高，基本处于0.4~0.8范围之内；氨氮浓度为2000mg/L左右，碳氮比相对较高，这种垃圾渗滤液一般采用厌氧-多级好氧生物处理或生化处理+膜处理技术等组合工艺。
填埋龄超过10年，渗滤液中易降解有机物含量明显下降，此时称之为“垃圾渗滤液”，其 BOD5/COD比值一般为0.1~0.2，氨氮浓度峰值可高达3000mg/L 左右，碳氮比严重失调，难降解成分如腐殖质等比例较高，对于一般微生物而言处理难度较大，尤其是经过多次回灌后产生的渗滤液，生物毒性高、营养元素缺乏，单一的生物处理技术不能满足新的排放标准。在这种情况下，为保障出水水质达到设计要求，生化处理前一般采用物化法进行预处理，尽可能降低氨氮含量，以确保后续生化反应的正常运行。
物化法预处理受水质水量影响较小，对可生化性差和难生物降解的垃圾渗滤液处理效果较好，出水水质相对稳定。目前，垃圾渗滤液物化法预处理主要有混凝沉淀、活性炭吸附、光催化氧化、电化学氧化、湿式氧化、超声、蒸发法和吹脱法等方法。
氧化法预处理工艺垃圾渗滤液中含有具有生物毒性的苯环类芳香族化合物等，直接加入生化系统中会降低生物活性甚至使微生物中毒，在此情况下，选择一种强氧化剂直接破坏渗滤液中含苯环类芳香族化合物等难降解有机物，将其从大分子转变为易生物降解的小分子，这样不但提高了比值，改善了渗滤液的可生化性，而且减少了苯环类芳香族化合物等对微生物的抑制、毒害作用，提高了后续生化处理的稳定性氧化法是目前应用较多的一种氧化技术，取代基的有机化合物氧化分解，从而提高废水的可生化性，降低废水的生物毒性，有利于后续的生化或混凝处理。试剂因其反应迅速，温度条件缓和试剂价格低廉等优点而被广泛应用。
电解氧化法是利用电极阳极产生的直接氧化作用以及溶液中产生的间接氧化作用，降解废水中的有机物和无机物。阳极直接氧化是通过水分子在阳极表面上放电产生，对被吸附在阳极表面上的有机物进行亲电攻击；间接氧化是在电解过程中由于电化学反应产生强氧化剂，高价金属离子等，污染物在水体中被该氧化剂所氧化。利用自制掺的基体电极，通过电解产生处理垃圾渗滤液中的高浓度，研究结果表明，在电流密度pH值为10，电解质浓度为0.1mol/L 时，经过电解，去除率达100%。
三、研究目的与研究内容
为降低填埋场垃圾渗滤液高浓度对城市生活污水处理厂工艺运行及出水的影响，提高污水处理厂对垃圾渗滤液的接收处理量，降低填埋场调节库的渗滤液储存液位，解决填埋场垃圾渗滤液产量过剩导致的环境安全隐患，本文通过小试、中试试验研究，比选出技术及经济可行性最优的预处理工艺，并通过试验获取预处理后垃圾渗滤液可掺入城市污水处理厂比例，最后通过预处理工程方案设计及经济性分析，进行预处理工程可行性研究，为填埋场垃圾渗滤液的处理提供一种全新的解决途径。
1、渗滤液处理厂给排水现状及工程规划
随着城镇化建设的推进，垃圾填埋场日填埋量达到了最初设计值的6倍，除了导致填埋区使用年限大大缩短外，渗滤液产生量也急剧增加，在此情形下，即便垃圾渗滤液处理系统进行了扩容改造，但每日缺口仍然有很多，不得不运输至外单位或企业进行应急处置。此外，垃圾卫生填埋场还该在渗滤液处理厂旁建起了一个巨型的调节库，进行蓄水及水量调控，
结束语
为消除填埋场垃圾渗滤液调节库超负荷运行带来的环境安全隐患，以及降低垃圾渗滤液直接掺入城市污水处理厂对处理系统产生的冲击负荷，本文对五种渗滤液预处理工艺进行综合比选，比选认为混凝絮凝-高级氧化法预处理工艺最为理想。中试结果表明，对进水COD、氨氮和总氮平均浓度的垃圾渗滤液，处理成本相对其他工艺较低。通过预处理方案设计，项目规模可达2500m3/d，40d内可处理完填埋场调节库内10万m3垃圾渗滤液，且项目可持续运行至填埋场渗滤液处理量与产量平衡之日。经济效益分析表明，租赁模式更适合在应急情况下开展预处理工程，项目预计可产生499.36万元的年收益，投资回收期不到四年，经济效益良好，同时还带来显著的环境效益及社会效益。
参考文献：
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[2]李元荣，陈琦. MBR/RO工艺处理垃圾渗滤液[J]. 中国给水排水. 2016（04）
[3]张尼丹，王卓民. 城市垃圾渗滤液处理工艺介绍[J]. 给水排水. 2017（10）
论文作者:刘金勇
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第26期
论文发表时间:2019/7/22
标签：垃圾论文; 工艺论文; 生化论文; 填埋场论文; 污水处理论文; 水质论文; 浓度论文; 《建筑细部》2018年第26期论文;