垃圾滲濾液接入污水處理廠存在的問題探討

1、垃圾滲濾液接入城市污水處理廠存在的問題探討喬勇趙國志摘要：垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，其處理一直是水處理研究的難題之一。滲濾液的處理方法多種多樣，本文以某地為例，對垃圾滲濾液接入城市污水處理廠合并處理存在的問題進行了一定的探討。關鍵詞：垃圾滲濾液城市污水處理廠合并處理1.概述垃圾滲濾液是城市生活垃圾填埋場的主要污染物之一，主要來源于大氣降雨和垃圾本身所含的水分，是一種成分復雜的高濃度有機廢水。據(jù)測定，滲濾液中有93種有機污染物，其中22種被列入我國和美國國家環(huán)保署的重點控制名單，已確認部分具有致癌作用。滲濾液的主要特點為：1、成分復雜。垃圾滲濾液中不僅含有大量好氧性有機污染物，還

2、含有很多無機重金屬離子以及離子-有機化合物等。2、水質水量變化大。滲濾液的水質水量受多種因素的影響，如降雨、蒸發(fā)量、滲濾液回噴方式、地面流失、地下水滲入、垃圾的特性、地下結構層、填埋工藝、垃圾填埋時間等，其中降雨量和垃圾填埋時間是主要影響因素。因此，滲濾液水質水量變化非常大，很難發(fā)現(xiàn)其規(guī)律性。3、濃度高。根據(jù)國內外的有關數(shù)據(jù)，滲濾液各種成分的濃度相當高，CODBOE）可達數(shù)千乃至數(shù)萬mg/L,比一般的城市生活污水高出若干倍。4、可生化性是不定的。填埋場的早期滲濾液（場齡35年）中可降解有機物含量較高，BOE/COD比值一般在0.40.8之間，宜于生化處理；但隨著時間的延長，其BODCODBOD

3、COD©逐漸減小，BODCOD比值一般在0.10.2之間，而氨氮濃度始終維持在1000mg/L左右，可生化性越來越差。如何妥善處理垃圾滲濾液，一直是填埋場設計、運行和管理最棘手的問題，也是目前水處理界研究的難題之一。垃圾滲濾液的處理方法包括物理化學法和生物法。物理化學法主要有活性炭吸附、化學沉淀、密度分離、化學氧化、化學還原、離子交換、膜滲析、氣浮及濕式氧化法等多種方法。但物化方法處理成本較高，不適于大水量垃圾滲濾液的處理，因此目前垃圾滲濾液主要是采用生物法。生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結合。好氧處理包括活性污泥法、曝氣氧化池、好氧穩(wěn)定塘、生物轉盤和滴濾池等。厭氧處

4、理包括上向流污泥床、厭氧固定化生物反應器、混合反應器及厭氧穩(wěn)定塘等。由于垃圾滲濾液成分復雜，不僅有機污染和氨氮污染重，而且氮磷比例失調，其中還存在著抑制生物活性的汞、鉛、鋅等10多種微量重金屬離子，不利于生化處理。發(fā)達國家多采用垃圾填埋場內預處理與外送城市污水合并處理的方法，能達到良好的效果。國內一般采用垃圾場內單獨設立污水處理站，對混合貯存的垃圾滲濾液和地表徑流雨水進行生化-物化兩級處理，用此法處理“場齡”小于5年的早期垃圾滲濾液，CODBOD可以達到我國生活垃圾填埋污染控制標準（GB16889-1997中的二級排放標準，但NH+-N仍遠高于二級排放標準。中晚期的填埋場垃圾滲濾液，氨氮嚴重超

5、標，生物脫氮所需要的碳源又嚴重不足，而且缺乏磷元素。過高的氨氮要求進行脫氮處理，而過低的C/N比則對常規(guī)的生物處理有抑制作用，而且因有機碳缺乏，難以進行有效的反硝化，導致了處理難度大大增加。建造專用的滲濾液處理廠投資大，運行管理費用高，而且填埋場封場后，滲濾液量逐漸減少，處理難度進一步加大，而處理設備逐漸腐蝕老化，處理出水更難達標。與城市污水合并處理是解決這一難題的有效途徑之一。2 .問題探討將填埋場垃圾滲濾液接入適當規(guī)模的城市污水處理廠合并處理具有一定的優(yōu)勢，利用城市污水對滲濾液的緩沖、稀釋作用和城市污水中的營養(yǎng)物質補充滲濾液廢水中缺乏的營養(yǎng)物質，實現(xiàn)滲濾液和城市污水的同時處理同時達標，從而

6、解決滲濾液單獨處理難以達標的難題。但具體操作時要綜合考慮各種因素，包括：滲濾液的輸送，污水處理廠的運行負荷增大，滲濾液中的物質對微生物的抑制作用，以及合并處理后的污泥處置等問題。2.1 滲濾液輸送問題合并處理首先遇到的就是垃圾滲濾液的輸送問題。一般來說，垃圾填埋場都是建在遠離城市的地方，附近未必有適當規(guī)模的城市污水處理廠，所以只能要求滲濾液單獨處理，達標排放；而且遠距離輸送可能會造成較大的經濟負擔。因此，遠距離輸送合并處理須進行經濟分析，要考慮經濟上是否可行。輸送垃圾滲濾液，可以采用車輛運輸（滲濾液少時考慮使用）或管道輸送。如采用管道方式，雖然水量不大，但由于地勢或路途遙遠，一般需建污水提升泵

