垃圾滲濾液是處理難度較高的廢水。針對(duì)本地區(qū)垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)滲濾液的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，部分垃圾填埋場(chǎng)滲濾液總氮時(shí)有超標(biāo)現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)地調(diào)查，分析了總氮超標(biāo)的原因，并從工藝調(diào)整以及管理對(duì)策等方面進(jìn)行探討，提出改進(jìn)意見(jiàn)。
垃圾滲濾液中總氮監(jiān)測(cè)情況垃圾滲濾液是由超過(guò)垃圾所覆蓋土層持水量和表面覆蓋潛力的雨水進(jìn)入填埋場(chǎng)后流經(jīng)垃圾層和所覆蓋土層而產(chǎn)生的污水及垃圾本身所含水分，垃圾分解所產(chǎn)生的水和地下滲入水所組成的高濃度污水 [1]。近年來(lái)對(duì)本地區(qū)各垃圾填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)行監(jiān)督性監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，部分垃圾填埋場(chǎng)處理排放的滲濾液中總氮較高，乃至超標(biāo)，某些垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中的總氮甚至是處于長(zhǎng)年穩(wěn)定超標(biāo)狀態(tài)。以2017年1月，對(duì)湘潭縣某垃圾填埋場(chǎng)處理后滲濾液的監(jiān)測(cè)情況為例（見(jiàn)表1），其滲濾液經(jīng)處理后，主要污染物控制指標(biāo)中化學(xué)需氧量、氨氮、總磷等均較低，符合排放要求，但總氮卻高達(dá)409mg/L，超過(guò)GB16889-2008《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》表2中總氮標(biāo)準(zhǔn)限值（40mg/L）9倍之多。2018年4月，對(duì)湘鄉(xiāng)市垃圾填埋場(chǎng)處理后滲濾液的監(jiān)測(cè)（見(jiàn)表2）表明，其總氮高達(dá)1.24×103mg/L，超標(biāo)30倍。
為了解相關(guān)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液總氮超標(biāo)的原因，湘潭市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站曾對(duì)A縣從垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理情況進(jìn)行調(diào)查監(jiān)測(cè)。由于之前多次監(jiān)測(cè)結(jié)果均表明，在滲濾液處理設(shè)施進(jìn)口氨氮＞100mg/L時(shí)，處理后滲濾液中氨氮濃度一般均能保持＜1mg/L，而總氮卻高達(dá)數(shù)十至數(shù)百mg/L。這說(shuō)明處理系統(tǒng)中硝化反應(yīng)是進(jìn)行得比較徹底的，即氨態(tài)氮氧化成硝態(tài)氮的過(guò)程是順利有效的，因此調(diào)查的重點(diǎn)集中在硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化上。將2017年2月所做調(diào)查的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總。
從該次調(diào)查監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，該填埋場(chǎng)滲濾液處理設(shè)施中MBR（Membrane Bio-Reactor，即膜生物反應(yīng)器）作為A2O（Anaerobic-Anoxic-Oxic，即厭氧-缺氧-好氧法）生化系統(tǒng)末端的固液分離環(huán)節(jié)，其出口廢水總氮達(dá)608mg/L，其中硝酸鹽氮為470mg/L。由此證明其生化系統(tǒng)的脫氮效果不佳。
理論上，在A2O工藝的缺氧/厭氧段中，硝酸鹽（NO3−）中的氮（N）將被還原成氮?dú)猓∟2），從系統(tǒng)中脫除，即實(shí)現(xiàn)反硝化脫氮。但監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，氮仍以硝酸鹽氮的形式存在于系統(tǒng)中，因此系統(tǒng)的反硝化存在嚴(yán)重問(wèn)題。
此外，從整個(gè)處理系統(tǒng)的原理上分析，即使生化脫氮環(huán)節(jié)效果不佳，RO（Reverse Osmosis，即反滲透）環(huán)節(jié)仍應(yīng)具備脫除硝酸鹽氮的能力，但檢測(cè)發(fā)現(xiàn)RO出口水的總氮和硝酸鹽氮分別有393mg/L和336mg/L，與RO進(jìn)口相比，僅下降60%左右。
這說(shuō)明RO膜可能已經(jīng)出現(xiàn)穿透或膜系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)短流，導(dǎo)致RO系統(tǒng)無(wú)法有效截留污染物。從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)RO出水的電導(dǎo)率來(lái)判斷，調(diào)查期間RO進(jìn)口水電導(dǎo)率為7.77mS/cm，出口水電導(dǎo)率為4.64mS/cm，電導(dǎo)率下降幅度很小，亦可得出相似結(jié)論。
RO系統(tǒng)的運(yùn)行故障屬于個(gè)案，在此不予展開(kāi)討論，僅就A2O生化工藝而言，脫氮效果不佳有多種原因。在處理系統(tǒng)運(yùn)行操作層面，污泥負(fù)荷與污泥齡控制，系統(tǒng)內(nèi)、外回流比選擇，系統(tǒng)溫度與酸堿度控制， 缺氧區(qū)溶解氧控制等因素都可能影響到反硝化效果。
