陳嘉裕

(深圳市三林生物科技工程有限公司，廣東 深圳 518000)

垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液MBR處理技術(shù)分析

陳嘉裕

(深圳市三林生物科技工程有限公司，廣東 深圳 518000)

雙AO+MBR處理技術(shù)兼具生物處理和物理方法的優(yōu)點(diǎn)，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件臨時(shí)調(diào)整工藝，是一類非常有效的處理垃圾填埋滲瀝液的技術(shù)。

垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液；MBR；雙A0

目前采用回灌技術(shù)處理垃圾滲瀝液的成本低，但也沒(méi)有徹底解決氨氮污染。以MBR技術(shù)為核心，利用生物和物化技術(shù)來(lái)徹底降低滲瀝液中污染物含量才是徹底降低垃圾填埋場(chǎng)污染的可行方法。

1 垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的污染物含量特征

垃圾填埋場(chǎng)的垃圾以動(dòng)植物殘?jiān)?、紙張、塑料、藥物殘夜等為主，其滲瀝液有害污染物濃度高。

(1)有機(jī)物含量高：動(dòng)植物殘?jiān)闹饕煞质怯袡C(jī)物，包括蛋白質(zhì)、纖維素、糖類、芳烴類、脂類等物質(zhì)。這些物質(zhì)易氧化，在轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害的無(wú)機(jī)物等的過(guò)程中需要消耗氧氣，如果隨著滲瀝液直接排入江河湖泊等水體，會(huì)耗盡水中含氧量，導(dǎo)致動(dòng)植物缺氧而亡，因此是滲瀝液中的重要的污染物。垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液中的有機(jī)物總體濃度高，而且在填埋場(chǎng)初建期即可能到達(dá)峰值，后期被填埋場(chǎng)中微生物群落部分降解后，濃度會(huì)降低。有機(jī)物容易在好氧環(huán)境中降解，但濃度太高時(shí)降解難度增加。

(2)氨氮含量高：氨氮類化合物是動(dòng)物性有機(jī)物降解后的主要產(chǎn)物，包括氨或銨離子形式存在的化合氮。氨氮類物質(zhì)是植物營(yíng)養(yǎng)來(lái)源物質(zhì)，尤其是人和動(dòng)物糞便中的尿素等含氮化合物可以提供植物生長(zhǎng)所需要的氮肥，但氨氮對(duì)水體內(nèi)的魚(yú)類毒性較大，可以導(dǎo)致魚(yú)類致癌和死亡。因此，滲瀝液中的氨氮也是主要污染物。

(3)鹽分含量高：垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液中的鹽分主要包括氯化物、硫酸根化合物、硝酸根化合物。這些化合物主要是各類不同的固體和流體類垃圾在混合和發(fā)酵后生成的，這些無(wú)機(jī)鹽中的金屬陽(yáng)離子多為各類重金屬，包括鐵、鉻、銅、鉛、錳等。無(wú)機(jī)鹽濃度過(guò)高不利于微生物、植物等生長(zhǎng)，重金屬對(duì)人體的危害也非常大，因此，滲瀝液中的無(wú)機(jī)鹽也是重要的污染物。

2 MBR處理垃圾滲瀝液的優(yōu)點(diǎn)

傳統(tǒng)的垃圾填埋場(chǎng)的滲瀝液的處理方法為生物活性污泥法?；钚晕勰嘀械奈⑸锓N類多樣，好氧環(huán)境下生長(zhǎng)的硝化細(xì)菌可以將氨氮化合物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和亞硝酸鹽；厭氧環(huán)境下生長(zhǎng)迅速的反硝化細(xì)菌可以將硝酸和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。將好氧池和厭氧池連用，可以去除污水中的氨氮、有機(jī)物等，加上絮凝沉淀、炭吸附等環(huán)節(jié)，可以有效降低滲瀝液中的COD、BOD、SS、氨氮和總磷等。但由于活性污泥中的微生物對(duì)環(huán)境的耐受度有限，而垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液隨雨季和旱季的影響，不同污染物濃度變化大，高濃度的COD會(huì)對(duì)活性污泥形成沖擊，導(dǎo)致活性污泥失效，因此，傳統(tǒng)活性污泥法需要進(jìn)一步改善。MBR技術(shù)可以通過(guò)膜分離的物理隔絕，將大分子有機(jī)物、金屬絡(luò)合物和懸浮顆粒等物質(zhì)隔離在膜外繼續(xù)降解，從而可以很好地控制出水的污染物濃度。MBR技術(shù)可以與生物技術(shù)和物化技術(shù)完美結(jié)合，可以保證生物活性污泥不受物化處理的影響，也可以保證物化處理技術(shù)不受活性污泥的影響。這使得MBR聯(lián)合生物活性污泥和納吸附和反滲透物理技術(shù)，可以對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液進(jìn)行深度處理，從而提高出水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 雙AO生物反應(yīng)池加MBR處理對(duì)策分析

