垃圾填埋场渗滤液处理工艺介绍

摘 要：垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液具有COD浓度高、氨氮浓度高、BOD5浓度低的特点，是一种成分复杂的高浓度废水，若不加处理而直接排放，会造成严重的环境污染。本文针对垃圾渗滤液特性及处理程度的要求，并结合桂林某生活垃圾填埋场渗滤液处理工程运行实践，分析了垃圾渗滤液处理工艺的可行性。

关键词：垃圾渗滤液；废水处理；垃圾填埋场

Abstract: Landfill leach ate landfill has the characteristics of high COD concentration, high ammonia concentration, low BOD5 concentration, high concentration of wastewater is a complex, if it is discharged without treatment, will cause serious environmental pollution. Aiming at the landfill leach ate characteristics and processing requirements, combined with the Guilin of MSW landfill leach ate treatment engineering practice, analysis of the feasibility of leach ate treatment process of waste.

Keywords: landfill leach ate; wastewater treatment; landfill

中图分类号：B845.65

随着社会经济的发展和居民生活水平的提高，城市垃圾的产量与日俱增，城市垃圾的处置成为现代都市的一大难题。目前垃圾处理的方式主要为焚烧处理和填埋处理。无论采用那种处理方式，都会有垃圾渗沥液的产生。

圾渗滤液水质浓度高，变化幅度大，其水质的变化情况与填埋场垃圾成份、垃圾处理规模、降雨量、温度、地形地质情况、填埋年限、垃圾降解状况等多因素密切相关。如不及时对其进行收集、处理，将造成对地下水、地表水及垃圾填埋场周围环境的污染和影响，尤其是它对地下水源和土壤的污染更为严重。根据我国垃圾处理"无害化、减量化、资源化"的原则，防止填埋过程中造成二次污染，必须对垃圾渗滤液进行处理，要求渗滤液处理后排放的水质达到国家《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-1997）的相关要求。

1．工程背景

桂林某生活垃圾填埋场渗滤液处理规模为400m3/d。最终出水水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889―2008）的排放标准。本工程采用的工艺为絮凝+氨吹脱+厌氧+好氧+深度处理。

其中进出水水质如下：

表1 垃圾渗滤液设计进站水质

设计出水水质如下：

表2 垃圾渗滤液设计出水水质

2.水质分析

垃圾渗滤液的特性如下：

(1)有机污染物种类繁多，水质复杂。垃圾渗滤液中含有大量的有机物，含量较多的有机烃类及其衍生物、酸酯类、醇酚类、酮醛类和酰胺类等。

(2)污染物浓度高和变化范围大。垃圾渗滤液的这一特性是其他污水所无法比拟的，其中的BOD5和COD浓度最高可达每升几万亳克，主要是在酸性发酵阶段产生，pH达到或略低于7，此时BOD5和COD比值为0.5～0.6。一般而言，COD、BOD5、BOD5/COD随填埋场的“年龄”增长而降低，碱度则升高。

(3)水质水量变化大。垃圾渗滤液水质水量变化大，主要体现在以下方面：产生量随季节变化大，雨季明显大于旱季；污染物组成及其浓度也随季节变化；污染物组成及其浓度随填埋时间变化。

(4)金属含量高。垃圾渗滤液中含有10多种金属离子，由于国内垃圾不像国外某些城市那样经过严格的分类和筛选，所以国内城市垃圾渗滤液的金属离子浓度与国外某些城市垃圾渗滤液中金属离子浓度有差异。

(5)氨氮含量高。城市垃圾渗滤液是一种组成复杂的高浓度有毒有害有机废水，其中高NH3-N浓度是城市垃圾渗滤液的重要水质特征之一。

(6)营养元素比例失调。对于生化处理，污水中适宜的营养元素比例是BOD5：N：P=100：5：1，而一般的垃圾渗滤液中的BOD5/P都大于300，与微生物生长所需的磷元素相差较大。

3．处理工艺介绍

垃圾渗滤液处理的工艺组合有多种选择，目前国内外垃圾渗滤液的主要工艺路线主要是生化处理工艺为主，结合一定深度处理技术，这是最广泛采用的处理工艺组合。在生化处理工艺中，各种厌/好氧和兼氧生化菌体可去除绝大多数有机物，但由于渗滤液中污染物浓度高以及生化工艺对难降解有机物去除的局限性，生化处理渗滤液不能直接处理达标，必须结合相应的深度处理工艺才能满足较高的排放要求。深度处理可利用高级氧化法进一步去除废水中的COD、色度等。在众多高级氧化技术中，Fenton处理技术拥有其独有的特点，利用Fenton试剂的催化氧化原理来降解废水的有机物。Fenton试剂是由过氧化氢（H2O2）和亚铁离子（Fe2+）结合而成，具有极强的氧化能力，可以去除COD、色度、泡沫等，特别适用于难生物降解或一般化学法难以奏效的有机废水处理。

