垃圾填埋场废水处理工艺及达标状况探讨

垃圾填埋场废水处理工艺及达标状况探讨

韩丽

上海鸣仓实业有限公司

【摘 要】以老港垃圾填埋场为例，论述了该垃圾填埋场主要的泥暂存库上覆水及真空预压水水质情况，通过分析废水水质设计了好氧生物梯级连续降解废水工艺，工艺包括有预处理单元、氨氮处理单元、生化处理单元、尾端生物调节技术，通过对处理前后废水水质进行监测分析，废水中COD、总氮处理效率分别为90.8%~94%、73.8%~84.9%，可以满足《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）表2中标准限值。

【关键词】垃圾填埋场；废水；处理工艺；COD；总氮；控制标准

1.前言

填埋场是目前处理生活垃圾的主要区域，也是实现城市生活垃圾无害化的有效途径。根据调研，我国98%的生活垃圾都是通过填埋技术来进行处理，并且取得了很好的处理效果。然而随着城市化进程的加快，生活垃圾填埋场出现了二次污染的问题，雨水或者空气冷凝水进入填埋场垃圾渗虑后进一步进入填埋污泥会产生大量的废水，人们对填埋污泥进行处理时会产生大量的上覆水和真空预压水，其污染物来源很大一部分都来源于填埋垃圾。

调研垃圾填埋场上覆水和真空预压水的主要污染特征可以发现，此类废水具有①有机污染物种类多、成分复杂；②污染物浓度高、水质变化大；③氨氮浓度高；④重金属离子浓度和盐分含量高等特点，如果没有最好相关防范措施很容易渗入土壤对土壤正常功能破坏，使得土壤环境质量下降，如若受到垃圾填埋废水的污染很容易对人产生危害。

调研国内外处理现状，针对垃圾填埋场产生的废水主要包括有土地处理技术、生物技术（厌氧生物技术、好氧生物处理）、物化技术（化学氧化、混凝沉淀、膜分离、活性炭吸附、蒸发、吹脱）。

本文以老港填埋场污泥暂存库原位处理上覆水及真空预压水为例，探讨了针对该项目废水设计的好氧生物梯级连续降解技术并且进一步论证了工艺处理的有效性，为行业内废水处理方案提供借鉴。

2.项目概况

老港垃圾填埋场是区域内重要的垃圾处理区域，每年约处理城市80%左右的生活垃圾，生活垃圾产生的废水占比为一半以上，因此对于填埋场垃圾废水的处理至关重要。

项目填埋场中含有大量的污泥，污泥含水率高、有机质含量高，且空隙比大，压缩性高，强度低，沉降量大，沉降持续时间长，需通过增压式真空联合堆载预压的方法先进行污泥深度脱水。

根据测算，项目实施过程中产生的废水量约为2万立方，设计的处理能力为150m³/d，根据对项目废水进行成分监测，其水质污染浓度如下表所示。

表2-1 填埋场废水水质处理前浓度 mg/L

3.废水处理技术工艺分析

本文通过对废水水质进行充分论证，经过大量实验室测试及中试决定采用好氧生物梯级连续降解技术，通过曝气设备改型、优势菌种筛选复配、新型的菌屋材料、生物调节剂的综合使用，可以高效处理本区域内填埋场产生的上覆水和真空预压水。

3.1 工艺技术单元

本技术体系以包含下三个技术单元：

（1）高通量气液流体交互技术，通过内部螺旋气旋和外部环状流体墙的气液交互接触方式，将高通量的曝气气体锁在污水水流环中，气体在液体环中通过高速运动，螺旋式地被打散成细小气泡，形成稳定的二流体，接触充分污水，氧气利用效率高，节能的同时，减少了搅拌、推流设备的使用，占地面积小。

（2）菌屋和高效菌种的复配技术，菌屋采用生物载体材料，整体为球形，在二流体中快速旋转流动，投入60多种专项微生物污水处理菌种，可快速降解COD、氨氮等物质，提高出水指标。

（3）多次生物调节技术，原水预处理阶段设置多次生物调节池，利用我公司生物调节剂，对原水进行多次生物絮凝调节，原水中的COD、总氮去除率≥50%，并去除无机盐类和悬浮物，满足后续生化处理要求。

