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

然而，在垃圾壓縮過程中，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設(shè)計、運(yùn)行和管理中非常頭疼的問題。滲濾液是液體在填埋場重力流動的產(chǎn)物，填埋場內(nèi)的自然降雨和徑流，垃圾自身原有的含水;由于滲液在流動過程中有許許多多的自然因素可能影響到滲液的性質(zhì)，在這過程中會產(chǎn)生一些化學(xué)反應(yīng)，物理反應(yīng)，以及一些微生物的產(chǎn)生，所以垃圾滲濾液的性質(zhì)會存在一些變動。

濾液水質(zhì)十分復(fù)雜，不僅含有耗氧有機(jī)污染物，還含有各類金屬和植物營養(yǎng)素(氨氮等)，如果工業(yè)部門使用的垃圾填埋廠，滲濾液中還會含有有毒有害的有機(jī)污染物; BOD5、COD濃度高，最高可達(dá)幾萬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于城市污水，若不加處理而直接排入環(huán)境，會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。以保護(hù)環(huán)境為目的，對滲濾液進(jìn)行處理是必不可少的。

簡而言之，由于有機(jī)物濃度極高、產(chǎn)生臭味造成了嚴(yán)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題。

01

垃圾壓濾液概述

垃圾中轉(zhuǎn)站是我國城市垃圾處理系統(tǒng)中的一個必要環(huán)節(jié)。在垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站中，通常采用壓縮的方式將生活垃圾減量化，在這一過程中會得到一定數(shù)量垃圾壓濾液。

在中轉(zhuǎn)站的日常作業(yè)過程中，為了保證中轉(zhuǎn)站區(qū)域內(nèi)的衛(wèi)生條件，同時伴隨著大量的地面和車輛的清洗工作，會產(chǎn)生較多的沖洗廢水。一般來說，壓濾液和沖洗廢水的收集是共享一套收集池的。

根據(jù)垃圾中轉(zhuǎn)站規(guī)模大小，每日將會產(chǎn)生5噸~50噸不同規(guī)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的滲瀝液，垃圾中轉(zhuǎn)站壓濾液的可生化性相對較好。管理水平較高的中轉(zhuǎn)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以內(nèi)，部分以有機(jī)氮的形式呈現(xiàn)，總磷濃度一般在100mg/L以內(nèi)，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(zhuǎn)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。

垃圾壓濾液廢水

02

常用的處理技術(shù)

垃圾滲濾液處理的物化處理是通過物理化學(xué)反應(yīng)處理垃圾滲濾液中的不溶性成分和可吸附有機(jī)物，轉(zhuǎn)化為低毒性物質(zhì)、低污染的過程。此外，物化法可作為垃圾滲濾液的預(yù)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?；蚰芘c沉淀、氣浮等添加化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)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(yīng)后，可以去除污水中的懸浮物，同時可以去除一些不溶性有機(jī)物和金屬離子。一般采用混凝沉淀法作為垃圾滲濾液的預(yù)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間較長或經(jīng)過生物預(yù)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?；钚蕴考夹g(shù)可以有效處理中等分子量的有機(jī)物，但在處理過程中容易造成堵塞。因此，污水中的懸浮物通常在用活性炭吸附前進(jìn)行預(yù)處理?；钚蕴课饺萘窟_(dá)到飽和狀態(tài)后，進(jìn)行再生和恢復(fù)，以利用重復(fù)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(jì)投入較大，膜污染問題是制約該技術(shù)應(yīng)用的主要缺點(diǎn)。其中，反滲透技術(shù)對中分子量有機(jī)物的處理效果較好，可達(dá)80%以上，是一種應(yīng)用廣泛的膜處理技術(shù)。同時膜污染問題也是反滲透技術(shù)不可避免的問題。但作為生化處理的后續(xù)處理技術(shù)，可以改善出水水質(zhì)，緩解膜污染問題。