4．工艺流程设计

通过以上对垃圾渗滤液的各污染物分析及工艺特点分析，特采用以下工艺：废水调节池絮凝反应沉淀池氨氮吹脱装置UASB高效厌氧反应器沉淀池A/O好氧系统fenton塔中和脱气池达标排放。

本污水处理系统充分考虑了垃圾渗滤液的各污染物的成分及其水质水量受当地气候和垃圾填埋场“年龄”的影响，此系统抗冲击负荷强，保证被治理废水达标排放，具有污泥量小、无臭味、低能耗、基建成本及运行费用低等优点。

工艺流程示意图如下：

图1工艺流程图

5 主要工艺流程单元说明

5.1调节池

由于垃圾渗滤液的水量受季节变化明显，枯水期水量少，而丰水期水量大且渗滤液的水质情况受垃圾填埋场的“年龄”影响，因此，为使后续处理设施正常，在此设置调节池，并在调节池内设置曝气机进行曝气，以使水质水量得到调节、均匀、水量相对稳定。

5.2混凝沉淀池

调节池出水进入混凝沉淀池，进行絮凝反应，进一步去除水中的细小悬浮物、胶体微粒、有机物、重金属物质，以及水中的色度，并且还具有去除水中的微生物、病原菌、病毒和除磷作用。所需药剂根据水中SS含量及水质特性而定，可选用三氯化铁[FeCl3]、硫酸铁[Fe¬2（SO4）3]、聚丙烯酰胺[PAM]、聚合氯化铝[PAC]。根据现场运行实践确定，该垃圾渗滤液采用聚丙烯酰胺[PAM]、聚合氯化铝[PAC]絮凝剂效果显著。

5.3氨氮吹脱装置

该装置是在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法。该装置对去除垃圾渗滤液中的氨氮有极好的效果。经过该装置处理后，出水中的氨氮可降低80%以上。

5.4UASB高效厌氧池

经脱氨氮装置进行脱氨氮处理后，出水进入UASB高效厌氧反应系统，在厌氧工况下，发生酸化和腐化反应，使污水中大分子物质降解为小分子物质，难降解物质转化为易降解的物质，同时产生甲烷和二氧化碳。由于废水在厌氧池进行厌氧反应后产生沼气，若进行处理后回收利用，则投资大，收效甚微，在此，本工程厌氧产生的沼气进行自行燃放处理，从而节省成本且避免二次污染。

5.5 A/O好氧系统

从厌氧处理到好氧处理，是两种完全不同的生物菌种反应。曝气池的功能主要是去除废水水中大部分有机物，A/O好氧处理的技术优势有以下几点：

（1）缺氧、好氧两种不同的环境条件和种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。

（2）在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。

（3）在缺氧―好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于150，不会发生污泥膨胀。

5.6Fenton氧化塔

废水在Fenton氧化塔里进行深度氧化处理，该技术的主要原理是外加的H2O2氧化剂与Fe2+催化剂，即所谓的Fenton药剂，两者在适当的pH下会反应产生氢氧自由基(OH・)，而氢氧自由基的高氧化能力与废水中的有机物反应，可分解氧化有机物，进而降低废水中生物难分解的COD。

5.7中和脱气池

废水进行芬顿反应后的pH值保持在3~5，在中和脱气池中需投加液碱对废水的pH值进行调节，以满足出水pH值要求。中和脱气池还起到脱除废水中少量气体的作用。由于Fe3+本身就是非常好的混凝剂，所以在该池中只需投加PAM，即可使废水中的铁泥发生混凝反应。在这个过程中除了发生混凝反应，同时对色度、SS及胶体也具有非常好的去除功能。

经以上工艺处理后的垃圾渗滤液的各项指标完全达标出水排放。

5.8污泥浓缩池

污泥浓缩池将收集各沉淀池的污泥，污泥浓缩池内的污泥将通过污泥泵抽回填埋场进行处理，上清液回到调节池中继续处理。

6．运行成本分析

建成后的污水处理站，通过一段时间的运行分析，得出以下运行成本。

表3 综合运行成本经济

7.总结

渗滤液作为一种特殊废水，其处理的投资、运行成本远远高于一般城市、工业污水，这主要是由于渗滤液氨氮浓度很高、有机物浓度高，导致处理工艺复杂，设备繁多。本工程实践证明采用絮凝+氨吹脱+厌氧+好氧+深度处理工艺处理垃圾渗滤液，效果良好，出水能达标排放