2012年，我國(guó)發(fā)布了《生活垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液污染防治技術(shù)政策》的意見(jiàn)征求稿，旨在提高了滲瀝液的排放標(biāo)準(zhǔn)。但要達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)傳統(tǒng)工藝加以改良。垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液氨氮濃度高，常規(guī)的厭氧-缺氧-好氧組合工藝難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。圍繞MBR技術(shù)，創(chuàng)新組合工藝有望較好地承受高濃度污染物的沖擊，使出水達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。雙AO生物反應(yīng)池加MBR技術(shù)兼具生物和物理處理優(yōu)點(diǎn)。其在生物法階段采用雙缺氧-好氧工藝來(lái)保證除氨氮效果；M在物理法階段利用小孔徑隔絕去除膠體顆粒、殘余大分子有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽等。在具體工藝選擇上，應(yīng)根據(jù)各地的垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲瀝液中的C-N-P源的比例來(lái)具體微調(diào)。大部分垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液的N源比例高，而C源和P源不足，這不利于活性污泥的生長(zhǎng)。對(duì)于C源不足問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，在調(diào)節(jié)池中投加甲醇等C源。P元素的消耗主要是聚磷菌的作用。在好氧和缺氧階段，聚磷菌吸收含磷酸鹽；在厭氧條件下，聚磷菌釋放磷酸鹽。因此，要補(bǔ)充P源，可以將調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)成厭氧環(huán)境，增加后續(xù)處理工藝中的P源，供細(xì)菌合成核酸用。如果后續(xù)工序仍舊缺P(pán)，可以補(bǔ)充磷肥。

雙AO生物反應(yīng)池加MBR工藝的具體流程為調(diào)節(jié)池—缺氧池—好氧池—缺氧池—MBR膜分離池—納濾池。其中調(diào)節(jié)池應(yīng)根據(jù)各地氣候條件而采取不同的溫控措施。由于活性污泥主要由各類微生物組成，當(dāng)水溫低于5.6℃時(shí)，微生物基本上處于休眠狀態(tài)，若繼續(xù)降低，微生物會(huì)逐漸死亡，另外，硝化、反硝化細(xì)菌也需要在溫度高于15℃的環(huán)境下生存，因此，維持整個(gè)工藝的溫度相當(dāng)重要。對(duì)于北方等冬季氣溫寒冷地區(qū)，應(yīng)在調(diào)節(jié)池上覆蓋保溫材料，保證整個(gè)處理工藝流程的水溫。調(diào)節(jié)池還應(yīng)保證較大的容量，因?yàn)橛晁臎_擊，垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液會(huì)短期內(nèi)污染物濃度增加，較大地調(diào)節(jié)池容量，可中和進(jìn)入處理工藝的污染物濃度。

雙缺氧—好氧系統(tǒng)的組成主要是缺氧池—好氧池—缺氧池—MBR膜分離池。MBR生物反應(yīng)器可以設(shè)計(jì)為浸入式曝氣池形式，因此，其既可以作為好氧池，也可以發(fā)揮物理過(guò)濾池作用。一池兩用可以節(jié)約建設(shè)費(fèi)用。當(dāng)前滲瀝液MBR技術(shù)多采用外置式MBR技術(shù)。外置式MBR技術(shù)采用管道裝置，便于保證工作溫度和控制通量，但需要較高的工作壓力，且為保證活性污泥不在超濾膜管中沉積，必須保持最低4m/s的流速，這樣外置式MBR裝置的運(yùn)行成本非常高。浸入式MBR膜工作壓力低、裝置減低，運(yùn)行成本低，只是反應(yīng)器的通量低，且能承受的污泥濃度有限。但隨著材料學(xué)工藝的改進(jìn)，目前浸入式MBR膜的環(huán)境耐受能力已經(jīng)大幅改進(jìn)。采用聚四氟乙烯材料的浸入式MBR裝置的膜通量可提高30%，污泥耐受能力可超過(guò)20g/L。而且浸入式樣的MBR反應(yīng)器可以通過(guò)增加浸入組件來(lái)彌補(bǔ)膜通量不足問(wèn)題，通過(guò)污泥回流和排出剩余污泥方式解決污泥濃度過(guò)高問(wèn)題，其環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，非常容易根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件而加以改進(jìn)。雙缺氧—好氧系統(tǒng)可以在缺氧反硝化菌的作用下，將硝酸鹽轉(zhuǎn)為氮?dú)?，在好氧環(huán)境下，硝化細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)為硝酸鹽。這一循環(huán)系統(tǒng)可以有效地去除滲瀝液中的氨氮。