3.2 工艺技术创新性分析

本文工艺中在国内外处理填埋废水中处理国内外领先地步，工艺创新上很好的解决了以下问题：

（1）浓缩液：在整体处理体系中，无浓缩液产生，避免二次处理和污染。

（2）有机污泥：采用多级生物调节技术，每吨污水的无机污泥产生量小于100g，生化处理阶段不产生污泥。

（3）有毒有害气体：生化阶段采用全程好氧技术，无厌氧段，不产生硫化氢、甲烷、一氧化氮等有毒有害气体。

3.3 好氧生物梯级连续降解工艺

生物多次调解预处理技术，采用生物多糖类絮凝剂，通过电荷中和、脱水失稳及架桥连接方式，使污水中的悬浮体、胶体等物质聚集成大颗粒沉淀析出；单次使用，对污水中的SS、COD、金属离子等物质的去除率大于50%，多次重复使用去除率依然稳定，本项目中采取二次絮凝处理，经处理后，COD＜1500mg/L，SS＜300mg/L，总氮＜100mg/L，本阶段总体去除率＞60%。

（1）预处理单元，采用高通量气液流体曝气设备，投加复合纳米级生物菌屋材料，加入从特殊环境中筛选出的COD、氨氮专性降解菌60多种，在菌屋高速自转和气液流体循环的高DO环境中，充分接触、降解污水中的污染成分，经处理，COD＜800mg/L，SS＜100mg/L，总氮＜80mg/L，本阶段总体去除率＞20%。

（2）氨氮处理单元，采用高通量气液流体曝气设备、氨氮降解菌特种菌屋材料和高密度氨氮专性降解菌60多种，高效去除总氮，经处理，总氮＜50mg/L，本阶段总氮去除率＞15%。

（3）生化处理单元，也采用高通量气液流体曝气设备，投加复合纳米级生物菌屋材料，加入从特殊环境中筛选出的COD、氨氮专性降解菌，处理时间相对于预处理单元倍增，有效降解低浓度的污水，经处理，COD＜100mg/L，SS＜30mg/L，总氮＜40mg/L，本阶段总体去除率＞10%。

（4）尾端生物调节技术，可在生化单元出水的水质基础上，将水中的污染物质去除30%以上，确保最终出水达到废水出水标准，达标排放。

主要的处理工艺如下：

原水→生物与处理→预处理槽→氨氮处理槽→生菌槽→尾端生物处理槽→出水槽→出水

4.废水处理达标性分析

本文根据工艺可知，项目废水设计处理前后的水质变化如下所示。

表4-1 设计进水水质主要指标要求 mg/L

根据项目特性，本项目废水需执行《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）表2中的标准限值，具体污染物指标如下表所示。

表4-2 《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）标准

本文选取了总氮、COD两个废水污染物特征因子来分析了项目废水处理有效性。

1. 总氮

本文分别在2018年12月7日~2018年12月14日对处理前后废水COD浓度值进行监测。从处理效果图可知，废水处理前的COD浓度在84~106mg/L范围内，处理后其浓度可降低至15~21mg/L范围内，处理效率达到了73.8%~84.9%，参考《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）表2中总氮的排放限值（40mg/L）可知，处理后废水中COD浓度满足该废水排放标准。

2. COD

针对COD的监测同样在2018年12月7日~2018年12月14日时间范围内，根据监测结果可知，项目废水处理前COD的浓度为62~100mg/L，经过本文设计工艺处理后废水浓度均低于100mg/L，去除效率在90.8%~94%范围内，同样满足《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）表2中COD的排放标准限值。

综上所述，本文设计工艺可以很好的满足填埋场废水的水质处理要求，达到相关废水污染物排放标准。

5.结论

填埋场废水具有机污染物种类多、成分复杂；污染物浓度高、水质变化大；氨氮浓度高；重金属离子浓度和盐分含量高等特点，本文设计出一套处理可行的好氧生物梯级连续降解工艺，处理后的废水能够满足《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）表2中的排放标准，实现达标排放。

参考文献

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