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垃圾渗滤液是在垃圾填埋过程中产生的一种成分十分复杂的高浓度有机废水，尤其在北方，受雨季、生活习惯、四季交替等因素制约，由于垃圾渗滤液水量较少，但水质复杂，再加上垃圾焚烧之前储坑产生的渗滤液的掺入，混合水质可生化性较差，处理难度大。为此，笔者以北京某区2006年新建的垃圾卫生填埋厂为例，探讨垃圾渗滤液处理的有效技术和工艺。
1垃圾渗滤液的来源和主要污染物
1.1废水的来源和主要有害物质
研究选择北京市某区2006年新建的垃圾卫生填埋厂，其服务年限为12a，占地14.7hm2，垃圾填埋量600t/d，部分填埋物是焚烧残渣及筛下物。垃圾在压缩运输、填埋压实的过程中产生一种高浓度废水，即垃圾渗滤液，含降雨，其外观呈黑绿色，有恶臭的味道，且CODCr和NH3-N较高。填埋初期可生化性较好，CODCr<15000mg/L，NH3-N<350mg/L；但随着填埋时间的推移，CODCr逐渐降低，而NH3-N慢慢升高，重金属含量较高，1～2a后，CODCr<5000mg/L，NH3-N<600mg/L[1]。悬浮物SS是因有焚烧前储坑渗滤液，这部分水SS较高，在进入调节池之前设有1mm螺旋转鼓格栅，拦截悬浮物和大块的漂浮物。
1.2废水水质、水量
根据年平均降雨量计算得出该垃圾渗滤液水量为67.5m3/d，并由于管理设施区产生的生活污水为30.0m3/d，故确定总处理水量为100m3/d，24h运行。
废水处理后要求达到《北京市水污染排放标准》（DB11/307-2005）[2]二级标准，其废水水质及排放标准见表1。
表1渗滤液设计水质及排放标准
2处理工艺设计
2.1设计思路
本填埋厂采用卫生填埋和焚烧相结合的组合方式处理垃圾。垃圾运到垃圾厂，焚烧之前需在储坑里发酵7d左右，在此过程中会渗出一部分废水，此废水特点是CODCr在70000mg/L左右，NH3-N在300mg/L左右，生化性很好；而垃圾直接填埋产生的渗滤液CODCr在3000～6000mg/L左右，NH3-N在1000mg/L左右，高时可达1500mg/L，设计水质按混合后最不利条件考虑。
对该垃圾渗滤混合液采用厌氧反应器+膜生物反应器MBR+纳滤工艺进行处理。利用厌氧UASB主要考虑在填埋场运行初期和焚烧储坑废水进入时，降解大部分有机物，减少MBR负荷冲击；采用A/O主要基于生物脱氮的考虑；在进入系统之前设有1mm的格栅，主要是保证膜的正常运行，陶瓷膜膜过滤是一种压力驱动的新型、高效、低能耗的新型膜分离技术；而纳滤是最后把关工艺，保证出水的稳定达标。
2.2工艺流程
在填埋初期，渗滤液生化性较好，来自调节池的渗沥液经泵提升进入厌氧UASB，去除大部分有机物，出水自流进入A/O-MBR膜生化处理系统，通过好氧微生物的作用去除水中的有机物，并通过硝化和反硝化去除垃圾渗沥液中的氨氮。采用外置陶瓷超滤膜实现生化处理系统的泥水分离，截留污泥，提高微生物浓度，提高反应器的去除效率。出水经增压泵增压，进入纳滤处理装置，进一步去除有机物和氨氮，纳滤出水达标排放。在填埋后期，渗滤液生化性相对较差，碳氮比值较低，此时原液不经厌氧，超越进入A/O-MBR膜生化处理系统。该工艺流程见图1。
图1垃圾渗滤液处理工艺流程
2.3主要构筑物及设计参数
（1）调节池。常规垃圾卫生填埋场调节池停留时间在1～3个月之间，主要是雨季量大和冬季量少的调节，而焚烧之前垃圾储坑产生的渗滤液一般停留时间在7～10d。调节池为地下式矩形池，有效容积为1400m3，有效水深为2.5m，有效停留时间为14d，内设潜污泵2台，1用1备。
（2）UASB厌氧罐。钢制圆形结构，内设均衡布水器和三相分离器等，设计负荷为3kgCOD/（m3•d），有效容积为170m3，直径为6.0m，反应区有效高度为6.0m，总高度为10m，沼气产率为0.4m3/kgCOD。
图2膜生物反应器示意图
