生活垃圾填埋处理技术的发展和思考.ppt

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1、生活垃圾填埋处理技术的现状和发展,2013年8月11日,南京大学环境学院 吴军,报告提纲,生活垃圾填埋处理技术应用现状生活垃圾填埋技术发展动态中国生活垃圾处理适用技术的思考,中国历年垃圾清运量,2006年我国城市生活垃圾及粪便总清运量为1.7亿吨，每年增长约8%,我国主要城市各种生活垃圾处理方式所占比例,欧盟15国垃圾处理技术构成,减少进入填埋场可生物降解垃圾量的目标欧盟垃圾填埋导则(Landfill Directive 1999 EU),小结,传统卫生填埋技术在中国仍然是生活垃圾处理的主流方式欧洲生活垃圾处理技术政策强制削减可降解物质进入填埋场的比例,报告提纲,生活垃圾填埋处理技术应用现状生

2、活垃圾填埋技术发展动态中国生活垃圾处理适用技术的思考,传统厌氧填埋,目前世界范围内应用最广泛、最成熟的填埋技术；指导思想是将垃圾填埋体独立于周围的环境，为封闭容器式填埋；其优点是结构简单，建设成本低，LFG可作为能源加以利用；缺点是垃圾稳定化周期长，占地大，污染控制难度大；,填埋场类型-1(山谷型填埋场),填埋场类型-2(平原型填埋场),填埋场衬底防渗系统,防渗技术发展日益成熟和完善；污染控制效果较好；对防渗系统施工质量要求极高；抵御地质灾害能力有限；,4.4 生活垃圾填埋场场址的选择应避开下列区域：破坏性地震及活动构造区；活动中的坍塌、滑坡和隆起地带；活动中的断裂带；石灰岩熔洞发育带；废弃矿

3、区的活动塌陷区；活动沙丘区；海啸及涌浪影响区；湿地；尚未稳定的冲积扇及冲沟地区；泥炭以及其他可能危及填埋场安全的区域。,填埋场衬垫（底）系统发展过程,单层压实粘土衬垫系统（美国，1982年前）,单层土工膜和压实粘土衬垫系统（美国，1982年）,填埋场衬垫（底）系统发展过程,双层土工膜和压实粘土衬垫系统（美国，1983年）,双层复合衬垫系统（美国，1987年后）,填埋场衬垫（底）系统发展过程,带有土工合成材料膨润土衬垫（GCL）的双层复合衬垫系统（美国，90年代后）,已有废弃物上用土工格栅加筋的双层复合衬垫系统（美国，90年代后）,生活垃圾填埋场污染控制标准2008,5.4 如果天然基础层饱和渗

4、透系数小于1.010-7cm/s，且厚度不小于2m，可采用天然粘土防渗衬层。5.5 如果天然基础层饱和渗透系数小于1.010-5cm/s，且厚度不小于2m，可采用单层人工合成材料防渗衬层。人工合成材料衬层下应具有厚度不小于0.75m，且其被压实后的饱和渗透数小于1.010-7cm/s 的天然粘土防渗衬层，或具有同等以上隔水效力的其他材料防渗衬层。5.6 如果天然基础层饱和渗透系数不小于1.010-5cm/s，或者天然基础层厚度小于2m，应采用双层人工合成材料防渗衬层。下层人工合成材料防衬层下应具有厚度不小于0.75m，且其被压实后的饱和渗透系数小于1.010-7cm/s 的天然粘土衬层。两层人

5、工合成材料衬层之间应布设导水层及渗漏检测层。,是填埋技术水污染控制系统的一部分，确保防渗系统的安全，可控程度较好；渗滤液收集管道的防护；收集管道敷设需要有足够的设计坡度，不小于1%；防止渗滤液收集管道使用过程中因结垢造成渗滤液不能及时排放；,渗滤液收集系统,5.8 生活垃圾填埋场应建设渗滤液导排系统，该导排系统应确保在填埋场的运行期内防渗衬层上的渗滤液深度不大于30cm。,渗滤液收集系统示意图,双层复合衬垫系统渗滤液收集详图（美国）,渗滤液收集系统平面布置,难度较大，可控程度较低，主要体现在1）生活垃圾填埋作业现场以及中间覆盖前无法对臭气进行有效控制；2）部分LFG释放到大气环境中，温室效应显

