老齡垃圾滲濾液的預(yù)處理工藝效能分析

文_宋園 廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

依據(jù)填埋年限的長短，填埋時(shí)間大于10a 的生活垃圾所產(chǎn)生的滲濾液為老齡垃圾滲濾液。典型的老齡垃圾滲濾液具有低碳氮比、低BOD5/COD 值、有機(jī)濃度含量高，含有眾多的有毒有害物質(zhì)等特點(diǎn)。尤其是經(jīng)過多次回灌后產(chǎn)生的滲濾液，生物毒性高、營養(yǎng)元素缺乏，單一的生物處理技術(shù)不能滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)，老齡垃圾滲濾液處理難點(diǎn)在于如何經(jīng)濟(jì)高效地脫除氨氮和總氮。垃圾填埋場應(yīng)按要求設(shè)置污水處理設(shè)施，經(jīng)過相應(yīng)處理并符合污染物控制要求后方可排放，對現(xiàn)有的工藝進(jìn)行升級改造，使之滿足滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)且高效低耗。為了確保工程老齡垃圾滲濾液的處理工藝效能得到科學(xué)、合理的分析，本文結(jié)合廣東省某市的填埋場老齡垃圾滲濾液改造項(xiàng)目，比選出技術(shù)及經(jīng)濟(jì)可行性較高的預(yù)處理工藝。

1 生活垃圾衛(wèi)生填埋場現(xiàn)狀及存在問題分析

1.1 項(xiàng)目概況與現(xiàn)狀

廣東省某市垃圾衛(wèi)生填埋場總占地面積為89．9 萬m2，是我國現(xiàn)行規(guī)模較大、標(biāo)準(zhǔn)較高、運(yùn)營較為規(guī)范的生活垃圾衛(wèi)生填埋場，目前日常填埋量約1．2 萬m3/d。建廠初期滲濾液處理的工藝流程為“生物處理+膜工藝（UASB+SBR+MF+RO 四道流程）”，達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。隨著國家新的垃圾滲濾液處理排放標(biāo)準(zhǔn)的頒布和填埋場內(nèi)滲濾液逐步趨向老齡化，初期的工藝流程和處理設(shè)施已不能滿足新的標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行滲濾液處理廠擴(kuò)容工程，原有的垃圾滲濾液處理設(shè)施已基本停用，擴(kuò)容工程處理工藝為“反硝化硝化+硝化反硝化+MBR+RO ”。目前，隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn)，填埋場日填埋量劇增，擴(kuò)容工程滿足不了缺口需求，為了減輕擴(kuò)容工程的運(yùn)行負(fù)擔(dān)和降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，填埋場滲濾液處理廠進(jìn)行了二期工程建設(shè)，處理工藝與一期的擴(kuò)容工程基本類似。

1.2 存在問題分析

填埋場滲濾液處理廠進(jìn)行了二期工程建設(shè)和投入運(yùn)行后，滲濾液處理能力得到很大的提高，但調(diào)節(jié)池內(nèi)的老齡垃圾滲濾液的處理仍然沒有得到很好的改善，環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)也沒有得到有效解決。

經(jīng)有關(guān)部門審核分析，該填埋場滲濾液委托處理的費(fèi)用為66．02 元/t（不含運(yùn)輸費(fèi)），需要求降低處理費(fèi)用，但滲濾液尤其是老齡垃圾滲濾液的處理難度較大，一定程度上限制了垃圾滲濾液處理處置工藝選擇和方法途徑選擇。

基于年限問題，填埋場內(nèi)大部分垃圾滲濾液為老齡垃圾滲濾液，根據(jù)對老齡垃圾滲濾液采樣數(shù)據(jù)分析，老齡垃圾滲濾液的COD、NH3-N、SS 與新鮮垃圾滲濾相比，存在較大的差異。如本填埋場內(nèi)同一時(shí)間段的老齡垃圾滲濾液的COD為7980 mg/L，新鮮垃圾滲濾液的COD 為20180 mg/L；老齡垃圾滲濾液的NH3-N 為3186 mg/L，新鮮垃圾滲濾液的NH3-N 為3864 mg/L；老齡垃圾滲濾液的SS 為1580 mg/L，新鮮垃圾滲濾液的SS 為2480mg/L，這些數(shù)據(jù)顯示，老齡垃圾滲濾液存在明顯的低碳氮比、高氨氮和可生化性差的特征，如果以生活污水處理工藝進(jìn)行處理很難得到降解。

因此，針對填埋場老齡垃圾滲濾液的處理現(xiàn)狀和存在問題，強(qiáng)化對老齡垃圾滲濾液的有效預(yù)處理，通過合理工藝的選取，降低滲濾液中有機(jī)污染物及氨氮濃度，保障預(yù)處理工藝的效能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行是本文重點(diǎn)分析的內(nèi)容。

2 老齡垃圾滲濾液預(yù)處理工藝試驗(yàn)比選

為了有效解決該填埋場老齡垃圾滲濾液過剩的問題，結(jié)合不同的工藝處理效果、占地面積、二次污染風(fēng)險(xiǎn)、處理量等進(jìn)行試驗(yàn)對比分析，最終確定最優(yōu)工藝。

2.1 曝氣吹脫法

為了有效減少滲濾液中的高濃度氨氮，借助相關(guān)學(xué)者的研究成果，選用曝氣吹脫法預(yù)處理工藝進(jìn)行對比分析。試驗(yàn)占地面積為80m2，裝置選用有pH 調(diào)節(jié)裝置、吹脫裝置和1 套吸收裝置，裝置之間以PVC 管道及開關(guān)控制閥進(jìn)行連接，日處理量（8h）為30 ～40 m2。