（3）A/O-MBR池。它是该工艺的核心部分，由反硝化罐、硝化罐和外置陶瓷微滤膜组成（见图2）。反硝化罐，钢制圆形结构，罐体尺寸为<4.5m×6.0m，有效容积为79.5m3，超高1m，回流比R=500%；硝化罐，钢制圆形结构，罐体尺寸<8.0m×6.0m，超高1m，有效容积为251m3，MLSS浓度为12000mg/L，污泥负荷为0.12kgCOD/（kgMLSS•d），总需氧量约为11.5m3/min。曝气方式采用射流曝气，设鼓风机2台，1用1备。微滤采用无机陶瓷膜组件，陶瓷膜处理单元由膜元件、膜壳、进料泵、循环泵以及阀门管道组成，膜孔径为0.2Lm，膜面积为8.5m2，运行时间为20h/d，膜再生维护时间为2h/d，膜通量为100L/（m2•d），循环流量为200m3/h，膜组件数量为6组，主机外形尺寸为5.0m（L）×1.5m（W）×3.0m（H），运行时一般膜进口压力为（3～4）×105Pa。陶瓷膜清洗周期一般为3d，所需清洗药剂为30%NaOH溶液20L、工业NaClO溶液10L、30%HNO3溶液20L，清洗时需关闭进液阀，打开药液阀，强制打循环。
（4）纳滤装置。膜通量为25L/（m2•d），运行时间为22h/d，回收率为85%，采用4ft膜元件，膜孔径为150～300dalton，膜面积为7.2m2，数量为25支，为美国能用/GE制造。
（5）污泥浓缩池。污泥浓缩池设计平面尺寸为5.5m×4m，有效水深为2.9m，超高0.5m，有效体积为64m3。污泥处理的好坏，直接影响渗滤液处理站的运行。由于污泥沉淀分离效果不好，直接进行压滤效果较差，从污泥浓缩池用泵抽入板框压滤机的管路中加入PAM助凝剂，能达到较好的压滤效果。污泥含水率经板框压滤机后可由99%下降至75%～80%。
2.4系统运行控制
渗滤液处理系统的运行可通过PLC实现自动控制，也可切换到人工控制，能进行提升泵、循环泵、鼓风机、搅拌机等设备的启闭和自动切换。
3工程调试与运行
该工程于2007年10月动工，2008年4月建成并开始进水调试，接种污泥取自城市污水处理厂的活性污泥，厌氧UASB和A/O的污泥同时进行培养和驯化。厌氧段，投入污泥后，从出水处回到进水处强制打循环，适当补充一些营养源（甲醇），间歇进少量的渗滤液，慢慢地逐渐加量，当厌氧污泥的活性、适应性和数量基本达到要求后，才满负荷运行[3]；而A/O池进泥后，加部分稀释水和少量渗滤液到设计水位后开始曝气，通过污泥回流保持污泥浓度，逐渐增加渗滤液的量，30d后污泥浓度达到10000mg/L，整个生化系统开始联动运行，55d后达到系统设计水量100m3/d。
一些污泥在陶瓷膜表面形成污染层，并有少量进入其多孔陶瓷支撑体内，从而使膜的过滤通量减小；为了恢复陶瓷膜的过滤性能，系统必须进行CIP清洗。本系统配备了3个清洗罐，分别为酸罐、碱罐和热水罐，用以配制清洗液和进行清洗操作。一般仅需要浓度为1%～2%普通酸碱清洗剂即可使陶瓷膜的性能恢复，陶瓷膜的特点是机械强度、耐腐蚀性、耐污染性等都较优越[4]，同时陶瓷膜较易清洗。经过3个多月的调试，该工程已能正常运行，处理后的水质达到了设计要求，于2008年10月通过环保验收。其处理效果见表2。
表2渗滤液处理效果
4技术经济分析
本工程设计处理能力为100m3/d，占地面积837.6m2，工程投资650万元。工程运行费用主要是电耗和膜折旧费，单位耗电量为14.31kW•h/m3（渗滤液），电费按0.80元/（kW•h）计，电费为11.45元/m3，药剂费为2.7元/m3，膜更换费为9.26元/m3，水费为0.75元/m3（水按5.6元/m3计），维护检修费为1.64元/m3，则单位运行成本为25.8元/m3。本项目的技术经济指标见表3。
表3处理工程的技术经济指标
5结论
（1）本工程采用厌氧、反硝化/硝化、陶瓷膜和纳滤等工艺对垃圾渗滤液进行处理，在技术和经济上是合理、可行的。实际运行结果表明该工艺对CODCr、BOD和NH3-N的去除率均超过98%。
（2）由于陶瓷膜清洗维护、启动方便，且耐酸、耐碱和耐高温，陶瓷超滤膜的利用，较好地解决了北方冬季水量偏小或者间断运行的问题。
（3）工程实践证明，调节池的容积偏小些，不仅有利于后续处理效率的提高，体现出技术和经济的统一，而且对整个处理系统的稳定运行和出水的稳定达标至关重要。
参考文献：
[1]李颖，郭爱军.垃圾渗滤液处理技术及工程实例[M].北京：中国环境科学出版社，2006：20.
[2]DB11/307-2005，北京市水污染物排放标准[S].
[3]杨开明，张建强，杨小林，等.垃圾卫生填埋场渗滤液组合处理工艺设计与调试[J].中国给水排水，2006，22（10）：61-64.
[4]Judd，S.，C.Judd著；陈福泰，黄霞译.膜生物反应器——水和污水处理的原理与应用[M].北京：科学出版社，2009：57.
