垃圾壓濾液怎么處理更好？一篇簡(jiǎn)析常用工藝、UASB工藝和ILMS工藝

隨著(zhù)城市化進(jìn)程和規模的擴大、居民生活水平的提高，我國城市垃圾產(chǎn)生量迅速增加，國家也開(kāi)始推廣垃圾壓縮式收集和運輸方式。

然而，在垃圾壓縮過(guò)程中，垃圾壓縮及壓縮站沖洗產(chǎn)生的廢水，即垃圾壓濾液。

垃圾填埋滲濾液的處理一直是填埋場(chǎng)設計、運行和管理中非常頭疼的問(wèn)題。滲濾液是液體在填埋場(chǎng)重力流動(dòng)的產(chǎn)物，填埋場(chǎng)內的自然降雨和徑流，垃圾自身原有的含水;由于滲液在流動(dòng)過(guò)程中有許許多多的自然因素可能影響到滲液的性質(zhì)，在這過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生一些化學(xué)反應，物理反應，以及一些微生物的產(chǎn)生，所以垃圾滲濾液的性質(zhì)會(huì )存在一些變動(dòng)。

濾液水質(zhì)十分復雜，不僅含有耗氧有機污染物，還含有各類(lèi)金屬和植物營(yíng)養素(氨氮等)，如果工業(yè)部門(mén)使用的垃圾填埋廠(chǎng)，滲濾液中還會(huì )含有有毒有害的有機污染物; BOD5、COD濃度高，最高可達幾萬(wàn)，遠遠高于城市污水，若不加處理而直接排入環(huán)境，會(huì )造成嚴重的環(huán)境污染。以保護環(huán)境為目的，對滲濾液進(jìn)行處理是必不可少的。

簡(jiǎn)而言之，由于有機物濃度極高、產(chǎn)生臭味造成了嚴重的二次污染，因此如何高效處理垃圾壓濾液成了亟待解決的問(wèn)題。

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垃圾壓濾液概述

垃圾中轉站是我國城市垃圾處理系統中的一個(gè)必要環(huán)節。在垃圾轉運站中，通常采用壓縮的方式將生活垃圾減量化，在這一過(guò)程中會(huì )得到一定數量垃圾壓濾液。

在中轉站的日常作業(yè)過(guò)程中，為了保證中轉站區域內的衛生條件，同時(shí)伴隨著(zhù)大量的地面和車(chē)輛的清洗工作，會(huì )產(chǎn)生較多的沖洗廢水。一般來(lái)說(shuō)，壓濾液和沖洗廢水的收集是共享一套收集池的。

根據垃圾中轉站規模大小，每日將會(huì )產(chǎn)生5噸~50噸不同規模的壓濾液廢水，包含生活垃圾壓縮產(chǎn)生的廢水以及清洗廢水。

相較于市政垃圾填埋場(chǎng)的滲瀝液，垃圾中轉站壓濾液的可生化性相對較好。管理水平較高的中轉站產(chǎn)生的壓濾液的水質(zhì)也相對理想，CODCr濃度可控制在20000mg/L，氨氮濃度可在500mg/L以?xún)龋�部分以有機氮的形式呈現，總磷濃度一般在100mg/L以?xún)龋�而SS懸浮顆粒固體的濃度較高，多在1000mg/L以上。并且，由于中轉站每天的作業(yè)情況不一，每日所產(chǎn)生的壓濾液水質(zhì)也存在一定的波動(dòng)。

垃圾壓濾液廢水

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常用的處理技術(shù)

垃圾滲濾液處理的物化處理是通過(guò)物理化學(xué)反應處理垃圾滲濾液中的不溶性成分和可吸附有機物，轉化為低毒性物質(zhì)、低污染的過(guò)程。此外，物化法可作為垃圾滲濾液的預處理方法，對懸浮物、COD、氨氮等進(jìn)行初步處理。在污水中提高污水的可生化性并降低氨氮和重金屬對微生物的毒性。目前，垃圾滲濾液處理的物化方法主要有混凝沉淀、吸附和膜處理。

1、混凝沉淀法。垃圾滲濾液處理混凝沉淀法是用混凝劑或氣浮劑處理垃圾滲濾液中的不溶性顆粒或能與沉淀、氣浮等添加化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應的物質(zhì)的方法。垃圾滲濾液中的物質(zhì)與化學(xué)物質(zhì)反應后，可以去除污水中的懸浮物，同時(shí)可以去除一些不溶性有機物和金屬離子。一般采用混凝沉淀法作為垃圾滲濾液的預處理步驟，比其他工藝更多。

2、活性炭吸附法。垃圾滲濾液處理活性炭顆粒常用于處理填埋時(shí)間較長(cháng)或經(jīng)過(guò)生物預處理的垃圾滲濾液，是一種大比表面積的多孔介質(zhì)。與其他垃圾滲濾液處理技術(shù)相比，成本更高。因此，通常用于水質(zhì)要求高的工藝中。活性炭技術(shù)可以有效處理中等分子量的有機物，但在處理過(guò)程中容易造成堵塞。因此，污水中的懸浮物通常在用活性炭吸附前進(jìn)行預處理。活性炭吸附容量達到飽和狀態(tài)后，進(jìn)行再生和恢復，以利用重復率，降低成本。

