臭氧組合技術(shù)深度處理湖州松鼠嶺應(yīng)急垃圾填埋場(chǎng)滲濾液可行性研究

周繼姣+邵立+陸偉+宋小燕+范舉紅+劉銳

摘要：“生物處理+超濾+納濾+反滲透”是中國(guó)目前最常用的垃圾滲濾液處理技術(shù)，出水水質(zhì)符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-2008），但是會(huì)產(chǎn)生原水量30%左右的濃液，且有機(jī)物和鹽度高，普遍缺乏有效處理措施。臭氧-曝氣生物濾池（BAF）代替納濾和反滲透處理滲濾液，避免了高污染濃液的生成，有望實(shí)現(xiàn)廢水的全量達(dá)標(biāo)排放，緩解高有機(jī)物濃度、高鹽度的濃縮液回灌垃圾填埋場(chǎng)帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)問題。

關(guān)鍵詞：松鼠嶺；垃圾滲濾液；深度處理；臭氧；曝氣生物濾池

中圖分類號(hào)：R124.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文件編號(hào)：2095-672X（2017）03-0077-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.036

Abstract： “Biological treatment + ultrafiltration + nanofiltration + reverse osmosis” is Chinas most commonly used landfill leachate treatment technology， effluent quality in line with national emission standards （GB16889-2008）， but will produce about 30% of the original water concentration ， And organic matter and high salinity， the general lack of effective treatment measures. Ozone-aeration biofilter （BAF） instead of nanofiltration and reverse osmosis treatment of leachate， to avoid the formation of high-pollution concentrated solution is expected to achieve the full discharge of wastewater standards， to ease the high concentration of organic matter， high salinity concentrated liquid recharge The environmental risk of landfill.

Key words： squirrel ridge； landfill leachate； advanced treatment； ozone； aeration biofilter

湖州松鼠嶺垃圾填埋場(chǎng)，于2000年8月開工建設(shè)，2001年5月投入使用，總投資6000余萬元，占地15.67公頃，總庫(kù)容147萬m?。2008年因垃圾焚燒廠投入運(yùn)行，松鼠嶺垃圾填埋場(chǎng)暫停使用，只作為應(yīng)急備用場(chǎng)地。根據(jù)國(guó)家環(huán)保模范城市創(chuàng)建要求，2012年4月在垃圾填埋場(chǎng)啟動(dòng)垃圾滲濾液處理系統(tǒng)建設(shè)，并于2013年3月正式投入使用。設(shè)計(jì)規(guī)模為60m?/d，采用生化加三級(jí)膜處理工藝（調(diào)節(jié)-混凝沉淀-氨吹脫-反硝化池-硝化池-MBR-NF-RO組合工藝），處理后出水達(dá)到太湖流域一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

雖然出水能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，但MBR-NF-RO工藝不僅處理能力彈性小，而且會(huì)產(chǎn)生原水量30%左右的高有機(jī)物濃度、高鹽度的濃縮液，不能有效的處理或利用，只能通過回灌長(zhǎng)期積累在垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)，潛在污染風(fēng)險(xiǎn)較高。且滲濾液受降雨、降雪、陳年垃圾量、應(yīng)急處置垃圾的輸入時(shí)間和輸入數(shù)量等多種因素的影響，垃圾滲濾液的產(chǎn)量和水質(zhì)無規(guī)律變化，導(dǎo)致現(xiàn)有的活性污泥系統(tǒng)對(duì)氨氮的處理效果不太穩(wěn)定，系統(tǒng)能耗較大，處理效果不盡如人意，特別是在連續(xù)暴雨等極端天氣下的應(yīng)急能力處置能力十分薄弱[1-3]。

本文以湖州松鼠嶺垃圾填埋場(chǎng)滲濾液為研究對(duì)象，探討臭氧-BAF工藝代替現(xiàn)有NF+RO技術(shù)的可行性和經(jīng)濟(jì)性，以期實(shí)現(xiàn)廢水的全量達(dá)標(biāo)排放，緩解高有機(jī)物、高鹽度的濃縮液回灌垃圾填埋場(chǎng)帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)問題。

1 試驗(yàn)方法

1.1 水質(zhì)

根據(jù)歷史資料，垃圾填埋場(chǎng)的進(jìn)水水質(zhì)夏季為COD為700～1500mg/L，氨氮為500～800mg/L，冬季COD為1000～2000mg/L，氨氮為600～1200mg/L ；污泥濃度MLSS，3.5-7.0g/L，經(jīng)常出現(xiàn)污泥減少，需要外運(yùn)補(bǔ)充現(xiàn)象。2015年9月，所檢測(cè)到試驗(yàn)用水水質(zhì)見表1，試驗(yàn)用水水源為垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液處理工程超濾出水。

1.2 試驗(yàn)裝置

裝置采用“進(jìn)水（超濾出水）→調(diào)節(jié)池→提升泵→臭氧氧化→曝氣生物濾池→出水”工藝，裝置實(shí)物如圖1。

實(shí)驗(yàn)裝置參數(shù)：臭氧發(fā)生器為青島國(guó)林股份有限公司生產(chǎn)的氧氣源100g/h型號(hào)臭氧發(fā)生器；臭氧氧化，采用一級(jí)臭氧氧化方式，并列3根臭氧柱Φ273，分別為編號(hào)分別為甲、乙、丙，有效水深4m，其中乙、丙內(nèi)置顆?；钚蕴刻盍蠈雍?.5m，設(shè)計(jì)進(jìn)水量分別為100L/h，流量可調(diào)；甲、乙臭氧處理水直接排放，丙臭氧柱氧化出水進(jìn)入中間調(diào)節(jié)桶，空氣吹脫釋放余臭氧，泵提升進(jìn)入曝氣生物濾池；曝氣生物濾池進(jìn)水水量100L/h，回流比例為300%。設(shè)備規(guī)格為：ф420×4，濾床厚高2m，填料填充高度2000mm，正常運(yùn)行液面高出填料500mm，內(nèi)部裝填生物濾料[5]。

