垃圾滲濾液是處理難度較高的廢水。針對本地區(qū)垃圾填埋場場滲濾液的長期監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，部分垃圾填埋場滲濾液總氮時有超標現(xiàn)象。通過實地調(diào)查，分析了總氮超標的原因，并從工藝調(diào)整以及管理對策等方面進行探討，提出改進意見。
垃圾滲濾液中總氮監(jiān)測情況垃圾滲濾液是由超過垃圾所覆蓋土層持水量和表面覆蓋潛力的雨水進入填埋場后流經(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]。近年來對本地區(qū)各垃圾填埋場滲濾液進行監(jiān)督性監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，部分垃圾填埋場處理排放的滲濾液中總氮較高，乃至超標，某些垃圾填埋場滲濾液中的總氮甚至是處于長年穩(wěn)定超標狀態(tài)。以2017年1月，對湘潭縣某垃圾填埋場處理后滲濾液的監(jiān)測情況為例（見表1），其滲濾液經(jīng)處理后，主要污染物控制指標中化學需氧量、氨氮、總磷等均較低，符合排放要求，但總氮卻高達409mg/L，超過GB16889-2008《生活垃圾填埋場污染控制標準》表2中總氮標準限值（40mg/L）9倍之多。2018年4月，對湘鄉(xiāng)市垃圾填埋場處理后滲濾液的監(jiān)測（見表2）表明，其總氮高達1.24×103mg/L，超標30倍。
為了解相關(guān)垃圾填埋場滲濾液總氮超標的原因，湘潭市環(huán)境保護監(jiān)測站曾對A縣從垃圾填埋場滲濾液處理情況進行調(diào)查監(jiān)測。由于之前多次監(jiān)測結(jié)果均表明，在滲濾液處理設(shè)施進口氨氮＞100mg/L時，處理后滲濾液中氨氮濃度一般均能保持＜1mg/L，而總氮卻高達數(shù)十至數(shù)百mg/L。這說明處理系統(tǒng)中硝化反應(yīng)是進行得比較徹底的，即氨態(tài)氮氧化成硝態(tài)氮的過程是順利有效的，因此調(diào)查的重點集中在硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化上。將2017年2月所做調(diào)查的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總。
從該次調(diào)查監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行分析可知，該填埋場滲濾液處理設(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）將被還原成氮氣（N2），從系統(tǒng)中脫除，即實現(xiàn)反硝化脫氮。但監(jiān)測數(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)的反硝化存在嚴重問題。
此外，從整個處理系統(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進口相比，僅下降60%左右。
這說明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)無法有效截留污染物。從現(xiàn)場檢測RO出水的電導(dǎo)率來判斷，調(diào)查期間RO進口水電導(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)的運行故障屬于個案，在此不予展開討論，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)運行操作層面，污泥負荷與污泥齡控制，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)，生物脫氮難以進行，導(dǎo)致***終出水難以達標排放 [2]。
有廣泛的研究均證實，老年化的垃圾填埋場產(chǎn)生的滲濾液碳源不足，難以滿足理想的生化處理要求。超過十年的垃圾填埋場，其滲濾液中COD/TOC＞2.0，BOD/COD＜0.1 [3]，因此可生化難度大。
脫氮控制對策及其利弊探討目前，針對垃圾填埋場滲濾液中碳源不足，導(dǎo)致反硝化過程中電子供體不足，不能滿足系統(tǒng)中硝態(tài)氮還原的問題，各家填埋場大都采取人工投加碳源的辦法來解決，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)處理污染負荷，由此增加了系統(tǒng)運行的物料、動力等各方面的成本，導(dǎo)致廢水處理經(jīng)濟成本高企。
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)投入和后期運行成本均非常高。這說明現(xiàn)有的脫氮控制技術(shù)完全能滿足脫氮的實際需要，但經(jīng)濟上需要更大的付出，如何尋求此間的平衡值得進一步探討。
另外，從技術(shù)和管理政策方面看，如何對待總氮超標也值得引起思考。總氮是一個綜合性指標，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、無機銨鹽、溶解態(tài)氨和大部分有機化合物中的氮。環(huán)境中不同形態(tài)存在的氮對環(huán)境的危害或影響是不同的。
有機氮和氨氮對水環(huán)境的危害會比硝酸鹽氮的危害要大得多，從環(huán)境質(zhì)量標準體系中對總氮、氨氮和硝酸鹽氮的限值規(guī)定可對此進行有力的說明，見表4。雖然現(xiàn)行的《地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）中總氮標準限值與氨氮限值一致，且遠低于硝酸鹽氮限值，并不科學，但在實際地表水環(huán)境水質(zhì)的考核評價中，并不對總氮進行單因子評價。總氮監(jiān)測數(shù)據(jù)更多地是應(yīng)用在評價湖庫水體的富營養(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類標準限值或適用于集中式生活飲用水地表水源地補充項目標準限值。
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，所以沒有必要對硝酸鹽氮實施嚴厲的控制措施，現(xiàn)行的綜合排放標準或各行業(yè)排放標準均未將硝酸鹽氮作為約束性控制指標。不加區(qū)分地將總氮作為控制性指標可能會給以硝酸鹽氮為主的排放企業(yè)的廢水處理以及環(huán)境保護主管部門的管理帶來困擾。事實上這種困擾已經(jīng)在本地區(qū)出現(xiàn)，垃圾場為總氮超標應(yīng)如何整改而叫苦，環(huán)保部門則為是否應(yīng)對總氮超標處罰而糾結(jié)。對此，我們認為針對垃圾填埋場滲濾液，以氨氮限值控制氨態(tài)氮排放，以化學需氧量或凱氏氮限值控制有機氮排放，或比單純以總氮限值控制氮污染更合理。對部分老齡化垃圾填埋場處理后滲濾液總氮超標的問題進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)總氮超標的實質(zhì)是硝酸鹽氮過高，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)處理負荷，并大大提高了經(jīng)濟成本。由硝酸鹽態(tài)氮導(dǎo)致的總氮超標所產(chǎn)生的實際環(huán)境危害比由氨態(tài)氮或有機氮超標帶來的環(huán)境危害要小得多，建議不再對這類硝酸鹽態(tài)氮過高的廢水進行總氮評價考核，而直接用氨氮或凱氏氮進行考核更為合理。
