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1、生活垃圾渗滤液处理项目技术方案1、什么叫垃圾渗滤液？2、处理工艺：垃圾渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常 棘手的问题。由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗 滤液的性质，包括物理因素、化学因素以及生物因素等，所以 渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。一般来说，其pH 值在49之间，COD在200062000mg/L的范围内，BOD5 从6045000mg/L,重金属浓度和市政污水中重金属的浓度基 本一致。城市垃圾填埋场渗滤液是一种成分复杂的高浓度有废 水，若不加以处理而直接排放，会造成严重的环境污染，所以 生活垃圾渗滤液处理项目是必不可少的。3、垃圾渗滤处理工艺方法：垃圾渗滤
2、液具有不同于一般城市污水的特点:BOD5和 COD浓度高、金属含量较高、水质水量变化大、氨氮的含量 较高，微生物营养元素比例失调等。在渗滤液的处理方法中， 将渗滤液与城市污水合并处理是最简便的方法。但是填埋场通 常远离城镇，因此其渗滤液与城市污水合并处理有一定的具体 困难，往往不得不自己单独处理。常用的处理方法如下:3.1.好氧处理：见，对于渗滤液的色度和NH3-N的有效去除，对生化处理将 产生有利影响。3）厌氧气浮好氧工艺：大田山垃圾卫生填埋场渗滤液处理采用的是此工艺。根据 广州市环境卫生研究所对类似垃圾填埋场渗滤液检测资料及模 拟试验，结合本场实际情况定出渗滤液污水处理设计参数。进 水水质
3、 CODCr 为 8000mg/L、BOD5 为 5000mg/L、SS 为 700mg/L、pH 值为 7.5 ;出水水质 CODCr 为 100mg/L、BOD5 为60mg/L、SS为500mg/L, pH值为6.57.5。?针对该场远 离市区的特点，为便于管理和节省能耗，经比较后选用厌氧和 好氧联合处理工艺。厌氧段为上向流式厌氧污泥床反应器，好 氧段为生物接触氧化法，加化学混凝沉淀和生物氧化塘，净化 处理达标后排放。剩余污泥经浓缩后送回填埋场处理。考虑到渗滤液水质变幅较大的特点，在厌氧段后加入气浮 工艺，提高处理能力以应付进水水质偏高的情况。4） UASB氧化沟稳定塘：福州市于1995
4、年建成全国最大的现代化的城市垃圾综合 处理场-福州市红庙岭垃圾卫生填埋场。处理垃圾渗滤液水量 为1000m3/d;垃圾渗滤液水质（入口）为CODCr为8000mg/L.B0D5为5500mg/L;处理水质要求（出口）为CODCr去除率95%、 BOD5去除率97%o设计采用上向流式厌氧污泥床?奥贝尔氧化沟?稳定塘工艺 流程。垃圾填埋场的垃圾渗滤液集中到贮存库，依靠库址的较 高地形，自流到集水池、格栅，经巴式计量槽计量后，靠势能 流至配水池，再依靠静水头压至上向流式厌氧污泥床。经厌氧 处理后的污水流至一沉池进行固液分离，上清液自流到奥贝尔 氧化沟，沉淀污泥靠重力排至污泥池，污泥定期用罐车送到垃
5、圾填埋场或堆肥利用。污水在奥贝尔氧化沟进行好氧生化处理，奥贝尔氧化沟采 用三沟式A/O工艺，具有先进的污水脱氮处理效果。该工艺 突出的优点是在第一沟中既能对氨氮进行硝化，又能以BOD 为碳源对硝酸盐进行反硝化，总氮去除率可达80%,由于利 用了污水中BOD作碳源，导致污水中的BOD5被去除，减少 了污水中的需氧量。为了提高氧化沟脱氮效果，把第三沟的出 水用潜水泵再抽至第一沟进行内回流，在第一沟中进行反硝化。经氧化沟处理的污水流入二沉池进行固液分离，澄清水自 流至稳定塘进行生物处理。二沉池的剩余污泥靠重力排至浓缩 池。浓缩池中的上清液回流至氧化沟处理，其浓缩后的污泥用 潜水泵抽至罐车输送到垃圾填
