保定某生活垃圾填埋場(chǎng)于2001年建成并投入使用，預計使用年限15 a。該垃圾填埋場(chǎng)設計總庫容372萬(wàn)m3，日處理垃圾1 000余m3，局部垃圾填埋厚度已達20多m。在垃圾填埋處理過(guò)程中，場(chǎng)區產(chǎn)生了大量垃圾滲濾液，其中不但含有多種有毒有害污染物，還含有大量難降解有機物，若處理不當會(huì )給周?chē)h(huán)境造成很大的危害。為了避免垃圾填埋產(chǎn)生二次污染，同時(shí)減少垃圾填埋降塵噴淋時(shí)的優(yōu)質(zhì)水取用量，采用中溫厭氧/生物脫氮/MBR/NF/RO組合工藝對垃圾滲濾液進(jìn)行處理，并將處理出水回用于場(chǎng)區降塵等雜用用途，為場(chǎng)區污染零排放奠定了基礎。
1 進(jìn)水水質(zhì)和排放標準
該垃圾填埋場(chǎng)采用厭氧填埋工藝，滲濾液水質(zhì)波動(dòng)幅度大、濃度高且可生化性較差，根據建設方提供的水質(zhì)數據，并結合其他相似工程的進(jìn)水水質(zhì)狀況〔1, 2〕，對滲濾液處理站進(jìn)水水質(zhì)采取保守設計;同時(shí)，要求處理后的出水水質(zhì)達到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標準》(GB 16889—2008)相應標準，其主要指標的進(jìn)水水質(zhì)及出水標準見(jiàn)表 1。
2 工藝流程
目前國內外見(jiàn)諸報道的以膜工藝為核心的滲濾液處理技術(shù)，取得了較好的處理效果〔3, 4〕。結合該垃圾處理項目滲濾液產(chǎn)量及水質(zhì)實(shí)際情況，采用中溫厭氧/兩級生物脫氮/MBR/NF/RO組合工藝對垃圾滲濾液進(jìn)行處理，該滲濾液處理工藝流程見(jiàn)圖 1。
來(lái)自垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液自流進(jìn)入調節池，在調節池中均化水量水質(zhì);之后，由潛污泵提升進(jìn)入中溫厭氧反應器，可分解滲濾液中的大部分有機物，CODCr、BOD5得到初步降解，并提高滲濾液的可生化性;出水自流進(jìn)入兩級脫氮系統，經(jīng)過(guò)反硝化—硝化—再反硝化—再硝化的系列反應，將水中高濃度的氨氮轉化為硝態(tài)氮最后轉化為氮氣排除，同時(shí)有機物也得到大幅降解(為提高脫氮效果，設置硝化液回流系統);完成脫氮的滲濾液自流進(jìn)入浸沒(méi)式MBR系統，通過(guò)MBR系統中生物降解和膜過(guò)濾的綜合作用，進(jìn)一步去除滲濾液中難降解有機物及大部分懸浮物，以滿(mǎn)足NF系統的進(jìn)水要求;MBR出水經(jīng)自吸泵輸入NF系統，將大部分CODCr、BOD5、二價(jià)離子及色度截留;NF系統后設置反滲透系統，濾除納濾系統無(wú)法截留的一價(jià)鹽離子以及剩余的氨氮、CODCr、BOD5等污染物，同時(shí)將滲濾液色度進(jìn)行脫除。出水水質(zhì)優(yōu)于《生活垃圾填埋場(chǎng)污染物控制標準》(GB 16889—2008)，可將其回用于場(chǎng)區除塵等雜用用途。
厭氧系統產(chǎn)生的沼氣輸送至場(chǎng)區沼氣發(fā)電站。MBR系統和反滲透系統產(chǎn)生的濃縮液回流至調節池再處理。滲濾液處理系統產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)濃縮脫水后輸送至垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行衛生填埋處理。
圖 1 垃圾滲濾液處理工藝流程
3 工程設計
3.1 調節池
根據建設方實(shí)測水量數據，并考慮未來(lái)垃圾填埋量，該垃圾滲濾液處理規模按150 m3/d算。
由于垃圾滲濾液水量水質(zhì)不均勻，綜合考慮經(jīng)濟、地形條件，設計調節池有效容積150 m3，有效水深4.5 m，停留時(shí)間為24 h，以保障后續處理系統穩定運行。為避免調節池內部產(chǎn)生死角以及固體顆粒沉淀，在調節池對角設置推進(jìn)式潛水攪拌器2臺，功率為5.5 kW;調節池末端設置滲濾液提升泵(Q=7.5 m3/h，N=2.2 kW)，1用1備。調節池設置池蓋以避免雨水混入并防止臭氣擴散。
3.2 中溫厭氧系統
