生活垃圾渗滤液处理项目技术方案.docx

《生活垃圾渗滤液处理项目技术方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生活垃圾渗滤液处理项目技术方案.docx（20页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

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200062000mgL的范围内，B0D5从6045000mgL,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：垃圾渗滤液具有不同于一般城市

2、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.L好氧处理：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Bc)D5、Ce)D和氨氮，还可以去除另一些污染物质如铁、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。32活性污泥法：1)传统活性污泥法

3、：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FalIToWnShiP污水处理厂，其垃圾渗滤液进水的CODCr为600021000mgL,B0D5为?300013000mgL,氨氮为2002000mgL。曝气池的污泥浓度(MLVSS)为600012000mgL,是一般污泥浓度的36倍。在体积有机负荷为1.87kgBOD5(m3d)时，F/M为0.150.31kgB

4、OD5(kgMLSSd),BOD5的去除率为97%;在体积有机负荷为0.3kgBOD5(m3d)时，F/M为0.030.05kgBOD5(kgMLSSd),BOD5的去除率为92%。该厂的数据说明,只要适当提高活性污泥法浓度，使F/M在0.030.31kgBOD5(kgMLSSd)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Be)D5,80%以上的有机碳能被活性污泥去除，即使进水中有机碳高达1000mgL,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BOD520mgLo对于C

5、e)D40001300Omg/L、BoD51600IloOOmg/L、NH3-N87590mgL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分别从原来的6466mgL

6、.3502mgL以及239.6mgL相应降低至IJCODCr300mgL、BOD550mgL（平均为13.3mgL）以及SS15000mgL的渗滤液也做了曝气稳定塘的中试，当负荷为0280.32kgCOD(kgMLSSd)或者说为0.04-().64kgCOD(kgMLSSd),泥龄为IOd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BritishCoIUmbia大学的CPeddie和JAtwater用直径0.9m的生物转盘处

7、理CODCr1000mgL,NH3-N50mg/L的弱性渗滤液，其出水BOD510000mgL的渗滤液，当负荷为3.619.7kgCOD(m3d),平均泥龄为L04.3d,温度为30时Ce)D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

8、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%o1）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16124mgL,BOD5为214406mgLNH3-N为475mgL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170.33314.8mgL,BOD5为91.4mgL.NH3-N为29.1mgL的良好效果。2）厌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300m3d设计，进水BOD5为2500mgL.CODCr为4000mgL

9、NH3-N为IOOomg/L、SS为600mgL,色度为IOOo倍;出水BOD5为30mgL.CODCr为80mg/L、NH3-N为10mgL.SS为70mgL,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。由此可见，对于渗滤液的色度

10、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CODCr为8000mgL.B0D5为5000mgL.SS为70Omg/L、PH值为7.5;出水水质CODCr为IOOmg/L、B0D5为60mgL.SS为500mgL.PH值为6.57.5o?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

11、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IOoom3/d;垃圾渗滤液水质（入口）为CODCr为8000mgL.B0D5为5500mgL;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

12、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B0D5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

13、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埋场填埋，或进行堆肥处理。37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SeamerCalT垃圾填埋场，有一部分采用渗滤液再循环，20个月后再循

14、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、CI-浓度变化较小。说明金属浓度的下降不仅是由于稀释作用引起的，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1001OOOmg/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

15、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

16、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+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Rochem1S反渗透处理厂：在英国垃圾渗滤液处理厂使用Rochem1S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

17、由南亨伯赛德郡温特顿填埋场所设计和生产的Rochemk离析膜系统。这个系统的心脏是RochemtS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Rochem,s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

18、少氧化，产生恶臭，所以到一定时间要进行内部清洗，但这种清洗的间隔时间较长，RoChenVS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.IkgMLSSZkgCODCr)远小于好氧处理的比例(0.5kgMLSSkgCODCr),因此污泥处理和处置的费用大为降低。厌氧处理时污泥

19、的生长量小，对无机营养元素的要求远低于好氧处理，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Ce)D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)oPH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35,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

20、时即使不控制水温，仍能达到较好的出水水质。鉴于以上原因，对Ce)D浓度在50000mgL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5000mgL以下的垃圾渗滤液建议采用好氧生物处理法。对于COD在500050000mgL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

21、成分，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滤液收集系统。因

22、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，对其渗滤液的处理应作更深入的研究。4、处理方

23、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，覆酸类19种，酯类5种，醇、酚类10种，醛、酮类10种，酰胺类7种，芳烧类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”的有6种。2）CODcr和BOD5浓度高。渗滤液中C

24、ODcr和BOD5最高分别可达9000Omg/L、38000mgL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1700mgLo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，Ce)Der和BOD5浓度有所降低，BOD5CODcr比值减小，氨氮浓度增加。5)金属含量较高。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20

25、00mgL左右;锌的浓度可达130mgL左右，铅的浓度可达12.3mgL,钙的浓度甚至达到4300mgL6)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300o42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Ce)DCr平均值为2800mgl,BoD5平均值为1750mgl,氨氮708mgl,总氮平均浓度达700mgl,平均色度达251度

26、,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、段酸类、苯酚和硫磺等。经过处理后排入纳污水域的水质CODer值为283mgl,仍超标1.83倍，BOD5值为108mgl,超标2.6倍，NH3-N值为190mgl,超标11.67倍，总氮679mgl,色度133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

27、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.L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。52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。5.3 .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，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：