6、著；中小填埋场气体回收利用的经济效益不明显，主要采用气体导排直接排空的方式；大型填埋场气体回收利用系统因为产气的衰减，具有经济效益递减的特征；,填埋场大气污染控制,5.15 设计填埋量大于250 万吨且垃圾填埋厚度超过20m 生活垃圾填埋场，应建设甲烷利用设施或火炬燃烧设施处理含甲烷填埋气体。小于上述规模的生活垃圾填埋场，应采用能够有效减少甲烷产生和排放的填埋工艺或采用火炬燃烧设施处理含甲烷填埋气体。,填埋气体收集系统,应用垂直排气井的填埋气体回收系统,垂直排气井,重庆长生桥填埋场竖向石笼设计,填埋场覆盖系统,日覆盖；中间覆盖；终场覆盖；,填埋场覆盖系统是隔绝固体废弃物与周边环境的主要手段；技

7、术比较成熟，控制效果显著；日覆盖和中间覆盖需要大量覆盖材料，且会占用填埋单元的有效容积，实际作业过程中应用较少，是造成填埋场作业环境恶劣主要原因；,终场覆盖系统(1),阻隔式终场覆盖系统（回收利用LFG）营养土层(15 cm)保护层(61cm)土工织物反滤层土工网排水层土工膜(1.02 mm)压实粘土层(46cm)透水层（30cm),终场覆盖系统(2),植物覆盖系统（不回收利用LFG）主要原理是允许适量降水下渗，加速垃圾稳定化过程覆盖土层厚度由降水下渗、径流、植物吸收、表面蒸发和植物蒸腾作用的水量平衡模型确定LFG则由覆盖土层中微生物氧化作用有效削减,好氧填埋技术,好氧填埋是通过向填埋垃圾体中

8、鼓风，加速生活垃圾稳定化进程其优点是可以缩短垃圾达到稳定化的时间，降低垃圾渗滤液的浓度缺点是向填埋垃圾体中鼓风的动力消耗大，工艺设备复杂，运行管理费用高，同时鼓风会带来空气污染问题,中国没有工程应用的实例美国的工程实例(部分)：Rio Nuevo Landfill Stabilization Project(为了填埋场土地利用)Albuquerque,New Mexico Landfill(影响周边公园和地下水)Harrison Landfill(影响周边私人地产和VOCs的污染源)Silverbell and Broadway Landfills(已封场但没有防渗),准好氧填埋技术(1),最

9、著名的准好氧填埋方式为日本福岗大学花岛正孝教授上世纪八十年代中期研究的循环式准好氧填埋（被称为Fukuoka method)增加渗滤液的循环回灌。实验中证明：三年时间垃圾中有机污染物约90%转入气相的CO2和N2，相比之下厌氧填埋有90%的有机污染物转入液相。适用于无机物含量较高的中、小规模垃圾填埋场。,准好氧填埋技术(2)-基本原理,准好氧填埋是利用渗滤液收集管道的不满流设计，使空气自然通入，在垃圾体发酵产热的温差推动下，使垃圾体部分形成好氧区，加速稳定化进程，降低渗滤液的污染强度。,准好氧填埋(3),准好氧填埋应用实例分析（马来西亚）500,000人口城市，使用期限20年的填埋场需处理的垃

10、圾量为1,556,279吨,厌氧填埋场和准好氧填埋场渗滤液水质对比,准好氧填埋场平面流程图,好氧填埋，准好氧填埋及厌氧填埋比较,三种填埋方式稳定化进程的比较,山东维坊示范工程(2003年，填埋容积110万m3),生物反应器填埋技术(1),将填埋场视为生物反应器，通过渗滤液回灌或其他方式创造有利的生物反应条件，加速生物稳定、产气、沉降的过程；可以提高填埋场有效容积的利用率；可以接纳其他类型的污水进行处理，形成商业收益；,生物反应器填埋技术(2),生物反应器填埋的效益填埋场加速沉降及稳定后垃圾的开采可以增加收益渗滤液浓度和总量均得以削减加速甲烷气体的产生降低了封场和封场后管理的费用,原理示意,生物

