北京六里屯垃圾渗沥液处理工艺及去除效果分析

张静，段国萍，王艳秋

（1.北京市海淀区六里屯垃圾填埋场，北京100094；2.北京市海淀区环境卫生科学研究所，北京100086）

北京六里屯垃圾渗沥液处理工艺及去除效果分析

张静1，段国萍1，王艳秋2

（1.北京市海淀区六里屯垃圾填埋场，北京100094；2.北京市海淀区环境卫生科学研究所，北京100086）

研究了北京市海淀区六里屯垃圾填埋场的垃圾渗沥液处理的工艺及其处理效果，对UASB、A/O、MBR、纳滤等工段的COD和氨氮的去除效果进行比较与分析。结果表明：当进水COD浓度为2 400～35 150 mg/L和氨氮浓度为1 365～2 586 mg/L时，此组合工艺可稳定高效地去除垃圾渗沥液中的COD与氨氮，且能满足经济、高效地处理垃圾渗沥液的要求。

渗沥液；COD；氨氮；去除率

目前，我国城市垃圾处理70%以上采用卫生填埋法［1］。但在堆放与填埋等处理过程中，垃圾因微生物厌氧发酵、有机物分解、雨水冲淋、地下水浸泡及垃圾自身原有的水分等原因而产生多种代谢产物和水分，由此形成了成分复杂、氨氮浓度高、可生化性差、随季节变化幅度大［2］的高浓度有机废水——垃圾渗沥液。一旦处理不当，将会造成周围土壤、地表水和地下水长期、严重的污染，对环境、生态和人体的危害极大［3］。

为有效地处理垃圾渗沥液，世界各国科技工作者不断地尝试将生物技术、物理化学技术、膜处理等技术与工艺单独或组合应用，但因垃圾渗沥液特性变异较大，故采用一般的生化处理技术或单一的处理工艺难以使出水达到排放标准，故如何经济、有效地对其进行处理已成为国内外研究的热点与难点［4］。

1 六里屯垃圾填埋场的渗沥液特点

垃圾渗沥液取自北京市海淀区六里屯垃圾填埋场，2012年系统运行的为新老混合渗沥液，水质状况复杂。COD浓度为2 400～35 150 mg/L，氨氮浓度为1 365～2 586 mg/L。

2 垃圾渗沥液的处理工艺

2.1 工艺流程及内容

北京市海淀区六里屯垃圾填埋场渗沥液处理项目的工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程

渗沥液通过管道收集进入调节池，但由于调节池容量小，均水作用不理想。因此，针对渗沥液有机物、氨氮浓度较高和水质变化波动大的特点，采用抗水力冲击负荷能力强的中温上流式厌氧污泥床（UASB）反应器。接着采用运行成本低、构造简单、出水水质稳定的A/O鼓风供氧、曝气头曝气的处理工艺。随着有机污染物浓度得到一定降解，采用膜生物反应器（MBR）工艺进一步降低水体中的氨氮和有机污染物浓度。最后，采用纳滤技术对MBR出水进行深度处理，可以有效截留MBR产水中的COD、色度等。

2.2 样品采集、分析项目与方法

1）样品采集。每周采样测定1次，采样点为调节池、UASB反应器、A/O、MBR及纳滤工艺的出水，测定水质中的COD、氨氮。

2）分析项目与方法见表1。

表1 垃圾渗沥液测定方法与使用仪器、型号

3 结果与分析

3.1 UASB去除效果与分析

UASB的进水水质：COD为2 400～33 150 mg/L，氨氮为1 365～2 586 mg/L，经过UASB处理后出水COD的浓度为1 810～18 800 mg/L，氨氮为1 350～2 492 mg/L。

3.1.1 对COD的去除效果与分析

由图2可知，在研究周期内UASB对COD的去除率为15%～78%，平均去除率为43%。UASB抗冲击负荷能力强，3—6月的处理效果好，分析原因是温度适宜（UASB适宜的最佳温度在33～37℃［5］）、还有这个时间段水果蔬菜消耗量增加，新鲜垃圾中有机物及水分含量增加，导致填埋区的新鲜渗沥液增多，COD浓度增高，厌氧菌的营养物质丰富、C/N增高、B/C增高，可生化性好，去除效果好。7—9月温度高，雨水量增大，稀释了渗沥液，厌氧菌的营养不足导致COD的去除率下降。1—2月和10—12月温度较低，特别是1、12月低温少雨，氨氮浓度高，C/N比例失调，不利于生化处理，COD去除率较低，去除效果差。温度变化、雨量大小、营养物质都对COD的去除有影响。

图2 UASB进出水COD的浓度及去除率的变化

3.1.2 对氨氮的去除效果与分析

从图3中可以看出，经过UASB处理后，水体中氨氮的去除率特别差，而且经常出现氨氮浓度增长现象。即此工艺段对氨氮没有去除作用，而且间接说明在此工段温度对氨氮去除的影响非常小。

图3 UASB进出水氨氮的浓度及去除率的变化

3.2 A/O去除效果与分析

A/O的进水水质为：COD 1 810～18 800 mg/L，氨氮1 350～2 492 mg/L，经过A/O处理后出水COD 280～1 135 mg/L，氨氮10～56 mg/L。

3.2.1 对COD的去除效果与分析

从以上数据和图4得知，A/O段对COD的去除率为67%～96%，平均去除率为85%，A/O段的进水水质虽然不稳定，但出水COD较为稳定，说明A/O段工艺具有较高的抗冲击负荷能力；还可以看出当维持较高的COD浓度时，去除效率较高。

