HJ 564—2010工程實(shí)踐與探討

葉雅麗，孫 偉，尹愛(ài)瓊

（1.中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津 300074；2.杭州市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310001）

2010年前國(guó)內(nèi)滲濾液處理無(wú)統(tǒng)一的地方標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家規(guī)范，各環(huán)保公司和設(shè)計(jì)單位均憑各自的工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，致使?jié)B濾液處理工程風(fēng)格各異，工程質(zhì)量參差不齊。2010年發(fā)布了HJ 564—2010生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程技術(shù)規(guī)范，規(guī)定了生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液污染治理工程設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收以及運(yùn)行管理等的技術(shù)要求。諸多工程實(shí)踐證明該規(guī)范與實(shí)際工程存在一定差距，筆者就其中的一些觀點(diǎn)和數(shù)據(jù)等進(jìn)行研究和探討。

1 關(guān)于滲濾液水質(zhì)

滲濾液水質(zhì)的確定對(duì)滲濾液處理工程的影響較大，取值偏大或偏小均會(huì)對(duì)工程建設(shè)產(chǎn)生不利的影響，合理確定滲濾液水質(zhì)對(duì)減少工程投資、降低運(yùn)行成本意義重大。

對(duì)于垃圾滲濾液水質(zhì)，規(guī)范指出宜以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，并考慮未來(lái)水質(zhì)變化趨勢(shì)。在無(wú)法取得實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，規(guī)范給出參考數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1。

表1 國(guó)內(nèi)生活垃圾填埋場(chǎng)（調(diào)節(jié)池）滲濾液典型水質(zhì)

表1中給出的數(shù)據(jù)比較籠統(tǒng)，在實(shí)際工程應(yīng)用中，許多工程措施以及氣候條件的變化會(huì)對(duì)滲濾液水質(zhì)產(chǎn)生較大的影響。

1.1 調(diào)節(jié)池加蓋的影響

為減少對(duì)大氣的污染，許多工程對(duì)調(diào)節(jié)池進(jìn)行加蓋處理，以減少惡臭氣體的排放，改善周?chē)h(huán)境。而調(diào)節(jié)池加蓋后，滲濾液水質(zhì)會(huì)產(chǎn)生較大的變化，主要原因是加蓋后調(diào)節(jié)池內(nèi)變成了厭氧環(huán)境，在厭氧條件下，有機(jī)污染物會(huì)降解，致使?jié)B濾液水質(zhì)會(huì)改善。尤其在南方地區(qū)由于氣溫較高，厭氧反應(yīng)比較完全，COD會(huì)有大幅度的降低。即使是初期滲濾液，其COD一般不會(huì)超過(guò)15000mg/L，與規(guī)范給出的數(shù)值差距較大。

1.2 氣候的影響

滲濾液的水質(zhì)與地理位置及氣候變化有很大的關(guān)系，我國(guó)南方地區(qū)，垃圾滲濾液CODCr較低，而北方地區(qū)則較高。原因主要因?yàn)槟戏降貐^(qū)溫度較高，在垃圾堆場(chǎng)內(nèi)會(huì)發(fā)生生化反應(yīng)，一部分CODCr在這里得到分解去除。而北方地區(qū)由于溫度較低，生化反應(yīng)進(jìn)行得非常緩慢，導(dǎo)致出水CODCr偏高。

綜合上述分析，可以看出，在確定滲濾液進(jìn)水水質(zhì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件以及調(diào)節(jié)池是否加蓋等因素，綜合考慮確定滲濾液進(jìn)水水質(zhì)。

2 濃縮液處理

規(guī)范規(guī)定，滲濾液深度處理工藝可以采用納濾、反滲透、吸附過(guò)濾等方法，深度處理宜以納濾和反滲透為主，納濾和反滲透產(chǎn)生的濃縮液應(yīng)進(jìn)行處理，可采用蒸發(fā)、焚燒等方法。

實(shí)際情況是，無(wú)論是蒸發(fā)還是焚燒處理濃縮液，在實(shí)際工程應(yīng)用中受到諸多條件限制，而且目前尚無(wú)成功的工程實(shí)例。