11、反应器填埋开拓者：Dr.FREDERICK G.POHLANDDepartment of Civil and Environmental Engineering,University of Pittsburgh,重点研究的生物反应器填埋场类型,1）回灌型生物反应器填埋场；通过渗滤液回灌，提高垃圾层的含水率(由20%25%提高到60%70%),增强垃圾中的微生物活性,加速了垃圾产甲烷速率以及垃圾中污染物的溶出和有机物的分解。,a full-scale landfill site,which islocated in Nepean,Ontario,Canada.,2）两相型生物反应器填埋场；由两个

12、厌氧反应器串联组成：填埋垃圾中的有机物质首先在第一级填埋场中水解产酸，所形成的产物通过渗滤液进入第二级作为产甲烷的填埋场并转化为甲烷气为主的填埋场气体，第二级的出水再回灌到第一级填埋场。,重点研究的生物反应器填埋场类型,3）脱氮型生物反应器填埋场；利用自然及人为供氧将整个填埋场分成好氧区、缺氧区和厌氧区3个区域。在好氧区氨在自养型硝化细菌的作用下被氧化成NO3-N；在缺氧区由反硝化细菌以有机物作为电子供体，使NO3-N还原为N2而从液相中释放，实现NH4+-N的转化和去除,而厌氧区则用于有机物的降解产甲烷。,重点研究的生物反应器填埋场类型,脱氮型填埋场动力学参数Civil and Enviro

13、nmental Engineering Department,University of Central Florida，2006,符合 Monod kinetics（接种和不接种）：比降解速率：0.196 and 0.117 mg N/day-g dry waste半饱和常数：59.6 and 147 mg N/L,4）序批式生物反应器填埋场；由新填埋区、成熟填埋区和老填埋区三个部分组成。在新、老填埋区间,渗滤液通过交叉循环连为一体，也即把新垃圾填埋区产生的渗滤液回灌到老的稳定化的填埋区，而把稳定化的填埋区所排出的渗滤液回灌到新填入的垃圾区。当新填埋区垃圾降解微生物种群达到平衡,并且垃圾层形

14、成适宜微生物种群生长环境(成熟填埋区)时，渗滤液再直接回灌,随着成熟填埋区垃圾的降解及稳定化,填埋区成为老填埋区,再与新填埋区相联,这样使每一个填埋区均成为经历新、成熟和老三个阶段的序批式生物反应器。,重点研究的生物反应器填埋场类型,浙江大学 沈东升教授：An innovative combined on-site process for the remote rural solid waste treatment,采用序批式生物反应器填埋：batch reactor,which was comprised of waste column R2(loaded with fresh refuse

15、)and R3(loaded with 1 year aged refuse).The leachate generated from column R2 and R3 was first drained torecirculation tank J2 and J3,respectively,and in the meantime,R2and R3 was fed with the leachate in tank J3 and J2,respectively,bypump for nearly 16 h every week.,土壤渗滤系统处理渗滤液剩余污染物,同济大学何品晶教授：Leach

16、ate pretreatment for enhancing organic matterconversion in landfill bioreactor,The leachate pretreated with an anaerobic UFB：reduced COD by 90%,the whole refuse column entering methanogenetic phase since week 11.pretreated with a well-decomposed waste layer：entire column entering methanogenetic phas

17、e on week 20 with higher methane yield when compared with that with UFB reactor.with an aerobic SBR：the COD of the leachate could be reduced to 1000 mg l1.However,this pretreatmentwould lead to a late,fully developed methanogenesisphase.,MBT+卫生填埋,是欧盟最新填埋场管理导则的产物；是传统堆肥技术应用于处理混合收集生活垃圾领域的新理念；可以大幅度降低填埋场