1.3 分析方法

總磷、總氮、COD、氨氮的測(cè)定參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》。采用儀器型號(hào)如下：色度儀—昕瑞SD9011，電導(dǎo)率測(cè)試儀—MODEL3173，酸度計(jì)—LE438， TOC分析儀—島津TOC-VCSN），離子色譜儀—戴安ICS-90；臭氧分析儀—Mini-Hicon。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同臭氧氧化時(shí)間下的COD去除效果

向臭氧反應(yīng)柱甲加入超濾出水，臭氧發(fā)生器的進(jìn)氣流量（400 L/h），臭氧發(fā)生器出口臭氧濃度為84.2 mg/L。分別于0、5、10、15、20、30、45、60、90、120 分時(shí)取水樣，通入氮?dú)獯得? 分鐘后再測(cè)定COD。

圖2為不同臭氧氧化時(shí)間下COD的去除情況。以40分鐘為臨界點(diǎn)，臭氧對(duì)垃圾滲濾液COD的反應(yīng)過程大致分為兩個(gè)階段： 在前40 分鐘內(nèi)，COD濃度隨氧化時(shí)間增加大幅下降；40分鐘以后，COD濃度隨氧化時(shí)間的增加下降幅度減緩，60分鐘時(shí)， COD去除率達(dá)到59%，但是120分鐘時(shí)，COD去除率只提高至67%，僅提高了8個(gè)百分點(diǎn)?？紤]時(shí)間效率，在后續(xù)試驗(yàn)中，把臭氧接觸氧化時(shí)間定為1 h。

2.2 活性炭催化臭氧氧化對(duì)COD去除效果

在臭氧投加量為250mg/L條件下，臭氧柱甲、乙連續(xù)運(yùn)行結(jié)果如圖3：

在相同的水質(zhì)、水量和臭氧投加量條件下，臭氧柱內(nèi)設(shè)置填料，可以明顯提高臭氧氧化過程對(duì)COD的去除效果。臭氧柱甲平均去除率為37%，臭氧的氧化效果為0.39mg.COD/mg.O3，臭氧柱乙平均去除率為57%，臭氧的氧化效果為0.61mg.COD/mg.O3，臭氧柱乙對(duì)COD的去除效率明顯優(yōu)于臭氧柱甲，表明活性炭催化臭氧氧化該垃圾填埋場(chǎng)超濾出水，可提高臭氧的氧化能力和臭氧效果，提高臭氧出水的水質(zhì)[4，6]。

2.3 活性炭催化臭氧-曝氣生物濾池聯(lián)用深度處理垃圾滲濾液的效果

臭氧柱丙-曝氣生物濾池聯(lián)用在不同臭氧投加量條件出水效果如圖4所示。

結(jié)果表明：使曝氣生物濾池出水COD濃度達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008），臭氧投加量存在明顯的分界線。臭氧投加量為200mg/L，出水達(dá)到COD≤100 mg/L，達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》，臭氧投加量為150mg/L、100mg/L投加量條件下，出水水質(zhì)不穩(wěn)定，難以達(dá)標(biāo)排放[7]。

2.4 臭氧垃圾滲濾液色度的去除效果

湖州松鼠嶺垃圾填埋場(chǎng)超濾出水，經(jīng)臭氧氧化后均能達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）的排放標(biāo)準(zhǔn)，出水色度均小于5倍，感官接近自來水水質(zhì)。

3 投資估算與運(yùn)行成本預(yù)測(cè)

以“臭氧+BAF”工藝取代原處理工藝中的“納濾+反滲透”，通過按照設(shè)計(jì)規(guī)模200 m3/d測(cè)算投資與運(yùn)行成本，如表2所示：

4 結(jié)論

“臭氧+BAF”法處理垃圾滲濾液，不僅可以解決納濾+反滲透的濃水問題，克服高有機(jī)物濃度、高鹽度的濃縮液回灌垃圾填埋場(chǎng)帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)問題，而且在投資和運(yùn)行成本方面也都有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，在未來應(yīng)急類垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理過程中具有工程應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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[4] 王昉 ， 陸新生 ，歐明 .UASB—MBR—NF工藝在生活垃圾焚燒電廠滲濾液處理中的應(yīng)用[J]. 給水排水 ，2009，（S1）：135-139.

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[6] 劉渝 . 雙膜法（MBR+DT-RO）處理城市垃圾焚燒廠滲濾液的試驗(yàn)研究[D]， 成都：西南交通大學(xué)，2006.

[7] 蹇興超，吳天寶. M . Ernst ， 臭氧和好氧生物法處理污水處理廠出水的納米過濾濃縮液[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué) ，1998，（04）：66-68.收稿日期：2017-04-25

作者簡(jiǎn)介：周繼姣（1983-），女，本科，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境管理。