城市垃圾衛(wèi)生填埋因其技術(shù)成熟、處理費用相對較低、便于管理，已成為國內(nèi)外廣泛采用的處理城市固體廢棄物方法之一。但垃圾在填埋及堆放過程中，其內(nèi)部有機物厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物和降水及地下水共同形成垃圾滲濾液，屬于成分復(fù)雜的高濃度有機廢水，環(huán)境危害*[1]。且滲濾液水質(zhì)水量受垃圾組份、填埋時間、當?shù)貧夂蚝图竟?jié)變化及填埋場設(shè)計等諸因素影響，處理起來具有一定難度[2]。
山東一體化污水MBR處理設(shè)備生產(chǎn)廠家
貴州省某縣生活垃圾填埋場于2011 年起投入使用，滲濾液產(chǎn)生量為50～80 m3/d，其中主要污染物包括有機物、氨氮、色度、重金屬等。對該填埋場滲濾液水質(zhì)特征進行分析論證后，擬采用混凝- 兩級A/O-Fenton- 上流式BAF 組合工藝進行處理，并對各處理工段出水水質(zhì)進行檢測分析，確定工藝運行周杰倫參數(shù)，通過試運行驗證了該工藝的可行性、經(jīng)濟性。
山東一體化污水MBR處理設(shè)備生產(chǎn)廠家
1 廢水水質(zhì)、水量及排放標準
該填埋場滲濾液產(chǎn)生量為50～80 m3/d，其總量會隨氣候和降雨量變化而上下波動，水質(zhì)差別也較大。該系統(tǒng)設(shè)計進水量為2 m3/h，廢水經(jīng)處理后，出水水質(zhì)需滿足生活垃圾填埋場污染控制標準（GB16889-2008）中表2 的排放標準。廢水COD、氨氮、色度、SS 等水質(zhì)指標的檢測分析按《水和廢水監(jiān)測分析方法》[3]中規(guī)定的標準方法進行。設(shè)計進水水質(zhì)和排放標準見表1。
表1 進水水質(zhì)與排放標準
Tab.1 Influent quality and discharge standard
2 廢水處理工藝
根據(jù)新的環(huán)保要求，新建的城市生活垃圾填埋場需專門配套獨立的滲濾液處理站，以減少廢水輸送費用，提高廢水的處理效率。該工藝在合理有效利用原有地形地貌的基礎(chǔ)上，采用混凝- 兩級A/O-Fenton- 上流式BAF 組合工藝進行廢水處理。其工藝流程如圖1 所示。
圖1 廢水處理工藝流程
Fig.1 Wastewater treatment process
3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)
該系統(tǒng)主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)如表2 所示。
表2 主要構(gòu)筑物和設(shè)計參數(shù)
Tab.2 Structures of wastewater treatment and design parameters
以上構(gòu)筑物除上流式BAF 采用鋼結(jié)構(gòu)外，其余都采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。另外，F(xiàn)enton 反應(yīng)池內(nèi)部采用三布四油防腐。
4 調(diào)試與運行
4.1 調(diào)試階段
該滲濾液處理系統(tǒng)于2011 年8 月正式啟動，進入調(diào)試階段。調(diào)試內(nèi)容主要包括絮凝劑投加量的確定，厭氧、好氧系統(tǒng)中微生物的培養(yǎng)及馴化，F(xiàn)enton高級氧化系統(tǒng)中反應(yīng)條件和試劑投加量的確定以及曝氣生物濾池中微生物的掛膜等。
（1）化學沉淀系統(tǒng)：確定采用聚合硫酸鐵作為絮凝劑，加藥量為60～80 mg/L，具體投加量應(yīng)根據(jù)實時水質(zhì)而定。加藥后廢水中的大部分重金屬、懸浮物以及部分有機物隨大顆粒礬花沉淀后被去除，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造有利條件。
