趙瑞東

（北京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計(jì)科學(xué)研究所，北京 100028）

阿蘇衛(wèi)衛(wèi)生填埋場(chǎng)位于北京市昌平區(qū)東南16 km、小湯山鎮(zhèn)西南4 km，阿蘇衛(wèi)村西南900 m，二德莊村西700 m。該填埋場(chǎng)于1994年建成，并于當(dāng)年12月26日投入運(yùn)行，填埋場(chǎng)總占地面積60.4 hm2，設(shè)計(jì)填埋容量1 191萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)處理能力2 000 t/d，設(shè)計(jì)使用年限為13年。場(chǎng)內(nèi)的垃圾滲濾液處理設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)模600 t/d，主要工藝段采用“A2O+MBR+NF+RO”，出水在廠區(qū)回用[1]。

1　垃圾處理工藝流程

該廠的垃圾處理工藝如圖1所示。從服務(wù)區(qū)域各轉(zhuǎn)運(yùn)站運(yùn)來(lái)的垃圾進(jìn)廠后，首先進(jìn)行稱(chēng)重測(cè)量，然后運(yùn)往填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋，填埋完畢后攤鋪壓實(shí)。填埋場(chǎng)內(nèi)設(shè)填埋氣導(dǎo)排系統(tǒng)和滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)，填埋氣經(jīng)導(dǎo)排系統(tǒng)輸送至發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，滲濾液經(jīng)導(dǎo)排系統(tǒng)收集后，進(jìn)入滲濾液處理設(shè)施進(jìn)行處理。

圖1　垃圾處理工藝

2　滲瀝液處理工藝

2.1　滲瀝液處理工藝流程及水量平衡圖（見(jiàn)圖2）

圖2　滲濾液處理工藝流程及水量平衡圖

2.2　滲濾液處理工藝單元介紹

2.2.1調(diào)節(jié)池

設(shè)置調(diào)節(jié)池的目的是盡量減小滲濾液進(jìn)水水量和水質(zhì)的波動(dòng)，提高對(duì)有機(jī)負(fù)荷的緩沖能力，防止生物處理系統(tǒng)負(fù)荷的急劇變化。

2.2.2厭氧系統(tǒng)

該站厭氧系統(tǒng)采用的是升流式厭氧污泥床（UASB）和厭氧復(fù)合床工藝（UBF），UBF是UASB的改進(jìn)工藝，即UASB與厭氧濾池（AF）相結(jié)合的工藝。

在UASB反應(yīng)器中，廢水均勻地進(jìn)入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水與污泥顆粒的接觸過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣引起污泥床擾動(dòng)。在污泥床產(chǎn)生的氣體中有一部分附著在污泥顆粒上，自由氣體和附著在污泥顆粒上的氣體上升至反應(yīng)器的頂部。污泥顆粒上升撞擊到脫氣擋板底部，引起附著的氣泡釋放，脫氣的污泥顆?；氐轿勰鄬拥谋砻?。自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集在反應(yīng)器頂部的集氣室內(nèi)。液體中包含一些剩余的固體物和生物顆粒進(jìn)入到沉淀室內(nèi)，剩余固體和生物顆粒從液體分離并通過(guò)反射板落回到污泥層的上面。

UBF反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有填料層，由于生物膜固定在填料表面，生成了一層厭氧生物膜，也就是罐內(nèi)形成了厭氧生物床。形成的厭氧生物膜具有巨大的比表面積，不僅減少了微生物的流失，而且延長(zhǎng)了其在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間，提高了微生物濃度，當(dāng)污水通過(guò)時(shí)，增加了水中有機(jī)污染物與厭氧生物膜接觸的機(jī)會(huì)，使厭氧反應(yīng)更加充分，有機(jī)污染物去除率更高，也提高了氣水分離效率。同時(shí)，濾料還有截留上浮污泥和懸浮固體的功能，從而減小了出水懸浮物（SS），大大提高了厭氧罐的泥水分離效率[2]。

