廣東省生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站壓濾液常用處理技術(shù)分析

陳嘉臣

（廣東省環(huán)境保護(hù)工程研究設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510062）

1 背景

廣東省內(nèi)大部分地區(qū)的生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站，大多設(shè)備簡陋，幾乎均未設(shè)置壓濾液處理設(shè)施。隨著城市化建設(shè)步伐的不斷加快，近年來廣東省內(nèi)生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站逐步在進(jìn)行規(guī)范化建設(shè)及升級(jí)改造。由于轉(zhuǎn)運(yùn)站壓濾液具有產(chǎn)生地點(diǎn)不集中、產(chǎn)生量相對較少、污染物濃度高的特點(diǎn)，因此選擇一種經(jīng)濟(jì)可行的壓濾液處理方案具有現(xiàn)實(shí)意義。不同省份的飲食習(xí)慣和氣候條件會(huì)對生活垃圾組分和壓濾液成分有較大影響，本文僅對當(dāng)前廣東省內(nèi)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站壓濾液的主要處理技術(shù)及其存在問題進(jìn)行簡要介紹，為相關(guān)部門選用垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站壓濾液處理技術(shù)提供參考。

2 壓濾液的水質(zhì)和水量

2.1 壓濾液水質(zhì)

生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站壓濾液主要來源于垃圾壓縮設(shè)備壓縮新鮮垃圾的過程，少部分來自轉(zhuǎn)運(yùn)站的沖洗廢水。壓濾液中有機(jī)物種類較多，其中所含有機(jī)物大多為腐殖類高分子碳水化合物等，內(nèi)含雜環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴、酚、醇、苯胺類化合物等難以降解的有機(jī)物，因而水質(zhì)復(fù)雜，污染物種類多且濃，具有短期波動(dòng)性和長期變化的復(fù)雜性。壓濾液中有機(jī)物、氨氮等污染物濃度較高，但由于垃圾在轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)停留時(shí)間短，轉(zhuǎn)運(yùn)站污染物濃度相對較低，再加上有沖洗廢水的稀釋，轉(zhuǎn)運(yùn)站壓濾液污染物濃度比填埋場、垃圾焚燒電廠的壓濾液污染物濃度低，同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)站壓濾液可生化性較好。

2.2 壓濾液水量

垃圾壓濾液產(chǎn)生量與垃圾含水率、壓縮方式、壓縮設(shè)備強(qiáng)度有關(guān)。廣東省內(nèi)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站主要采用水平裝箱式的壓縮方式，根據(jù)目前這種壓縮工藝的實(shí)際運(yùn)行情況，轉(zhuǎn)運(yùn)站壓濾液產(chǎn)生量可按垃圾量的10%進(jìn)行計(jì)算。結(jié)合廣東省內(nèi)各縣市區(qū)常住人口數(shù)量，廣東省內(nèi)獨(dú)立建設(shè)垃圾壓濾液處理系統(tǒng)的轉(zhuǎn)運(yùn)站，壓濾液產(chǎn)生量一般為10～100 t/d左右。

3 壓濾液主要處理技術(shù)簡介

介于垃圾滲濾液水質(zhì)成分的復(fù)雜性，僅僅依靠單一工藝單元很難完成對滲濾液的完全處理，必須要多工藝單元聯(lián)合作用。不同類型方法的組合，一般是用生物法或化學(xué)法作為預(yù)處理，然后用物化法作為后處理。

3.1 兩級(jí)DTRO工藝

DTRO是反滲透的一種形式，利用壓力使?jié)B濾液中的水分子通過反滲透膜，把污染物包括氨氮等大于1 nm的分子及離子截留，從而達(dá)到處理滲濾液的目的，其核心技術(shù)是碟管式膜片、膜柱。DTRO分為兩級(jí)反滲透膜系統(tǒng)，經(jīng)過預(yù)處理的滲濾液直接進(jìn)入一級(jí)DTRO膜系統(tǒng)，膜柱組出水分為兩部分：濃縮液和透過液。第二級(jí)DTRO膜系統(tǒng)用于對一級(jí)DTRO膜系統(tǒng)透過液的進(jìn)一步處理，因此又稱為透過液級(jí)，第二級(jí)膜柱濃縮液排向第一級(jí)系統(tǒng)的進(jìn)水端，以提高系統(tǒng)的回收率，透過液最后排入清水池。具體工藝流程詳見圖1。

