垃圾填埋渗滤液处理工艺研究

摘要：本文研究开发了高浓度垃圾渗滤液的适宜处理流程，并首次采用了复合式厌氧反应器和A／O淹没式生物膜曝气池及碱化吹脱塔三项技术，有效地去除了渗滤液中的COD、BOD5和NH4+—N。该研究成果已用于深圳下坪垃圾卫生填埋场渗滤液的设计，也可应用于其他有机废水的处理，具有较重要的理论意义和较大的工程实践价值。
关键词：生活垃圾填理渗滤液；复合式厌氧反应器;A／O淹没式生物膜曝气池；碱化吹脱塔。
1.处理工艺选择
垃圾填埋是一种广泛应用的垃圾处置方法，而其生产的渗滤液会导致地下水和地表水的二次污染[1—3]，为防止渗滤液的污染，必须尽量减少渗滤液的产生量并根据渗滤液的水质、水量特点及排放要求采用切实可行的方法。深圳市垃圾渗滤液的COD、BOD5和NH4+-N浓度明显高于国内外其他城市，见表1。深圳市下坪垃圾填埋渗滤液处理后出水排入城市下水道，然后入宾河污水处理厂做最后处理。深圳环保局规定，垃圾渗滤液的出水需达到：COD＜600mg/L、NH4+-N＜25mg／l。在充分研究了深圳市渗滤液特点和处理排放标准后，笔者进行了处理系统和工艺流程的研究探讨。
表1深圳市垃圾填埋渗滤液水质与其他城市比较表

由表1知深圳市垃圾填埋渗滤液水质与其他城市相比，具有COD、BOD和NH4+-N浓度高的特点。根据试验期间对深圳市垃圾填埋场渗滤液的试验结果，深圳市生活垃圾渗滤液BOD5／COD一般在0.4—0.7左右，属于易生物降解的有机废水，但COD典型值高达25000mg／L，若要达到处理后出水COD＜600mg／l，则其去除率要达到98.6％。故须选用高效节能的厌氧生物处理技术，后接好氧生物处理。同时，该渗滤液含氨氮高达400—1500mg／l，若要处理后出水达NH4+-N＜25mg/L，必须进行脱氮处理。碱化鼓风吹脱，是首先将渗滤液加碱呈现性(PH＞9)使其中的氨离子转化为游离氨(NH3)，然后送入吹脱塔中以喷淋方式和通过鼓风吹脱去除游离氨，以使后续的A／O淹没式生物膜曝气池进水C／N趋于合理，并在其中进行硝化，将氨氮转化为硝态氮，同时通过回流硝化混合液在去除COO的同时，去除IN。为了确保处理出水COD＜600mg/l，可在二沉池中辅以同步化学沉淀。因此，确定试验流程如下：
原生渗滤液→复合式厌氧反应器→碱化吹脱塔→A／O两段淹没式生物膜曝气池→混凝沉淀二沉池→城市下水道
2.试验装置及试验结果

图1渗滤液中试装置工艺流程
2.1复合式厌氧反应器
本试验采用复合式厌氧反应器，它由底部的UASB和上部ABF(厌氧生物膜区)组成，因而具有这两种厌氧反应器的优点。由于其上部的生物膜载体填料(盾式复合材料)对悬浮污泥具有很好的捕集截留效能，而且也不影响气体的分离，因此其上部不必设三相分离器，只设溢流出水槽和集气室即可。其生物量大，生物相丰实，可承受较高的有机负荷，这样的厌氧反应器比UASB构造简单，且处理效果好。
试验用的复合式厌氧反应器，呈圆筒形，直径0.8m，底部为截头圆锥体，顶部为溢流堰槽和集气室组成，总高度为2.5m，反应器主体分为上下两部分，下部为污泥床，高1.1m，其中锥体部分0，5m，上部为淹没式生物膜区，高0.9m，其中装填复合式填料。淹没式生物膜层之上有0.25m高的澄清区，澄清水经周边式溢流堰流人圆环形集水槽中。厌氧反应器的总容积为1.16m3，其中污泥床区点0.4m3，淹没式生物膜区0.43m3，澄清区0.13m3和集气室0.2m3。厌氧反应器接种城市污水厂消化池污泥，随着培养时间的延长，其COD去除率逐渐提高。三个月后，COD去除率达70％，并有沼气产生，此时底部的厌氧污泥和填料上生物膜趋于成熟。在稳定运行时,进水量Q＝20l/h(0.48m3／d)，其水力停留时间为2天，从第3个月至第6个月，厌氧反应器内温度为20℃至34℃。
厌氧反应器的COD去除效率受温度影响较大。20℃时，COD和BOD5的平均去除率分别为70.9％和77.3％；水温34℃时，COD和DOD5的平均去除率上升到83.3％和88.4％，此时进水的COD和BOD5的均值为23888mg／l和15250mg/l，出水的COD和BOD5均值为4060mg/l和1771mg/l，故适合的处理温度为34℃，此时的水力停留时间为2天，平均COD容积负荷为9.5kgCOD／m3／d。总有机挥发酸TVA与COD变化趋势基本一致，出水TVA随着出水COD降低而降低，当出水TVA为700mg/l左右时，出水COD＜4500mg/l实验证明，TVA积累过多，将会抑制甲烷菌的活性，因此TVA可作为厌氧反应器是否正常运行的主要判断和控制指标。厌氧反应器出水碱度和PH均较进水高，这是由于甲烷菌将挥发脂肪酸转化为甲烷的同时，产生了重碳酸盐，因而使出水碱度和PH上升。出水碱度在2500—5000之间，说明该渗滤液碱度有一定的缓冲能力。
2.2碱化吹脱塔
厌氧反应器出水氨氮含量很高，达1000mg/l以上，且COD／NH