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摘要：为了降低垃圾渗滤液处理浓度，减轻后续处理负担，有效缓解后续设备堵塞、结垢，延长设备运行时间。文章通过试验，针对垃圾渗滤液的特点和现有处理工艺在运行中存在的问题，采用曝气、混凝沉淀方法对渗滤液进行预处理研究，实验结果表明，该处理工艺是行之有效的，可推广应用。
关键词：垃圾渗滤液；预处理；去除效果；曝气；混凝沉淀
随着我国建设的高速发展和人口数量的不断增加，生活垃圾的产量逐日递增。但垃圾渗滤液水质极其复杂，污染物浓度高，是很难处理的高浓度有毒有害的有机废水。目前，国内大多数垃圾填埋场渗滤液的处理未能取得理想效果。在这样的背景下，垃圾渗滤液的处理技术成为研究的热点和难点。
1 工程概况
某垃圾填埋场渗滤液采用的处理工艺：调节池→MVC蒸发器→氨处理→达标排放。渗滤液首先经精密过滤器去除部分SS及细小的纤维后进入后续高效自动控制MVC蒸馏装置，在MVC装置内利用闪蒸原理使渗滤液中的水蒸发，经冷凝后变成蒸馏水排出，由于氨极易和水结合，蒸馏水中含有氨，需要后段氨处理系统进一步处理才能达标排放，同时部分无法在该温度下变成气体脱出蒸发罐的物质得到浓缩，这些浓缩液将在达到一定浓度后排出。该场渗滤液处理设备及工艺经验收后，运转良好，但由于渗滤液的水质非常复杂且不断变化，现阶段处理设备连续运行存在以下难题：（1）板式交换器在长时间运行过程中常存在堵塞现象，需人工拆卸清洗，劳动强度大并且影响系统正常运作。（2）MVC蒸发主体换热管结垢比较严重，停机清洗次数频繁，清洗时间长，耗药量大。（3）蒸馏水出水NH3-N偏高，增加离子交换树脂的压力，导致离子交换树脂使用时间减短，树脂再生频繁，再生药消耗过高从而使运行成本增大。这些问题不仅对设备造成损害，减少设备工作寿命，增加了系统维护运营成本，而且容易造成系统运转不佳，导致出水水质超标现象频发，危害环境。因此，需采取针对性措施来解决该现象。
本试验针对垃圾渗滤液的特点，以该填埋场渗滤液为原料，探索工艺简单、流程短、清洁、易于操作且成本低的预处理技术，如沉淀法、Fenton等，优化并选出各步骤的最佳工艺条件，对垃圾渗滤液里存在大量的钙、镁等先去除掉，有效缓解后续设备堵塞、结垢，延长设备运行时间。这就为垃圾填埋场渗滤液处理工程稳定可靠运行及不同运行工艺组合的优化提供了技术依据。
1 试验水质和方法
1.1 试验废水水质
本试验所用垃圾渗滤液取自某垃圾填埋场，废水外观黑色，恶臭味，水质情况为：COD为2500～5000mg/L，氨氮为900～2000mg/L，总硬度为1000～5000mg/L，pH为7～9。
1.2 主要仪器和试剂
仪器：搅拌器、微波密封消解COD快速测定仪、紫外分光光度计等。
实验所用试剂：10%Na2CO3溶液、5%聚合氯化铝溶液、0.2%聚丙烯酰胺溶液，测COD、氨氮、总硬度的相关药品。
1.3 試验工艺流程（见图1）
1.4 试验方法
（1）先测定垃圾渗滤液原液pH、COD、氨氮和总硬度。
（2）将渗滤液原液曝气一段时间后，测定渗滤液pH、COD、氨氮和总硬度。
分别取500mL曝气后的渗滤液于1L烧杯中，试验1中先加入5%PAC，再加0.2%PAM，在加药后进行2min快速搅拌，搅拌速度为100r/min，再进行20min慢速搅拌，搅拌速度为20r/min。反应后静置30min，观察絮凝体的大小、密实度，并测定上层清液的水质。试验2和3中先加入10%碳酸钠溶液，后加5%PAC再加0.2%PAM，在加药后进行2min快速搅拌，搅拌速度为100r/min，再进行20min慢速搅拌，搅拌速度为20r/min。反应后静置30min，观察絮凝体的大小、密实度，并测定上层清液的水质。
2 结果与分析
2.1 试验一
表1 不同条件下垃圾渗滤液中COD、氨氮、总硬度的去除效果（试验一）