圖1 DTRO工藝流程圖

該工藝組的主要優(yōu)點(diǎn)為：集裝箱式設(shè)備安裝調(diào)試耗時(shí)短，兩個(gè)月左右就可以投入使用；有效去除滲濾液中的各種鹽分，同時(shí)具有去除氨氮效果，出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；工藝簡單，便于運(yùn)行、管理；占地面積小，系統(tǒng)可擴(kuò)充性強(qiáng)，可根據(jù)需要增加一級(jí)、二級(jí)或高壓膜組；濃縮液產(chǎn)量較納濾膜高約30%，工作壓力較納濾膜高。缺點(diǎn)為存在氨氮及鹽的累積問題，膜組件需定期更換。

由于“集裝箱式兩級(jí)DTRO”工藝具有建設(shè)快、投資省、占地小、效果好的特點(diǎn)，在廣東省內(nèi)多個(gè)地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，如汕尾市海豐縣城生態(tài)科技城及部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)等。該工藝運(yùn)行成本約為30～40元/噸，單位處理規(guī)模（m3/d）總投資約5.0萬元/m3。

3.2 聲電芬頓+膜處理工藝

芬頓反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基（·OH）對高濃度有機(jī)廢水有明顯處理效果，聲電芬頓技術(shù)是一種新型的聲電耦合高級(jí)氧化工藝。傳統(tǒng)芬頓法需要投加鐵鹽，成本高、污泥量大、出水色度高。而本工藝采用鐵鋁合金網(wǎng)作為陽極，極板溶解直接產(chǎn)生Fe2+或Fe3+，得到電子被還原為Fe2+，使Fe2+可以循環(huán)利用。

將聲化學(xué)引入到電化學(xué)過程中，一方面空化效應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物質(zhì)，同時(shí)具有加速傳質(zhì)、活化電極表面等特性；另一方面利用超聲的清洗作用，實(shí)現(xiàn)電極的原位再生，提高電化學(xué)體系的催化效果。因此，聲電氧化法是集成了聲化學(xué)及電化學(xué)優(yōu)點(diǎn)的一種新型處理技術(shù)。用聲電聯(lián)用技術(shù)處理有機(jī)污染物比單獨(dú)的電催化氧化去除率提高 10%～20%。

朱月琪等人[1]采用“混凝沉淀+聲電芬頓+A2/O 生化+MBR/NF組合工藝”對廣州市某縣級(jí)區(qū)轄內(nèi)某鎮(zhèn)壓縮站的壓濾液進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)果顯示該工藝處理效果良好，出水達(dá)標(biāo)排放。該壓縮站每天產(chǎn)生污水量為10 m3/d，系統(tǒng)運(yùn)行成本每噸水約為36.3元。

苗柯等人[2]采用“預(yù)處理（格柵）+超聲波電芬頓（USF）+渦流高效分離器（GL）+超聲波膜震動(dòng)反應(yīng)器（UF/NF 2 ）組合工藝”對廣州市番禺區(qū)火燒崗生活垃圾壓縮分選中心的壓濾液進(jìn)行處理，出水水質(zhì)達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）[3]表2中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。該壓縮站每天產(chǎn)生污水量4～6 m3/d，處理成本每噸水約為25.92元。

廣東家寶城市管理科技有限公司研發(fā)的EIMT垃圾滲濾液處理系統(tǒng)通過“預(yù)處理（格柵池+隔油池+污水池）+物化處理（高效混凝+微電解氧化+芬頓氧化）+膜深度處理（MF+UF+NF+RO）組合工藝”對轉(zhuǎn)運(yùn)站壓濾液進(jìn)行處理，主要在梅州市五華縣、河源市紫金縣、東莞市高埗鎮(zhèn)的多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站有廣泛應(yīng)用。其工藝流程詳見圖2。

圖2 EIMT垃圾滲濾液處理系統(tǒng)工藝流程圖

3.3 二級(jí)A/O+MBR工藝

二級(jí)A/O脫氮工藝是一種有回流的前置反硝化生物脫氮工藝，由前端缺氧池，后端厭氧池串聯(lián)組成。采用 MBR 工藝，活性污泥不隨出水流失，而是在生化池中形成高濃度的活性污泥，徹底分解污染物，高效固液分離。其工藝流程詳見圖3。

