張靜，段國萍，王艷秋

（1.北京市海淀區(qū)六里屯垃圾填埋場，北京100094；2.北京市海淀區(qū)環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究所，北京100086）

北京六里屯垃圾滲瀝液處理工藝及去除效果分析

張靜1，段國萍1，王艷秋2

（1.北京市海淀區(qū)六里屯垃圾填埋場，北京100094；2.北京市海淀區(qū)環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究所，北京100086）

研究了北京市海淀區(qū)六里屯垃圾填埋場的垃圾滲瀝液處理的工藝及其處理效果，對UASB、A/O、MBR、納濾等工段的COD和氨氮的去除效果進(jìn)行比較與分析。結(jié)果表明：當(dāng)進(jìn)水COD濃度為2 400～35 150 mg/L和氨氮濃度為1 365～2 586 mg/L時(shí)，此組合工藝可穩(wěn)定高效地去除垃圾滲瀝液中的COD與氨氮，且能滿足經(jīng)濟(jì)、高效地處理垃圾滲瀝液的要求。

滲瀝液；COD；氨氮；去除率

目前，我國城市垃圾處理70%以上采用衛(wèi)生填埋法［1］。但在堆放與填埋等處理過程中，垃圾因微生物厭氧發(fā)酵、有機(jī)物分解、雨水沖淋、地下水浸泡及垃圾自身原有的水分等原因而產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物和水分，由此形成了成分復(fù)雜、氨氮濃度高、可生化性差、隨季節(jié)變化幅度大［2］的高濃度有機(jī)廢水——垃圾滲瀝液。一旦處理不當(dāng)，將會造成周圍土壤、地表水和地下水長期、嚴(yán)重的污染，對環(huán)境、生態(tài)和人體的危害極大［3］。

為有效地處理垃圾滲瀝液，世界各國科技工作者不斷地嘗試將生物技術(shù)、物理化學(xué)技術(shù)、膜處理等技術(shù)與工藝單獨(dú)或組合應(yīng)用，但因垃圾滲瀝液特性變異較大，故采用一般的生化處理技術(shù)或單一的處理工藝難以使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，故如何經(jīng)濟(jì)、有效地對其進(jìn)行處理已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)［4］。

1 六里屯垃圾填埋場的滲瀝液特點(diǎn)

垃圾滲瀝液取自北京市海淀區(qū)六里屯垃圾填埋場，2012年系統(tǒng)運(yùn)行的為新老混合滲瀝液，水質(zhì)狀況復(fù)雜。COD濃度為2 400～35 150 mg/L，氨氮濃度為1 365～2 586 mg/L。

2 垃圾滲瀝液的處理工藝

2.1 工藝流程及內(nèi)容

北京市海淀區(qū)六里屯垃圾填埋場滲瀝液處理項(xiàng)目的工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程

滲瀝液通過管道收集進(jìn)入調(diào)節(jié)池，但由于調(diào)節(jié)池容量小，均水作用不理想。因此，針對滲瀝液有機(jī)物、氨氮濃度較高和水質(zhì)變化波動大的特點(diǎn)，采用抗水力沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的中溫上流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器。接著采用運(yùn)行成本低、構(gòu)造簡單、出水水質(zhì)穩(wěn)定的A/O鼓風(fēng)供氧、曝氣頭曝氣的處理工藝。隨著有機(jī)污染物濃度得到一定降解，采用膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝進(jìn)一步降低水體中的氨氮和有機(jī)污染物濃度。最后，采用納濾技術(shù)對MBR出水進(jìn)行深度處理，可以有效截留MBR產(chǎn)水中的COD、色度等。

2.2 樣品采集、分析項(xiàng)目與方法

1）樣品采集。每周采樣測定1次，采樣點(diǎn)為調(diào)節(jié)池、UASB反應(yīng)器、A/O、MBR及納濾工藝的出水，測定水質(zhì)中的COD、氨氮。

2）分析項(xiàng)目與方法見表1。

表1 垃圾滲瀝液測定方法與使用儀器、型號

3 結(jié)果與分析

3.1 UASB去除效果與分析

UASB的進(jìn)水水質(zhì)：COD為2 400～33 150 mg/L，氨氮為1 365～2 586 mg/L，經(jīng)過UASB處理后出水COD的濃度為1 810～18 800 mg/L，氨氮為1 350～2 492 mg/L。