图4 进出水A/O段COD的浓度及去除率的变化

3.2.2 对氨氮的去除效果与分析

从图5中可以看出，A/O段对氨氮的去除效果很好，对氨氮的去除率在97%以上。虽然A/O进水水质有一定的变化，但A/O对氨氮的去除效果较稳定，这是由于A/O中存在着大量的硝化菌和少量的亚硝化菌、反硝化菌，在其协同作用下水中的氮化合物被转化和分解，从而去除氨氮。

图5 进出水A/O段氨氮的浓度及去除率的变化

3.3 MBR去除效果与分析

MBR的进水水质为：COD 280～1 135 mg/L，氨氮10～56 mg/L，经过MBR处理后出水COD 180～845 mg/L，氨氮一般低于10 mg/L。

3.3.1 对COD的去除效果

MBR处理单元对COD的去除率为11%～68%，平均去除率是30%，见图6。

图6 MBR进出水COD的浓度及去除率的变化

3.3.2 对氨氮的去除效果

MBR进出水氨氮的浓度的及去除率变化见图7，氨氮去除率在80%以上，平均去除率为90%。

图7 MBR进出水氨氮浓度及去除率的变化

3.3.3 MBR工段去除效果分析

从COD去除率在最大值68%、最小值11%之间的差距和从图7氨氮去除率的变化（当运行一段时间后，去除率会下降）分析出，运行一段时间后，膜会受到污染，导致膜阻力增大，膜通量降低，氨氮、COD去除率下降，所以需采取防污染措施，并进行膜清洗。

3.4 NF工段去除效果与分析

NF的进水水质为：COD 180～845 mg/L，氨氮一般低于10 mg/L，经过NF处理后出水COD 20～98 mg/L，氨氮一般低于4 mg/L，可达标排放。

3.4.1 对COD的去除效果

采用了NF膜处理工艺，进出水COD的浓度变化见图8。可以看出，NF出水COD的浓度为20～98mg/L，可达到排放标准，NF处理单元对COD的去除率为76%～91%，平均去除率是87%。

图8 NF进出水COD浓度及去除率的变化

3.4.2 对氨氮的去除效果

图9是NF系统进出水氨氮浓度及去除率的变化，可以看出，经过NF处理后，出水氨氮值一般低于4 mg/L，氨氮的的去除率为10%～77%，氨氮的平均去除率是37%。

图9 NF进出水氨氮浓度及去除率的变化

3.4.3 NF工段去除效果分析

从上文COD、氨氮的去除率不稳定分析及运行经验，NF的去除效果好坏其关键可能在于能否有效地控制膜结垢现象，因为膜结垢极大地影响膜的通量和截留率等性能，从而导致去除率下降。

3.5 UASB-A/O-MBR-NF组合工艺的去除效果

UASB-A/O-MBR-NF组合工艺处理后COD去除率为97.79%～99.91%，年平均去除率为99.35%，出水COD的浓度为20～98 mg/L。UASB-A/O-MBRNF组合工艺对氨氮的去除率为99.85%～99.99%，出水氨氮的浓度在4 mg/L之下。

4 结论

UASB段主要是去除COD，平均去除率是43%，去除率与温度变化有关，与厌氧菌的营养物质有关、C/N增高、B/C增高，可生化性好，去除率就好。A/O池主要去除氨氮，去除率在97%以上，并且对COD有进一步的去除作用，平均去除率是85%，效果好的原因，主要是硝化作用与反硝化作用的功劳；MBR对COD的平均去除率是30%，对氨氮的平均去除率是90%，效果好坏与膜污染有关，所以需采取防污染措施，并进行膜清洗；NF对COD的平均去除率是87%，对氨氮的平均去除率是37%，NF段最主要是控制膜结垢现象。

结果表明采用UASB-A/O-MBR-NF组合工艺对COD的年平均去除率为99.35%，氨氮的去除率全年维持在99.85%以上，达到了排放标准。可稳定高效地去除垃圾渗沥液中的COD与氨氮，且该组合处理系统具有较高的抗冲击负荷能力和稳定的处理能力。

［1］王琳.垃圾填埋渗滤液的处理方法［J］.城市环境与城市生态，1998，11（1）：25-28.

［2］何厚波，熊杨，周敬超.生活垃圾填埋渗滤液的特点及处理技术［J］.环境卫生工程，2002，10（4）：159-164.

［3］宋玉，王峰，赵由才.利用水泥及添加剂处理垃圾渗滤液生物处理尾水的研究［J］.工业水处理，2006，26（11）25-27.

［4］Lema J M，Mendez R，Mendez R，et al.Characteristics of landfill leachates and alternatives for their treatment areview［J］. Water Air Soil Pollu，1998，40（1）：223-250.

［5］潘涛，王刚.废水处理工程技术手册［M］.北京：化学工业出版社，2010.

Leachate Treatment Technology and Treatment Effect in Liulitun Landfill of Beijing

Zhang Jing1，Duan Guoping1，Wang Yanqiu2
（1.Beijing Haidian Liulitun Waste Landfill Site，Beijing100094;2.Haidian Environmental Sanitation Scientific Research Institute of Beijing，Beijing100086）

We studied the technique used to treat leachate in Beijing Haidian Liulitun Waste Landfill Site and its treatment effect，including the comparison and analysis for the treatment effect of COD and nitrogen ammonia in different stages，such asUASB，A/O，MB，nanofiltration，etc.The result showed that thistechnique can stably and effectively reduce COD and nitrogen ammonia in leachate，and economically and effectively meet the requirements for leachate treatment，with the inlet COD and nitrogen ammonia are 2 400～35 150 mg/L and 1 365～2 586 mg/L，respectively.

leachate;COD;ammonia nitrogen;removal rate

X703

B

1005-8206（2017）03-0088-04

张静（1983—），工程师，研究方向主要为污水运行处理、水质和填埋气体检测等。

E-mail：229356370@qq.com。

2017-01-06