首先將垃圾滲濾液和復(fù)合堿溶液進(jìn)行混合后進(jìn)入行沉淀桶；然后通過開啟提升泵，將混合液泵入曝氣吹脫塔進(jìn)行曝氣吹脫；再用引風(fēng)機(jī)將吹脫產(chǎn)生的氨氣引入吸收塔進(jìn)行處理。最后，采用重鉻酸鉀法對化學(xué)需氧量COD 指標(biāo)進(jìn)行檢測分析，采用納氏試劑光度法對氨氮NH3-N 進(jìn)行分析，采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法對總氮T-N 進(jìn)行分析，采用玻璃電極法對pH值進(jìn)行分析。結(jié)果表明pH10 和HRT3h 為經(jīng)濟(jì)性最佳工況條件，氨氮去除率為40%～60%，COD 去除率為35%～55%。未包含固定資產(chǎn)投資折舊、人工、廢液回收等的處理成本是64．59 元/m3。另外，需要定期清理投加氫氧化鈣產(chǎn)生較多的沉渣，導(dǎo)致產(chǎn)生一定的清淤費(fèi)。

2.2 混凝絮凝-高級氧化法

混凝絮凝-高級氧化法主要采用光催化氧化法，通過利用光照射催化氧化產(chǎn)生OH 自由基，借助自由基的強(qiáng)氧化性將滲濾液中的難降解的、大部分的懸浮固體和部分COD 去除。本試驗(yàn)占地約120m2，主要裝置選用提升泵、高級氧化主機(jī)和氧化循環(huán)分離水箱系統(tǒng)等。具體工藝流程如下：啟動(dòng)垃圾滲濾液提升泵→過濾、調(diào)節(jié)→高級氧化設(shè)備氧化→循環(huán)氧化→進(jìn)一步氧化絮凝分離→排放廢渣。從試驗(yàn)結(jié)果來看，齡垃圾滲濾液經(jīng)過混凝絮凝-高級氧化技術(shù)的組合工藝處理效果十分明顯，由原液COD 含量4726 mg/L下降到205mg/L、原液NH3-N 含量2402mg/L下降到275mg/L、原液TN 含量2464mg/L下降到291mg/L。另外，經(jīng)過核算，應(yīng)用混凝絮凝-高級氧化法進(jìn)行老齡垃圾滲濾液處理運(yùn)行總成本為48．91 元/m3。

2.3 鐵碳微電解-Fenton氧化法

鐵碳微電解-Fenton 氧化法是一種處理高濃度廢水的有效方法，具體工藝流程：垃圾滲濾液→微電解氧化→芬頓氧化（曝氣）→出水，首先通過投加鐵碳填料進(jìn)行2h 的鐵碳微電解，然后投加H2O2進(jìn)行強(qiáng)化處理2h，再檢測對垃圾滲濾液COD和氨氮的處理效果。COD 的去除率可達(dá)到32．88%。但對氨氮（NH4+）的去除效果不明顯，最高僅為5．03%。另外經(jīng)計(jì)算，垃圾滲濾液的直接成本為 31．39 元/m3

2.4 預(yù)處理工藝技術(shù)效能比選（表1）

表1 三種預(yù)處理工藝技術(shù)效果對比分析表

由表1 數(shù)據(jù)可知，通過三種預(yù)處理工藝的試驗(yàn)對比，不管出水效果，還是污染物的去除率、削減量上，混凝絮凝-高級氧化法技術(shù)都更具有優(yōu)勢。同時(shí)，混凝絮凝-高級氧化法與曝氣吹脫法、鐵碳微電解-Fenton 氧化法相比，具有無二次污染風(fēng)險(xiǎn)及?；饭芾韱栴}優(yōu)勢，運(yùn)行成本也僅次于鐵碳微電解-Fenton氧化法，總體上比較適合進(jìn)行老齡垃圾滲濾液預(yù)處理。

因此，結(jié)合廣東省某市填埋場老齡垃圾滲濾液實(shí)際工程中的可操作性及以上試驗(yàn)分析，進(jìn)行預(yù)處理工程方面的設(shè)計(jì)，為進(jìn)一步的工程落實(shí)提供依據(jù)。

3 結(jié)語

目前老齡垃圾滲濾液多采用預(yù)處理+生化處理+深度處理的處理工藝，其中科學(xué)合理的預(yù)處理技術(shù)能消除填埋場垃圾滲濾液調(diào)節(jié)庫超負(fù)荷運(yùn)行帶來的環(huán)境安全隱患，降低垃圾滲濾液直接摻入城市污水處理廠對處理系統(tǒng)產(chǎn)生的沖擊負(fù)荷。本文在實(shí)踐工程方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過對三種滲濾液預(yù)處理工藝進(jìn)行綜合比選，從處理效果和運(yùn)行成本等因素上進(jìn)行對比，最終認(rèn)為混凝絮凝-高級氧化法預(yù)處理工藝更適合該填埋場垃圾滲濾液處理，可通過預(yù)處方案設(shè)計(jì)，正常運(yùn)用項(xiàng)目運(yùn)行中，預(yù)計(jì)項(xiàng)目規(guī)?？蛇_(dá)2500m3/d，能夠有效處理填埋場調(diào)節(jié)庫內(nèi)的老齡垃圾滲濾液，經(jīng)濟(jì)效益良好。同時(shí)，還帶來顯著的環(huán)境效益及社會(huì)效益。