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为了使垃圾填埋场渗滤液物化和生化相结合的预处理技术更直观，本文结合苏州某生活垃圾填埋场渗滤液处理工程进行分析。现就该工艺的流程及其技术可行性进行分析。
2.1处理工艺
2.1.1处理工艺选择的建议
《生活垃圾填埋场污染控制标准》 （GB16889-2008） 实施之后，对氨氮、总氨、总磷及重金属等指标要求大幅度提高或增设，目前填埋场已建垃圾渗滤液预处理与处理工程大多无法或较难满足要求，不少渗滤液处理站急需改造与新建。若不能寻找一个稳定、性价比高且易于管理的处理工艺，在渗滤液处理领域将形成 巨大的投资浪费。应在满足稳定、连续、出水达标的前提下，综合工艺的经济性 、合理性、可操作性等，经技术经济比选后确定。工艺设计及选择的几点建议如下 ：
2.1.1.1设计要低能耗
根据垃圾渗滤液的性质和对各处理方法特点的比较，应该在条件允许的情况下，尽量选择能耗相对较低、污染物降解彻底的生化方法对污水进行处理。
2.1.1.2选择生物脱氮
根据污水中各污染成分的比例和微生物营养元素的比例要求，若该污水中氨氮浓度相对偏高，必须对氨氨脱除有针对性措施；氨氮脱除应该优先选用生物脱氨的工艺，吹脱工艺不仅会带来二次污染，投资和运行成本也较高。
2.1.1.3主体工艺优先选择生化法
由于物理法对污染物只是进行简单过滤，污染物都存留在浓缩液中，随即带来了浓缩液的处理问题。然而生化法对污染物能起到真正降解与削减作用，对于原水中可生化降解的污染物建议优先选用生化系统处理。此外，生化系统投资及运行成本较低，只要进水水质水量控制较好，可基本保证良好的出水水质及运行稳定性。
2.1.1.4深度处理可选用膜技术
由于渗滤液成分复杂，其中存在很多难以生化的物质，完全依靠生化不可能使污水处理达到排放的要求，同时随着填埋年限的增加，可生化性变差的特点，应该在生化后采用物化法对污水中的污染物进一步进行处理，从稳定性和成本分析来看，选择膜处理工艺较为可行。
2.1.1.5选择自动化程度高的电控系统
根据膜系统稳定运行和系统安全保证的要求，本工程自控系统 需要达到一个较高的水平，可以考虑采用上位机+PLC的控制方式，实现设备 的就地手动控制、远程控制和自动控制的3种控制方式。采用高精度的仪表，通过设备互锁、流量条件保护、压力条件保护、温度条件保护、pH条件保护等自动判断调节措施保证系统的安全稳定运行 。
2.1.1.6具备可行的污泥和浓缩方案
为了避免二次污染，对剩余污泥及老化污泥要进行储存、干燥或回灌；使用NF、RO膜工艺会产生一定比例 的浓缩液，其中含有大量难生化降解物质及重金属。NF浓缩液可回流至调节池进行二次强化处理，对于RO浓缩液，其含盐量较高，若回至调节池，将对生化系统微生物的正常代谢产生不利，故建议RO浓缩液回灌至填埋区。
基于以上建议，下面以苏州某生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺进行分析。
2.1.2项目概况
苏州市某垃圾填埋场扩建工程是2007年市政府重点工程，垃圾渗沥液处理厂是该工程的重要子项目之一。垃圾渗沥液处理厂占地约40亩（其中包括渗沥液调节池30亩），总造价约4000万，其中渗沥液处理厂土建和设备2682万，土地征用费、调节池及其他配套设施费用1300万。渗滤液处理厂采用以A/O/O+超滤为核心的生物膜（MBR）工艺，设计规模1200 m3/d，其中填埋场渗沥液800m3/d，焚烧厂渗沥液400m3/d，处理后的渗沥液水质达到《生活垃圾填埋污染控制标准》规定的三级标准，再排入苏州高新污水处理有限公司进一步深度处理后达标排放。渗沥液处理厂于2007年7月中旬开工建设，所有土建和设备安装工作于2008年4月底完成。2008年5月初开始调试，在四个多月的调试中，共处理污水12万m3，日平均处理量为700m3，目前日处理量已达到设计要求的1200 m3。处理后出水水质达到了设计标准，系统运行稳定，各项指标控制良好。作为垃圾渗沥液处理厂的配套工程，调节池工程于2007年5月开始建设， 2007年12月底建成进水，调节池总容量为7.5万立方米，可暂存二个月的渗沥液。