6、埋场填埋，或进行堆肥处理。4.7. 土地处理：土地处理法亦即土壤灌溉法，是人类最早采用的污水处理法，但是土地处理系统的应用多见于城市污水处理。对于渗滤 液的处理方法，将渗滤液收集起来，通过喷灌使之回流到填埋 场。循环填埋场的渗滤液由于增加垃圾湿度，从而提高了生物 活性，加速甲烷生产和废物分解。其次由于喷灌中的蒸发作用, 使渗滤液体积减小，有利于废水处理系统的运转，且可节约能 源费用。北英格兰的Seamer Carr垃圾填埋场，有一部分采用 渗滤液再循环，20个月后再循环区渗滤液的COD值降低较多, 金属浓度有较大幅度下降，而NH3 -N、C1-浓度变化较小。说 明金属浓度的下降不仅是由于稀释作
7、用引起的，也可能是垃圾 中无机成分对其吸附造成的。由于再循环渗滤液具有诸多优点，所以设计填埋场时顶部 不要全部封闭，而应设立规则性排列的沟道以免对周围水源的 污染。低浓度渗滤液不能直接排放，因NH3-N、CL浓度仍较 高，温度较低季节，蒸发少，生物活性弱，再循环渗滤液的效 果有待进一步研究。4.8. 硝化和反硝化：“老”的填埋场往往处于甲烷发酵阶段，其渗滤液中氨氮含 量较高，通常为100lOOOmg/L。去除氨氮主要有两种方法： 一是硝化和反硝化;另一种是提高pH值至9以上，再用空气吹 脱。Robinson和Maris将年龄为20年的填埋场渗滤液在温度 为10,泥龄为60d的条件下曝气(实际上
8、此与氧化塘运行条 件相仿)，可完全硝化。其它用生物转盘等好氧方法也都取得 了成功，因此普遍认为渗滤液的硝化是不成问题的。常见的处理工艺：(1)硝化/反硝化系统+MBR+RO硝化/反硝化工艺是针对氨氮去除的生化处理方法，经硝 化段和反硝化段的联合作用，实现对COD和氨氮的同时彻底 去除，出水通过MBR泥水分离和RO对离子的深度截留最终 达到国家排放标准。(2)两级反渗透工艺(或两级DTRO工艺或全膜法处理工艺) 该工艺为纯物理的处理方法，占地面积较小，施工和调试 周期短，但很容易造成污染物质的富集，很难实现出水长期稳 定达标，且一次性投资和运行费用很高。(3)絮凝沉淀+硝化/反硝化系统+MBR+
9、NF+RO采用该工艺大多做成集成设备，前端增加化学法进行预处 理，工艺路线较长，增加整体的控制难度，集成设备对水质水 量波动适应能力差，很容易出现池容偏小，生化效果差的问题。(4)中温厌氧系统+硝化/反硝化+MBR+RO对高浓度COD去除效果较好，常应用在垃圾焚烧厂、垃 圾中转站等新鲜垃圾渗滤液的处理中，该工艺对进水的稳定性 要求很高，且厌氧系统要保持35。：,投资和运行成本高。4.9. 英Rochems反渗透处理厂：在英国垃圾渗滤液处理厂使用Rochems专利圆盘管反渗 透系统对初级渗滤液进行处理。这种处理技术是由南亨伯赛德 郡温特顿填埋场所设计和生产的Rochems离析膜系统。这个系统的心
10、脏是Rocheml专利圆盘管。这个圆柱体的 组成包括板片、八角型钢和一个圆管内的耐磨膜垫层，它能处 理那些快速堵塞普通的反渗透膜系统的渗滤液。在膜的压力下 渗滤液进入Rochems处理系统进行曝气和pH校正。当含有 污染物的渗滤液流经圆柱体内膜表面时，渗滤液中的污染物质 由于反渗透作用而分离出来并经膜排出。整个系统清理的操作 是自动化的，当需要对该系统进行化学清洗时，控制指示器就 会显示出信息来，同时自动清洗系统就会用已经程式化的化学 制剂对该系统进行内部清洗，使其恢复到最初的功能。因为渗 滤液在封闭情况下，在膜的表面形成湍流，减少氧化，产生恶 臭，所以到一定时间要进行内部清洗，但这种清洗的间