3.1.1 對COD的去除效果與分析

由圖2可知，在研究周期內(nèi)UASB對COD的去除率為15%～78%，平均去除率為43%。UASB抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，3—6月的處理效果好，分析原因是溫度適宜（UASB適宜的最佳溫度在33～37℃［5］）、還有這個時(shí)間段水果蔬菜消耗量增加，新鮮垃圾中有機(jī)物及水分含量增加，導(dǎo)致填埋區(qū)的新鮮滲瀝液增多，COD濃度增高，厭氧菌的營養(yǎng)物質(zhì)豐富、C/N增高、B/C增高，可生化性好，去除效果好。7—9月溫度高，雨水量增大，稀釋了滲瀝液，厭氧菌的營養(yǎng)不足導(dǎo)致COD的去除率下降。1—2月和10—12月溫度較低，特別是1、12月低溫少雨，氨氮濃度高，C/N比例失調(diào)，不利于生化處理，COD去除率較低，去除效果差。溫度變化、雨量大小、營養(yǎng)物質(zhì)都對COD的去除有影響。

圖2 UASB進(jìn)出水COD的濃度及去除率的變化

3.1.2 對氨氮的去除效果與分析

從圖3中可以看出，經(jīng)過UASB處理后，水體中氨氮的去除率特別差，而且經(jīng)常出現(xiàn)氨氮濃度增長現(xiàn)象。即此工藝段對氨氮沒有去除作用，而且間接說明在此工段溫度對氨氮去除的影響非常小。

圖3 UASB進(jìn)出水氨氮的濃度及去除率的變化

3.2 A/O去除效果與分析

A/O的進(jìn)水水質(zhì)為：COD 1 810～18 800 mg/L，氨氮1 350～2 492 mg/L，經(jīng)過A/O處理后出水COD 280～1 135 mg/L，氨氮10～56 mg/L。

3.2.1 對COD的去除效果與分析

從以上數(shù)據(jù)和圖4得知，A/O段對COD的去除率為67%～96%，平均去除率為85%，A/O段的進(jìn)水水質(zhì)雖然不穩(wěn)定，但出水COD較為穩(wěn)定，說明A/O段工藝具有較高的抗沖擊負(fù)荷能力；還可以看出當(dāng)維持較高的COD濃度時(shí)，去除效率較高。

圖4 進(jìn)出水A/O段COD的濃度及去除率的變化

3.2.2 對氨氮的去除效果與分析

從圖5中可以看出，A/O段對氨氮的去除效果很好，對氨氮的去除率在97%以上。雖然A/O進(jìn)水水質(zhì)有一定的變化，但A/O對氨氮的去除效果較穩(wěn)定，這是由于A/O中存在著大量的硝化菌和少量的亞硝化菌、反硝化菌，在其協(xié)同作用下水中的氮化合物被轉(zhuǎn)化和分解，從而去除氨氮。

圖5 進(jìn)出水A/O段氨氮的濃度及去除率的變化

3.3 MBR去除效果與分析

MBR的進(jìn)水水質(zhì)為：COD 280～1 135 mg/L，氨氮10～56 mg/L，經(jīng)過MBR處理后出水COD 180～845 mg/L，氨氮一般低于10 mg/L。

3.3.1 對COD的去除效果

MBR處理單元對COD的去除率為11%～68%，平均去除率是30%，見圖6。

圖6 MBR進(jìn)出水COD的濃度及去除率的變化

3.3.2 對氨氮的去除效果

MBR進(jìn)出水氨氮的濃度的及去除率變化見圖7，氨氮去除率在80%以上，平均去除率為90%。

圖7 MBR進(jìn)出水氨氮濃度及去除率的變化

3.3.3 MBR工段去除效果分析

從COD去除率在最大值68%、最小值11%之間的差距和從圖7氨氮去除率的變化（當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后，去除率會下降）分析出，運(yùn)行一段時(shí)間后，膜會受到污染，導(dǎo)致膜阻力增大，膜通量降低，氨氮、COD去除率下降，所以需采取防污染措施，并進(jìn)行膜清洗。

3.4 NF工段去除效果與分析

NF的進(jìn)水水質(zhì)為：COD 180～845 mg/L，氨氮一般低于10 mg/L，經(jīng)過NF處理后出水COD 20～98 mg/L，氨氮一般低于4 mg/L，可達(dá)標(biāo)排放。

