垃圾渗滤液处理基本工艺及实例

CompanyLOGO垃圾渗滤液处理工艺一、概述随着我国城市数量增加和人口的增多，城市垃圾也以急剧增长。据统计，每年的生产垃圾达到了1.5亿吨，平均以9%/年的速度增长，其中未经过处理的垃圾已有70亿吨，占我国土地总数的8.3%。预计在未来的20年里，固体废物的排放量将占据85%的陆地，全国大部分地区都存在严重的垃圾污染问题。垃圾渗滤液是指垃圾在填埋堆放过程中，由于厌氧发酵、有机物分解、降水的淋溶和冲刷、地表水和地下水得浸泡等原因，产生多种代谢物质和水分，形成了含高浓度悬浮物和高浓度有机或无机成分的液体，垃圾渗滤液的主要来源是：（1）填埋场内自然降水；（2）垃圾本身含水；（3）微生物厌氧分解水。垃圾渗滤液的组成成分比较复杂，根据填埋时间的不同，垃圾渗滤液各种物质的含量也有较大差异。垃圾渗滤液水质十分复杂，不仅含有耗氧有机污染物，还含有各类金属和植物营养素（氨氮等），工业垃圾渗滤液中还会含有有毒有害的污染物；BOD5、COD浓度高，远远高于城市污水；垃圾渗滤液中有机污染物种类多，其中有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香组化合物、氯化芳香组化合物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物等。垃圾渗滤液中含有十多种金属离子，其中的重金属离子会对微生物产生抑制作用；氨氮含量高，C/N比例失调，磷元素缺乏，给生物处理带来一定的难度。很显然，垃圾渗滤液用常规的生物处理是难以达标排放的。垃圾渗滤液处理工艺１、物化处理技术不受水质水量的影响，运行比较可靠，出水稳定。对于生化性差的垃圾渗滤液也有较好的处理效果，自90年代中后期被用于处理渗滤液常用处理技术之一，鉴于2008年颁布新的排放标准，一般的生物处理方法很难达到排放要求，所以用物化法作为生物的预处理或者后续的深度处理是十分必要的。目前处理垃圾渗滤液的物化法主要有微电解、混凝沉淀、吹脱、吸附（活性炭吸附）、膜分离（反渗透、超滤）、化学氧化法（臭氧氧化、电解氧化、Fenton试剂氧化等）。铁炭微电解工艺是利用金属的腐蚀电化学原理，形成原电池对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法混凝沉淀指的是采用在水中投加具有凝聚能力的物质，形成大量胶体物质或沉淀，污染物也随之凝聚或沉淀，再将沉淀物水中除去的过程。吹脱法是指空气吹脱法，将空气通入废水中，使之相互充分接触，使废水中的溶解气体和易挥发的溶质穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除污染物的目的。膜分离技术是当代比较先进的物理处理技术，上个世纪90年代在我国得到了发展，并且近几年得到了广泛的应用和研究。根据膜的孔径可将膜分为微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）和电渗析膜（EI）。在垃圾渗滤液处理方面，主要是超滤（UF）和反渗透（RO）应用比较多，尤其是反渗透技术能有效截留溶解性物质，运行稳定、安全，在实际的应用广泛。化学氧化法可用于生化性差，难降解物质多的的一种方法，目前最常用的方法主要有：臭氧氧化、电解氧化、Fenton试剂氧化等。２、生物处理是垃圾渗滤液主要的处理方法，由于渗滤液水质不同于城市污水，所以不能完全按照城市污水生物处理方法处理，一般生物处理技术主要包括厌氧处理和好氧处理两种。厌氧处理技术：主要特点是：承受的负荷高、能耗较少、污泥产率低、提高生化性，投资运行费用低，适用于有机浓度高，生化性差的垃圾渗滤液。所以可以作为好氧处理的预处理单元，一方面去除水中的COD和BOD有机污染物，另一方面可以提高渗滤液的生化性，偏于后续的好氧处理单元处理。厌氧处理技术主要包括上流式厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧折流板反应器(ABR)、厌氧序批示反应器（ASBR）等。好氧处理：可以有效的去处污水中的COD、BOD5和氨氮，好氧工艺比它工艺发展成熟，处理效果稳定。常规好氧工艺包括活性污泥法、氧化沟、SBR等。活性污泥法是发展时间最长的好氧处理工艺，发展比较成熟。