2.1.2垃圾渗滤液处理厂的工艺流程
垃圾填埋场和焚烧厂的渗沥液首先进入调节池，由于调节池进行了加盖，可以避免渗沥液对大气产生污染，同时还可以起到厌氧分解作用，在调节池即可以去除约50%的COD；调节池的渗沥液经过提升泵进入渗沥液处理系统，首先进入袋式过滤器，去除部分SS；经过滤的渗沥液分别进入缺氧池、碳氧化池和强化硝池即A/O/O系统，在A/O/O系统中渗沥液中的有机物和氨氮大部分被转化为无机物（CO2、H2O、N2）从水中去除；经过A/O/O系统处理后的渗沥液加压后通过外置式超滤膜装置实现固液分离，最终处理达标。系统产生的污泥进入污泥浓缩池，通过离心脱水处理后的固体部分填埋处理，浓缩池上清液和脱水滤液回流至调节池。具体工艺流程如下图2.1-1和图2.1-2：
2.2工艺分析
2.2.1物化工艺流程分析
2.2.1.1调节池
由于渗滤液的水量受气候、季节等因素影响，变化较大，雨季，可能还会出现水量暴增等情况，所以，首先设置调节池，以调节不同时间水量的变化，使后续的各处理环节水量能趋于基本的稳定，达到较好的处理效果。调节池必须要加盖，做除臭处理。下图为调节池的加盖处理（苏州某垃圾填埋场调节池示意图）
2.2.1.2吹脱法
吹脱法是渗滤液处理的一种方法，主要用于渗滤液中氨的去除。曝气吹脱技术是直接或调整pH后在调节池或者专门吹脱池中曝气，以达到脱氨和改善营养比例的作用。曝气吹脱预处理是经济有效的，不仅可以去除氨氮，COD也大幅度下降，氨氮去除率可达68%，CODcr去除率可达76%，而在不曝气的情況下，氨氮与CODcr的去除率仅分别为27%和22%；国内曝气吹脱的研究结果表明：吹脱的时间应保证4～5h，但在气水比和调节pH方面则各不相同，这是由于研究的初始氨氮与CODcr浓度以及出水要求的不同造成的。因为就预处理的目的与要求而言，曝气吹脱的条件应根据后续生化处理对C/N比要求而调整。因此在曝气吹脱系统的运行过程中，应根据初始氨氮与CODcr，浓度运行参数进行调整。曝气吹脱技术存在的主要问题是吹脱气体的二次污染，吹脱气体会造成周围大气环境质量的下降。 预处理工艺中将NH3吹脱置于最前端，可充分利用填埋场的渗滤液贮存调节池，即可直接在贮存调节池中铺设曝气管道，以节省工程造价，并利于间歇运行。同时可利用吹脱去除渗滤液中的重金属离子[47]，为其后续的吸附处理工艺运行创造条件（即当重金属离子经吹脱后去除较多，则可不必启动吸附处理工艺，使运行具有良好的灵活性）；当渗滤液的CODCr/NH3-N并不过低时，吹脱可在较低的pH条件下运行，由于吹脱后pH将有所下降，因而在混凝处理时可降低pH调节的药剂用量或不必进行pH调节（图3-1中虚箭头所示）。若渗滤液CODCr/NH3-N比较低时，则吹脱需在高pH值下运行，其出水需经再次pH调节后方可进行混凝处理。往往渗滤液pH的变化与其NH3-N浓度的变化呈正相关关系[48]，因而将NH3 吹脱置于预处理工艺的最前端可减少pH 调节的次数。
2.2.1.3絮凝沉淀
絮凝沉淀已被广泛应用于垃圾渗滤液中难生物降解有机物和重金属的去除。研究表明.PAC混凝处理对渗滤液有良好的处理效果。在PAC投量为400 mg/L的条件下，各污染物的去除率分别为：COD 59.8%、Cu近100%、Pb 68.9%、Cd59.2%、Cr59.1%、Zn61.0%。因而它作为一种经济和运行灵活的处理工艺.应用于该渗滤液的处理是可行的。AnastaslOS等[17]采用生物絮凝剂混凝去除渗滤液中的腐殖酸，效果良好。采用生物絮凝剂和硫酸铝都可以达到45%的去除率.但使用生物絮凝剂处理垃圾渗滤液不需要调节pH，而使用硫酸铝则需要调节pH.同时生物絮凝剂需要的投加剂量少。混凝沉淀法可有效去除渗滤液中的难降解物质和重金属离子，对COD也有一定的去除效果。但其COD的去除率一般在30%～60%之间。