（2）兩級A/O 生化系統(tǒng)：采用厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）- 一級接觸好氧- 接觸厭氧- 二級接觸好氧工藝，該工藝可以實現(xiàn)連續(xù)化運行，同時培養(yǎng)專屬優(yōu)勢菌種，提高反應(yīng)器的有機負荷和氨氮負荷，在較短的停留時間內(nèi)高效的去除COD 和氨氮。厭氧、好氧系統(tǒng)的啟動均采用活性污泥接種法，接種污泥取自城市污水廠剩余污泥。厭氧池和好氧池均采用間歇進水進行培養(yǎng)，在注滿滲濾液并接種污泥后，向兩池投加適量的面粉、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。厭氧池開啟內(nèi)循環(huán)泵，使池體內(nèi)廢水及污泥充分混合。接觸好氧池開啟曝氣，并在馴化初期控制較小的曝氣量，池內(nèi)的DO 質(zhì)量濃度保持在2～4 mg/L。每天監(jiān)測各池出水COD 變化情況，若COD 去除率達到60%，則按照實際運行時進水量的15%開始進水。之后，依次按照25%、50%、70%、*提高進水量，每隔5 d遞增一次。系統(tǒng)連續(xù)運行，繼續(xù)培養(yǎng)30 d 后，污泥絮凝沉降性能良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，此時，生化系統(tǒng)活性污泥培養(yǎng)馴化和啟動運行工作已基本完成。
（3）Fenton-BAF 深度處理系統(tǒng)：滲濾液經(jīng)過化學沉淀和生化處理后，其殘留的有機物為極難生物降解的有機物。對于該類有機物，該工程采用技術(shù)“化學氧化- 曝氣生物濾池工藝”進行處理。Fenton 高級氧化技術(shù)可利用試劑產(chǎn)生的具有強氧化性的羥基自由基將難生物降解的有機物轉(zhuǎn)化成為易降解有機物，提高廢水的可生化性。經(jīng)試驗論證，確定Fenton 氧化過程各試劑的周杰倫投量為：雙氧水（質(zhì)量分數(shù)27.5%）0.73 mL/L，*1.64 g/L。曝氣生物濾池具有物理截留和生物降解雙重功能，尤其適宜在貧營養(yǎng)狀態(tài)下的生物處理，它可實現(xiàn)對Fenton 出水的進一步處理。該系統(tǒng)中，BAF 采用3～5 mm 陶粒作為填料，填料高度為4.5 m，采用上流式進水，水力停留時間為12 h，氣水體積比為（7～10）：1，布氣系統(tǒng)采用穿孔管布氣。BAF 的啟動及掛膜采用活性污泥接種法，并在接種污泥的同時投加適量面粉提高COD 約為100 mg/L 及少量尿素、磷酸二氫鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，控制m(COD)：m(N)：m(P)=100：5：1 左右。悶曝培養(yǎng)2 d 后開始間歇注入Fenton 出水和面粉溶液的混合液，每天以2 m3/h 的流量進水4 h 換水，并對出水COD 進行檢測，當COD 去除率穩(wěn)定至60%左右后開始以相同流量連續(xù)進水，在污泥接種的第10 天，出水COD 去除率一直穩(wěn)定在60%以上，此時微生物掛膜培養(yǎng)成功[4]。
4.2 運行效果
本工程調(diào)試工作于2012 年4 月圓滿結(jié)束，經(jīng)過8 個月的運行，系統(tǒng)運行情況良好，設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，出水水質(zhì)達到設(shè)計要求。分析調(diào)試數(shù)據(jù)可知，經(jīng)混凝-兩級A/O-Fenton- 上流式BAF 組合工藝處理后，廢水中COD、氨氮質(zhì)量濃度可分別控制在50、5 mg/L以下，*廢水排放要求。另外，出水色度、pH等指標也達到生活垃圾填埋場污染控制標準（GB16889-2008）中表二的排放標準。