4、離子交換樹脂法。離子交換樹脂是一種被用于水處理的具有電荷性功能基團(tuán)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(fù)荷處理穩(wěn)定、可避免投藥引起的二次污染、操作簡便、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(jī)廢水中的帶電荷類有機(jī)物，凈化水體。在實(shí)際水處理中，不但要求離子交換樹脂具有較高的交換容量，同時必須具備高效穩(wěn)定的再生性能。提高樹脂的再生性能，不僅有利于其水處理效果的穩(wěn)定性，同時有利于增加樹脂的使用壽命，降低處理成本。

垃圾滲濾液水質(zhì)復(fù)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(yīng)用的缺點(diǎn)。為充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，垃圾滲濾液處理工藝應(yīng)從單一型向多型發(fā)展。在選擇工藝時，不僅要考慮滲濾液的水質(zhì)和數(shù)量，還要檢驗(yàn)處理效果，充分發(fā)揮各工藝的優(yōu)勢，保證工藝的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)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(yīng)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，又稱上流式厭氧污泥床，是一種現(xiàn)代厭氧反應(yīng)器。污水從反應(yīng)器底部進(jìn)入，靠水力推動，污泥在反應(yīng)器內(nèi)呈膨脹狀態(tài)?；旌弦撼浞址磻?yīng)后進(jìn)入截面積擴(kuò)展的沉淀區(qū)，經(jīng)三相分離器，產(chǎn)生的沼氣從上部進(jìn)入集氣系統(tǒng)，污泥靠重力返回反應(yīng)區(qū)。

UASB工藝特點(diǎn)

由于UASB反應(yīng)器運(yùn)行的需要，反應(yīng)器內(nèi)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(jī)廢水的厭氧處理，例如釀酒/果酸等廢水。

在其高有機(jī)負(fù)荷（一般大于10kgCOD/m3d）的運(yùn)行下，具有相對較短的停留時間，依靠底部的進(jìn)水水力攪動和沼氣上浮攪動保持一定的懸浮狀態(tài)，促進(jìn)厭氧污泥和有機(jī)物的互相接觸。并設(shè)置有三相分離器，專分離產(chǎn)生的氣體和出水，因此也無需另設(shè)污泥沉淀池，免去了污泥回流過程。

UASB工藝適用范圍

垃圾中轉(zhuǎn)站的壓濾液實(shí)際的有機(jī)物濃度一般在20000mg/L以內(nèi)，不屬于真正意義上高有機(jī)濃度這一概念的范疇，不滿足UASB進(jìn)水的有機(jī)物濃度要求。同時，中轉(zhuǎn)站的壓濾液有機(jī)物濃度也不滿足UASB要求的反應(yīng)器污泥濃度。

在厭氧處理中，有時會在構(gòu)筑物內(nèi)增加厭氧填料以增加厭氧掛膜微生物的數(shù)量來提高其進(jìn)水負(fù)荷或強(qiáng)化厭氧處理效果，而UASB因污泥床的運(yùn)用不采用填充填料的方式，因而不滿足水質(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(yīng)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，過高的SS會導(dǎo)致內(nèi)部污泥床堵塞，而垃圾壓濾液通常含有數(shù)千毫克每升的懸浮固體，顯然UASB無法承受該SS濃度的進(jìn)水。

當(dāng)UASB運(yùn)行一段時間后，污泥床內(nèi)都會存在有短流現(xiàn)象，影響處理效果，垃圾壓濾液若因短流而未滿足足夠的停留時間，對后續(xù)好氧的處理效果將會產(chǎn)生十分不利的影響。

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

另外，UASB的啟動馴化是一個十分漫長的過程，通常至少需要3~6個月的投產(chǎn)期，甚至1年以上，時間成本較大。且UASB的后期運(yùn)維對操作技術(shù)要求很高，一般人員難以滿足技術(shù)條件，規(guī)模較小的污水處理站也無需配置多個非常專業(yè)的人員，與UASB的長期管理要求不匹配。

