生化+Fenton+BAF處理垃圾滲濾液工程實例

羅栩華

（廣東順德碧宏環(huán)保技術有限公司，廣東 佛山 528300）

垃圾填埋場在垃圾填埋過程中會產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液，這些滲濾液將會嚴重影響周圍居民的正常生活，由此引發(fā)的環(huán)境污染問題也越來越多。因此，如何處理垃圾填埋場的垃圾滲濾液已成為重要的環(huán)境保護課題之一。

江門鶴山某垃圾填埋場是處置周邊生活垃圾的唯一場所，該填埋場于2011年正式投產(chǎn)，工程占地約24.37公頃，填埋區(qū)有舊填埋區(qū)、2017年封場的第一填埋區(qū)和已啟動使用的第二填埋區(qū)三部分。本項目的垃圾滲濾液來源于這三個區(qū)域，垃圾滲濾液處理規(guī)模為200 m3/d。

1 進出水水質(zhì)及排放標準

垃圾滲濾液作為城市生活垃圾處理產(chǎn)生的二次污染物，其組成較為復雜，污染物濃度高、色度大、毒性強，水質(zhì)、水量波動大，含有大量有機污染物和各類重金屬污染物，是一種成分復雜的高濃度有機廢水。滲濾液進水水質(zhì)情況見表1。

表1 進水水質(zhì)表

參考填埋場現(xiàn)有的滲濾液處理設施的出水標準，本項目滲濾液出水水質(zhì)執(zhí)行《廣東省地方標準水污染物排放限值》（DB 4426-2001）[1]以及《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889-2008）[2]表2中的較嚴值。出水水質(zhì)情況見表2。

表2 出水水質(zhì)表

2 垃圾滲濾液處理工藝

2.1 主體處理工藝比較

滲濾液處理的工藝組合有多種選擇，目前國內(nèi)外滲濾液處理的主要工藝路線共有三類。

2.1.1 生化處理工藝為主體，結合一定深度處理技術

這是國內(nèi)目前最為廣泛采用的處理工藝組合，絕大多數(shù)垃圾填埋場均采用該模式處理高濃度的垃圾滲濾液。由于滲濾液濃度高以及生化工藝對難降解有機物去除的局限性，生化處理滲濾液不能直接達到排放標準，必須結合相應的深度處理工藝才能滿足較高的排放要求。

2.1.2 膜處理為主，配以物化預處理技術

膜處理技術是水處理領域中最安全可靠的技術之一，但必須根據(jù)處理對象，選擇合理的膜組件和配套預處理技術，以保證膜處理系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行。不同的膜組件在滲濾液處理流程上的應用條件完全不同。根據(jù)實踐，對于國內(nèi)填埋場的滲濾液，如不經(jīng)過好氧生化處理，基本上都不宜進行直接反滲透膜系統(tǒng)處理。

2.1.3 蒸發(fā)工藝為主，配以其它相應流程

垃圾滲濾液蒸發(fā)處理時，水從滲濾液中沸出，污染物殘留在濃縮液中。蒸發(fā)系統(tǒng)出水及離子交換系統(tǒng) COD 濃度容易出現(xiàn)超標現(xiàn)象。根據(jù)該工藝特點，其采用物理分離方式截留污染物，污染物大部分未被分離；系統(tǒng)需采用間歇運行方式，且每次開啟系統(tǒng)必須進行預熱，停機必須進行清洗，縮短了該系統(tǒng)每天有效運行時間，并且系統(tǒng)檢修情況較頻繁。

2.2 深度處理工藝比較

目前，國內(nèi)填埋場應用的滲濾液深度處理工藝主要有兩類：一類為產(chǎn)生濃縮液的工藝，以膜處理工藝為代表，目前滲濾液處理中應用較多的膜處理工藝主要有兩種：納濾（NF）+反滲透（RO）和碟管式反滲透膜（DTRO）；另一類為不產(chǎn)生濃縮液的工藝，以高級氧化（Fenton）+曝氣生物濾池（BAF）為代表。

眾所周知，無論是對納濾或者是反滲透的濃縮液，目前國內(nèi)外都沒有很好的解決方法[3]。DTRO能耗較NF+RO更高，同時膜的清洗頻次更高，能耗更大，產(chǎn)生的濃縮液處理難度更大；Fenton氧化+曝氣生物濾池（BAF）工藝技術是將Fenton高級氧化技術與曝氣生物濾池生物技術進行組合，該技術將化學氧化和生物氧化技術有機結合起來，以高級氧化作為預處理，其處理費用大大降低，通過后續(xù)的生物處理保證處理的高效性，充分利用了各自的優(yōu)勢，從而達到相互補充的效果。

2.3 處理工藝確定

滲濾液最大的污染負荷還是有機物和氨氮，相比之下，生化處理是針對高濃度有機物和氨氮去除的最為經(jīng)濟、且對滲濾液內(nèi)污染物無害化降解最為徹底的工藝，但生化處理不能直接達到排放標準，必須結合相應的深度處理工藝，才能滿足較高的排放要求。