由表1分析可知，对垃圾渗滤液原液曝气10h，COD去除率26.74%，pH值有所上升，氨氮去除率为65%，说明曝气对渗滤液原液中氨氮的去除效果是稳定有效的。之后进行小试，根据常用工艺投加量，逐次加量观察烧杯沉淀现象，比较各加药量的数据。小试2中PAC从100ppm加到700ppm，10%碳酸钠1mL，小试3中投加PAC由200ppm至1400ppm，10%碳酸钠2mL，烧杯中絮凝效果开始不明显，随着加药量增多，絮体变大凝聚，沉降性变好，小试3中PAC从100ppm加到1400ppm时，絮凝效果依然不明显，最后4000ppm，PAM加到12ppm，大量絮凝物沉淀下来。其中投加碳酸钠的烧杯中絮凝物细密紧凑，沉淀界面较明显；未投加碳酸钠的烧杯中絮凝体较松散，沉淀层与上层液体积比基本为1：1。
试验数据表明，投加PAC和PAM对COD有一定的去除效果，随着絮凝剂量增多，COD去除率呈上升趋势。投加PAC和PAM对氨氮也具有一定去除效果，且当未投加碳酸钠的样品中滴加更多PAC和PAM，投加碳酸钠后对氨氮的去除效果也要略好于未投加碳酸钠的样品，说明碳酸钠对氨氮去除有一定促进作用，这可能跟碳酸钠调节环境中pH值有关。对于硬度而言，碳酸钠药量加到1mL和2mL，从试验数据分析，PAC、PAM、碳酸钠均对水样硬度环境有明显的改善，其中小试1因投加PAC和PAM量均高于小试2和3许多，其总硬度较原液下降69%，说明絮凝剂对水样中钙、镁盐有较好的吸附絮凝作用，而当PAC、PAM加药量不够，且碳酸钠量较少时，其硬度软化反应不完全，导致硬度浓度比小试3高。
2.2 试验二
为继续考量曝气时间和加药条件对水质影响，再次采样对原液曝气时间增加至17h。 由表2分析可知，对垃圾渗滤液原液曝气17h后，COD去除24%左右，pH9.6左右；氨氮去除率80%，比对原液曝气10h的效率提升了15%，说明曝气时间延长对氨氮去除有较大积极作用。小试条件根据小试1、2、3结果，加大了碳酸钠的投加量，且考虑PAC、PAM同样投加量碳酸钠对水样影响，PAC、PAM投加量固定为2mL和0.15mL。
试验数据表明，曝气延长对COD去除效果影响不大，且当PAC、PAM投加量一定时，各小试COD数据接近，说明PAC、PAM投加量对COD的去除占主导作用，碳酸钠对COD影响不大，所以要考虑COD去除时可适当提高絮凝剂投加量。而氨氮的去除与曝气时间长短关系紧密，而小试中PAC、PAM投加量一致时，投加碳酸钠的量对氨氮去除有一定促进作用，这一现象与对原液曝气10h结果相似，说明碳酸钠的存在对pH改变可能会使氨氮在水样中的存在形式发生变化。至于总硬度去除，PAC、PAM、碳酸钠均对总硬度减少有重要作用，小试4与小试1相比，因PAC和PAM投加量减半，总硬度相比之下也只减少到2100mg/L左右，远不如小试1的效果，也不如投加了少量碳酸钠和少量PAC、PAM的小试2、3，而小试5相比小试1，PAC、PAM也仅是小试1的一半，因为投加了5mL碳酸钠溶液，能将总硬度减至520mg/L，说明足量的碳酸钠效果明显，小试6继续加大碳酸钠投加量，总硬度可降至265mg/L以下。
3 結论
综上，得出以下结论：将渗滤液先进行曝气，曝气17h，COD、氨氮去除率分别达24%、80%；投加PAC和PAM对COD、氨氮和总硬度去除效果明显，如果配以一定量的碳酸钠，对水的软化反应更是起到促进作用，大大减少水中钙、镁离子浓度；在原处理工艺MVC蒸发器主体前端增加一套预处理系统，先对原液进行曝气，加入碳酸钠、PAC、PAM，经沉淀后，加酸回调pH，可去除大部分COD、氨氮和总硬度，COD去除率40%～50%，氨氮去除率67%～80%，总硬度去除率80%～88%。降低渗滤液原液的VOC、SS、钙、镁等物质，有效缓解后续设备堵塞、结垢，延长设备运行时间。再经蒸发，蒸馏水出水中NH3-N含量大大降低，从而减少离子交换的使用再生频率和耗药量，而且在酸性条件下，能有效缓解设备结垢，延长设备运行时间，降低清洗频率。最终，出水可达到《生活垃圾填埋场污染物控制标准》（GB16889-2008）相关要求。
参考文献：
[1]卢林果.城市生活垃圾填埋场渗滤液预处理研究[D].长安大学， 2006.