11、隔时间 较长，Rochems离析膜系统能够去除重金属、固体悬浮物、氨氮和有害的难降解的有机物，处理后的水满足严格的排放标 准。4.10. 处理工艺的分析比较：与好氧方法相比，厌氧生物处理具有以下优点。(1)好氧方法需消耗能量(空气压缩机、转刷等)，而厌氧处 理却可产生能量(产生甲烷气)。COD浓度越高，好氧方法耗能 越多;厌氧方法产能越多，两者的差异就越明显。(2)厌氧处理时有机物转化成污泥的比例 (O.lkgMLSS/kgCODCr)远小于好氧处理的比例 (0.5kgMLSS/kgCODCr),因此污泥处理和处置的费用大为降低。 厌氧处理时污泥的生长量小，对无机营养元素的要求远低 于好氧处理
12、，因此适于处理磷含量比较低的垃圾渗滤液。(4)根据报道，许多在好氧条件下难于处理的卤素有机物 在厌氧时可以被生物降解。(5)厌氧处理的有机负荷高，占地面积比较小。但是，厌氧处理出水中的COD浓度和氨氮浓度仍比较高, 溶解氧很低，不宜直接排放到河流或湖泊中，一般需要进行后 续的好氧处理。另外，世界上大多数垃圾渗滤液多是偏酸性的 (pH值一般在5.57.0)。pH在7以下，产甲烷菌将会受到抑 制甚至死亡，不利厌氧处理，而好氧处理对pH的要求就没有 这么严格。再者，厌氧处理的最适温度是35C,低于这个温 度时，处理效率迅速降低。比较而言，好氧处理对温度要求不 高，在冬季时即使不控制水温，仍能达到较好
13、的出水水质。鉴于以上原因，对COD浓度在50 000mg/L以上的高浓度 垃圾渗滤液建议采用厌氧方法(后接好氧处理)进行处理，对 COD浓度在5 000mg/L以下的垃圾渗滤液建议采用好氧生物 处理法。对于COD在5 00050 000mg/L之间的垃圾渗滤液, 好氧或厌氧方法均可，选择工艺时主要考虑其它因素。4.11. 结论和建议：通过对上述几种处理方法及处理工艺的分析比较可得以下 结论，并提出水质、水量等方面的建议和意见：(1)垃圾渗滤液具有成分复杂，水质水量变化巨大，有机 物和氨氮浓度高，微生物营养元素比例失调等特点，因此在选 择垃圾渗滤液生物处理工艺时，必须详细测定垃圾渗滤液的各 种成
14、分，分析其特点，以便采取相应的对策。还应通过小试和 中试，取得可靠优化的工艺参数，以获得理想的处理效果。(2)多种方法应用于渗滤液的处理是可行的。在有条件的 地方修筑生物塘，同时采用水生植物系统处理渗滤液，不仅投 资省，而且运行费用低。土地处理也受到人们的重视，但在渗 滤液的处理中选用尚少。生物膜法和活性污泥法有成熟的运行 管理经验，结合采用厌氧好氧工艺生物处理渗滤液较多。但修 建专用的渗滤液处理厂投资大，运行管理费用高，而且随着填 埋场的关闭，最终使水处理设施报废，故应慎重选用。(3)我国真正能满足卫生填埋标准的填埋场并不多，许多 填埋场因为投资所限无法按设计要求建造能达到环境保护要求 的渗
15、滤液收集系统。因此，宜发展投资省，效果好的渗滤液处 理技术。垃圾填埋场渗滤液向填埋场回灌，利用土地吸附，土 壤生物降解及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解，具有 投资省、效果好，无需专门处理设施投资等特点。而且渗滤液 的回灌可使垃圾保持湿润，加速填埋场的稳定。回灌法采用较 少，可作深入研究，以明确回灌法的使用条件，处理效率及回 灌处理的工程设计参数。(4)对垃圾填埋场渗滤液进行处理是问题的一个方面，另 一方面应当考虑减少渗滤液产生量。宜发展可减少渗滤液产生 量的填埋技术，如好氧填埋或准好氧填埋。(5)对垃圾渗滤液的处理，我国尚处于研究探索阶段，为 了建设标准化的城市垃圾卫生填埋场，对其渗滤液
