西北地區(qū)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理設(shè)施升級(jí)改造工程案例①

張新莉

摘 要：《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）對(duì)填埋場(chǎng)滲濾液處理的達(dá)標(biāo)排放提出了更高要求。該文以西北地區(qū)某山谷型生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理設(shè)施的升級(jí)改造項(xiàng)目為例，分析了改造方案的優(yōu)越性和技術(shù)先進(jìn)性，結(jié)合西北地區(qū)冬季漫長(zhǎng)的氣候特征和案例中滲濾液處理設(shè)施需全年運(yùn)行的要求，項(xiàng)目在滲濾液處理站建設(shè)燃?xì)夤┡仩t，年運(yùn)行時(shí)間達(dá)到360天。該項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)對(duì)于西北地區(qū)面臨改造升級(jí)的滲濾液項(xiàng)目具有重要的借鑒和指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：西北地區(qū) 填埋場(chǎng) 滲濾液 升級(jí)改造 新標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號(hào)：X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（c）-0134-03

1 項(xiàng)目背景

該文涉及的生活垃圾填埋場(chǎng)位于我國(guó)西北地區(qū)，屬于山谷型填埋場(chǎng)，東、西側(cè)為山體，地勢(shì)南高北低，在北側(cè)山體出口地勢(shì)較低處建有垃圾截污壩，壩下向北建有100 m3/d滲濾液處理站。該填埋場(chǎng)建于2003年，總占地面積110 hm2，總庫(kù)容3 000萬(wàn) m3，設(shè)計(jì)使用年限30年，日填埋垃圾2 000 t。

100 m3/d滲濾液處理站建于2007年，采用“厭氧+MBR+超濾”的二級(jí)膜滲透技術(shù)，排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-1997）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即COD≤300 mg/L、BOD5≤150 mg/L、NH3-N≤25 mg/L，處理后出水回噴填埋場(chǎng)。由于對(duì)滲濾液產(chǎn)生量估算過(guò)于保守，填埋場(chǎng)滲濾液實(shí)際產(chǎn)生量遠(yuǎn)大于處理站設(shè)計(jì)處理能力，受過(guò)量滲濾液的沖擊，各處理單元處理效率普遍下降，污水處理效果不穩(wěn)定，長(zhǎng)期超標(biāo)排放。

2008年4月，國(guó)家頒布了新的《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008），對(duì)滲濾液排放限值大幅提高并新增了TN指標(biāo)，即COD≤100 mg/L、BOD5≤30 mg/L、NH3-N≤25 mg/L、TN≤40 mg/L[1]。原100 m3/d滲濾液處理站處理規(guī)模過(guò)小且出水水質(zhì)無(wú)法達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)，受北方天氣條件制約，年運(yùn)行時(shí)間僅153d，出水采用回噴工藝，不利于滲濾液的及時(shí)處理，迫切需要對(duì)滲濾液處理工程進(jìn)行升級(jí)改造并確保冬季運(yùn)行，加快對(duì)場(chǎng)內(nèi)積存滲濾液的處置。

2 工程概況

2.1 滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)

該填埋場(chǎng)采用厭氧衛(wèi)生填埋方式，滲濾液產(chǎn)生量約470～520 m3/d，滲濾液水質(zhì)呈現(xiàn)出成熟期填埋場(chǎng)特點(diǎn)，主要特征為：①填埋場(chǎng)處于產(chǎn)甲烷階段，COD和BOD濃度均顯著下降，但B/C比下降更為明顯，可生化性變差，較難處理；②NH3-N濃度上升，C/N比相對(duì)不協(xié)調(diào)，色深，色度在200～4 000，惡臭顯著；③成分復(fù)雜，含有As、Hg等重金屬有毒有害物質(zhì)；④滲濾液水質(zhì)、水量季節(jié)性波動(dòng)較大[2]。滲濾液原水水質(zhì)及出水標(biāo)準(zhǔn)限值見(jiàn)表1。

