摘要：本项目是将这两种技术相结合处理垃圾渗滤液。以期实现对垃圾渗滤液的处理达到高处理效率、低投资、低运行费用、简单操作管理的目标。
关键词：高能粒子氧化；生物原电池浮动接触氧化，垃圾渗滤液
1.1 概述
    在城市垃圾填埋过程中，由于压实，降雨和微生物的分解作用，会从垃圾层中渗出一定量的高浓度有机废水，这种有机废水叫做垃圾渗滤液。其对周围地下水和地表水、土壤、大气、生物等多方面均会造成严重的二次环境污染，并会通过食物链直接或间接地进入人体，危害人类的健康。由于垃圾渗滤液水质复杂，处理难度大，尤其是对于具有老龄特征的垃圾渗滤液，对其高氮和难降解有机物的去除成为难点。
    垃圾渗滤液是一种氨氮含量、磷含量和COD浓度均较高的废水，若随意排放，对周围地下水和地表水、土壤、大气、生物等多方面均会造成严重的二次环境污染。同时垃圾中的重金属元素会通过食物链直接或间接地进入人体，危害人类的健康。且随着垃圾填埋场得“年龄”的增长，COD浓度、BOD浓度、氨氮含量、BOD/COD值都会降低，碱度则升高。在处理过程中，物理化学法是目前应用较成熟的方法，但由于经济成本高，易造成二次污染，更多的是用于预处理和深度处理。生物处理工艺具有成本低，处理效率高和对环境的二次污染小等优点，但单独采用处理时难以满足出水要求。因此，研究和探索适合我国国情的高效、低能耗、投资省的垃圾渗滤液处理技术具有重要的意义。
    我公司结合以往处理同类废水的成功经验，依据垃圾渗滤液的水质特点，本着“投资少、上马快，运行费用低，操作管理简单”，达标排放的原则，拟定“生物原电池浮动酸化+高能粒子强氧化+生物原电池浮动接触氧化”的处理工艺，对垃圾渗滤液中的COD、BOD、NH3-N、SS 等进行有针对性的处理，保证系统出水水质达到国家《生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）》标准。
1.2关键技术介绍
    一、生物载体材料
    本项目所采用的生物载体材料的比表面积为8000㎡/g，每个空心球球内装填改性的高分子材料10g。而生物转笼内装填了φ80mm空心球，在转笼慢速度转动时，笼内的小球随之运动相互碰撞挤压。被挤压在转笼圆周表面的小球因随转笼运转和空气接触形成了好氧生物反应阶段，随球体的运动慢慢想转笼中心置换，由好氧生物反应向兼氧生物反应过度，最后进入厌氧生物阶段。
空心小球在进入厌氧状态后，在厌氧菌群作用下，所产生的氢气和甲酸被螯合在载体表面的纳米铁氧化膜起氧化反应，形成了微电解电化学反应，使在预氧化反应时未被断链的环状分子得到充分的分解和氧化。
    二、高能粒子直接氧化技术
    高能粒子轰击是以水为介质激发生成高浓度的活性自由基（强氧化剂及强氧化还原剂），这些活性自由基无选择地对水体中的有机物进行强氧化反应和强氧化还原反应，使之转化为气体和水。
该技术的机理主要依托于高能物理粒子轰击技术。制备粒子发射场和粒子接受场，两场之间形成一个水流通道，在外加电场下以水为介质进行轰击，使水分子发生电离，生成粒子、激发分子，这些产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质•OH、•O、O2-和H、H2O2，并激发出水体中的Cl-生成HClO，这些物质与水体中污染物质发生作用而使其分解。
1.3 工艺流程介绍
    污水进入调节池前需要设置格栅，以阻挡大颗粒悬浮物进入酸化调节池内。设计水力停留为24h，由提升泵进入ES-C-AN 型生物原电池厌氧浮动床内进行生物厌氧处理。污水进入ES-C-AN 型处理设备前首先进行预氧化处理，在粒子直接氧化反应器内被强氧化性物质氧化分解，水体中的多肽长分子链的物质被断链开环，提高了水体的B/C 比值。水流在预氧化反应区内的停留时间为5min。经过预氧化后的污水进入ES-C-AN型高效生物膜反应区进行反硝化反应，在进入反硝化阶段所释放的氢气和甲酸为生物载体上的原位电池提供了燃料，生物原电池启动工作，进行微电解氧化反应，使水体得到进一步的氧化分解。污水经预氧化处理、生物降解和微电解氧化后，水体中的污染物去除率≥85%。水体在此停留时间为3.5h。水体在重力作用下进入中间沉淀池进行沉淀，中间沉淀池设计水力停留时间为2h，上清液在管道水泵作用下进入高能粒子强氧化反应器内进行强氧化分解反应。沉淀的污泥经污泥回流泵部分回流到ES-C-AN型处理装置内，剩余污泥排入污泥浓缩池内浓缩进行污泥深度处理。进入高能粒子强氧化反应器的水体，在强氧化作用下使水体中的有机污染物得到进一步的氧化分解，同时为ES-C-AE型生物原电池好氧浮动床提供足够的C、N、O源，为好氧生物菌群提供足够条件。设计高能粒子强氧化反应器内的水力停留时间为30min。污水经过强氧化分解后进入中间缓冲池内进行缓冲，在水泵三次提升下进入ES-C-AE型生物原电池好氧浮动床内进行好氧生物处理和微电解氧化反应，水体中的有机污染物去除率≥90%，水体在此的停留时间为3.5h，水体在重力作用下进入二沉池内进行沉淀，上清液达标排放。沉淀污泥部分经污泥回流泵回流到ES-C-AE处理装置内，剩余污泥排入污泥浓缩池内浓缩进行污泥深度处理。
    本项目处理垃圾渗滤液的主要工艺流程见图1-1：

    “生物原电池浮动酸化+高能粒子强氧化+生物原电池浮动接触氧化”技术是一项将高效生物膜反应（生物原电池）技术与高能物理直接氧化技术相结合的创新技术。该技术在的主要优点为：
    （1） 该废水处理设施耐冲击负荷强、稳定性好，确保出水稳定达标；
    （2） 工艺控制调节灵活；
    （3） 工程投资少，日常运行费用低；
    （4） 占地面积小；
    （5） 处理设施在设计时充分考虑了二次污染的防治，设备耐腐蚀、噪声达标、基本无异味、不污染周围环境；
    （6） 系统运行时自动化程度高，便于操作。
    该处理工艺具有适应性强、维护操作简单、出水水质稳定的特点，其进出水水质见表1-1所示，系统出水可达到国家《生活垃圾填埋场污染物控制标准（GB16889-2008）》。

    ES-C-AE生物原电池浮动床技术从材料上做了创新研究，在高比表面积的载体材料上嫁接了微电池电解技术，协同微电解氧化分解达到净化水体的目的；高能粒子直接氧化技术利用高能粒子束对水溶液进行轰击产生大量的强氧化性物质对水体中的长链有机污染物进行预氧化，提高水体的可生化性。本项目是将这两种技术相结合处理垃圾渗滤液。以期实现对垃圾渗滤液的处理达到高处理效率、低投资、低运行费用、简单操作管理的目标。