2.1 蒸發(fā)工藝

目前國(guó)內(nèi)采用的蒸發(fā)工藝主要是機(jī)械蒸發(fā)，該工藝主要用于處理垃圾滲濾液原液，主要存在問(wèn)題：①設(shè)備極易結(jié)垢堵塞。濃縮液含鹽量很高，設(shè)備結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重，曾經(jīng)實(shí)驗(yàn)采用蒸發(fā)工藝處理濃縮液，運(yùn)行1 h后設(shè)備有結(jié)垢現(xiàn)象，需要清洗，基本無(wú)法正常運(yùn)行。②出水氨氮含量高。蒸發(fā)處理工藝對(duì)氨氮的去除率僅為50%～60%，由于滲濾液進(jìn)水氨氮都較高，因此蒸發(fā)處理后出水氨氮含量仍較高，一般不能滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步處理去除氨氮。③蒸發(fā)后的殘留物。采用蒸發(fā)工藝處理后，仍剩余5%～10%的濃液，該部分濃液含有很高的COD、BOD和大量的鹽等污染物，很難處理。

2.2 焚燒工藝

焚燒工藝是指將濃縮液送至垃圾焚燒爐進(jìn)行焚燒，進(jìn)而達(dá)到處理濃縮液的目的。實(shí)驗(yàn)證明，在不影響焚燒系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，在國(guó)內(nèi)焚燒爐能夠接收的濃縮液量是焚燒垃圾量的10%，國(guó)外一般控制在5%以?xún)?nèi)。采用納濾和反滲透處理滲濾液，濃縮液產(chǎn)量一般是滲濾液處理量的25%～30%，濃縮液產(chǎn)量較大，一般的焚燒系統(tǒng)很難接收。

采用焚燒處理工藝，由于濃縮液含鹽量很高，對(duì)焚燒爐的耐腐蝕性有很高的要求。另外焚燒產(chǎn)生的灰渣可以再利用，處理濃縮液后，灰渣中鹽的含量會(huì)增加，對(duì)灰渣的利用產(chǎn)生一定的影響。

3 好氧生物處理工藝

規(guī)范指出好氧生物處理工藝可采用活性污泥法或生物膜法，活性污泥法宜選擇膜生物反應(yīng)器法、氧化溝活性污泥法和純氧曝氣法等。生物膜法宜選擇接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤(pán)法。

滲濾液處理工程建設(shè)初期階段，鑒于對(duì)滲濾液本身認(rèn)識(shí)的不足，一般參考城市污水的處理方式，采用的好氧處理工藝主要有氧化溝及SBR處理工藝，但大多數(shù)滲濾液處理廠運(yùn)行都不是很穩(wěn)定，效果較差，甚至有一些處理廠根本無(wú)法運(yùn)行。

國(guó)內(nèi)早期有一部分垃圾滲濾液處理工程采用SBR處理工藝，但大多數(shù)都被廢棄或改成其它處理工藝，新建項(xiàng)目很少有再采用SBR工藝。目前國(guó)內(nèi)運(yùn)行比較穩(wěn)定的SBR處理工藝有深圳下坪固體廢棄物填埋場(chǎng)滲濾液處理工程和老港垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程。

氧化溝工藝處理垃圾滲濾液的工程實(shí)例較多，但大多處于停滯狀態(tài)，或者隨著提標(biāo)改造工程的實(shí)施，逐步被廢棄。例如福州紅廟嶺滲濾液處理工程采用氧化溝處理工藝，但工程建設(shè)完工后一直沒(méi)有正常運(yùn)行。同樣南寧市城南垃圾滲濾液處理工程也是采用氧化溝處理工藝，工程建設(shè)完工后一直沒(méi)有正式運(yùn)行，至今仍處于停滯狀態(tài)。

目前膜生物反應(yīng)器法［1］廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液處理領(lǐng)域。由于該工藝處理效果穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)而被廣泛接受，并且逐漸成為滲濾液處理的主流工藝。