2.2 滲濾液處理工藝比選

根據(jù)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液產(chǎn)生量大、有毒有害物質(zhì)濃度高的特點(diǎn)，對(duì)目前國(guó)內(nèi)滲濾液的處理方法（包括生物法、物理法、組合處理方法以及深度處理技術(shù)等）進(jìn)行比較，見(jiàn)表2。

由表2可以看出，單純采用生物法無(wú)法確保處理效果。目前國(guó)內(nèi)主流的處理工藝是由生物法和物理法組成膜生物反應(yīng)器，然后再采用納濾、反滲透等深度處理技術(shù)，確保出水達(dá)標(biāo)。

2.3 工程內(nèi)容

該填埋場(chǎng)滲濾液處理改擴(kuò)建工程新建一座600 m3/d處理站，配套建設(shè)15000 m3地下調(diào)節(jié)池、7500 m3地下均衡池并加蓋；原有100 m3/d滲濾液處理站的露天曝氣池、調(diào)節(jié)池改造為事故池并加蓋，防治惡臭污染；新建一座燃?xì)忮仩t房對(duì)處理站冬季供暖，延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間至360 d/a；配套完善排水管線7.0 km，使出水進(jìn)入城市二級(jí)污水處理廠處置，不再回噴垃圾場(chǎng)。

3 處理工藝

3.1 工藝確定

通過(guò)工藝比選，確定采用好氧生化（A/O）+物化（超濾）+深度處理（納濾/反滲透）的滲濾液處理工藝，具體為：均衡池+外置式MBR（二級(jí)硝化）+納濾，見(jiàn)圖1。

3.2 工藝概述

滲濾液由調(diào)節(jié)池提升至均衡池，再進(jìn)入后續(xù)MBR系統(tǒng)。為保護(hù)后續(xù)的膜處理單元，在布水系統(tǒng)前設(shè)有過(guò)濾級(jí)別為400～800mm的袋式過(guò)濾器，以防止小顆粒固體物進(jìn)入后續(xù)的處理單元，外置式膜生物反應(yīng)器由一級(jí)反硝化、硝化初級(jí)脫氮系統(tǒng)，二級(jí)反硝化、硝化深度脫氮系統(tǒng)和外置式超濾單元組成。

通過(guò)膜生物反應(yīng)器（兩級(jí)脫氮）處理后的超濾出水中BOD、NH3-N、重金屬已達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，NH3-N去除效率超過(guò)99%。但是難生化降解的有機(jī)物形成的COD和色度仍然超標(biāo)，出水沒(méi)有懸浮物，滿足深度膜處理納濾膜的進(jìn)水水質(zhì)要求，再采用納濾對(duì)出水進(jìn)行深度處理，去除難生化降解的有機(jī)物，可以確保出水中COD達(dá)標(biāo)排放。

3.3 各處理單元作用

3.3.1 均衡池

調(diào)節(jié)池的主要功能為調(diào)節(jié)水量，該工程建設(shè)水質(zhì)均衡池，使新、老滲濾液在均衡池中進(jìn)行調(diào)配以獲得合適的碳氮比，極大地保證了滲濾液系統(tǒng)原水進(jìn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性，使進(jìn)水的可生化性和碳氮比穩(wěn)定在較好水平，有利于生物脫氮，并減少外加碳源的投加量，從而降低運(yùn)行成本。

3.3.2 外置式膜生物反應(yīng)器

“反硝化（A）-硝化（O）-超濾（NF）”稱為膜生物反應(yīng)器（MBR）[3]。該工程MBR由一級(jí)反硝化、一級(jí)硝化、二級(jí)反硝化、二級(jí)硝化和超濾系統(tǒng)組成。硝化池采用射流鼓風(fēng)曝氣，大部分有機(jī)物通過(guò)高活性的好氧微生物作用在硝化池內(nèi)得到降解，同時(shí)氨氮在硝化微生物作用下氧化為硝酸鹽。硝化池至前置反硝化池設(shè)有混合液回流（硝氮回流），硝氮回流至反硝化池內(nèi)在缺氧環(huán)境中還原成氮?dú)馀懦?，達(dá)到生物脫氮目的。