2.2.2生化处理工艺流程分析
废水进过物化预处理进入反硝化池，反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程[51]。其反应方程式如下：
NO3-+ 2e-+ 2H+ = NO2-+ H2O
NO2-+e-+ 2H+ = NO+ H2O
2NO+2e-+ 2H+ = N2O+ H2O
N2O+ 2e-+ 2H+ = N2 + H2O
在反硝化（缺氧）阶段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入碳氧化（好氧）池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），之后进入强化硝化池，使氨在微生物作用下氧化为硝酸的。通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。
2.3工藝的技术可行性分析
生活垃圾渗滤液处理最基本的方法有物理、化学、生物处理方法。垃圾渗滤液处理个过程中最主要的难点是其污染物浓度高，单纯的物理、化学、生物处理工艺很难使其达到较好的水质进而实现达标排放。物化—生化结合的工艺，优势互补，充分发挥各种处理方法的长处，使污染物最大程度地得以去除。
物化—生化工艺有机地相结合，使得废水达标排放（其处理效果在第三章介绍）。因此，本工艺在技术上是切实可行的，并有着广阔的应用前景。
2.4本章小结
采用物化处理和生化（A/O/O）结合的预处理工艺是可行的，在实际工艺中生化处理工艺可以根据当地的气候、水文等条件进行调整，如可以采用 UASB、A2/O 等。
渗滤液中NH3-N的去除主要依靠吹脱工段，吹脱效率可达到68%。
超滤系统能够有效地去除水中的悬浮物、胶体等，对COD和BOD有一定的去除。
2.1处理工艺
2.1.1处理工艺选择的建议
《生活垃圾填埋场污染控制标准》 （GB16889-2008） 实施之后，对氨氮、总氨、总磷及重金属等指标要求大幅度提高或增设，目前填埋场已建垃圾渗滤液预处理与处理工程大多无法或较难满足要求，不少渗滤液处理站急需改造与新建。若不能寻找一个稳定、性价比高且易于管理的处理工艺，在渗滤液处理领域将形成 巨大的投资浪费。应在满足稳定、连续、出水达标的前提下，综合工艺的经济性 、合理性、可操作性等，经技术经济比选后确定。工艺设计及选择的几点建议如下 ：
2.1.1.1设计要低能耗
根据垃圾渗滤液的性质和对各处理方法特点的比较，应该在条件允许的情况下，尽量选择能耗相对较低、污染物降解彻底的生化方法对污水进行处理。
2.1.1.2选择生物脱氮
根据污水中各污染成分的比例和微生物营养元素的比例要求，若该污水中氨氮浓度相对偏高，必须对氨氨脱除有针对性措施；氨氮脱除应该优先选用生物脱氨的工艺，吹脱工艺不仅会带来二次污染，投资和运行成本也较高。
2.1.1.3主体工艺优先选择生化法
由于物理法对污染物只是进行简单过滤，污染物都存留在浓缩液中，随即带来了浓缩液的处理问题。然而生化法对污染物能起到真正降解与削减作用，对于原水中可生化降解的污染物建议优先选用生化系统处理。此外，生化系统投资及运行成本较低，只要进水水质水量控制较好，可基本保证良好的出水水质及运行稳定性。
2.1.1.4深度处理可选用膜技术
由于渗滤液成分复杂，其中存在很多难以生化的物质，完全依靠生化不可能使污水处理达到排放的要求，同时随着填埋年限的增加，可生化性变差的特点，应该在生化后采用物化法对污水中的污染物进一步进行处理，从稳定性和成本分析来看，选择膜处理工艺较为可行。
2.1.1.5选择自动化程度高的电控系统