至于生物膜法，由于垃圾滲濾液進(jìn)水COD、氨氮濃度高，接觸氧化法和生物轉(zhuǎn)盤(pán)法不適宜用于處理垃圾滲濾液。

鑒于此，規(guī)范提出好氧生物處理工藝可采用氧化溝活性污泥法和純氧曝氣法等說(shuō)法是不恰當(dāng)?shù)?，同樣也不宜選擇接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤(pán)法等生物膜法。

4 工藝參數(shù)［2］

膜生物反應(yīng)器法處理垃圾滲濾液，其工藝原理和計(jì)算公式與處理城市污水相同，不同的是設(shè)計(jì)參數(shù)有較大的區(qū)別。規(guī)范給出了膜生物反應(yīng)器法處理垃圾滲濾液的一些參數(shù)，但這些參數(shù)僅僅包括污泥濃度、五日生化需氧量污泥負(fù)荷、硝態(tài)氮污泥負(fù)荷和剩余污泥產(chǎn)率系數(shù)，不足以涵蓋整個(gè)滲濾液處理工藝計(jì)算，仍需補(bǔ)充一些必要的參數(shù)，如泥齡、曝氣器氧轉(zhuǎn)移效率、去除含碳有機(jī)物單位耗氧量等內(nèi)容。

4.1 泥齡

污泥齡是指活性污泥在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的平均停留時(shí)間，一般用SRT表示，也是指微生物在活性污泥系統(tǒng)內(nèi)的停留時(shí)間。泥齡是根據(jù)理論同時(shí)又參照經(jīng)驗(yàn)的累積確定的，按照處理要求和處理廠規(guī)模的不同而采用不同的泥齡。

考慮到垃圾滲濾液水質(zhì)復(fù)雜、變化大、可生化性較差的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中可取較高的泥齡，一般取值不低于25 d，可以滿(mǎn)足硝化反硝化的要求。

4.2 曝氣器氧轉(zhuǎn)移效率

在垃圾滲濾液MBR處理系統(tǒng)中，由于生物池內(nèi)污泥濃度高、池容積小、池表面積也相對(duì)較小，因此，要求曝氣系統(tǒng)具有氧轉(zhuǎn)移效率高、單位面積曝氣量高、曝氣器抗堵塞等特點(diǎn)。一般的微孔、管式曝氣器因?yàn)椴荒軡M(mǎn)足使用要求，因而采用了與常規(guī)曝氣系統(tǒng)完全不同的射流曝氣系統(tǒng)。見(jiàn)表2。

表2 不同水深氧轉(zhuǎn)移效率

4.3 去除單位COD需氧量

結(jié)合垃圾滲濾液的特點(diǎn)，MBR系統(tǒng)生化反應(yīng)池水溫一般不低于25℃，泥齡不低于25 d，去除每公斤BOD5宜按1.35 kg/kg計(jì)算。

5 計(jì)算公式

膜生物反應(yīng)器法處理垃圾滲濾液，其核心的原理和計(jì)算公式與城市污水計(jì)算沒(méi)有區(qū)別，但由于滲濾液的特殊性，有許多計(jì)算內(nèi)容及計(jì)算公式在現(xiàn)有的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)中查找不到，因此規(guī)范應(yīng)給出這些計(jì)算公式，例如熱平衡計(jì)算［3］、污泥回流率、超濾系統(tǒng)計(jì)算等內(nèi)容。

［1］閔海華，杜昱，劉淑玲，等.MBR/RO工藝處理滲濾液工程實(shí)例［J］.中國(guó)給水排水，2010，26（4）：64-66.

［2］杜昱，林伯偉，李洪軍，等.MBR工藝處理垃圾滲濾液的設(shè)計(jì)參數(shù)探討［J］.中國(guó)給水排水，2011，27（10）：43-46.

［3］ 杜昱，李昕，岳崢，等.高濃度廢水處理熱平衡計(jì)算［J］.中國(guó)給水排水，2013，29（2）：81-85.