李成軍，劉永強，劉曉娟

（太原核清環(huán)境工程設計有限公司，山西 太原 030006）

1 概述

垃圾滲濾液是垃圾堆積、填埋后因壓力和生物降解等經過垃圾層過濾后滲出的污水。從滲濾液的生成機理來看，其主要來源有：降水、地表徑流、垃圾水分、垃圾覆蓋材料中的水分、垃圾降解生成水分、垃圾蒸發(fā)產生的水分等。

現(xiàn)階段，城市生活垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常棘手的問題。滲濾液是液體在填埋場重力流動的產物，主要來源于降水和垃圾本身的內含水[1]。由于液體在流動過程中可能會因某些因素而影響到滲濾液的性質，如物理因素、化學因素以及生物因素等，所以，一般來說，其pH值在4～9之間，COD在2 000～62 000 mg/L的范圍內，BOD5從60～45 000 mg/L，重金屬濃度和市政污水中重金屬的濃度基本一致[2]。

目前，我國大部分城市都是采用衛(wèi)生填埋方式作為垃圾處理的基本方式，但其產生的垃圾滲濾液無論對環(huán)境還是對人，都會造成嚴重的影響。而且，如果滲濾液得不到妥善處理，就會造成水體和土壤的嚴重污染。

2 滲濾液處理站運行分析

2.1 原水水質、水量情況

以西南某垃圾生活垃圾填埋場為例，其建于2010年，設計庫容為72萬m3，目前已經庫滿進入生態(tài)恢復階段。其場內建有一套日處理規(guī)模為300 m3/d的滲濾液處理站，分兩組設施進行處理。其中一組采用的工藝為：中溫厭氧—缺氧—好氧—MBR—反滲透，另一組采用的工藝為DTRO膜處理。滲濾液處理站進出水水質情況詳見表1。

表1 滲濾液處理站進出水水質指標

2.2 工藝流程及說明

滲濾液處理工藝流程如圖1所示。

通過圖1可以看出，（1）垃圾滲濾液從調節(jié)池經過提升泵進入厭氧升溫間，在厭氧升溫間將原水溫度提升至25 ℃以上，之后經提升泵從UASB反應塔（升流式厭氧污泥床）底部進入；而在厭氧塔里上層污水通過泵再從下端打入厭氧塔以形成厭氧塔內液體循環(huán)；由于原水中復雜難降解的有機物物料比較多，所以需要在厭氧段加以降解；經過厭氧段的廢水再進入缺氧階段，在缺氧段主要是好氧段回流的硝化液在缺氧環(huán)境中發(fā)生反硝化反應，以此完成硝態(tài)氮轉化成氮氣的過程[3]。

圖1 滲濾液處理工藝流程

（2）通過缺氧段的廢水進入好氧池，在好氧池中活性污泥經過有氧呼吸，進一步將有機物分解成無機物；之后通過MBR膜（一期使用的柱式MBR膜）去除大部分懸浮物和一定量的有機物，經MBR膜后COD、氨氮分別有大約1 500 mg/L，500 mg/L左右；然后，經過MBR膜后污水再通過高壓泵進入RO膜反滲透；而反滲透后COD會降到100 mg/L以內，氨氮也會降到10～20 mg/ L；最后，一部分清水會進入排放池，另一部分則返回到MBR產水池，和MBR膜產水混合后再進一次RO膜，濃水進入污泥濃縮池隨后回灌垃圾填埋場。

（3）另一組廢水經保安過濾器進入反滲透系統(tǒng)原水箱，在原水箱中通過加硫酸調節(jié)pH值，原水箱的出水經柱塞泵加壓后進入石英砂過濾器，隨后進入保安過濾器；而經過保安過濾器的滲濾液會直接進入一級DT裝置，經一級DT裝置內的高壓泵、一級在線循環(huán)泵及膜柱的出水會分為兩部分－濃縮液和透過液；一級DT裝置產生的濃縮液經輸送泵輸送至垃圾填埋場，透過液進入二級STRO裝置再進行進一步處理；經二級ST裝置內的高壓泵及膜柱的出水也分為兩部分－濃縮液和透過液，二級ST裝置產生的濃縮液返回至反滲透系統(tǒng)原水箱，透過液進入清水箱達標排放。

2.3 工藝特點及處理效果

該垃圾填埋場現(xiàn)有垃圾滲濾液的原水COD在6 000～7 000 mg/ L之間，氨氮在2 000～3 000 mg/L之間，若只用傳統(tǒng)的生物處理很難達到相關標準?，F(xiàn)處理工藝基本可以分為“UASB+A/O+MBR膜工藝+RO反滲透”和“DTRO+RO反滲透”兩種處理工藝。“UASB+A/O+MBR膜工藝+RO反滲透”工藝是在生物處理的基礎上將滲濾液中的有機物、氨氮等降解到一定程度，然后加壓通過反滲透膜后穩(wěn)定達標排放。該工藝的重心是在前端的生物處理上，在運營中要時刻關注污泥活性及微生物菌群的生長環(huán)境，以保證在生物處理階段能夠達到穩(wěn)定的去除率。如果生物處理效果不是很理想，在RO階段也可以通過控制產水量來提升出水水質。

“DTRO+RO反滲透”是純物理工藝[4]。其工藝優(yōu)點是運行操作簡捷方便，出水水質優(yōu)良且穩(wěn)定。缺點是不能有效降解并消除污染物，但濃縮液可以再回灌垃圾填埋場，這也解決了濃縮液處置難的問題。