根据膜系统稳定运行和系统安全保证的要求，本工程自控系统 需要达到一个较高的水平，可以考虑采用上位机+PLC的控制方式，实现设备 的就地手动控制、远程控制和自动控制的3种控制方式。采用高精度的仪表，通过设备互锁、流量条件保护、压力条件保护、温度条件保护、pH条件保护等自动判断调节措施保证系统的安全稳定运行 。
2.1.1.6具备可行的污泥和浓缩方案
为了避免二次污染，对剩余污泥及老化污泥要进行储存、干燥或回灌；使用NF、RO膜工艺会产生一定比例 的浓缩液，其中含有大量难生化降解物质及重金属。NF浓缩液可回流至调节池进行二次强化处理，对于RO浓缩液，其含盐量较高，若回至调节池，将对生化系统微生物的正常代谢产生不利，故建议RO浓缩液回灌至填埋区。
基于以上建议，下面以苏州某生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺进行分析。
2.1.2项目概况
苏州市某垃圾填埋场扩建工程是2007年市政府重点工程，垃圾渗沥液处理厂是该工程的重要子项目之一。垃圾渗沥液处理厂占地约40亩（其中包括渗沥液调节池30亩），总造价约4000万，其中渗沥液处理厂土建和设备2682万，土地征用费、调节池及其他配套设施费用1300万。渗滤液处理厂采用以A/O/O+超滤为核心的生物膜（MBR）工艺，设计规模1200 m3/d，其中填埋场渗沥液800m3/d，焚烧厂渗沥液400m3/d，处理后的渗沥液水质达到《生活垃圾填埋污染控制标准》规定的三级标准，再排入苏州高新污水处理有限公司进一步深度处理后达标排放。渗沥液处理厂于2007年7月中旬开工建设，所有土建和设备安装工作于2008年4月底完成。2008年5月初开始调试，在四个多月的调试中，共处理污水12万m3，日平均处理量为700m3，目前日处理量已达到设计要求的1200 m3。处理后出水水质达到了设计标准，系统运行稳定，各项指标控制良好。作为垃圾渗沥液处理厂的配套工程，调节池工程于2007年5月开始建设， 2007年12月底建成进水，调节池总容量为7.5万立方米，可暂存二个月的渗沥液。
2.1.2垃圾渗滤液处理厂的工艺流程
垃圾填埋场和焚烧厂的渗沥液首先进入调节池，由于调节池进行了加盖，可以避免渗沥液对大气产生污染，同时还可以起到厌氧分解作用，在调节池即可以去除约50%的COD；调节池的渗沥液经过提升泵进入渗沥液处理系统，首先进入袋式过滤器，去除部分SS；经过滤的渗沥液分别进入缺氧池、碳氧化池和强化硝池即A/O/O系统，在A/O/O系统中渗沥液中的有机物和氨氮大部分被转化为无机物（CO2、H2O、N2）从水中去除；经过A/O/O系统处理后的渗沥液加压后通过外置式超滤膜装置实现固液分离，最终处理达标。系统产生的污泥进入污泥浓缩池，通过离心脱水处理后的固体部分填埋处理，浓缩池上清液和脱水滤液回流至调节池。具体工艺流程如下图2.1-1和图2.1-2：
2.2工艺分析
2.2.1物化工艺流程分析
2.2.1.1调节池
由于渗滤液的水量受气候、季节等因素影响，变化较大，雨季，可能还会出现水量暴增等情况，所以，首先设置调节池，以调节不同时间水量的变化，使后续的各处理环节水量能趋于基本的稳定，达到较好的处理效果。调节池必须要加盖，做除臭处理。下图为调节池的加盖处理（苏州某垃圾填埋场调节池示意图）
2.2.1.2吹脱法