3.4.1 對COD的去除效果

采用了NF膜處理工藝，進(jìn)出水COD的濃度變化見圖8?？梢钥闯觯琋F出水COD的濃度為20～98mg/L，可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，NF處理單元對COD的去除率為76%～91%，平均去除率是87%。

圖8 NF進(jìn)出水COD濃度及去除率的變化

3.4.2 對氨氮的去除效果

圖9是NF系統(tǒng)進(jìn)出水氨氮濃度及去除率的變化，可以看出，經(jīng)過NF處理后，出水氨氮值一般低于4 mg/L，氨氮的的去除率為10%～77%，氨氮的平均去除率是37%。

圖9 NF進(jìn)出水氨氮濃度及去除率的變化

3.4.3 NF工段去除效果分析

從上文COD、氨氮的去除率不穩(wěn)定分析及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，NF的去除效果好壞其關(guān)鍵可能在于能否有效地控制膜結(jié)垢現(xiàn)象，因?yàn)槟そY(jié)垢極大地影響膜的通量和截留率等性能，從而導(dǎo)致去除率下降。

3.5 UASB-A/O-MBR-NF組合工藝的去除效果

UASB-A/O-MBR-NF組合工藝處理后COD去除率為97.79%～99.91%，年平均去除率為99.35%，出水COD的濃度為20～98 mg/L。UASB-A/O-MBRNF組合工藝對氨氮的去除率為99.85%～99.99%，出水氨氮的濃度在4 mg/L之下。

4 結(jié)論

UASB段主要是去除COD，平均去除率是43%，去除率與溫度變化有關(guān)，與厭氧菌的營養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)、C/N增高、B/C增高，可生化性好，去除率就好。A/O池主要去除氨氮，去除率在97%以上，并且對COD有進(jìn)一步的去除作用，平均去除率是85%，效果好的原因，主要是硝化作用與反硝化作用的功勞；MBR對COD的平均去除率是30%，對氨氮的平均去除率是90%，效果好壞與膜污染有關(guān)，所以需采取防污染措施，并進(jìn)行膜清洗；NF對COD的平均去除率是87%，對氨氮的平均去除率是37%，NF段最主要是控制膜結(jié)垢現(xiàn)象。

結(jié)果表明采用UASB-A/O-MBR-NF組合工藝對COD的年平均去除率為99.35%，氨氮的去除率全年維持在99.85%以上，達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)?？煞€(wěn)定高效地去除垃圾滲瀝液中的COD與氨氮，且該組合處理系統(tǒng)具有較高的抗沖擊負(fù)荷能力和穩(wěn)定的處理能力。

［1］王琳.垃圾填埋滲濾液的處理方法［J］.城市環(huán)境與城市生態(tài)，1998，11（1）：25-28.

［2］何厚波，熊楊，周敬超.生活垃圾填埋滲濾液的特點(diǎn)及處理技術(shù)［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2002，10（4）：159-164.

［3］宋玉，王峰，趙由才.利用水泥及添加劑處理垃圾滲濾液生物處理尾水的研究［J］.工業(yè)水處理，2006，26（11）25-27.

［4］Lema J M，Mendez R，Mendez R，et al.Characteristics of landfill leachates and alternatives for their treatment areview［J］. Water Air Soil Pollu，1998，40（1）：223-250.

［5］潘濤，王剛.廢水處理工程技術(shù)手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

Leachate Treatment Technology and Treatment Effect in Liulitun Landfill of Beijing

Zhang Jing1，Duan Guoping1，Wang Yanqiu2
（1.Beijing Haidian Liulitun Waste Landfill Site，Beijing100094;2.Haidian Environmental Sanitation Scientific Research Institute of Beijing，Beijing100086）

We studied the technique used to treat leachate in Beijing Haidian Liulitun Waste Landfill Site and its treatment effect，including the comparison and analysis for the treatment effect of COD and nitrogen ammonia in different stages，such asUASB，A/O，MB，nanofiltration，etc.The result showed that thistechnique can stably and effectively reduce COD and nitrogen ammonia in leachate，and economically and effectively meet the requirements for leachate treatment，with the inlet COD and nitrogen ammonia are 2 400～35 150 mg/L and 1 365～2 586 mg/L，respectively.

leachate;COD;ammonia nitrogen;removal rate

X703

B

1005-8206（2017）03-0088-04

張靜（1983—），工程師，研究方向主要為污水運(yùn)行處理、水質(zhì)和填埋氣體檢測等。

E-mail：229356370@qq.com。

2017-01-06