吳羽桐，李 碩，韓晶樂

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東 泰安 271008

1 垃圾滲濾液的性質(zhì)

垃圾滲濾液是由受有機廢棄物污染且負(fù)荷系數(shù)較高、水質(zhì)變化極為頻繁復(fù)雜的生態(tài)廢水組成的，其性質(zhì)與氣候交替、水體活動、季節(jié)變遷、填埋廢物的種類、垃圾填埋的時間、填埋方式及其本身的含水量等因素有關(guān)[1]。

水溶性有機物一般濃度很高，CODCr和總BOD5等濃度的最高測定值也可達到每天數(shù)千至幾萬mg/L，是正常城市污水含量的10～100 倍[2]；金屬離子含量較高，有毒或重金屬含量相對較高時，填埋垃圾滲濾液成分隨貯存時間、水質(zhì)、水量等變化較大，滲濾液污泥的微生物成分?jǐn)?shù)量和污泥性質(zhì)等會隨地下填埋場的使用時間長短而產(chǎn)生變化，可消生化性偏差性也會越來越大[3]。氨氮含量偏高，對后續(xù)生物發(fā)酵處理技術(shù)的使用具有較大的微生物抑制作用，并且長時間需要用氨氮濃度來維持水質(zhì)穩(wěn)定；有機污染物種類繁多，成分復(fù)雜，色度高，有難聞臭味，一般為黃褐色或黑色。

2 試驗

本課題旨在對泰安市垃圾場滲濾液處理工藝改造進行前期試驗。泰安市垃圾場設(shè)計的日處理量最高可達200 m3，其中包含50 m3／d 的再生水。為了確保垃圾滲濾液可以得到妥善處理，并能夠獲得有效的試驗數(shù)據(jù)，我們進行了如下試驗。設(shè)計水量為0.08～0.10 m3/h。進水水質(zhì)通過水質(zhì)分析獲取，出水水質(zhì)需符合《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 16889-2008，即：COD≤100 mg/L、SS≤30 mg/L、BOD≤30 mg/L、色度≤40 倍。

試驗設(shè)備：調(diào)節(jié)池、加酸桶、鐵碳反應(yīng)塔、加堿桶、AO 池、二沉池、過濾器、吸附塔等設(shè)備。

水樣：泰安市垃圾廠滲濾液，由水質(zhì)化驗分析，得出垃圾滲濾液進水的水質(zhì)數(shù)據(jù)見圖1。

圖1 垃圾滲濾液進水水質(zhì)圖

試劑：硫酸、氫氧化鈉、雙氧水、二氧化氯。

2.2 試驗方法

根據(jù)之前的計算結(jié)果和要求，我們現(xiàn)場制作了試驗設(shè)備，主要包括調(diào)節(jié)池、加酸桶、鐵碳反應(yīng)塔、加堿桶、AO 池、二沉池、過濾器、吸附塔等設(shè)備。在設(shè)計流量下進行了小規(guī)模試驗，待試驗狀態(tài)穩(wěn)定后，采集各處理單元的水樣，進行水質(zhì)分析，以核實試驗效果。通過對試驗數(shù)據(jù)的分析，加以適度調(diào)整，以取得最佳效果。

2.3 處理方法的工藝流程

2.3.1 工藝流程簡述

垃圾露天填埋貯存區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的垃圾滲濾液，將經(jīng)填埋場中的專用設(shè)備即地下收集污水管道系統(tǒng)匯入城市污水調(diào)節(jié)池，滲濾液則在該調(diào)節(jié)池體系中均質(zhì)均量。在該調(diào)節(jié)池系統(tǒng)中加入一定量H2SO4等物質(zhì)，調(diào)整溶液的pH，則濾液在鐵碳氧化還原反應(yīng)塔中也會去除其中的一部分雜質(zhì)，如CODcr、BOD5和NH4+-N。從還原反應(yīng)塔內(nèi)流出的大量滲濾液又會降解部分CODcr、BOD5物質(zhì)。污水經(jīng)UASB 厭氧反應(yīng)器厭氧處理后，進入A/O 反應(yīng)器，A/O 池可以充分實現(xiàn)去除有機物和脫氮的功能[4]，接著進入后續(xù)的處理構(gòu)筑物進行活性炭吸附、沸石處理，達標(biāo)排放。使UASB 厭氧反應(yīng)器、A/O 池產(chǎn)生的剩余污泥進入污泥濃縮池，經(jīng)濃縮處理后的污泥由螺桿泵統(tǒng)一送到填埋區(qū)填埋。濃縮池的上清液回流至調(diào)節(jié)池[5]。

本工藝流程的特點是只采用成熟的污水處理工藝來實現(xiàn)達標(biāo)排放的目的，而未采用膜法處理，避免了膜反沖洗及濃水處理等較難解決的問題，能夠穩(wěn)定可靠地運行。