但本地區(qū)相關(guān)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理反硝化失敗*主要的原因還是在于滲濾液本身的性質(zhì)。一方面垃圾滲濾液由于高濃度的氨氮對(duì)生物處理系統(tǒng)有一定的抑制作用；另一方面，由于高濃度的氨氮造成滲濾液中的C/N比失調(diào)，生物脫氮難以進(jìn)行，導(dǎo)致*終出水難以達(dá)標(biāo)排放 [2]。
有廣泛的研究均證實(shí)，老年化的垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生的滲濾液碳源不足，難以滿足理想的生化處理要求。超過(guò)十年的垃圾填埋場(chǎng)，其滲濾液中COD/TOC＞2.0，BOD/COD＜0.1 [3]，因此可生化難度大。
脫氮控制對(duì)策及其利弊探討目前，針對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中碳源不足，導(dǎo)致反硝化過(guò)程中電子供體不足，不能滿足系統(tǒng)中硝態(tài)氮還原的問(wèn)題，各家填埋場(chǎng)大都采取人工投加碳源的辦法來(lái)解決，有的投加面粉、有的投加葡萄糖。這樣做一方面增加了系統(tǒng)中的碳源，滿足了反硝化脫氮的需要；但另一方面，人為制造的COD也增加了系統(tǒng)處理污染負(fù)荷，由此增加了系統(tǒng)運(yùn)行的物料、動(dòng)力等各方面的成本，導(dǎo)致廢水處理經(jīng)濟(jì)成本高企。
此外，依靠生化處理之后的膜處理技術(shù)把關(guān)，正常情況下處理效果確實(shí)能得到很好的保證，但處理裝備的前期建設(shè)投入和后期運(yùn)行成本均非常高。這說(shuō)明現(xiàn)有的脫氮控制技術(shù)完全能滿足脫氮的實(shí)際需要，但經(jīng)濟(jì)上需要更大的付出，如何尋求此間的平衡值得進(jìn)一步探討。
另外，從技術(shù)和管理政策方面看，如何對(duì)待總氮超標(biāo)也值得引起思考。總氮是一個(gè)綜合性指標(biāo)，是指水中溶解態(tài)氮和懸浮物中氮的總和，包括了可能存在的硝酸鹽氮、亞硝酸氮、無(wú)機(jī)銨鹽、溶解態(tài)氨和大部分有機(jī)化合物中的氮。環(huán)境中不同形態(tài)存在的氮對(duì)環(huán)境的危害或影響是不同的。
有機(jī)氮和氨氮對(duì)水環(huán)境的危害會(huì)比硝酸鹽氮的危害要大得多，從環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系中對(duì)總氮、氨氮和硝酸鹽氮的限值規(guī)定可對(duì)此進(jìn)行有力的說(shuō)明，見(jiàn)表4。雖然現(xiàn)行的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）中總氮標(biāo)準(zhǔn)限值與氨氮限值一致，且遠(yuǎn)低于硝酸鹽氮限值，并不科學(xué)，但在實(shí)際地表水環(huán)境水質(zhì)的考核評(píng)價(jià)中，并不對(duì)總氮進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)。總氮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更多地是應(yīng)用在評(píng)價(jià)湖庫(kù)水體的富營(yíng)養(yǎng)程度方面。
注：所列限值為適用于集中式生活飲用水源的III類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)限值或適用于集中式生活飲用水地表水源地補(bǔ)充項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值。
由于自然條件下，氨態(tài)氮可以轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，而硝酸鹽氮是不可能逆轉(zhuǎn)為氨態(tài)氮的，所以沒(méi)有必要對(duì)硝酸鹽氮實(shí)施嚴(yán)厲的控制措施，現(xiàn)行的綜合排放標(biāo)準(zhǔn)或各行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)均未將硝酸鹽氮作為約束性控制指標(biāo)。不加區(qū)分地將總氮作為控制性指標(biāo)可能會(huì)給以硝酸鹽氮為主的排放企業(yè)的廢水處理以及環(huán)境保護(hù)主管部門(mén)的管理帶來(lái)困擾。事實(shí)上這種困擾已經(jīng)在本地區(qū)出現(xiàn)，垃圾場(chǎng)為總氮超標(biāo)應(yīng)如何整改而叫苦，環(huán)保部門(mén)則為是否應(yīng)對(duì)總氮超標(biāo)處罰而糾結(jié)。對(duì)此，我們認(rèn)為針對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，以氨氮限值控制氨態(tài)氮排放，以化學(xué)需氧量或凱氏氮限值控制有機(jī)氮排放，或比單純以總氮限值控制氮污染更合理。對(duì)部分老齡化垃圾填埋場(chǎng)處理后滲濾液總氮超標(biāo)的問(wèn)題進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)總氮超標(biāo)的實(shí)質(zhì)是硝酸鹽氮過(guò)高，判斷其原因是滲濾液中碳源不足，導(dǎo)致生化處理系統(tǒng)的反硝化脫氮效果不佳。
目前所采取的提高脫氮能力的措施為人工投加碳源，客觀上增加了系統(tǒng)處理負(fù)荷，并大大提高了經(jīng)濟(jì)成本。由硝酸鹽態(tài)氮導(dǎo)致的總氮超標(biāo)所產(chǎn)生的實(shí)際環(huán)境危害比由氨態(tài)氮或有機(jī)氮超標(biāo)帶來(lái)的環(huán)境危害要小得多，建議不再對(duì)這類(lèi)硝酸鹽態(tài)氮過(guò)高的廢水進(jìn)行總氮評(píng)價(jià)考核，而直接用氨氮或凱氏氮進(jìn)行考核更為合理。
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