設鋼制外保溫中溫厭氧反應器1座，尺寸為D 8.6 m×10 m，有效容積為300 m3，停留時(shí)間為48 h，內置纖維填料層。進(jìn)水通過(guò)在厭氧反應器底部的環(huán)形開(kāi)孔布水管布水，布水管面向池底開(kāi)孔，每10 cm開(kāi)1個(gè)直徑為8 mm的孔洞，每相鄰兩個(gè)孔洞之間呈45°角。配置厭氧循環(huán)管道泵(Q=108 m3/h，N=7.5 kW)，1用1備。配套換熱裝置(熱源為垃圾填埋場(chǎng)區集中供熱系統)，以保障中溫厭氧系統在寒冷季節的生化反應效率。
3.3 脫氮系統
考慮滲濾液高氨氮的水質(zhì)特點(diǎn)，設計反硝化前置的兩級硝化反硝化脫氮系統，滲濾液重力自流依次通過(guò)由一級反硝化池、一級硝化池、二級反硝化池、二級硝化池串聯(lián)組成的脫氮系統，各池參數及配套主要設備見(jiàn)表 2。
脫氮系統的內回流系統將二級硝化池消化液回流到一級反硝化池，一方面稀釋脫氮系統的進(jìn)水，另一方面利用滲濾液中溶解性碳源進(jìn)行反硝化，從而實(shí)現生物脫氮和除碳的雙重目的。反硝化池內設潛水式攪拌器進(jìn)行混合攪拌，使滲濾液和活性污泥充分接觸和混合，同時(shí)保證池內溶解氧低于1.5 mg/L，維持良好的脫氮環(huán)境。
3.4 MBR系統
浸沒(méi)式MBR裝置置于室內的膜處理車(chē)間，處理水量按7.5 m3/h設計，另外，配套鼓風(fēng)機(Q=2m3/min，N=5.5 kW)為膜組件供氣。該MBR系統設計及運行參數見(jiàn)表 3。
膜分離液通過(guò)抽吸泵(Q=7.5 m3/h，N=0.75 kW，1用1備)排出，濃液通過(guò)回流泵(Q=37 m3/h，N=2.2 kW)排入污泥濃縮系統。
3.5 NF系統
NF系統與MBR系統統一置于室內的膜處理車(chē)間，NF裝置2套，其型號為JL-NF-09，處理水量為7.5 m3/h，配套循環(huán)泵(Q=7.5 m3/h，N=1.5 kW)1用1備，增壓泵(Q=4.0 m3/h，N=4.0 kW)1臺，化學(xué)清洗系統(Q=17.5 m3/h，V=1 m3)1套，加藥系統(Q=9.6 L/h，N=0.55 kW)2套。
3.6 RO系統
RO系統置于室內的膜處理車(chē)間，RO裝置2套，其型號為JL-RO-09，處理水量為7.5 m3/h，配套供水泵(Q=7.5 m3/h，N=0.75 kW)1用1備，增壓泵(Q=7.5 m3/h，N=18.5 kW)1臺，清洗系統(Q=18 m3/h，V=1 m3)1套，加藥系統(Q=4 L/h，N=0.02 kW)3套。
3.7 出水池
出水池為鋼筋混凝土結構，主要用于儲存RO裝置出水，對已達到國家排放標準的出水，可直接達標排放也可以回用于填埋場(chǎng)區，有效容積75 m3。
3.8 輔助構筑物
輔助構筑物主要包括污泥脫水系統、膜系統清洗池、中控室和化驗室等。
污泥脫水系統包括地上式鋼筋混凝土結構污泥濃縮池(3.0 m×3.0 m×6.8 m)1座，污泥提升泵(Q=15m3/h，N=2.2 kW)1用1備，污泥脫水系統(Q=4 t/h)1套，污泥脫水加藥系統(流量可調0~1 m3/h)1套。
膜處理車(chē)間、中控室、化驗室、藥庫等合建為綜合處理工房，外形尺寸為26.7 m×8.1 m×5.4 m，框架結構，地上一層。
4 運行效果
本滲濾液處理工程于2013年4月正式投產(chǎn)以來(lái)主要指標的運行監測數據見(jiàn)表 4，出水水質(zhì)均達到了設計標準。
5 經(jīng)濟分析
本滲濾液處理工程總投資約1 209萬(wàn)元，其中設備購置費968萬(wàn)元，土建工程費用141萬(wàn)元，安裝及調試費用58萬(wàn)元，其他費用42萬(wàn)元。本項目耗電量0.8 kW·h/m3，耗水量0.04 m3/m3。按年運行365 d、人均工資4萬(wàn)元/a計，滲濾液處理費用為23.24元/m3，主要費用情況見(jiàn)表 5。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
6 結論
采用中溫厭氧/兩級生物脫氮/MBR/NF/RO系統組合工藝處理滲濾液，各系統分工明確，能夠大幅削減碳排放;同時(shí)，具有抗沖擊負荷能力高、污泥齡長(cháng)、容積負荷高、污泥產(chǎn)量低、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。目前垃圾滲濾液處理系統運行穩定，出水水質(zhì)能夠達到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染物控制標準》(GB 16889—2008)，可以回用于場(chǎng)區雜用，是場(chǎng)區實(shí)現污染零排放的關(guān)鍵措施。