[2]于维钧，常少妮.城市生活垃圾填埋场渗滤液处理方案及其分析[J].城市建设理论研究：电子版， 2015， 5（26）.
关键词：垃圾渗滤液；预处理；去除效果；曝气；混凝沉淀
随着我国建设的高速发展和人口数量的不断增加，生活垃圾的产量逐日递增。但垃圾渗滤液水质极其复杂，污染物浓度高，是很难处理的高浓度有毒有害的有机废水。目前，国内大多数垃圾填埋场渗滤液的处理未能取得理想效果。在这样的背景下，垃圾渗滤液的处理技术成为研究的热点和难点。
1 工程概况
某垃圾填埋场渗滤液采用的处理工艺：调节池→MVC蒸发器→氨处理→达标排放。渗滤液首先经精密过滤器去除部分SS及细小的纤维后进入后续高效自动控制MVC蒸馏装置，在MVC装置内利用闪蒸原理使渗滤液中的水蒸发，经冷凝后变成蒸馏水排出，由于氨极易和水结合，蒸馏水中含有氨，需要后段氨处理系统进一步处理才能达标排放，同时部分无法在该温度下变成气体脱出蒸发罐的物质得到浓缩，这些浓缩液将在达到一定浓度后排出。该场渗滤液处理设备及工艺经验收后，运转良好，但由于渗滤液的水质非常复杂且不断变化，现阶段处理设备连续运行存在以下难题：（1）板式交换器在长时间运行过程中常存在堵塞现象，需人工拆卸清洗，劳动强度大并且影响系统正常运作。（2）MVC蒸发主体换热管结垢比较严重，停机清洗次数频繁，清洗时间长，耗药量大。（3）蒸馏水出水NH3-N偏高，增加离子交换树脂的压力，导致离子交换树脂使用时间减短，树脂再生频繁，再生药消耗过高从而使运行成本增大。这些问题不仅对设备造成损害，减少设备工作寿命，增加了系统维护运营成本，而且容易造成系统运转不佳，导致出水水质超标现象频发，危害环境。因此，需采取针对性措施来解决该现象。
本试验针对垃圾渗滤液的特点，以该填埋场渗滤液为原料，探索工艺简单、流程短、清洁、易于操作且成本低的预处理技术，如沉淀法、Fenton等，优化并选出各步骤的最佳工艺条件，对垃圾渗滤液里存在大量的钙、镁等先去除掉，有效缓解后续设备堵塞、结垢，延长设备运行时间。这就为垃圾填埋场渗滤液处理工程稳定可靠运行及不同运行工艺组合的优化提供了技术依据。
1 试验水质和方法
1.1 试验废水水质
本试验所用垃圾渗滤液取自某垃圾填埋场，废水外观黑色，恶臭味，水质情况为：COD为2500～5000mg/L，氨氮为900～2000mg/L，总硬度为1000～5000mg/L，pH为7～9。
1.2 主要仪器和试剂
仪器：搅拌器、微波密封消解COD快速测定仪、紫外分光光度计等。
实验所用试剂：10%Na2CO3溶液、5%聚合氯化铝溶液、0.2%聚丙烯酰胺溶液，测COD、氨氮、总硬度的相关药品。
1.3 試验工艺流程（见图1）
1.4 试验方法
（1）先测定垃圾渗滤液原液pH、COD、氨氮和总硬度。
（2）将渗滤液原液曝气一段时间后，测定渗滤液pH、COD、氨氮和总硬度。
分别取500mL曝气后的渗滤液于1L烧杯中，试验1中先加入5%PAC，再加0.2%PAM，在加药后进行2min快速搅拌，搅拌速度为100r/min，再进行20min慢速搅拌，搅拌速度为20r/min。反应后静置30min，观察絮凝体的大小、密实度，并测定上层清液的水质。试验2和3中先加入10%碳酸钠溶液，后加5%PAC再加0.2%PAM，在加药后进行2min快速搅拌，搅拌速度为100r/min，再进行20min慢速搅拌，搅拌速度为20r/min。反应后静置30min，观察絮凝体的大小、密实度，并测定上层清液的水质。
2 结果与分析
2.1 试验一
表1 不同条件下垃圾渗滤液中COD、氨氮、总硬度的去除效果（试验一）