它是一种利用微生物的活动来去除有机污染物的一种方法。Venkataramani（2003）等人和Keenan（2004）等人分别采用活性污泥法对渗滤液处理的结果表明，BOD5的去除率可达80-99%，当进水中TOC浓度高达1000mg/L时，污泥生物相也能较快地适应并起降解作用。Kjeldsen（2005）采用连续流活性污泥法对渗滤液的处理能力作了研究。低氧、好氧活性污泥法及SBR等改进型活性污泥法比常规活性污泥法更有效，因其能维持高运行负荷，耗时短。氧化沟为传统活性污泥法的一种变型。1950年荷兰公共卫生研究所研究氧化沟法成功。经过30多年的使用、研究和开发，氧化沟系统在结构、运行方式、曝气装置和适用范围等多方面得到了长足的进步，我国自20世纪80年代起，开始采用氧化沟技术处理城市污水。氧化沟的主要优点主要有：水力停留时间和污泥停留时间比较长，有较高的稳定性和可靠性。它把两种形式的工艺（推流式和混合式）工艺结合在一起，使工艺简单，便于操作。氧化沟较适合处理垃圾渗滤液。序列间歇式活性污泥法（SBR）是将水质、曝气、沉淀等功能集于一体的周期循环式活性污泥法。SBR法与其他活性污泥法相比，它不仅工艺简单，而且有较优越的工艺特征（王忠，2002）可以根据进水负荷来调整系统运行参数。谢可蓉（2001）等采用SBR法作为二级生物处理对汕头市油麻垃圾渗滤液进行治理，处理量为200t/d，结果显示：SBR法对垃圾渗滤液中COD，和BOD5的有显著去除效果。当COD和BOD5，氨氮浓度分别为20000~25000mg/L,10000~15000mg/L,5000mg/L时，其去除率分别为85%以上，90%以上，65%以上，且稳定性强，但出水仍需要进一步深度处理。SBR法作为一种稳定有效的二级生化法应用于垃圾渗滤液的处理工艺主要优点就是灵活调节SBR法的曝气时间。土地处理技术主要通过土壤颗粒的过滤、离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮固体和溶解成分，通过土壤中的微生物作用使渗滤液中的有机物和氮发生转化，通过蒸发作用减少渗滤液量，主要包括：人工快滤、慢速渗流、地下渗流、快速渗流等处理系统。目前主要应用在垃圾渗滤液方面的土地处理技术主要是人工湿地。人工湿地是通过植物系统综合生物、物理和化学三种共同作用净化废水，人工湿地是近年来用于处理垃圾渗滤液比较普遍的一种土地处理技术，陈金发（2007）等人通过组合不用的湿地植物来优化人工湿地，结果认为：湿地最优的植物组合为灯心草-凤眼莲-菹草，在此组合下对于污水中的污染物有很好的取出作用，理论上可以应用在垃圾渗滤液方面；张金生（2009）等人利用外循环三相流化床与人工湿地的组合工艺研究处理重金属型垃圾渗滤液的可行性，试验证明：在经过流化床处理后的垃圾渗滤液经过人工湿地后，出水COD值为200mg/L、NH4-N为10mg/L，其他的重金属也相应的下降；此外，石岩（2005）、王丽霞（2005）等人也针对人工湿地应用于垃圾渗滤液做出了相应的试验以及调研，结果均表明，将人工湿地用在垃圾渗滤液是可行的。虽然人工湿地处理垃圾渗滤液是可行的，但是都停留在研究理论阶段，并未在实际工程中得到应用与发展。膜生物反应器（MBR）目前,我国污水处理的主流工艺仍然是活性污泥法。但是活性污泥法存在许多的不足之处，如占地面积大，处理的出水水质效果差，不稳定，不利于水资源的利用，能耗高，剩余污泥大，操作复杂等一系列问题。针对与以上的不足，各种新型高效的生物处理技术应运而生，膜生物反应器就在其中。膜生物反应器是膜分离与生物工艺相结合的新型处理技术。其主要原理就是：首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物，然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。