2.2.3兼氧池

兼氧池污水中的反硝化菌以原污水中的碳源有機(jī)物作為氫電子供體，以硝態(tài)氮作為電子受體，使從膜生物反應(yīng)池回流的混合液中的硝態(tài)氮及亞硝態(tài)氮中的氮被還原成氮?dú)鈴乃幸莩觯瑥亩_(dá)到除氮的目的。

2.2.4好氧池

在好氧條件下，好氧微生物通過(guò)新陳代謝作用，將污水中絕大部分有機(jī)污染物徹底分解為二氧化碳和水。

2.2.5MBR池

在好氧條件下，污水在硝化細(xì)菌的作用下將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，以達(dá)到去除污水中氨氮的目的。MBR（膜生物反應(yīng)器）池中的硝化液通過(guò)泵回流至兼氧池。同時(shí)，污水在此單元實(shí)現(xiàn)泥水分離。MBR多采用微濾膜和超濾膜。微濾膜孔徑在0.1～10.0 μm，超濾膜孔徑范圍在0.01～0.10 μm。

2.2.6納濾

納濾是一種介于反滲透和超濾之間的壓力驅(qū)動(dòng)膜分離過(guò)程，納濾膜與反滲透相比，其操作壓力更低，因此納濾又被稱(chēng)作“低壓反滲透”或“疏松反滲透”。

2.2.7反滲透

反滲透（RO）膜是一種只允許水分子通過(guò)的半透膜。半透膜具有選擇透過(guò)性，能夠允許溶劑通過(guò)而阻留溶質(zhì)。RO過(guò)程正是利用了半透膜的這一特性，以膜兩側(cè)的壓差為推動(dòng)力，克服溶劑的滲透壓，使溶劑透過(guò)而截留溶質(zhì)從而實(shí)現(xiàn)濃液和清液的分離。

2.2.8濃縮液的處理

浸沒(méi)燃燒蒸發(fā)技術(shù)，是一種無(wú)固定傳熱面的蒸發(fā)方式。其特點(diǎn)是燃料在特殊燃燒器內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫氣體在液面下排出，與被蒸發(fā)液體直接接觸發(fā)生熱傳質(zhì)。由于沒(méi)有固定傳熱面，因而避免了結(jié)晶、結(jié)垢等阻礙傳熱因素的影響，同時(shí)由于氣液交互、擾動(dòng)劇烈、尾氣溫度低，所以熱效率高。浸沒(méi)燃燒蒸發(fā)器被廣泛應(yīng)用于易結(jié)垢、高黏性、高沸點(diǎn)或強(qiáng)腐蝕性溶液的蒸發(fā)。尾氣或冷凝液中污染物的控制是SCE在滲濾液處理領(lǐng)域應(yīng)用的限制條件之一[3]。

2.2.9污泥的處理

排泥泵定期將生化池中的污泥排至污泥濃縮池。濃縮后的污泥經(jīng)過(guò)疊螺污泥脫水機(jī)處理后，生成的泥餅回填埋場(chǎng)填埋。

3　各工藝段處理效果

各工藝段的處理效果如表1～表7所示。

表1　調(diào)節(jié)池處理效果

表2　厭氧罐處理效果

表3　兼氧罐處理效果

表4　硝化池處理效果

表5　MBR處理效果

表6　NF處理效果

表7　RO處理效果

4　滲濾液處理工藝分析

阿蘇衛(wèi)滲濾液設(shè)施的處理現(xiàn)狀是：每天產(chǎn)生滲濾液約1 000 t，每天處理量為600 t，處理能力不足，在雨季時(shí)，滲濾液量更會(huì)大幅增長(zhǎng)，使得廠區(qū)需將滲濾液外運(yùn)處理或減少進(jìn)場(chǎng)垃圾量；每日系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮液在300 t左右，其中50 t進(jìn)入浸沒(méi)式燃燒蒸發(fā)系統(tǒng)，另外的濃縮液全部回流到調(diào)節(jié)池；厭氧單元的COD（化學(xué)需氧量）去除率較低，MBR出水COD將近1 000 mg/L，如表2、表5所示；納濾膜組件更換較頻繁。

