西北地区垃圾填埋场渗滤液处理设施升级改造工程案例①

张新莉

摘 要：《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）对填埋场渗滤液处理的达标排放提出了更高要求。该文以西北地区某山谷型生活垃圾填埋场渗滤液处理设施的升级改造项目为例，分析了改造方案的优越性和技术先进性，结合西北地区冬季漫长的气候特征和案例中渗滤液处理设施需全年运行的要求，项目在渗滤液处理站建设燃气供暖锅炉，年运行时间达到360天。该项目经验对于西北地区面临改造升级的渗滤液项目具有重要的借鉴和指导作用。

关键词：西北地区 填埋场 渗滤液 升级改造 新标准

中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0134-03

1 项目背景

该文涉及的生活垃圾填埋场位于我国西北地区，属于山谷型填埋场，东、西侧为山体，地势南高北低，在北侧山体出口地势较低处建有垃圾截污坝，坝下向北建有100 m3/d渗滤液处理站。该填埋场建于2003年，总占地面积110 hm2，总库容3 000万 m3，设计使用年限30年，日填埋垃圾2 000 t。

100 m3/d渗滤液处理站建于2007年，采用“厌氧+MBR+超滤”的二级膜渗透技术，排放标准执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-1997）中的二级标准，即COD≤300 mg/L、BOD5≤150 mg/L、NH3-N≤25 mg/L，处理后出水回喷填埋场。由于对渗滤液产生量估算过于保守，填埋场渗滤液实际产生量远大于处理站设计处理能力，受过量渗滤液的冲击，各处理单元处理效率普遍下降，污水处理效果不稳定，长期超标排放。

2008年4月，国家颁布了新的《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008），对渗滤液排放限值大幅提高并新增了TN指标，即COD≤100 mg/L、BOD5≤30 mg/L、NH3-N≤25 mg/L、TN≤40 mg/L[1]。原100 m3/d渗滤液处理站处理规模过小且出水水质无法达到新标准，受北方天气条件制约，年运行时间仅153d，出水采用回喷工艺，不利于渗滤液的及时处理，迫切需要对渗滤液处理工程进行升级改造并确保冬季运行，加快对场内积存渗滤液的处置。

2 工程概况

2.1 渗滤液水质特点

该填埋场采用厌氧卫生填埋方式，渗滤液产生量约470～520 m3/d，渗滤液水质呈现出成熟期填埋场特点，主要特征为：①填埋场处于产甲烷阶段，COD和BOD浓度均显著下降，但B/C比下降更为明显，可生化性变差，较难处理；②NH3-N浓度上升，C/N比相对不协调，色深，色度在200～4 000，恶臭显著；③成分复杂，含有As、Hg等重金属有毒有害物质；④渗滤液水质、水量季节性波动较大[2]。渗滤液原水水质及出水标准限值见表1。

2.2 渗滤液处理工艺比选

根据垃圾填埋场渗滤液产生量大、有毒有害物质浓度高的特点，对目前国内渗滤液的处理方法（包括生物法、物理法、组合处理方法以及深度处理技术等）进行比较，见表2。

由表2可以看出，单纯采用生物法无法确保处理效果。目前国内主流的处理工艺是由生物法和物理法组成膜生物反应器，然后再采用纳滤、反渗透等深度处理技术，确保出水达标。

2.3 工程内容

该填埋场渗滤液处理改扩建工程新建一座600 m3/d处理站，配套建设15000 m3地下调节池、7500 m3地下均衡池并加盖；原有100 m3/d渗滤液处理站的露天曝气池、调节池改造为事故池并加盖，防治恶臭污染；新建一座燃气锅炉房对处理站冬季供暖，延长运行时间至360 d/a；配套完善排水管线7.0 km，使出水进入城市二级污水处理厂处置，不再回喷垃圾场。

3 处理工艺

3.1 工艺确定

通过工艺比选，确定采用好氧生化（A/O）+物化（超滤）+深度处理（纳滤/反渗透）的渗滤液处理工艺，具体为：均衡池+外置式MBR（二级硝化）+纳滤，见图1。

3.2 工艺概述

渗滤液由调节池提升至均衡池，再进入后续MBR系统。为保护后续的膜处理单元，在布水系统前设有过滤级别为400～800mm的袋式过滤器，以防止小颗粒固体物进入后续的处理单元，外置式膜生物反应器由一级反硝化、硝化初级脱氮系统，二级反硝化、硝化深度脱氮系统和外置式超滤单元组成。