3、膜處理法。膜技術(shù)對于污水處理技術(shù)有很好的處理效果，對于垃圾滲濾液處理也不例外，它的分離和選擇性滲透能很好地處理化學(xué)需氧量、氨氮、總氮等。在垃圾滲濾液中，對色度和鹽度也有一定的處理效果。但處理的經(jīng)濟投入較大，膜污染問(wèn)題是制約該技術(shù)應用的主要缺點(diǎn)。其中，反滲透技術(shù)對中分子量有機物的處理效果較好，可達80%以上，是一種應用廣泛的膜處理技術(shù)。同時(shí)膜污染問(wèn)題也是反滲透技術(shù)不可避免的問(wèn)題。但作為生化處理的后續處理技術(shù)，可以改善出水水質(zhì)，緩解膜污染問(wèn)題。

4、離子交換樹(shù)脂法。離子交換樹(shù)脂是一種被用于水處理的具有電荷性功能基團的高分子聚合物顆粒，其水處理工藝對水質(zhì)耐受范圍大、高水力負荷處理穩定、可避免投藥引起的二次污染、操作簡(jiǎn)便、成本低廉。因其具有交換、吸附等功能特性，能夠有效回收重金屬離子，去除有機廢水中的帶電荷類(lèi)有機物，凈化水體。在實(shí)際水處理中，不但要求離子交換樹(shù)脂具有較高的交換容量，同時(shí)必須具備高效穩定的再生性能。提高樹(shù)脂的再生性能，不僅有利于其水處理效果的穩定性，同時(shí)有利于增加樹(shù)脂的使用壽命，降低處理成本。

垃圾滲濾液水質(zhì)復雜，污染物含量高，處理難度大。目前主要的垃圾滲濾液處理技術(shù)方法各有優(yōu)勢，但也存在一些實(shí)際應用的缺點(diǎn)。為充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢，垃圾滲濾液處理工藝應從單一型向多型發(fā)展。在選擇工藝時(shí)，不僅要考慮滲濾液的水質(zhì)和數量，還要檢驗處理效果，充分發(fā)揮各工藝的優(yōu)勢，保證工藝的穩定性、經(jīng)濟性和處理效果。

其實(shí)除了這些常用的處理工藝之外，還有UASB工藝和ILMS工藝，這兩種工藝分別有什么特點(diǎn)？具體該如何應用？

03

厭氧處理工藝

UASB工藝概述

厭氧塔，多為UASB和IC工藝為主，又稱(chēng)上流式厭氧污泥床，是一種現代厭氧反應器。污水從反應器底部進(jìn)入，靠水力推動(dòng)，污泥在反應器內呈膨脹狀態(tài)。混合液充分反應后進(jìn)入截面積擴展的沉淀區，經(jīng)三相分離器，產(chǎn)生的沼氣從上部進(jìn)入集氣系統，污泥靠重力返回反應區。

UASB工藝特點(diǎn)

由于UASB反應器運行的需要，反應器內污泥濃度一般都維持在較高的濃度水平，平均污泥濃度為20~40gVSS/L，因此適用于高濃度有機廢水的厭氧處理，例如釀酒/果酸等廢水。

在其高有機負荷（一般大于10kgCOD/m3d）的運行下，具有相對較短的停留時(shí)間，依靠底部的進(jìn)水水力攪動(dòng)和沼氣上浮攪動(dòng)保持一定的懸浮狀態(tài)，促進(jìn)厭氧污泥和有機物的互相接觸。并設置有三相分離器，專(zhuān)分離產(chǎn)生的氣體和出水，因此也無(wú)需另設污泥沉淀池，免去了污泥回流過(guò)程。

UASB工藝適用范圍

垃圾中轉站的壓濾液實(shí)際的有機物濃度一般在20000mg/L以?xún)龋�不屬于真正意義上高有機濃度這一概念的范疇，不滿(mǎn)足UASB進(jìn)水的有機物濃度要求。同時(shí)，中轉站的壓濾液有機物濃度也不滿(mǎn)足UASB要求的反應器污泥濃度。

在厭氧處理中，有時(shí)會(huì )在構筑物內增加厭氧填料以增加厭氧掛膜微生物的數量來(lái)提高其進(jìn)水負荷或強化厭氧處理效果，而UASB因污泥床的運用不采用填充填料的方式，因而不滿(mǎn)足水質(zhì)經(jīng)常變化的垃圾壓濾液的處理。

UASB工藝劣勢

除此之外，UASB反應器因本身的工藝特征也存在一定的局限性和不足之處，UASB進(jìn)水懸浮固體濃度要求通常在100mg/L左右，過(guò)高的SS會(huì )導致內部污泥床堵塞，而垃圾壓濾液通常含有數千毫克每升的懸浮固體，顯然UASB無(wú)法承受該SS濃度的進(jìn)水。