18、温室气体的排放；大大简化填埋场污染物控制技术；,Baling-wrapping Technology(1),三种填埋技术特点的对比：,Baling-wrapping Technology(2),打包材料：25-35m 厚LDPE膜,多层包覆LDPE膜用量：1.5-2.5 kg/吨MSW选用LDPE膜的优点：,欧盟国家生活垃圾填埋处理费用比较,生态填埋技术同济大学何品晶教授,填埋层内微生态不平衡的代谢过程 渗滤液污染负荷高 LFG利用率低层内充分代谢后的剩余污染物可在水文独立的 土壤/植被生态中利用,填埋场最终覆盖层,认 识,易腐有机物,挥发性有机酸(VFA),CH4+CO2,积累,当k1k2时

19、,k1,k2,甲烷化,抑制,抑制,进一步积累,立 论 创 新,液 化,主动调控和利用填埋层的微生物生态 加速转化易腐有机物 极大部分资源化（可利用的LFG）利用最终覆盖层的植被/土壤生态 转化/固定化填埋层内难以代谢的污染物 消纳腐殖化的有机物、氨氮,提 出,立 论 创 新,生态转化和固定化填埋场的主要宏量污染物,填埋层和最终覆盖层,生态填埋技术原理,调控填埋层对污染物的降解机制和净化途径,技术原理通过替代方法在填埋层内甲烷化代谢稳定之前控制VFA积累技术方法 渗滤液 层 外 层内循环 向层 内 供给氧气,厌氧代谢好氧代谢,强化自然通风间歇强制通风,关 键 进 展,原理证实与技术参数发展加速首

20、台阶（单元）甲烷化过程渗滤液厌氧生物处理后循环效果最优 控制VFA积累和接种甲烷化菌群层内甲烷化代谢过程建立时间 60d,1 无渗滤液循环2 渗滤液不处理循环3 渗滤液好氧生物处理后循环4 渗滤液厌氧生物处理后循环5 填埋层间歇强制通风渗滤液循环6 填埋层自然通风渗滤液循环,调控填埋层对污染物的降解机制和净化途径,关 键 进 展,60d,降解容量控制因素填埋层对渗滤液的pH缓冲能力pH 6.5 降解负荷不受影响pH 6.0 降解负荷下降50%pH 6.0 降解负荷几乎为零,关 键 进 展,调控填埋层对污染物的降解机制和净化途径,甲烷化填埋层渗滤液循环加速垃圾稳定化的效果,调控填埋层对污染物的降

21、解机制和净化途径,液相,气相,渗滤液循环,加速填埋垃圾中有机碳的代谢,时 间 初始 24周 58周 纤维素/木质素 2.73 1.29 0.23,关 键 进 展,LFG产生率,有机物溶出率,纤维素/木质素,垃圾中易腐有机物基本稳定化,关键创新点,有效调控易腐有机物富集的生活垃圾在填埋层内的降解机制和净化途径 解决了发展中国家应用填埋层内代谢 过程降解有机污染中的关键应用问题,关 键 进 展,填埋层内微量通风硝化/反硝化脱氮,原理 填埋层内微量通风,关 键 进 展,形成混合代谢空间,好氧 兼氧 Org C+NO-/NO2-CO2+N2 厌氧 Org C CH4+CO2,Org C CO2NH4+

22、NO-/NO2-,证实微量通风填埋层中循环渗滤液氮的形态变化,时序性交替的好氧/兼性/厌氧环境 更完全的层内同步硝化/反硝化,间歇强制通风 强化自然通风,填埋层内微量通风硝化/反硝化脱氮,关键创新点,揭示了利用填埋层内同步硝化/反硝化脱除氮污染的过程机理 发展了利用填埋层内代谢过程同时控制渗滤液有机碳和氨氮污染的技术,关 键 进 展,循环渗滤液出水的特性表征NH4+，Cl-，中、大分子DOM为主 污染物与植被土壤生态具有相容性 NH4+、Cl-可能构成主要的胁迫因素,关 键 进 展,利用最终覆盖层植被/土壤生态,耐受性物种筛选与净化方法,渗滤液回灌出水对植物的胁迫表征,丙二醛含量,植物物质增量