由表1分析可知，对垃圾渗滤液原液曝气10h，COD去除率26.74%，pH值有所上升，氨氮去除率为65%，说明曝气对渗滤液原液中氨氮的去除效果是稳定有效的。之后进行小试，根据常用工艺投加量，逐次加量观察烧杯沉淀现象，比较各加药量的数据。小试2中PAC从100ppm加到700ppm，10%碳酸钠1mL，小试3中投加PAC由200ppm至1400ppm，10%碳酸钠2mL，烧杯中絮凝效果开始不明显，随着加药量增多，絮体变大凝聚，沉降性变好，小试3中PAC从100ppm加到1400ppm时，絮凝效果依然不明显，最后4000ppm，PAM加到12ppm，大量絮凝物沉淀下来。其中投加碳酸钠的烧杯中絮凝物细密紧凑，沉淀界面较明显；未投加碳酸钠的烧杯中絮凝体较松散，沉淀层与上层液体积比基本为1：1。
试验数据表明，投加PAC和PAM对COD有一定的去除效果，随着絮凝剂量增多，COD去除率呈上升趋势。投加PAC和PAM对氨氮也具有一定去除效果，且当未投加碳酸钠的样品中滴加更多PAC和PAM，投加碳酸钠后对氨氮的去除效果也要略好于未投加碳酸钠的样品，说明碳酸钠对氨氮去除有一定促进作用，这可能跟碳酸钠调节环境中pH值有关。对于硬度而言，碳酸钠药量加到1mL和2mL，从试验数据分析，PAC、PAM、碳酸钠均对水样硬度环境有明显的改善，其中小试1因投加PAC和PAM量均高于小试2和3许多，其总硬度较原液下降69%，说明絮凝剂对水样中钙、镁盐有较好的吸附絮凝作用，而当PAC、PAM加药量不够，且碳酸钠量较少时，其硬度软化反应不完全，导致硬度浓度比小试3高。
2.2 试验二
为继续考量曝气时间和加药条件对水质影响，再次采样对原液曝气时间增加至17h。 由表2分析可知，对垃圾渗滤液原液曝气17h后，COD去除24%左右，pH9.6左右；氨氮去除率80%，比对原液曝气10h的效率提升了15%，说明曝气时间延长对氨氮去除有较大积极作用。小试条件根据小试1、2、3结果，加大了碳酸钠的投加量，且考虑PAC、PAM同样投加量碳酸钠对水样影响，PAC、PAM投加量固定为2mL和0.15mL。
试验数据表明，曝气延长对COD去除效果影响不大，且当PAC、PAM投加量一定时，各小试COD数据接近，说明PAC、PAM投加量对COD的去除占主导作用，碳酸钠对COD影响不大，所以要考虑COD去除时可适当提高絮凝剂投加量。而氨氮的去除与曝气时间长短关系紧密，而小试中PAC、PAM投加量一致时，投加碳酸钠的量对氨氮去除有一定促进作用，这一现象与对原液曝气10h结果相似，说明碳酸钠的存在对pH改变可能会使氨氮在水样中的存在形式发生变化。至于总硬度去除，PAC、PAM、碳酸钠均对总硬度减少有重要作用，小试4与小试1相比，因PAC和PAM投加量减半，总硬度相比之下也只减少到2100mg/L左右，远不如小试1的效果，也不如投加了少量碳酸钠和少量PAC、PAM的小试2、3，而小试5相比小试1，PAC、PAM也仅是小试1的一半，因为投加了5mL碳酸钠溶液，能将总硬度减至520mg/L，说明足量的碳酸钠效果明显，小试6继续加大碳酸钠投加量，总硬度可降至265mg/L以下。
3 結论
综上，得出以下结论：将渗滤液先进行曝气，曝气17h，COD、氨氮去除率分别达24%、80%；投加PAC和PAM对COD、氨氮和总硬度去除效果明显，如果配以一定量的碳酸钠，对水的软化反应更是起到促进作用，大大减少水中钙、镁离子浓度；在原处理工艺MVC蒸发器主体前端增加一套预处理系统，先对原液进行曝气，加入碳酸钠、PAC、PAM，经沉淀后，加酸回调pH，可去除大部分COD、氨氮和总硬度，COD去除率40%～50%，氨氮去除率67%～80%，总硬度去除率80%～88%。降低渗滤液原液的VOC、SS、钙、镁等物质，有效缓解后续设备堵塞、结垢，延长设备运行时间。再经蒸发，蒸馏水出水中NH3-N含量大大降低，从而减少离子交换的使用再生频率和耗药量，而且在酸性条件下，能有效缓解设备结垢，延长设备运行时间，降低清洗频率。最终，出水可达到《生活垃圾填埋场污染物控制标准》（GB16889-2008）相关要求。
参考文献：
[1]卢林果.城市生活垃圾填埋场渗滤液预处理研究[D].长安大学， 2006.
[2]于维钧，常少妮.城市生活垃圾填埋场渗滤液处理方案及其分析[J].城市建设理论研究：电子版， 2015， 5（26）.