7、房數(shù)座。由于滲濾液有很強的腐蝕性，水泵和管材都要考慮防腐問題。以福州市紅廟嶺垃圾填埋場為例，由于填埋場位于半山腰，繞行和開隧方案均不現(xiàn)實，把滲濾液輸送至最近的洋里城市污水處理廠，首先要把滲濾液提升送過分水嶺，高差約90米。因此設二級提升泵站，泵站出水管采用DN110寸塑鋼管。下山段采用DN200UPVC力塑料管，地面段采用DN300UPVC力塑料管，管道總長度約12knr2.2 污水處理廠負荷問題污水處理系統(tǒng)本身的潛在能力可以用來接納滲濾液的負荷。有研究表明，滲濾液的量小于城市污水總量的0.5%且引起的污染負荷增量不超過10%時，將滲濾液和城市污水合并進行處理是可行的，而且不會對城市污水的生物

8、處理帶來負面影響。但由于滲濾液所特有的水質及其變化特點，進行合并處理時，如不加控制，容易對城市污水處理廠造成很大的沖擊負荷，影響甚至破壞城市污水處理廠的正常運行。曾有因滲濾液接入造成城市污水處理廠運行受到嚴重干擾而不得不將滲濾液切斷的先例。垃圾滲濾液處理的突出問題在于氨氮的含量很高，而氨氮的需氧量是比較高的（硝化每kg氨氮需4.57kgO2）,因此針對一定量的垃圾滲濾液，要求合并處理的污水廠規(guī)模是由氮負荷來決定的。對于考慮接納填埋場滲濾液的城市污水廠，主要須解決的是脫氮和磷缺乏問題。脫氮方面主要需控制整個污水廠進水COD/TKN3為宜，以滿足反硝化過程所需的碳源。CO前TKN的污泥負荷與水力停

9、留時間也應與一般城市污水廠的數(shù)據(jù)有區(qū)別，污泥負荷要低，水力停留時間要長，以使硝化反應進行得比較徹底。研究表明，城市污水廠進水COD/T邑200后，生化處理系統(tǒng)的效率就會下降，當滲濾液與城市污水合并處理時，就可能出現(xiàn)這種磷缺乏的問題，在這種情況下應給進水補充磷。福州市洋里污水處理廠一期工程規(guī)模為20萬噸/天，采用卡魯塞爾氧化溝工藝，流程見圖：嗣茶污料另外，洋里污水廠二期工程處理規(guī)模為10萬nVd,計劃于2005年開工，2007年建成。二期設計進水水質同一期工程，出水水質按照城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002，擬采用AA皿理工藝。一期工程通過工藝改造后也將達到上述標準。污水廠設

10、計進出水水質指標如下:指標類別CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH4+-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)備注進水30015020030454原一期出水水質<60<20<20<15一一GB8978-1996一期改造及二期出水<60<20<20<8<20<1.5GB18918-2002根據(jù)目前滲濾液處理站運行的實際情況，紅廟嶺垃圾填埋場垃圾滲濾液平均水量為1500m3/d左右。滲濾液水質根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定為：CODcr=5000mg/L,BOD5=3000mg/L,NH4+-N=800mg/L可見

11、，與城市污水相比，1500噸垃圾滲濾液相當于2.54萬噸城市污水。在污水廠達到30萬m3/d處理規(guī)模時，滲濾液水量按照1500nVd計，如果滲濾液不經預處理直接進入洋里污水廠，則污水廠進水水質變化：NH4+-N=33.8mg/L增力口12.7%CODCr=323.4mg/L增力口7.8%BOD5=164.2mg/L增加9.5%BOD5/CODCr=0.51可生化性好BOD5/NH4+-N=4.86碳源充足由以上的計算可看出，垃圾滲濾液對污水廠的水質沖擊負荷還是比較大的，NH4+-N指標更是超過了普遍認為的10恁一界限。垃圾滲濾液接入洋里污水廠后，將導致氧化溝曝氣不足和出水TN超標；為達到排放標

12、準，污水廠內需調整生化池污泥濃度，增加供氧量。因而需要在一期工程生物處理單元氧化溝內增加曝氣設備，處理垃圾滲濾液帶來的沖擊負荷。同時，未經處理的滲濾液接入污水廠必須貫徹“穩(wěn)定、限量”的原則，避免額外的沖擊負荷影響污水廠的正常運行。若垃圾滲濾液經預處理后接入污水廠，可參考兩個標準確定處理后水質，分別為污水排入城市下水道水質標準(CJ3082-1999)和生活垃圾填埋污染控制標準(GB168891997),具體見下表：垃圾滲濾液預處理出水指標指標CJ3082-1999GB16889-1997三級標準確定的出水指標CODcr(mg/L)50010001000BOD5(mg/L)300600600NH

