生活垃圾填埋场渗滤液处理工程实例

摘要：针对垃圾填埋场渗滤液难降解有机物浓度高，可生化性差、氨氮浓度高等特点，设计了预处理+生化+膜处理的处理工艺。运行结果表明，处理出水的CODcr、BOD5、SS、TN、NH3-N等指标均达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）表三规定。
关键词：垃圾渗滤液；CODcr；氨氮；A/O2-A/O；MBR

　　昆山市第三城市生活垃圾填埋场于2006年03月建成投入运行，总库容为55万m3,渗滤液处理量设计为150t/d，其渗滤液的基本性质见表1：
表1 垃圾渗滤液进水水质

　　该渗滤液处理工艺包含了渗滤液的处理、污泥和浓缩液的处理。出水水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）表三规定，实现达标排放。
1.工艺流程
　　生活垃圾渗滤液具有有机物浓度高、可生化性差、氨氮浓度高、C/N比例严重失衡等特点，且BOD5/COD﹤0.3[1]。根据渗滤液的这些特点，这里渗滤液的处理采用预处理+生化+膜处理的工艺路线：调节池-预处理系统-A/O2-A/O-MBR-NF-RO。

图1 渗滤液处理工艺流程图
2.构筑物
2.1水解酸化池
　　由于垃圾渗滤液中大分子物质含量较高和SS含量较高，为了增强后续处理的生化性和稳定性，有必要对水质进行水解酸化和SS的拦截， 根据目前的调研数据表明垃圾渗滤液经过水解酸化后可生化性可以增加10%以上，水解酸化主要起作用的是水解或发酵细菌，它们能将复杂的含碳大分子物质降解为简单的小分子物质如单糖、氨基酸、脂肪酸和甘油等，这一阶段的细菌很多，它们的主要特点是代谢能力强，繁殖速度快，对环境的适应性强。利用水解酸化系统本身的拦截系统进行拦截可以有效对SS达到拦击效果。水解酸化池设计尺寸为26.3m×5m×4m（有效高度3.5m），水力停留时间为60h。
2.2 A/O2- A/O(总氮去除)系统
　　目前由于环境污染的不断加重，国家从加强环保的角度出发，颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准》(GB 16889-2008)排放标准，其中出水总氮成为一个重要的指标：非敏感地区40mg/L，敏感地区20mg/L；另外《城镇污水处理厂综合排放标准》（GB18918-2002）对总氮提出了更高的排放要求。可是到目前为止应用的许多脱氮工艺一方面从降低运行成本出发，另一方面也是因为技术原因，只考虑了氨氮的去除，而忽略了总氮的去除，有时出水氨氮虽然达到排放标准，但是总氮却达到200mg/L。在新标准提出前，报道的一些数据普遍反映总氮去除率在70%左右，因此对于垃圾渗滤液这种高总氮的废水要达到排放要求，需要采取不同的措施来解决。最经济实用的方法是改善和优化目前的生化脱氮工艺，从设计一开始就以脱总氮为目的，而不是以降低氨氮为目的来设计。由于生化过程的本身的局限性，生化过程也不能完全保证总氮的排放，有必要结合其它一些处理措施，例如化学沉淀，吸附，膜过滤技术等。
　　因此，我们采用了优化的脱氮工艺：二次污泥法工艺和膜结合的联合脱氮工艺。从相应新标准和保护环境的角度出发，我们对传统的A/O工艺进行了改进和优化，设计了A/O/O工艺，其中的A代表缺氧段；第一个O代表碳氧化段，即含碳有机物被氧化去除；第二个O代表强化硝化段。A/O/O工艺即是通过对工艺条件的控制，将传统工艺中的O段细分为碳氧化和强化硝化段。根据硝化反应中碳源对硝化速率的限制性影响，我们从设计中更好的满足微生物种群的反应条件，将好氧段分为碳氧化段和硝化段，碳氧化段将有机物充分去除后，可以增强硝化段的硝化速率。由于垃圾渗滤液的总氮较高，单独设计一体的A/O2工艺很难达到标准，因此，我们设计了二次污泥法增设后置A/O段，通过增加碳源的方法进一步强化反硝化过程，这样可以有效的控制总氮，保证出水总氮达标排放。同时，二次污泥法的设计，在设计中使得后置A/O段污泥浓度远小于A/O2段，可减小后段MBR的运行污泥负荷，利用管理运行。
　　前置A/O工艺中设计反硝化池尺寸为7.2m×6.3m×6.5m（有效高度5.5m），碳氧化池的尺寸为6.3m×7.1m×6.5m（有效高度5.5m），硝化池尺寸为6.3m×7.2m×6.5m（有效高度5.5m），设计SRT为15d；后置A/O工艺中设计反硝化池尺寸为3.5m×6.3m×6.5m（有效高度5.5m），硝化池尺寸为3.2m×6.3m×6.5m（有效高度5.5m），设计SRT为5d。
2.3超滤MBR系统
　　超滤（UF）分离技术采用特定的膜，在一定的工作压力下，去除或浓缩原液中的物质。薄膜过滤属于错流过滤不同于传统的过滤—全流过滤，传统的粗过滤是将溶液垂直通过一滤媒来除去其中的悬浮固体。所有的液体在通过滤媒后由同一出口流出。此类过滤装置包括袋式过滤器，砂滤等，粗过滤法只能去除超过1um的不溶性颗粒（原理详见下图）。薄膜分离系统可以去除小颗粒及溶盐其原理是：加压的原液平行通过薄膜表面，部分的水流通过薄膜，被截留的颗粒在剩余的水流中浓度越来越高。由于溶液是连续性地流过，被截留的颗粒不会沉积，反而会被浓缩液带走。因此，一进水流在通过薄膜后便分为两道：通过薄膜的溶液（渗透液）和残留的浓缩液。错流过滤这种过滤方式的主要优点是：薄膜截留下来的物质被流体不断的带走，这在一定程度上相当于膜表面被连续的清洗，这样就延长了膜的寿命，并降低了维护和清洗的费用。相反，传统过滤中被截留的物质积累在过滤介质上，必须定期清洗更换介质。