圖3 二級(jí)A/O工藝流程圖

該工藝與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比主要特點(diǎn)有：流程簡單、構(gòu)筑物少，大大節(jié)省了基建費(fèi)用。在原污水C/N 比較高（大于4）時(shí)，不需外加碳源，以原污水中的有機(jī)物為碳源，保證了充分的反硝化，降低了運(yùn)行費(fèi)用；好氧池設(shè)在缺氧池之后，可使反硝化殘留的有機(jī)物得到進(jìn)一步去除，提高出水水質(zhì)；缺氧池在好氧池之前，一方面由于反硝化消耗了一部分碳源有機(jī)物，可減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷，另一方面，也可起到生物選擇器的作用，有利于控制污泥膨脹；同時(shí)，反硝化過程產(chǎn)生的堿度也可以補(bǔ)償部分消化過程對堿度的消耗。該工藝在低污泥負(fù)荷、長泥齡條件下運(yùn)行，因此系統(tǒng)剩余污泥量少，穩(wěn)定性較高。

楊一帆[4]采用該工藝對廣州市花都區(qū)某生活垃圾壓縮站的壓濾液進(jìn)行處理，滲濾液處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理規(guī)模為60 m3/d，處理后達(dá)標(biāo)排放至市政污水管網(wǎng)中，運(yùn)行效果良好。滲濾液處理系統(tǒng)投資為420萬元，折合每噸投資約為7萬元。

3.4 UASB+A/O+膜處理工藝

針對壓濾液這種高濃度有機(jī)廢水可以采用“厭氧+好氧”為主體路線的工藝，厭氧系統(tǒng)采用UASB反應(yīng)器，利用厭氧微生物將廢水中絕大部分的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源—沼氣，其有機(jī)物去除率達(dá)到95%左右，厭氧出水自流入好氧處理系統(tǒng)，好氧采用除碳脫氮的A/O工藝，在去除剩余有機(jī)污染物的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)生物脫氮功能。

上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）是一種處理污水的厭氧生物方法，混合液在三相分離器的作用下進(jìn)行固液分離，污泥可自行回流到污泥床區(qū)，這使得污泥床區(qū)具有很高的污泥濃度，同時(shí)能在反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)污泥顆?；?，具有良好的沉降性能和很高的產(chǎn)甲烷活性，很適合處理高、中濃度有機(jī)污水。A/O工藝即缺氧-好氧生物脫氮工藝，是在常規(guī)二級(jí)生化處理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的生物去碳除氮技術(shù)。在A/O池生化系統(tǒng)內(nèi)，氨氮主要通過微生物的同化作用以及硝化菌和反硝化菌的作用予以去除。具體工藝流程詳見圖4。

廣東家寶城市管理科技有限公司通過“高效混凝+UASB+A2O+膜深度處理（MF+UF+NF+RO）工藝”進(jìn)場處理東莞市清溪鎮(zhèn)、常平鎮(zhèn)等多個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站壓濾液，出水水質(zhì)基本達(dá)到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 31962-2015）[5]規(guī)定的A級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

福建龍馬環(huán)衛(wèi)裝備股份有限公司在國內(nèi)多個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站采用“UASB+A/O+外置式MBR+NF工藝”處理壓濾液，經(jīng)處理后出水水質(zhì)基本達(dá)到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 31962-2015）[5]規(guī)定的B級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖4 UASB+A/O+膜處理工藝流程圖

4 結(jié)論

綜上所述，兩級(jí)DTRO工藝系統(tǒng)簡單，運(yùn)維簡單，出水水質(zhì)穩(wěn)定，但產(chǎn)水率容受進(jìn)水水質(zhì)影響，需對濃縮液進(jìn)行處理，適用于中小型轉(zhuǎn)運(yùn)站；聲電芬頓+膜處理工藝的芬頓氧化控制工藝難度高，藥劑腐蝕大，出水易返色，但運(yùn)行成本較低，同樣適用于中小型轉(zhuǎn)運(yùn)站；二級(jí)A/O+MBR工藝能較好地降解廢水中的氨氮，且運(yùn)營管理相對簡易，運(yùn)行費(fèi)用較低，故障率較低，適用于大中型轉(zhuǎn)運(yùn)站；UASB+A/O+膜處理工藝系統(tǒng)復(fù)雜，系統(tǒng)穩(wěn)定性很大程度上取決于管理操作人員的技術(shù)水平和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及設(shè)備的配置匹配，運(yùn)行成本和投資成本相對較高，適用于大型轉(zhuǎn)運(yùn)站。

垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站壓濾液作為一種濃度高、鹽度高、成分復(fù)雜的難降解有機(jī)廢水，采用單一處理工藝難以使出水水質(zhì)符合排放標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)人員需要結(jié)合不同項(xiàng)目的實(shí)際情況，通過試驗(yàn)確定最優(yōu)工藝組合，并著重考慮其經(jīng)濟(jì)適用性，以實(shí)現(xiàn)出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。