當UASB運行一段時(shí)間后，污泥床內都會(huì )存在有短流現象，影響處理效果，垃圾壓濾液若因短流而未滿(mǎn)足足夠的停留時(shí)間，對后續好氧的處理效果將會(huì )產(chǎn)生十分不利的影響。

同時(shí)，也由于UASB在正常運行時(shí)應保持相對懸浮的良好水力混合狀態(tài)和穩定的上流速度，因此要求穩定的進(jìn)水負荷，而垃圾壓濾液因每天中轉站作業(yè)情況的不一而經(jīng)常變化，很難將進(jìn)水負荷維持在穩定水平。

另外，UASB的啟動(dòng)馴化是一個(gè)十分漫長(cháng)的過(guò)程，通常至少需要3~6個(gè)月的投產(chǎn)期，甚至1年以上，時(shí)間成本較大。且UASB的后期運維對操作技術(shù)要求很高，一般人員難以滿(mǎn)足技術(shù)條件，規模較小的污水處理站也無(wú)需配置多個(gè)非常專(zhuān)業(yè)的人員，與UASB的長(cháng)期管理要求不匹配。

在安全方面，UASB反應器因其反應原理和構造會(huì )連續產(chǎn)生可燃氣體——甲烷而存在一定的環(huán)境安全風(fēng)險，應通過(guò)可靠的三相分離器收集，并在火炬系統做燃燒處理。因此，對相關(guān)設施的質(zhì)量及可靠度有很高的要求，一旦不慎則會(huì )污染環(huán)境甚至出現嚴重的事故。

由此可見(jiàn)，厭氧處理工藝并不能滿(mǎn)足水質(zhì)經(jīng)常變化的垃圾壓濾液的處理。那么有沒(méi)有更好的辦法來(lái)處理“變化無(wú)常”的垃圾壓濾液呢？

04

ILMS工藝

ILMS工藝是以ILMS高效生物反應器為核心處理單元，通過(guò)前端高效物化預處理和尾端深度凈化實(shí)現垃圾中轉站壓濾液的達標排放，該工藝流程圖如下：

該一體化設備工藝是專(zhuān)為垃圾中轉站壓濾液處理而獨立自主研制打造的，該設備以“壓濾液集水調節池-高效物化預處理-ILMS高效生物反應器-出水深度處理”的工藝路線(xiàn)，采用物理化學(xué)法和生物法相結合的方式，將前后多個(gè)工藝進(jìn)行有機組合并設計入一體化反應器中，其中包含了具備高生物活性的ILMS生物反應的特殊工藝，能夠按照有機物降解的規律快速對垃圾壓濾液快速處理。

05

實(shí)際應用案例

項目為垃圾中轉站壓濾液處理設備工程，主要包括壓濾液處理設備以及配套設施建設，屬于新建項目，原本壓濾液直接排入市政管網(wǎng)，腐蝕管道污染環(huán)境。項目實(shí)際每日壓濾液和沖洗廢水數量總和約為8m3，設計規模為10m3/天，采用了“高效物化預處理+ILMS高效生物反應器”的處理工藝。

項目原水包含壓濾液和沖洗廢水兩部分組成，設計進(jìn)水pH≈5.5，CODCr≤18000mg/L，NH3-N≤500mg/L，TN≤800mg/L，TP≤100mg/L，SS≈1500mg/L；ILMS高效生物反應器中厭氧部分的設計容積負荷為9.0kgCOD/m3d；項目設計最終處理出水為納管標準，符合當地市政污水廠(chǎng)的接收要求。

在項目建成后，經(jīng)專(zhuān)業(yè)運維團隊制定的調試啟動(dòng)計劃，順利完成了項目的調試工作并高效穩定運行。經(jīng)團隊反復研究和檢驗，本項目采用的ILMS高效生物反應器中的厭氧部分，經(jīng)專(zhuān)性生物菌劑培養和多個(gè)負荷梯度的嚴格調試，最終以FV=9.52kgCOD/m3d的容積負荷啟動(dòng)運行，溶解氧控制在DO=0~0.05mg/L，厭氧混合液SV30≥40%，厭氧污泥絮狀明顯，沉降性能優(yōu)異。以精確的判斷和邏輯自動(dòng)控制ILMS反應器內部的運作，保持區間高程度混勻狀態(tài)，建立良好傳質(zhì)效果，以及運行過(guò)程中各個(gè)關(guān)鍵位置的技術(shù)參數的調控。

同時(shí)項目的垃圾壓濾液經(jīng)ILMS反應器厭氧部分的高于預期設計標準的處理后，出水水質(zhì)優(yōu)于原定后續處理單元的進(jìn)水水質(zhì)設計，為整套處理系統預留了足夠的潛力。

ILMS反應器以多個(gè)功能段交替，并以高活性和高負荷穩定運行，最后處理單元以容積負荷FV≥1.1kgCOD/m3d的水平完成ILMS反應器的終端處理，系統最終出水水質(zhì)為pH=6.5，CODCr≤350mg/L，NH3-N≤30mg/L，TN≤60mg/L，TP≤5mg/L，SS≤30mg/L。

最終處理出水效果