13、4+-N(mg/L)35-35每天1500m3預處理后的垃圾滲濾液進入污水處理廠與城市污水混合后，經測算污水的污染物濃度僅增加約1%,即污水廠處理負荷約增加1%。根據(jù)以上分析可知，若垃圾滲濾液在預處理達標后可經城市污水管道接入污水處理廠，基本不會影響污水廠正常運行?？傊?，垃圾滲濾液接入城市污水處理廠對原工藝運行的影響一定要引起重視，接入前要進行充分的論證。另外，為保證滲濾液接入城市污水廠后的處理效果，降低污水處理廠負荷，最好能在填埋場內對滲濾液進行一定的預處理，然后再排入污水處理廠。這樣可以在投資及運行成本均較少的條件下，在填埋場內去除相當部分對后續(xù)生物處理影響較大的污染物，從而對滲濾液的污染

14、負荷加以緩沖并使下一步的合并處理運轉更順利。2.3 抑制物質研究表明，化學物質對微生物活性的影響與其濃度有密切的關系。大多數(shù)化學物質在濃度很低時對生物活性有一定的刺激作用（或促進作用）；當濃度較高（超過臨界濃度）時則產生抑制作用，且濃度愈高抑制作用愈強烈。幾乎所有微生物的生長都離不開鉀、鎂、鈣、鈉、鐵、鈕、鉆、銅、鍥、鋅、鋁和鈾等金屬元素。當這些金屬適量存在時，對于微生物的生長具有作為酶催化劑、在氧化還原反應中傳遞電子（將ADP?；癁锳TP）以及調節(jié)微生物滲透壓等作用。若在處理過程中，這些痕量元素的含量不足，可引起污泥的膨脹問題。在好氧條件下，重金屬元素對微生物毒害作用的最低限值分別為：汞0.

15、01mg/L,鎘0.1mg/L,銅1.0mg/L,六價銘0.01mg/L,鍥0.1mg/L1mg/L等；在厭氧條件下，根據(jù)中科院生態(tài)環(huán)境研究中心的研究成果，銘、銅、鍥、鉛和鋅等重金屬離子的抑制濃度分別為0.4mg/L1.0mg/L,0.5mg/L2.0mg/L,2.5mg/L4.0mg/L,0.1mg/L0.3mg/L和0.7mg/L1.2mg/L,毒性大小的次序大致為鉛銘銅鋅鍥。對于填埋場的滲濾液而言，其所含大多數(shù)重金屬離子的濃度高時要遠遠超過重金屬元素對微生物毒害作用的最低限值，因而對微生物產生毒害作用。此外，當幾種重金屬離子共存時所產生的毒性要比單獨存在時大，所以污泥對混合離子協(xié)同作用的

16、承受能力要比任一單個離子的承受能力低。因此，最好能在滲濾液接入城市污水處理廠前進行物理化學法預處理（如活性炭吸附、離子交換等），去除部分對微生物有害的重金屬，避免對污水廠的生物處理構筑物產生惡劣影響。滲濾液中高濃度的NH4+-N是影響滲濾液生物處理的另一重要因素。過高的NH4+-N濃度將抑制微生物的正常生長并危及合并處理的有效運行。同時，傳統(tǒng)的生物處理工藝也難以有效去除NH4+-No因而，為保證合并處理的效果，必要時須進行預處理或考慮采用具有較強生物脫氮功能的生物處理系統(tǒng)。2.4 合并處理后的污泥處置由于垃圾滲濾液的接入，可能會導致污水廠污泥重金屬含量升高，從而對污泥處置提出了新的課題。污泥中

17、重金屬含量上升，原來可以用于作化肥、建筑材料等或者直接農用還田的污泥，可能不再適合使用這些處置辦法，否則就可能需要對污泥進行必要的初步處理。3 .結論1 .垃圾的衛(wèi)生填埋是我國城市垃圾的主要處理方式之一，由此而產生的垃圾滲濾液成分復雜，水質水量變化大，而且成分隨“場齡”變化，是一種難處理的高濃度有機廢水。2 .垃圾滲濾液運輸（或管道輸送）至城市污水處理廠是目前比較好的選擇，但要求城市具有污水處理廠且輸送距離適中，而且城市污水廠要有適當?shù)囊?guī)模，足以容納填埋場產生的滲濾液。技術上可行之外，還要看經濟上是否合理，否則應采取其它方式解決垃圾滲濾液的出路問題。3 .垃圾滲濾液直接排入污水廠進行合并處理會對污水廠處理工藝造成很大的沖擊，給污水廠的運行管理帶來困難。而垃圾滲濾液水質水量變化大的特點，使得其在填埋場內進行一些預處理步驟如水解調節(jié)、氧化還原、吸附、沉淀等物化處理更顯必要，這樣可以在一定程度上降低滲濾液的污染物指標，改善其生化性能，大大減輕城市污水處理廠的壓力。4 .合并處理也會帶來一些問題，比如滲濾液接入對城市污水廠污水處理微生物的抑制作用、污泥成分的變化及其處置方法等方面，都是值得進一步研究的課題。參考文獻：1 E.Diamadopoulos,P.Samaras,etal.CombinedTreatmentofLandfill