16、的处理应作 更深入的研究。4、处理方案：4.1. 垃圾渗滤液及其污染特性:渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，其性质取决于 垃圾成分、垃圾的粒径、压实程度、现场的气候、水文条件和 填埋时间等因素，一般来说有以下特点：1）水质复杂，危害性大。有研究表明，运用GC-MS联 用技术对垃圾渗滤液中有机污染物成分进行分析，共检测出垃 圾渗滤液中主要有机污染物63种，可信度在60%以上的有34 种。其中，烷烯烧6种，斐酸类19种，酯类5种，醇、酚类 10种，醛、酮类10种，酰胺类7种，芳煌类1种，其他5种。 其中已被确认为致癌物1种，促癌物、辅致癌物4种，致突变 物1种，被列入我国环境优先污染物”黑名单
17、”的有6种。2） CODcr和BOD5浓度高。渗滤液中CODcr和BOD5 最高分别可达90000mg/L、38000mg/L甚至更高3）氨氮含量高，并且随填埋时间的延长而升高，最高可 达1700mg/L o渗滤液中的氮多以氨氮形式存在，约占 TNK40%-50%o4）水质变化大。根据填埋场的年龄，垃圾渗滤液分为两 类:一类是填埋时间在5年以下的年轻渗滤液，其特点是 CODcr. BOD5浓度高，可生化性强;另一类是填埋时间在5年 以上的年老渗滤液，由于新鲜垃圾逐渐变为陈腐垃圾，其pH值接近中性，CODcr和BOD5浓度有所降低，BOD5/CODcr 比值减小，氨氮浓度增加。5）金属含量较高。
18、垃圾渗滤液中含有十多种金属离子， 其中铁和锌在酸性发酵阶段较高，铁的浓度可达2000mg/L左 右;锌的浓度可达130mg/L左右，铅的浓度可达12.3mg/L,钙 的浓度甚至达到4300mg/L6）渗滤液中的微生物营养元素比例失调，主要是C、N、 P的比例失调。一般的垃圾渗滤液中的BOD5:P大都大于300o垃圾渗滤液对环境的影响：通过对某填埋场的渗滤液处理情况进行调查发现，填埋场 运行至今，大约处理了约80万吨的渗滤液，同时约有32万吨 的渗滤液从污水库中溢出直接进入纳污水域，并且还有9.6万 吨渗滤液存储于污水库内。经过化学分析，在污水库出口处的 渗滤液CODcr平均值为2800mg/l
19、, BOD5平均值为1750mg/I, 氨氮708mg/l,总氮平均浓度达700mg/l,平均色度达251度, 金属含量不高，以色质联机对有机物定性分析，发现渗滤液中 有机物最高含碳数可达12,主要为环烷烧、酯类、竣酸类、 苯酚和硫磺等。经过处理后排入纳污水域的水质CODcr值为 283mg/l,仍超标 1.83 倍,BOD5 值为 108mg/l,超标 2.6 倍, NH3-N 值为 190mg/l,超标 11.67 倍，总氮 679mg/l,色度 133用活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘、生物转盘等好氧法 处理渗滤液都有成功的经验，好氧处理可有效地降低BOD5、 COD和氨氮，还可以去除另一