通过膜生物反应器（两级脱氮）处理后的超滤出水中BOD、NH3-N、重金属已达到排放标准，NH3-N去除效率超过99%。但是难生化降解的有机物形成的COD和色度仍然超标，出水没有悬浮物，满足深度膜处理纳滤膜的进水水质要求，再采用纳滤对出水进行深度处理，去除难生化降解的有机物，可以确保出水中COD达标排放。

3.3 各处理单元作用

3.3.1 均衡池

调节池的主要功能为调节水量，该工程建设水质均衡池，使新、老渗滤液在均衡池中进行调配以获得合适的碳氮比，极大地保证了渗滤液系统原水进水水质的稳定性，使进水的可生化性和碳氮比稳定在较好水平，有利于生物脱氮，并减少外加碳源的投加量，从而降低运行成本。

3.3.2 外置式膜生物反应器

“反硝化（A）-硝化（O）-超滤（NF）”称为膜生物反应器（MBR）[3]。该工程MBR由一级反硝化、一级硝化、二级反硝化、二级硝化和超滤系统组成。硝化池采用射流鼓风曝气，大部分有机物通过高活性的好氧微生物作用在硝化池内得到降解，同时氨氮在硝化微生物作用下氧化为硝酸盐。硝化池至前置反硝化池设有混合液回流（硝氮回流），硝氮回流至反硝化池内在缺氧环境中还原成氮气排出，达到生物脱氮目的。

考虑到出水中TN排放限值为40 mg/L，建设二级硝化和二级反硝化，当前置反硝化和一级硝化脱氮不完全时，在二级反硝化和二级硝化反应器中进行深度脱氮反应，通过控制硝化和反硝化反应的完全程度来控制出水中的TN。

硝化系统出水由超滤进水泵分配至超滤环路。超滤膜内表面为高分子有机聚合物的管式错流式超滤膜。超滤每条环路设一台循环泵，在沿膜管内壁形成紊流，产生较大的过滤通量，避免堵塞。

3.3.3 纳滤

MBR膜生物反应器出水中NH3-N、总金属离子、SS等指标已达到排放标准，但部分难降解有机物尚不能去除，采用纳滤可以进一步分离难降解的大分子有机物，进一步深度处理。

3.3.4 污泥处理系统

该工程生化剩余污泥和纳滤浓缩液混合后进入污泥池，由板框压滤机进料泵引入板框压滤机进行脱水，脱水产生的干泥运至填埋场，板框压滤机上清液回入生化池。

4 工程运行情况

4.1 水质达标情况

经过几个月的调试运行，处理系统能够稳定运行，出水水质良好。环境监测部门对该工程进行环保竣工验收监测给出的监测结果为：处理后出水中COD 12～19 mg/L，BOD <0.5 mg/L，NH3-N <0.025 mg/L，TN 14 mg/L，TP 0.02 mg/L，均满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）表2的标准限值要求。

4.2 主要污染物处理效率

根据环境监测部门对该工程进行环保竣工验收监测给出的监测结果，核算该工程对渗滤液主要污染物的处理效率分别为：COD 99.7%，BOD≥99.9%，NH3-N≥99.9%，TN 99.6%，TP 99.9%。

5 结语

（1）经过渗滤液处理站改扩建，新建的600 m3/d渗滤液处理站采用先进处理工艺使出水能够满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）的标准限值，符合渗滤液无害化处理要求，出水不再回喷，经排水管线输送至城市二级污水处理厂处置，符合渗滤液减量化处理要求。

（2）原有100 m3/d渗滤液处理站的调节池、曝气池通过加盖减少恶臭污染，同时新建燃气锅炉对处理站各处理单元供暖，确保工程实现全年360d运行，加速处理渗滤液。

（3）针对国内其他生活垃圾填埋场的渗滤液处理中超滤膜易堵塞问题，该工程采用外置式膜生物反应器，通过制造紊流避免污泥堵塞超滤膜，是对目前主流处理工艺的大胆创新，效果显著。

参考文献

[1] 陈忠.生活垃圾填埋场渗滤液升级改造项目案例分析[J].中国西部科技，2013，12（12）：9-10.

[2] 张与兵，熊惠英.垃圾填埋场渗滤液组合处理工艺工程实践[J].工业安全与环保，2014（2）：54-55，76.

[3] 陆伟，朱建强，沈菊杰.对垃圾填埋场渗滤液处理技术的探讨[J].低碳世界，2014（6X）：6-7.