近年來，采用“Fenton+BAF”為主體的非膜法深度處理技術因其不產(chǎn)生濃縮液，且出水率高等特點逐步得到推廣和應用[4-5]。

結合該垃圾處理項目滲濾液產(chǎn)量及水質(zhì)實際情況，采用兩級反硝化/硝化+外置式膜生物反應器（MBR）+Fenton高級氧化+曝氣生物濾池（BAF）組合工藝對垃圾滲濾液進行處理，該滲濾液處理工藝流程見圖1。

圖1 滲濾液處理工藝流程

3 主要構筑物、設備及設計參數(shù)

（1）垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池原有有效容積為15 000 m3。

（2）均質(zhì)池尺寸為6.05×6.05×8.0 m，配潛水攪拌器1臺，轉速740 r/min，功率2.5 Kw；提升泵2臺（一用一冷備），流量10 m3/h，揚程10 m，功率0.75 Kw；機械過濾器1臺，流量0～20 m3/h，過濾精度600～800 um。

（3）一級反硝化池尺寸為14.0×7.5×8.0 m，配潛水攪拌器2臺，轉速960 r/min，功率4 Kw。

（4）一級硝化池尺寸為25.5×7.5×8.0 m，配循環(huán)泵10臺（八用二冷備），流量220 m3/h，揚程9 m，功率15 Kw；射流曝氣器4套，混合水量220 m3/h，混合氣量13.4 Nm3/min；消泡泵2臺（一用一備），流量35 m3/h，揚程22 m，功率5.5 Kw；冷卻污水泵2臺（一用一冷備），流量200 m3/h，揚程15 m，功率15 Kw；硝酸鹽循環(huán)泵2臺（一用一備），流量180 m3/h，揚程6 m，功率5.5 Kw。

（5）二級反硝化池尺寸為9.5×6.0×8.0 m，配潛水攪拌器1臺，轉速960 r/min，功率4 Kw。

（6）二級硝化池尺寸為9.5×6.0×8.0 m，配循環(huán)泵4臺（二用二備），流量95 m3/h，揚程12 m，功率5.5 Kw；射流曝氣器2套，混合水量95 m3/h，混合氣量5 Nm3/min；超濾進水泵2臺（一用一備），流量90 m3/h，揚程22 m，功率11 Kw。

（7）冷卻塔數(shù)量1臺，冷卻水量200 m3/h，風機功率5.5 Kw；冷卻清水泵1臺，流量200 m3/h，揚程15 m，功率15 Kw；冷卻污水泵2臺（一用一冷備），流量200 m3/h，揚程15 m，功率15 Kw。

（8）除臭裝置數(shù)量1臺，處理量12 000 m3/h，4 700×1 500×1 840 mm，功率10 Kw。

（9）MBR的膜反應器部分采用管式超濾膜，UF-200-220-05，1套，總功率75 Kw。

（10）MBR的膜反應器清洗裝置1套，總功率9.4 Kw。

（11）一級Fenton反應池尺寸為4.5×4.0×5.0 m，配提升泵2臺（一用一備），流量12 m3/h，揚程10 m，功率1.1 Kw；臥式循環(huán)泵2臺（一用一備），流量40 m3/h，揚程10 m，功率2.2 Kw；一級Fenton催化塔成套裝置1套（專利催化劑）。

（12）一級Fenton絮凝池尺寸為4.0×1.5×6.0 m，配攪拌機1套，功率1.1 Kw。

（13）一級Fenton沉淀池尺寸為5.0×4.0×6.0 m，配中心導流筒。

（14）一級BAF（DN）尺寸為4.0×4.0×7.0 m，配提升泵2臺（一用一備），流量12 m3/h，揚程10 m，功率1.1 Kw。

（15）一級BAF（DC）尺寸為4.0×4.0×5.5 m。

（16）二級Fenton反應池尺寸為4.5×4.0×5.0 m，配臥式循環(huán)泵2臺（一用一備），流量40 m3/h，揚程10 m，功率2.2 Kw；二級Fenton催化塔成套裝置1套（專利催化劑）。

（17）二級Fenton絮凝池尺寸為4.0×1.5×6.0 m，配攪拌機1套，功率1.1 Kw。

（18）二級Fenton沉淀池尺寸為5.0×4.0×6.0 m，配中心導流筒。

（19）二級BAF尺寸為4.0×4.0×5.5 m。

4 滲濾液處理工程運行效果

該滲濾液處理工程總投資為2 089.89萬元，于2020年3月投入試運行。在試運行過程中對出水指標進行監(jiān)測，各項指標均達到《廣東省地方標準水污染物排放限值》（DB 4426-2001）[1]以及《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889-2008）[2]表2中的較嚴值。監(jiān)測數(shù)據(jù)整理如表3：

表3 監(jiān)測數(shù)據(jù)整理

5 結論

工程運行實踐表明，采用生化處理+深度處理（Fenton高級氧化+BAF）強化處理組合工藝，處理垃圾滲濾液效果良好，COD和NH3-N去除率極高，出水水質(zhì)穩(wěn)定達標。