在安全方面，UASB反應(yīng)器因其反應(yīng)原理和構(gòu)造會連續(xù)產(chǎn)生可燃?xì)怏w——甲烷而存在一定的環(huán)境安全風(fēng)險，應(yīng)通過可靠的三相分離器收集，并在火炬系統(tǒng)做燃燒處理。因此，對相關(guān)設(shè)施的質(zhì)量及可靠度有很高的要求，一旦不慎則會污染環(huán)境甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的事故。

由此可見，厭氧處理工藝并不能滿足水質(zhì)經(jīng)常變化的垃圾壓濾液的處理。那么有沒有更好的辦法來處理“變化無?！钡睦鴫簽V液呢？

04

ILMS工藝

ILMS工藝是以ILMS高效生物反應(yīng)器為核心處理單元，通過前端高效物化預(yù)處理和尾端深度凈化實(shí)現(xiàn)垃圾中轉(zhuǎn)站壓濾液的達(dá)標(biāo)排放。

該一體化設(shè)備工藝是專為垃圾中轉(zhuǎn)站壓濾液處理而獨(dú)立自主研制打造的，該設(shè)備以“壓濾液集水調(diào)節(jié)池-高效物化預(yù)處理-ILMS高效生物反應(yīng)器-出水深度處理”的工藝路線，采用物理化學(xué)法和生物法相結(jié)合的方式，將前后多個工藝進(jìn)行有機(jī)組合并設(shè)計入一體化反應(yīng)器中，其中包含了具備高生物活性的ILMS生物反應(yīng)的特殊工藝，能夠按照有機(jī)物降解的規(guī)律快速對垃圾壓濾液快速處理。

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實(shí)際應(yīng)用案例

項(xiàng)目為垃圾中轉(zhuǎn)站壓濾液處理設(shè)備工程，主要包括壓濾液處理設(shè)備以及配套設(shè)施建設(shè)，屬于新建項(xiàng)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(xiàng)目實(shí)際每日壓濾液和沖洗廢水?dāng)?shù)量總和約為8m3，設(shè)計規(guī)模為10m3/天，采用了“高效物化預(yù)處理+ILMS高效生物反應(yīng)器”的處理工藝。

項(xiàng)目原水包含壓濾液和沖洗廢水兩部分組成，設(shè)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(yīng)器中厭氧部分的設(shè)計容積負(fù)荷為9.0kgCOD/m3d；項(xiàng)目設(shè)計最終處理出水為納管標(biāo)準(zhǔn)，符合當(dāng)?shù)厥姓鬯畯S的接收要求。

在項(xiàng)目建成后，經(jīng)專業(yè)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)制定的調(diào)試啟動計劃，順利完成了項(xiàng)目的調(diào)試工作并高效穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)團(tuán)隊(duì)反復(fù)研究和檢驗(yàn)，本項(xiàng)目采用的ILMS高效生物反應(yīng)器中的厭氧部分，經(jīng)專性生物菌劑培養(yǎng)和多個負(fù)荷梯度的嚴(yán)格調(diào)試，最終以FV=9.52kgCOD/m3d的容積負(fù)荷啟動運(yùn)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控制ILMS反應(yīng)器內(nèi)部的運(yùn)作，保持區(qū)間高程度混勻狀態(tài)，建立良好傳質(zhì)效果，以及運(yùn)行過程中各個關(guān)鍵位置的技術(shù)參數(shù)的調(diào)控。

同時項(xiàng)目的垃圾壓濾液經(jīng)ILMS反應(yīng)器厭氧部分的高于預(yù)期設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的處理后，出水水質(zhì)優(yōu)于原定后續(xù)處理單元的進(jìn)水水質(zhì)設(shè)計，為整套處理系統(tǒng)預(yù)留了足夠的潛力。

ILMS反應(yīng)器以多個功能段交替，并以高活性和高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，最后處理單元以容積負(fù)荷FV≥1.1kgCOD/m3d的水平完成ILMS反應(yīng)器的終端處理，系統(tǒng)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