垃圾渗滤液工艺方法累计统计排名排名工艺方法占有率1膜生物反应器(MBR)60%2纳滤(NF)35%3反渗透(RO)31%4升流式厌氧污泥床(UASB)22%5碟管式反渗透(DTRO)14%6A/O45%7升流式厌氧污泥床(UBF)10%8吹脱9%9水解9%10厌氧折板反应器(ABR)7%11接触氧化7%12移动床生物膜反应器(MBBR)4%13曝气生物滤池(BAF)4%14氧化塘3%15生化曝气池3%16固定化微生物——厌氧生物滤池3%17综合生态池3%18高效生物滤池3%19沉淀池3%20回灌系统2%21消毒2%22高压2%23超滤(UF)1%24氧化沟1%25混凝沉淀1%26循环式活性污泥法(CASS)1%27活性炭过滤1%28人工湿地1%圾渗滤液处理的常用组合工艺一级处理排放工艺１针对氨氮浓度在2000～5000mg/L的垃圾渗滤液处理工艺，工艺流程为氨吹脱+UASB+反硝化+碳氧化+硝化+MBR+纳滤+反渗透：１、工艺流程微电解氨吹脱UASB污泥池反硝化碳氧化硝化MBRMBR纳滤反渗透混凝沉淀污泥脱水机进沼气处理系统填埋处理回灌至填埋场２、出水标准本工艺处理的垃圾渗滤液出水可达国家《生活垃圾填埋场控制标准》（GB16889-2008）或者《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准，甚至可以达到《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）生活用水回用标准。３、运行费用估算运行成本费用由动力费用+人工费+药剂费+膜清洗更换维护费用等组成，每吨垃圾渗滤液的运行费用约为10～25元。运行费用受进水水质、水量及回用率等的影响，处理水量小则运行费用高，回用率高则运行费用高。三级排放标准，流程为初沉+厌氧+反硝化+碳氧化+硝化+二沉出水标准：本工艺处理的垃圾渗滤液出水可达到国家《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-1997）三级标准要求。运行费用估算：运行成本费动力费用+人工费+药剂费等组成，每吨垃圾渗滤液的运行费用为3～5元。三级排放标准，流程为厌氧反应器UBF+好氧池+MBR出水标准：本工艺处理的垃圾渗滤液出水可达到国家《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-1997）三级标准要求。运行费用估算：运行成本费动力费用+人工费+膜清洗、更换及维护费等组成，每吨垃圾渗滤液的运行费用为4～8元。二级排放标准，流程为初沉池+氨吹脱+UASB+反硝化+碳氧化+MBR出水标准：本工艺处理的垃圾渗滤液出水可达到国家《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-1997）二级标准要求。运行费用估算：运行成本费动力费用+人工费+膜清洗、更换及维护费等组成，每吨垃圾渗滤液的运行费用为10～13元。一级排放标准：流程为UASB+反硝化+碳氧化+硝化+MBR+纳滤本工艺处理的垃圾渗滤液出水可达到国家《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）或且《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，甚至可以达到《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）生活杂用水回用标准。运行费用估算：运行成本费动力费用+人工费+膜清洗、更换及维护费等组成，每吨垃圾渗滤液的运行费用为10～25元。泾县某垃圾填埋场渗滤液处理工程简介安徽省泾县生活垃圾填埋场位于泾县琴溪镇国有马头林场，处理站拟定总占地面积5000m2，建成后的渗滤液处理规模为出水100m3/d。最终出水水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889—2008）的排放标准。处理后的污水排放标准主要指标为：PH6～9、CODCr≤100mg/l、BOD5≤30mg/l、SS≤30mg/l、氨氮≤25mg/l、TN≤40mg/l、TP≤3mg/l。项目总造价825万元，其中土建部分245万元，设备部分580万元，单方造价8.25万元，运营成本27.3元/吨工艺设计思路（一）对高污染物去除率的考虑：如此高的去除率要求，采用一般的生化、物化处理技术根本无法实现，这主要是受污水中溶解性污染物的制约。因此，工艺方案采用了成熟的，具有稳定的物理截留去除能力的膜处理单元或采用长程的深度处理工艺，以确保对污染物的去除效果。（二）对CODcr和NH3-N