目前，阿蘇衛(wèi)滲濾液處理設(shè)施出水水質(zhì)能滿(mǎn)足出水要求，但設(shè)施基本處于滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，處理能力不能完全滿(mǎn)足每日滲濾液產(chǎn)生量，有擴(kuò)建或新建廠站的必要。納濾膜組件出水水質(zhì)較差并且頻繁更換，造成這種情況的原因有兩方面：一是濃縮液回流調(diào)節(jié)池造成無(wú)機(jī)鹽離子的累積，增大了膜前的滲透壓，二是COD在生化階段（厭氧和好氧）處理效果不好，從而加重了膜組件的處理負(fù)荷。從表1～表7可以看出，該滲濾液處理設(shè)施出水是達(dá)標(biāo)的，但是厭氧段COD去除率僅為26%，一般厭氧反應(yīng)器的COD的去除率在70%以上，說(shuō)明厭氧段的處理不是很理想，這就導(dǎo)致MBR出水COD高達(dá)936 mg/L，對(duì)膜系統(tǒng)的運(yùn)行造成直接沖擊[4]。

厭氧段處理效果欠佳可從以下幾方面考慮：厭氧處理前端滲瀝液中的泥砂未有效去除，懸浮物高，難以沉淀，導(dǎo)致厭氧反應(yīng)器內(nèi)泥砂量積累過(guò)多，減小了反應(yīng)器有效容積，給厭氧及后續(xù)膜處理工藝運(yùn)行帶來(lái)較大影響；微生物營(yíng)養(yǎng)組合比例失調(diào)，一般厭氧反應(yīng)需要的營(yíng)養(yǎng)組合為COD：氨氮：磷=（100～500）:5:1；某些指標(biāo)是否超量，如硫酸鹽含量應(yīng)小于1 500 mg/L；控制進(jìn)入系統(tǒng)的對(duì)微生物有毒害作用的物質(zhì)濃度，如氰化物、酚類(lèi)等。

5　結(jié)語(yǔ)

衛(wèi)生填埋場(chǎng)垃圾滲濾液對(duì)環(huán)境危害極大，筆者通過(guò)分析阿蘇衛(wèi)衛(wèi)生填埋場(chǎng)的滲濾液處理工藝，提出以下建議。

（1）滲濾液處理工藝選擇要建立在對(duì)進(jìn)水水質(zhì)全面準(zhǔn)確掌握的基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，如生物反應(yīng)器的有機(jī)處理負(fù)荷、膜組件的膜通量、藥劑的加藥量等。結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，初次設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)（生物反應(yīng)器的有機(jī)處理負(fù)荷、膜組件的膜通量、藥劑的加藥量等）取值可適當(dāng)保守。要考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)，為未來(lái)預(yù)留空間，如為以后可能進(jìn)行的改擴(kuò)建項(xiàng)目預(yù)留場(chǎng)地、為以后新上物化處理設(shè)施預(yù)留場(chǎng)地等[5]。

（2）優(yōu)化前處理段（生化段）的運(yùn)行參數(shù)（如碳源、堿度、有機(jī)負(fù)荷、氮磷含量等），盡可能在前處理段降低COD、氨氮濃度，減輕膜分離單元的處理負(fù)荷，從而減少處理費(fèi)用。例如，考慮采用吹脫塔降低氨氮濃度、在進(jìn)入?yún)捬醵吻敖档臀鬯械腟S、泥沙含量等。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，研究通過(guò)化學(xué)沉淀、電滲析、離子交換等方法降低無(wú)機(jī)鹽濃度的可行性。