20、些污染物质如铁、镒等金属。 在好氧法中又以延时曝气法用得最多，还有曝气稳定塘和生物 转盘(主要用以去除氮)。下面将分别予以介绍。3.2. 活性污泥法：1)传统活性污泥法：渗滤液可用生物法、化学絮凝、炭吸附、膜过滤、脂吸附、 气提等方法单独或联合处理，其中活性污泥法因其费用低、效 率高而得到最广泛的应用。美国和德国的几个活性污泥法污水 处理厂的运行结果表明，通过提高污泥浓度来降低污泥有机负 荷，活性污泥法可以获得令人满意的垃圾渗滤液处理效果。例 如美国宾州Fall Township污水处理厂，其垃圾渗滤液进水的 CODCr 为 6000-21000mg/L, BOD5 为？300013000mg
21、/L, 氨氮为2002000mg/L。曝气池的污泥浓度(MLVSS)为 6000-12000mg/L,是一般污泥浓度的36倍。在体积有机 负荷为 1.87kgBOD5/(m3 d)时，F/M 为 0.15 0.3lkgBOD5/(kgMLSS d), BOD5的去除率为97%;在体积有机 负荷为 0.3kgBOD5/(m3d)时，F/M 为 0.03 0.05kg BOD5/(kgMLSS d), BOD5的去除率为92%。该厂的数据说明, 度，并且含有大量有机物，说明了该场污水处理过程还未能满 足污水达标排放，受此影响，该填埋场的一级纳污水体的水质 已经明显恶化。这一情况已经引起当地部门的高
22、度重视。4.3. 渗滤液的处理工艺改进:针对该垃圾填埋场存在的问题，对该 场污水处理设施提出以下改进建议：改革处理工艺，增加“FEO”前处理工段；(2)完善厌氧反应器的配套设施；(3)对奥贝尔氧化沟进行改造；(4)加强对氧化塘的运行管理。希望通过此次改进能是处 理后的废水达标排放，有效控制渗滤液对周边环境造成的污染。5、国内突出问题：5.1. 垃圾自身含水的贡献较大：我国生活垃圾中厨余组分含量高达60%左右、水分含量 高达50%以上，与发达国家以纸塑类为主、低含水率的垃圾 迥然不同。据统计，我国北方地区垃圾自身含水对填埋场渗滤 液产生量的贡献超过22%-45%,南方地区甚至超过50%o发 达国
23、家填埋场吨垃圾渗滤液产生量约150升，而我国填埋场吨 垃圾渗滤液产生量可达500-800升。5.2. 填埋场雨污分流不够精细：我国是多山型国家，三分之二左右的填埋场是山谷型填埋 场。部分填埋场防洪系统不完善、截洪沟设计不合理、雨水无 法顺利排出填埋库区，垃圾填埋场汇水面积过大，暴雨情况下 雨水大量进入填埋场成为渗滤液。同时，由于我国垃圾中易降 解有机质含量高，填埋堆体容易发生不均匀沉降，膜覆盖区无 法形成统一的排水坡度，膜上汇集的雨水可能沿覆盖膜衔接处 下渗进入堆体，进一步增加渗滤液产生量。53填埋堆体水分下渗困难：我国生活垃圾填埋场填埋高度大多在40米以上。随着填 埋高度的增加，堆体不断压密
24、，孔隙度减小，同时垃圾逐步降 解也使堆体发生沉降。据研究，填埋堆体渗透系数随填埋深度 的增加而下降，最低可达到10-6厘米/秒，近似不透水层。5.4. 渗滤液导排系统堵塞:只要适当提高活性污泥法浓度，使F/M在0.030.31kgBOD5/（kgMLSS-d）之间（不宜再高），采用活性污泥法能 够有效地处理垃圾渗滤液。许多学者也发现活性污泥能去除渗滤液中99%的BOD5, 80%以上的有机碳能被活性污泥去除，即使进水中有机碳高达 1000mg/L,污泥生物相也能很快适应并起降解作用。在低负 荷下运行的活性污泥系统，能去除渗滤液中80%90%的 COD,出水 BOD520mg/Lo 对于 COD
25、400013000mg/L、 BOD51600 11000mg/L、NH3-N 87 590mg/L 的渗滤液，混 合式好氧活性污泥法对COD的去除率可稳定在90%以上。众 多实际运行的垃圾渗滤液处理系统表明，活性污泥法比化学氧 化法等其它方法的处理效果更佳。2）低氧好氧活性污泥法：低氧?好氧活性污泥法及SBR法等改进型活性污泥流程， 因其具有能维持较高运转负荷，耗时短等特点，比常规活性污 泥法更有效。同济大学徐迪民等用低氧?好氧活性污泥法处理 垃圾填埋场渗滤液，试验证明:在控制运行条件下，垃圾填埋 场渗滤液通过低氧?好氧活性污泥法处理，效果卓越。最终出 水的平均 CODCr、BOD5、SS分