考慮到出水中TN排放限值為40 mg/L，建設(shè)二級(jí)硝化和二級(jí)反硝化，當(dāng)前置反硝化和一級(jí)硝化脫氮不完全時(shí)，在二級(jí)反硝化和二級(jí)硝化反應(yīng)器中進(jìn)行深度脫氮反應(yīng)，通過(guò)控制硝化和反硝化反應(yīng)的完全程度來(lái)控制出水中的TN。

硝化系統(tǒng)出水由超濾進(jìn)水泵分配至超濾環(huán)路。超濾膜內(nèi)表面為高分子有機(jī)聚合物的管式錯(cuò)流式超濾膜。超濾每條環(huán)路設(shè)一臺(tái)循環(huán)泵，在沿膜管內(nèi)壁形成紊流，產(chǎn)生較大的過(guò)濾通量，避免堵塞。

3.3.3 納濾

MBR膜生物反應(yīng)器出水中NH3-N、總金屬離子、SS等指標(biāo)已達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但部分難降解有機(jī)物尚不能去除，采用納濾可以進(jìn)一步分離難降解的大分子有機(jī)物，進(jìn)一步深度處理。

3.3.4 污泥處理系統(tǒng)

該工程生化剩余污泥和納濾濃縮液混合后進(jìn)入污泥池，由板框壓濾機(jī)進(jìn)料泵引入板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，脫水產(chǎn)生的干泥運(yùn)至填埋場(chǎng)，板框壓濾機(jī)上清液回入生化池。

4 工程運(yùn)行情況

4.1 水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的調(diào)試運(yùn)行，處理系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，出水水質(zhì)良好。環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)對(duì)該工程進(jìn)行環(huán)?？⒐を?yàn)收監(jiān)測(cè)給出的監(jiān)測(cè)結(jié)果為：處理后出水中COD 12～19 mg/L，BOD <0.5 mg/L，NH3-N <0.025 mg/L，TN 14 mg/L，TP 0.02 mg/L，均滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）表2的標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

4.2 主要污染物處理效率

根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)對(duì)該工程進(jìn)行環(huán)?？⒐を?yàn)收監(jiān)測(cè)給出的監(jiān)測(cè)結(jié)果，核算該工程對(duì)滲濾液主要污染物的處理效率分別為：COD 99.7%，BOD≥99.9%，NH3-N≥99.9%，TN 99.6%，TP 99.9%。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）經(jīng)過(guò)滲濾液處理站改擴(kuò)建，新建的600 m3/d滲濾液處理站采用先進(jìn)處理工藝使出水能夠滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）的標(biāo)準(zhǔn)限值，符合滲濾液無(wú)害化處理要求，出水不再回噴，經(jīng)排水管線輸送至城市二級(jí)污水處理廠處置，符合滲濾液減量化處理要求。

（2）原有100 m3/d滲濾液處理站的調(diào)節(jié)池、曝氣池通過(guò)加蓋減少惡臭污染，同時(shí)新建燃?xì)忮仩t對(duì)處理站各處理單元供暖，確保工程實(shí)現(xiàn)全年360d運(yùn)行，加速處理滲濾液。

（3）針對(duì)國(guó)內(nèi)其他生活垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液處理中超濾膜易堵塞問(wèn)題，該工程采用外置式膜生物反應(yīng)器，通過(guò)制造紊流避免污泥堵塞超濾膜，是對(duì)目前主流處理工藝的大膽創(chuàng)新，效果顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳忠.生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液升級(jí)改造項(xiàng)目案例分析[J].中國(guó)西部科技，2013，12（12）：9-10.

[2] 張與兵，熊惠英.垃圾填埋場(chǎng)滲濾液組合處理工藝工程實(shí)踐[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2014（2）：54-55，76.

[3] 陸偉，朱建強(qiáng)，沈菊杰.對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)的探討[J].低碳世界，2014（6X）：6-7.