如圖2 所示，由于該垃圾填埋場場齡較短，原水屬早期滲濾液[5]，平均COD 維持在510 mg/L 左右。但由于受到當?shù)貧夂蚣敖涤甑挠绊?，進水水質(zhì)差異性較大，總體來看雨季原水COD 較低，旱季則較高。經(jīng)過兩級A/O 工段后，出水COD 可穩(wěn)定在102～234 mg/L。之后，再經(jīng)過Fenton-BAF 系統(tǒng)深度處理，出水COD 可降至50 mg/L 以下，平均COD 去除率達到了93.21%。在第12 天，出水泛黃并帶有少量懸浮物，決定用清水池儲水對BAF 進行反沖洗，反洗出水排入調(diào)節(jié)池重新處理。經(jīng)過試運行，建議本項目中上流式BAF 的反沖洗周期為15 d。
該系統(tǒng)對廢水中氨氮的處理效果如圖3 所示，經(jīng)過兩級接觸好氧工段中微生物的硝化作用，氨氮去除*，廢水平均氨氮質(zhì)量濃度可由進水的90.03 mg/L 降低至24.39 mg/L。再經(jīng)過上流式BAF的深度處理后，出水氨氮含量可穩(wěn)定在5 mg/L 以下，平均去除率高達96.01%。
系統(tǒng)色度去除效果較為明顯，在進水平均色度90倍的情況下，兩級A/O 出水色度50 倍，F(xiàn)enton-BAF出水色度為10 倍，色度去除率分別為44.44%、80%。經(jīng)生物降解和Fenton 氧化脫色雙重作用后，出水色度可降低至10 倍左右，總?cè)コ蔬_到了88.89%，脫色*。
5 經(jīng)濟效益分析
該套廢水處理系統(tǒng)運營費用主要包括電費和藥品費（不計人工及折舊費）。
電費：系統(tǒng)主要耗電設(shè)備包括鼓風機、水泵、加藥泵、攪拌機及污泥螺桿泵等。耗電量359.43kWh/d，電價按0.7 元/kWh 計算，垃圾滲濾液的處理電費為251.6 元/d，則處理滲濾液的耗電費用為5.03 元/m3。
藥品費：包括混凝預(yù)處理以及Fenton 高級氧化工段所需藥品的費用。聚合硫酸鐵（液態(tài)）價格按800元/t 計，用量0.6 kg/m3，運行費用為0.48 元/m3；*（固態(tài)）價格按200 元/t 計，用量1.64 kg/m3，運行費用為0.33 元/m3；雙氧水（質(zhì)量分數(shù)27.5%）價格按1 500 元/t 計，用量0.73 kg/m3，運行費用為1.10 元/m3；氫氧化鈉（質(zhì)量分數(shù)30%）價格按700元/t 計，用量2.38 kg/m3，運行費用為1.67 元/m3；聚丙烯酰胺價格按9 000 元/t 計，用量0.005 kg/m3，運行費用為0.045 元/m3。綜上，該系統(tǒng)處理此新填埋場滲濾液所消耗的藥劑費用為3.63 元/m3。
因此，該套廢水處理系統(tǒng)運行費用8.66 元/m3。
6 結(jié)論
混凝預(yù)處理- 兩級A/O 工段對垃圾滲濾液中COD 及氨氮具有良好的處理效果，平均去除率分別可達到62.79%和73.04%，為后續(xù)處理工段提供了良好的條件。
Fenton 高級氧化- 上流式BAF 組合的深度處理工藝中，雙氧水的周杰倫投量為0.73 mL/L，*為1.64 g/L。生化出水經(jīng)該組合工藝處理后，zui終出水COD 和氨氮質(zhì)量濃度可分別穩(wěn)定在50 mg/L和5 mg/L 以下，總?cè)コ史謩e達到了93.21%和96.01%。出水色度也由進水的90 倍降至10 倍，去除率達88.89%，實現(xiàn)了設(shè)計要求。
在不考慮人工及折舊費的情況下，采用混凝-兩級A/O-Fenton- 上流式BAF 組合工藝處理該滲濾液，運行費用僅為8.66 元/m3，出水水質(zhì)*相關(guān)排放標準，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