2.3.2 處理效果

各單元按設(shè)計處理率運行，表1 展示了垃圾滲濾液處理工藝流程中各工段的處理效果。

表1 處理效果一覽表

3 試驗過程與數(shù)據(jù)分析

3.1 試驗步驟

試驗過程主要由以下步驟完成：

試驗主要包括鐵碳還原、UASB、生物處理單元和活性炭等四部分內(nèi)容，主要目的是降解垃圾滲濾液中的COD、BOD5、色度、氮、磷等污染物質(zhì)。我們要重點關(guān)注各單元的處理效果，主要是查看各單元主要去除的物質(zhì)。按照設(shè)計要求，將原水按照工藝流程引入水處理試驗設(shè)施，并進行正常的工藝運行調(diào)試。在調(diào)試運行過程中，密切觀察各個環(huán)節(jié)的情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即進行處理使之恢復(fù)正常。當(dāng)工藝運行穩(wěn)定后，以每個處理單元為一個考察對象進行水質(zhì)分析，確定處理效果和處理參數(shù)，并進行優(yōu)化調(diào)整。對試驗設(shè)施進行改進和優(yōu)化，觀察運行效果，得出最佳運行方式。

3.2 試驗裝置

試驗裝置流程圖見圖2。

圖2 試驗裝置流程圖

3.3 試驗數(shù)據(jù)分析

3.3.1 試驗過程

按照試驗設(shè)計和現(xiàn)場的實際情況，試驗進行全流程運行，分步重點考察的方法，獲取試驗數(shù)據(jù)，得到試驗效果。

COD 的去除：滲濾液中COD 的含量非常高，一般的一級生物處理難以達到理想效果，所以我們采用鐵碳還原、UASB、AAO、活性炭等處理工藝，以期達到預(yù)期處理效果[6]。處理效果及去除效率如表3，圖4。從中可以看出，通過采用上述處理工藝，COD可以達到理想的處理效果。

NH3-N 的去除：特別是在垃圾滲濾液處理的初期，NH3-N 的濃度也非常高，處理難度大[7]，我們主要采用了鐵碳還原、UASB、AAO、活性炭等工藝，在去除COD 的同時，也大幅度降低了NH3-N 的含量，同樣達到了預(yù)期處理效果，如表2、圖3。從中可以看出，通過上述處理工藝，NH3-N 的去除亦可達到理想效果。

表2 COD 及NH3-N 實際處理效果表

圖3 COD 及NH3-N 實際處理效果圖

色度的去除：垃圾滲濾液的色度很高，為2 000～4 000，呈褐色或黑色，嚴(yán)重影響著人們的感官，本工藝中主要采用了鐵碳還原、UASB、活性炭吸附等工藝，取得了良好的效果，出水基本可以達到無色透明的標(biāo)準(zhǔn)。

通過采取以上處理工藝，可以看出，垃圾滲濾液中的污染物質(zhì)能夠同期大幅度去除，可以達到預(yù)期效果。

3.3.2 出水水質(zhì)

通過水質(zhì)化驗分析，得到垃圾滲濾液出水水質(zhì)數(shù)據(jù)見圖4。

圖4 垃圾滲濾液出水水質(zhì)圖

3.3.3 試驗效果

由以上圖表可知，鐵碳還原能夠降解一部分有機物，同時，滲濾液的生化性為后續(xù)進行生化處理提供了有力的條件，加上雙氧水等氧化劑有兩個作用，一是調(diào)整pH，二是起到優(yōu)化的作用[8]，成熟的UASB處理工藝，使生物處理達到了預(yù)期效果，持續(xù)運行時間盡管不長，但可以看出效果是顯著的，后面的過濾池、吸附塔也發(fā)揮了其應(yīng)有的作用，達到了去除COD 和色度的目的。

因此，靈活搭配以上工藝可以達到既符合處理標(biāo)準(zhǔn)又經(jīng)濟實惠的目標(biāo)。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

垃圾滲濾液作為一種濃度相對較高、成分變化復(fù)雜且快、后期水質(zhì)變化較大、復(fù)雜的、具有持久性的有機生物廢水，采用單一的水處理藥劑法無法快速實現(xiàn)無害化綜合處理，鐵碳還原+UASB 處理器+AO 反應(yīng)器+活性炭吸附的無害化綜合處理工藝可以輕松達到最佳水處理效果。通過試驗，不難看出試驗處理效果穩(wěn)定。工藝流程所用設(shè)備操作難度低，藥劑易得，整體工藝便于推廣，具有可行性。選擇滲濾液凈化處理技術(shù)工藝時，應(yīng)盡可能根據(jù)各類滲濾液設(shè)備的結(jié)構(gòu)特性及本省各地工業(yè)的實際技術(shù)需求情況，因地制宜、靈活科學(xué)地選用各種處理凈化方法，并通過比較試驗研究取得更優(yōu)工藝參數(shù)，用于生產(chǎn)指導(dǎo)和工藝實踐。

4.2 建議

為了使廢水中的不可生物降解物質(zhì)最大程度地轉(zhuǎn)變?yōu)榭缮锝到馕镔|(zhì)，可以在活性炭吸附之前采用一定的氧化技術(shù)（如預(yù)臭氧）。這樣，活性炭吸附后所得的吸附進水的BOD5/COD 值會較低，吸附效果會更好，還可改善其生化性能。垃圾滲濾液中含高濃度氨氮，將顯著抑制微生物的活性，開發(fā)更高效的脫除氨氮方法可以明顯提高垃圾處理后的給水排水生物處理效率[9]，有助于提升經(jīng)濟效益，進行適當(dāng)?shù)某杀究刂啤?/p>