摘要:針對城市生活垃圾滲濾液可生化性差、氨氮含量高等特點,采用了吹脫—UBF—SBR的處理工藝。運行結果表明,處理出水的COD、BOD5、NH3-N、SS等指標均能達到《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB 16889—1997)的二級標準。

關鍵詞:垃圾滲濾液,吹脫,復合高效厭氧反應器,SBR,工程調試

湖南長沙縣城市固體廢棄物處置場位于長沙縣安沙鎮,主要接受星沙開發區的生活垃圾。該場于2002年8月開始運行,平均填埋量為400 t/d,滲濾液產生量為10~80 m3/d,其滲濾液的基本性質見表1。

表1垃圾滲濾液水質Tab.1 Characteristics of refuse leachate項目濃度范圍COD/(mg·L-1)1 600~5 000BOD5/(mg·L-1)398~1 246總氮/(mg·L-1)160~900氨氮/(mg·L-1)80~400SS/(mg·L-1)30~280pH 6.2~6.5該滲濾液于2003年初開始集中處理,采用的工藝為吹脫—UBF—SBR,設計處理能力為100 m3/d,處理出水通過專用管道排入地表水Ⅳ類水體,執行《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB 16889—1997)的二級標準。

1工藝流程及構筑物

1.1工藝流程

生活垃圾滲濾液的有機物濃度高,可生化性差,一般BOD5/COD<0.3,且含氨氮濃度較高[1]。針對滲濾液的這些特性,設計中采用厭氧、兼氧、好氧相結合的方式進行處理,具體工藝流程如圖1所示。

1.2　構筑物

①　吹脫池
由于滲濾液中氨氮濃度較高且廢水的pH值較低,為減少生物處理過程中的脫氮負荷,根據氨氮在弱堿性條件下容易揮發的性質設計了吹脫池,先加入氫氧化鈣溶液調節滲濾液pH值至8. 0左右,再向滲濾液中鼓風,使一部分氨氮揮發到大氣中。吹脫池尺寸為18 m ×3 m ×4 m,設計水力停留時間為1. 0 h,設自動加藥設備1套,由pH控制儀控制自動加藥。

②　調節池
由于垃圾場產生的廢水量受降雨量的影響較大,為保證處理系統進水水質相對穩定,必須有較大的調節池來調節水量,同時隨著滲濾液量的變化,其有機物濃度也有較大的變化,特別是在冬季滲濾液量少,濃度特別高,因此需對原水進行適當調節,以免對處理設施沖擊過大。另外,調節池可以起到兼氧反應的作用,因生活垃圾滲濾液進入污水處理廠之前已經過較長時間的厭氧發酵過程,滲濾液直接進行厭氧作用已不顯著,通過吹脫池的充氧作用和自然復氧作用,使調節池中的滲濾液處于一個兼氧環境,滲濾液中本身存在的大量兼氧菌生長活躍,這樣一方面可去除部分有機物,另外可極大地提高廢水的可生化性,使后續生化處理難度降低[ 2 ] 。調節池設計尺寸為50 m ×30 m ×5 m,停留時間為60 d。

③　UBF反應器
廢水經過調節池的兼氧反應后可生化性得以提高,但有機物濃度仍較高(COD 為2 000 mg/L 左右) ,直接進行好氧處理不僅運行成本無法接受,且容易產生污泥膨脹等異常情況。因此,選擇復合高效厭氧反應器(UBF)去除大部分有機物,設UBF池2座,單池尺寸為ª3. 8 m ×8 m,間歇進水,設計平均停留時間為43 h。池體為A3 板焊接而成,外設保溫層,常溫下發酵,采用穿孔管進水,反應器上部安裝1. 5 m高的半軟性填料,頂部設鋸齒狀出水堰。另外,為保證反應器中污泥處于懸浮狀態,提高廢水與污泥接觸的機會,還設置了出水回流裝置。