浸入式MBR膜反應(yīng)池在曝氣狀態(tài)下，既可以發(fā)揮好氧池功能，也可以利用水流和氣體的剪切力去除膜表面的沉積物，改善膜通量。MBR膜反應(yīng)器環(huán)境耐受能力強(qiáng)，其強(qiáng)大的污泥截留能力可以保證反硝化菌較長(zhǎng)的生長(zhǎng)周期，保證氨氮處理效果。垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液排放受季節(jié)和氣候的影響特別明顯，當(dāng)排量增加時(shí)，污泥膨脹和污染物濃度機(jī)率增加，但這些緊急情況時(shí)，MBR膜仍舊可以保證出水在一定控制范圍，而傳統(tǒng)的純生物處理工藝則難以保證。MBR較好的環(huán)境適應(yīng)性，可以保證污水處理廠有充足時(shí)間準(zhǔn)備特殊情況下的污水處理方案，例如投放C源、P源，投放新的膜組建和增加后處理工序等。

MBR膜反應(yīng)池可以去除大部分的有機(jī)物、懸浮顆粒和氨氮等污染物，但由于游離的銨態(tài)氮分子量小，可通過(guò)無(wú)機(jī)鹽的形式穿透用聚四氟乙烯膜，為降低氨氮和無(wú)機(jī)鹽含量，還應(yīng)在MBR膜反應(yīng)池后設(shè)置納濾膜反應(yīng)裝置。納濾膜的孔徑在2nm左右，納濾膜的分離機(jī)理為篩分和溶解擴(kuò)散并存，同時(shí)又具有電荷排斥效應(yīng)，可有效地去除二價(jià)和多價(jià)離子、去除分子量大于200的各類物質(zhì)，可部分去除單價(jià)離子和分子量低于200的物質(zhì)。由于MBR膜分離技術(shù)已去除了大部分懸浮顆粒，營(yíng)造了納濾膜的工作環(huán)境，因此，納濾可以與MBR反應(yīng)器完好地兼容。當(dāng)滲瀝液污染物濃度不容易控制時(shí)，還可以在納濾裝置后增加反滲透裝置，完全除去小分子氨氮和無(wú)機(jī)鹽物質(zhì)。

4 研究小結(jié)

我國(guó)《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》等文件實(shí)施后，垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液的處理標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，因此，探索處理效果更好的工藝是污水處理行業(yè)的重點(diǎn)研究方向。雙A0+MBR+NF工藝環(huán)境耐受能力強(qiáng)，處理能力強(qiáng)，可以作為徹底去除垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液污染的工藝。

[1]杜昱，岳崢，呂國(guó)慶，等.垃圾滲濾液處理系統(tǒng)內(nèi)置式膜和外置式膜比較[C].中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)全國(guó)排水委員會(huì)年會(huì)，2015.

[2]呂敏燕.蘭州新區(qū)生活垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液處理方案優(yōu)化設(shè)計(jì)[D].蘭州大學(xué)，2014.

Analysis on Landfill Leachate MBR Treatment Technology

CHEN Jiayu

(Shenzhen Sanlin Biological Technology Engineering Co.，Ltd，Guangdong Shenzhen，518000)

Dual AO+MBR treatment technology has the advantages of biological treatment and physical methods，and has strong environmental adaptability.It can adjust the process temporarily according to the site conditions.It is a kind of very effective technology for treating landfill leachate.

landfill leachate；MBR；double A0

陳嘉裕，助理工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)闈B濾液處理

文獻(xiàn)格式：陳嘉裕.垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液MBR處理技術(shù)分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(4)：127-128.

X21

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1673-288X(2017)04-0127-02