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(zhèn),主要接受星沙開發(fā)區(qū)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(zhí)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(fā)的性質設計了吹脫池,先加入氫氧化鈣溶液調節(jié)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(fā)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(jié)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(tǒng)進水水質相對穩(wěn)定,必須有較大的調節(jié)池來調節(jié)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(jié),以免對處理設施沖擊過大。另外,調節(jié)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(fā)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(jié)池中的滲濾液處于一個兼氧環(huán)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(xù)生化處理難度降低[ 2 ] 。調節(jié)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(jié)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(fā)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(tài),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(fā)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(xù)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(yǎng)。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(xù)運行2個月后,對系統(tǒng)各處理單元的處理效果進行監(jiān)測,結果見表2 (表中數據為連續(xù)5 d的平均值) 。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關技術文檔。

該工程于2002年12月通過了長沙縣環(huán)境監(jiān)測站的驗收監(jiān)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(yǎng)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(yǎng)垃圾滲濾液處理的好氧污泥,系統(tǒng)啟動時間較短。

③　生活垃圾滲濾液處理過程中,調節(jié)池既起到調節(jié)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(xù)處理難度。（湖南農業(yè)大學環(huán)境科學與工程系）