26、别从原来的6466mg/L、 3502mg/L 以及 239.6mg/L 相应降低至U CODCr300mg/L、BOD550mg/L（平均为 13.3mg/L）以及 SS 15000mg/L的渗滤液也做了曝气稳定 塘的中试，当负荷为0.280.32kgCOD/(kgMLSS-d)或者说为 0.04 0.64kgCOD/(kgMLSS-d),泥龄为 10d 时，COD 和 BOD5去除率分别为98%和91%以上。在运行过程中也需要投 加磷酸。3.4. 生物膜：与活性污泥法相比，生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷 的优点，而且生物膜上能生长世代时间较长的微生物，如硝化 菌之类。加拿大 Britis
27、h Columbia 大学的 C.Peddie 和 J.Atwater 用直径0.9m的生物转盘处理CODCr1000mg/L, NH3-N50m g/L的弱性渗滤液，其出水BOD510000mg/L 的渗滤液，当负荷为 3.6 19.7kgCOD/(m3 d),平均泥龄为1.04.3d,温度为30时 COD和BOD5的去除率各为82%和85%,它们的负荷比厌氧 滤池要大得多。在厌氧分解时，有机氮转为氨氮，且存在NH4NH3H反 应。若pH7时，平衡中的NH3占优势，可用吹脱法去除。 但厌氧分解时pH近似等于7,因此出水中可能含有较多的 NH4,将会消耗接纳水体的溶解氧。3.6. 厌氧与好氧的
28、结合方式：虽然实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有 效性，但单独采用厌氧法处理渗滤液也很少见。对高浓度的垃 圾渗滤液采用厌氧好氧处理工艺既经济合理，处理效率又高。 COD和BOD的去除率分别达86.8%和97.2%。1）厌氧?好氧生物氧化工艺（厌氧硝化和生物氧化塘）：西南师大生物系对pH为8.08.6, COD为16124mg/L, BOD5为214406mg/L、NH3- N为475mg/L的渗滤液采用厌 氧好氧生物化学法处理，取得出水pH为7.17.9, COD为 170.33314.8mg/L, BOD5 为 9L4mg/L、NH3-N 为 29.1mg/L 的良好效果。2）厌
29、氧氧化沟兼性塘工艺：下面结合广州市李坑垃圾填埋场作以下说明及分析。李坑 垃圾填埋场污水处理厂按流量300m3/d设计，进水BOD5为 2500mg/L、CODCr 为 4000mg/L、NH3-N 为 1000mg/L、SS 为 600mg/L、色度为 1000 倍;出水 BOD5 为 30mg/L、CODCr 为 80mg/L、NH3-N 为 10mg/L. SS 为 70mg/L、色度为 40 倍。选 用工艺流程为:厌氧氧化沟兼性塘絮凝沉淀。当进水水质较好, 兼性塘出水达标时，即可直接将兼性塘水向外排放;而当进水 水质较差，兼性塘出水达不到排放标准时，则启用混凝沉淀系 统，再排放沉淀池上清液。从该套工艺的运行情况来看，当进水的COD较高时，出 水水质良好;一旦COD降低，特别是冬季低温少雨，COD降 低到不利于生化处理时，出水各水质成分均偏高难以达标，出 水呈棕褐色，尽管启用絮凝沉淀系统，效果仍不理想。由此可