目前該滲濾液的整體處理效果已經趨于成熟，經過近三年出水水質的數據統(tǒng)計，COD穩(wěn)定控制在50 mg/L以內，NH3-N穩(wěn)定控制在15 mg/L以內，其余指標也都穩(wěn)定達標。

2.4 運行成本分析

2.4.1 藥劑消耗

現(xiàn)填埋場垃圾滲濾液原水的碳源不夠，在運行過程中需要補充碳源（甲醇、葡萄糖），而硝化反應會消耗原水中的堿度，在運行過程中也需要添加小蘇打以補充硝化過程消耗的堿度。

生化系統(tǒng)需要投加藥劑的使用量及價格如表所示2。

在膜系統(tǒng)運行過程中，除了添加葡糖糖、甲醇和小蘇打以外，還要在進RO膜前投加鹽酸調節(jié)pH，進DT膜前投加硫酸調節(jié)pH，進RO反滲透膜前投加鹽酸調節(jié)pH，為防止硫酸調節(jié)會有絮狀物產生發(fā)生堵膜，還要在膜運行過程中投加阻垢劑和亞硫酸氫鈉還原劑等。其藥劑使用量及價格詳見表3。

表3 膜系統(tǒng)各藥劑使用量及價格表

2.4.2 更換膜組件的成本

MBR膜采用圓柱式模24組，每組約配備1 000根膜絲，傳統(tǒng)簾式膜1 300 m2。全部更換一次的費用均在30萬左右，更換期限一般為兩年一次。RO膜選用日本進口反滲透膜，一組RO膜共有三節(jié)，每節(jié)配備五支膜，每支膜更換的成本在3 500元左右，全部更換成本約為52 500元。二組RO膜共有21支膜，生化MBR膜后反滲透共有12支膜，DTRO后反滲透共9支膜，采用的反滲透膜跟一組一致，每支3 500元，全部更換成本在73 500元左右。

表2 生化系統(tǒng)藥劑使用量及價格表

DTRO膜是整個處理系統(tǒng)成本最高的處理設備，目前共有59束模組運行，每束模組里共有206個膜片，207片導流盤，導流盤與膜片交叉相繼疊放，每片導流盤上配兩個小膠圈。每束膜地更換成本在27 000元左右，全部膜組更換的成本在160萬左右，一般三到五年更換一次。

2.4.3 人工及其他成本

滲濾液處理站設一名站長、一名班長，9名操作工人，兩套系統(tǒng)分別為兩人一組，每組工作48小時，休息48小時。其中站長、班長的人工成本在6 000到8 000元，操作工人的人工成本約每人4 000元。

根據近三年統(tǒng)計，滲濾液處理站運行中每年的設備維修費用大約在80萬元到100萬元之間。

2.5 運行問題及解決措施

在滲濾液運行期間，RO反滲透膜出水端鋼管發(fā)生兩次裂管事件，分析可能是在洗膜時酸洗、堿洗后未及時用清水沖洗或未及時運行產水導致產生腐蝕，此外進出水端壓力偏高也是原因之一，事故產生時壓力達到了1.7 MPa，而正常RO膜的進出水端運行壓力一般要求控制在1.5 MPa以內。

另外，在藥劑使用方面，開始運行階段在生化段采用的是小蘇打（NaHCO3）來補充堿度，后來考慮改用純堿（Na2CO3）替換小蘇打補充硝化過程消耗的堿度。兩種藥品的價格相差很小，且純堿補充堿度的效果更好。

由于運行成本控制及高濃度氨氮可能對生化系統(tǒng)產生抑制作用等原因，滲濾液處理站生化效果并不是很好，特別是好氧段泡沫較多，現(xiàn)滲濾液處理站在運行中采用消泡劑消除好氧以及MBR池的泡沫，但消泡劑中含有的油脂會對膜產生不利影響?？紤]在MBR膜池的出水管上分一支小支管，支管上加設噴頭，利用噴出的MBR產水來消除泡質。

輪班機制基本為每組兩人，工作48小時，休息48小時。這種輪班方式由于連續(xù)工作時間較長，容易導致員工在夜間疏忽職守或者連續(xù)工作導致第二天工作精力不足，工作效率降低?？梢圆捎梅謨山M，一組白班一組夜班，白班夜班一月交替一次的方式進行。既能夠彌補夜間工作的缺陷，又能降低由于夜間疏忽職守導致的風險。

3 結論

現(xiàn)有的滲濾液處理方法多種多樣，各具特色，在實際應用中要因地制宜的來選擇處理方法。且不同地域的地理位置、地理結構、氣象條件以及垃圾成分等因素的差別都會導致滲濾液水質和水量的有所差異。

此外，對垃圾填埋場的穩(wěn)定化研究也是必要的。提高填埋垃圾的穩(wěn)定化水平，不僅可以縮短填埋垃圾的穩(wěn)定化時間提高產氣速率，而且還可以縮短垃圾滲濾液產生的周期，可在一定程度和范圍內改善滲濾液的處理難度。處理垃圾滲濾液的兩大難點是其NH3-N濃度高以及可生化性差。對于其產生機理，目前只是基于一定的定性認識，還缺乏對于其動力學特征等深層次機理的研究。因此，在以后的工作中要重視以上問題，這將有助于對滲濾液處理方法的研究和開發(fā)，以此探索更為經濟有效的滲濾液處理新方法。