④　SBR反應池
厭氧反應器出水進入SBR反應器進一步處理,針對廢水中氮含量較高這一特性,設計選用SBR反應器,通過控制曝氣時間來控制反應過程中DO濃度,使好氧—兼氧反應交替發生,以提高脫氮效率。SBR反應器由4個獨立的鋼筋混凝土池體構成,單池有效容積為6 m ×5 m ×4. 5 m,采用微孔鼓風曝氣,螺旋槳自動潷水器排水。設計12 h為一周期,其中進水2 h (不曝氣) 、曝氣反應3 h、缺氧反應2h、曝氣反應3 h、沉淀排水2 h。

⑤　過濾池
SBR反應池出水含一定量的懸浮物,特別是在污泥異常情況下懸浮物含量往往超標,因此設計了過濾池以去除出水中的懸浮物。過濾池為10 m ×3m ×3 m的鋼筋混凝土池體,以爐渣為濾料,過濾層高度為2 m。

2　工程調試

① UBF反應器的調試。厭氧反應器的調試是整個工程調試的關鍵,接種污泥為某城市污水處理廠的消化污泥, 接種量為15 t, 污泥含水率為75. 8% ,VSS/TSS為0. 52,反應器內污泥含量為10gVSS/L。為使好氧污泥厭氧化,將污泥注入反應器后,加入適量滲濾液,同時針對滲濾液難生物降解的特性,向反應器中加入葡萄糖(濃度為500 mg/L左右) ,靜置3 d,然后開始間歇進水( 15 m3 /d) ,為增強污泥的沉降性能,向反應器內投加氯化鐵混凝劑和少量顆�；钚蕴�(粒徑為0. 27 ～0. 4 mm) , 10 d后反應器產氣較大,其COD去除率達到70%,之后開始連續進水,以COD去除率達到70%為原則逐漸增加進水量,提高負荷為5 m3 /次, 50 d后反應器基本達到設計處理能力,標志著厭氧反應器調試完成。

② SBR反應器的調試。在UBF反應器啟動一周后開始進行SBR反應器的調試。SBR 反應器接種某城市生活污水處理廠的活性污泥,接種量為22 t,污泥含水率為82% ,VSS/TSS為0. 55,反應器內污泥濃度為4 gVSS/L。加入種泥后注入厭氧池出水至SBR池容的2 /3位置,加入72 kg口服葡萄糖,開始曝氣,并向反應器中加入200 kg粉末活性炭,曝氣2 d,然后開始通入厭氧反應器出水并曝氣,當出水COD濃度< 50 mg/L時,向反應器中加入少量葡萄糖以補充微生物生長所需營養。當UBF調試達到設計能力時SBR反應池出水水質已完全能達到《生活垃圾填埋污染控制標準》( GB 16889—1997)二級標準,整個工程調試完成。

3　運行情況

在UBF和SBR反應器調試完成后,按設計流量和設計參數連續運行2個月后,對系統各處理單元的處理效果進行監測,結果見表2 (表中數據為連續5 d的平均值) 。具體參見http://m.dongaorq.cn更多相關技術文檔。

該工程于2002年12月通過了長沙縣環境監測站的驗收監測,驗收后一直正常運行至今。

4　投資及運行成本

①　工程投資:整個滲濾液處理工程總投資為105萬元(不包括征地費用) ,其中土建投資為64萬元,設備投資為41萬元。

②　運行費用估算:設操作人員3名,工資及福利費為2. 4 萬元/ a,藥劑費(石灰)為1 000元/ a,電機總裝機容量為36 kW,平均運行功率為15 kW,當地電價為0. 5元/ ( kW•h) ,則電費為6. 57萬元/ a,若設備維修費按2 000 元/ a 計,則總運行費用為9. 27萬元/ a,滲濾液處理費用為2. 53元/ t。

5　結語

①　采用吹脫—UBF—SBR工藝處理生活垃圾滲濾液,效果較好,出水水質能達到《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB 16889—1997)二級標準。

②　用城市生活污水廠的消化污泥作種泥培養垃圾滲濾液處理的厭氧污泥,城市生活污水廠的好氧污泥作種泥培養垃圾滲濾液處理的好氧污泥,系統啟動時間較短。

③　生活垃圾滲濾液處理過程中,調節池既起到調節水量、水質的作用,又可利用兼氧反應提高滲濾液的可生化性,降低后續處理難度。（湖南農業大學環境科學與工程系）