吹脱法是渗滤液处理的一种方法，主要用于渗滤液中氨的去除。曝气吹脱技术是直接或调整pH后在调节池或者专门吹脱池中曝气，以达到脱氨和改善营养比例的作用。曝气吹脱预处理是经济有效的，不仅可以去除氨氮，COD也大幅度下降，氨氮去除率可达68%，CODcr去除率可达76%，而在不曝气的情況下，氨氮与CODcr的去除率仅分别为27%和22%；国内曝气吹脱的研究结果表明：吹脱的时间应保证4～5h，但在气水比和调节pH方面则各不相同，这是由于研究的初始氨氮与CODcr浓度以及出水要求的不同造成的。因为就预处理的目的与要求而言，曝气吹脱的条件应根据后续生化处理对C/N比要求而调整。因此在曝气吹脱系统的运行过程中，应根据初始氨氮与CODcr，浓度运行参数进行调整。曝气吹脱技术存在的主要问题是吹脱气体的二次污染，吹脱气体会造成周围大气环境质量的下降。 预处理工艺中将NH3吹脱置于最前端，可充分利用填埋场的渗滤液贮存调节池，即可直接在贮存调节池中铺设曝气管道，以节省工程造价，并利于间歇运行。同时可利用吹脱去除渗滤液中的重金属离子[47]，为其后续的吸附处理工艺运行创造条件（即当重金属离子经吹脱后去除较多，则可不必启动吸附处理工艺，使运行具有良好的灵活性）；当渗滤液的CODCr/NH3-N并不过低时，吹脱可在较低的pH条件下运行，由于吹脱后pH将有所下降，因而在混凝处理时可降低pH调节的药剂用量或不必进行pH调节（图3-1中虚箭头所示）。若渗滤液CODCr/NH3-N比较低时，则吹脱需在高pH值下运行，其出水需经再次pH调节后方可进行混凝处理。往往渗滤液pH的变化与其NH3-N浓度的变化呈正相关关系[48]，因而将NH3 吹脱置于预处理工艺的最前端可减少pH 调节的次数。
2.2.1.3絮凝沉淀
絮凝沉淀已被广泛应用于垃圾渗滤液中难生物降解有机物和重金属的去除。研究表明.PAC混凝处理对渗滤液有良好的处理效果。在PAC投量为400 mg/L的条件下，各污染物的去除率分别为：COD 59.8%、Cu近100%、Pb 68.9%、Cd59.2%、Cr59.1%、Zn61.0%。因而它作为一种经济和运行灵活的处理工艺.应用于该渗滤液的处理是可行的。AnastaslOS等[17]采用生物絮凝剂混凝去除渗滤液中的腐殖酸，效果良好。采用生物絮凝剂和硫酸铝都可以达到45%的去除率.但使用生物絮凝剂处理垃圾渗滤液不需要调节pH，而使用硫酸铝则需要调节pH.同时生物絮凝剂需要的投加剂量少。混凝沉淀法可有效去除渗滤液中的难降解物质和重金属离子，对COD也有一定的去除效果。但其COD的去除率一般在30%～60%之间。
2.2.2生化处理工艺流程分析
废水进过物化预处理进入反硝化池，反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程[51]。其反应方程式如下：
NO3-+ 2e-+ 2H+ = NO2-+ H2O
NO2-+e-+ 2H+ = NO+ H2O
2NO+2e-+ 2H+ = N2O+ H2O
N2O+ 2e-+ 2H+ = N2 + H2O
在反硝化（缺氧）阶段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入碳氧化（好氧）池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），之后进入强化硝化池，使氨在微生物作用下氧化为硝酸的。通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。
2.3工藝的技术可行性分析
生活垃圾渗滤液处理最基本的方法有物理、化学、生物处理方法。垃圾渗滤液处理个过程中最主要的难点是其污染物浓度高，单纯的物理、化学、生物处理工艺很难使其达到较好的水质进而实现达标排放。物化—生化结合的工艺，优势互补，充分发挥各种处理方法的长处，使污染物最大程度地得以去除。
物化—生化工艺有机地相结合，使得废水达标排放（其处理效果在第三章介绍）。因此，本工艺在技术上是切实可行的，并有着广阔的应用前景。
2.4本章小结
采用物化处理和生化（A/O/O）结合的预处理工艺是可行的，在实际工艺中生化处理工艺可以根据当地的气候、水文等条件进行调整，如可以采用 UASB、A2/O 等。
渗滤液中NH3-N的去除主要依靠吹脱工段，吹脱效率可达到68%。
超滤系统能够有效地去除水中的悬浮物、胶体等，对COD和BOD有一定的去除。