23、,关 键 进 展,H2O2含量,SOD含量,回灌出水对植物的胁迫症状明显控制灌溉负荷与筛选耐受性强的植物 保证回灌出水灌溉条件下植物的生长经实验室与现场试验确定的适宜物种 夹竹桃 高羊茅 狗牙根可构成灌木、草混播植被 保证全年生长（亚热带/温带）,关 键 进 展,耐受性物种筛选与净化方法,覆盖层土壤植被 有效净化与减量渗滤液回灌出水 植物 水量减量负荷COD去除率 NH4+-N去除率 夹竹桃 5.5 mm/d 90%95%高羊茅 4.5 mm/d 80%95%狗牙根 4.8 mm/d 85%95%水量减量负荷 当地降雨（江南地区）填埋场渗滤液可望达到零排放(最终覆盖面积与垃圾日填埋量比值大于一

24、定限值),耐受性物种筛选与净化方法,关 键 进 展,关键创新点,发展了利用填埋场覆盖植被层净化循环渗滤液出水中难降解污染物的方法 耐受性物种筛选与灌溉方法 渗滤液全量利用 渗滤液零排放,关 键 进 展,矿化垃圾生物滤床处理渗滤液技术同济大学赵由才教授,矿化垃圾性质表征 可用作处理渗滤液生物滤床填料 为生态填埋后的矿化垃圾提供资源化途径,矿化垃圾生物滤床处理渗滤液,关 键 进 展,适宜的吸附水力渗透生物活性,矿化垃圾生物滤床处理渗滤液的工程示范运行结果,关 键 进 展,矿化垃圾生物滤床处理渗滤液,三级矿化垃圾生物滤床 同时处理渗滤液中的有机污染和氮污染滤床对渗滤液负荷变化的适应性强 适合渗滤液水

25、质时变性的特征提供了未配置渗滤液处理设施填埋场技术改造的适宜技术,关键创新点,定量化表征了矿化垃圾性质发展了高效、低成本的矿化垃圾生物滤床渗滤液处理技术开拓了矿化垃圾资源化利用的途径,关 键 进 展,生态填埋,创新工艺的技术集成,关 键 进 展,创新工艺的技术集成,矿化垃圾生物滤床处理渗滤液,关 键 进 展,成果集成工程示范,生态填埋示范工程，浙江杭州生态填埋杭州天子岭工程示范，11万 m3，投资1400万元,成 果 影 响,成果集成工程示范,矿化垃圾生物滤床工程示范，山东即墨日处理量100 m3，已建成投入运行,成 果 影 响,成果集成工程示范,渗滤液亚表面灌溉工程试验，浙江杭州1500 m

26、2，已建成投入运行,成 果 影 响,成果效益验证,生态填埋（全生命周期）渗滤液总量减少 50%有机负荷减量 85%LFG可利用率增加 20%库容利用率增加 20%矿化垃圾生物滤床处理渗滤液渗滤液处理后COD和NH4+-N去除率 90%成本 2 元/m3,成 果 影 响,集成成果推广,生态填埋成套化技术用于新建填埋场中山市 700 万m3 杭州市 2200 万m3生态填埋关键单元技术用于封场填埋场生态修复杭州市 12 万m2 中山市 15 万m2矿化垃圾生物滤床处理渗滤液已建成 130 m3/d 处理容量在建 500 m3/d 处理容量,成 果 影 响,生活垃圾填埋场污染控制标准GB16889-

27、1997,表1 生活垃圾渗滤液排放限值,生活垃圾填埋场污染控制新标准GB 168892008,取消垃圾渗滤液处理排放标准的分级制,新的排放限值等同于原来的一级标准；污染物浓度排放限值增加TN40 mg/L；生态环境脆弱地区排放限值基本接近一级A的标准；除了RO工艺，原有工艺路线均无法达到排放标准；2011年7月1日起所有填埋场垃圾渗滤液均要求场内处理，不能进入城市污水处理厂合并处理？,垃圾渗滤液处理方法,渗滤液处理技术，按原理主要可分为：物理化学处理技术生物化学处理技术自然处理技术组合处理工艺,物理化学处理法,吹脱、吸附、混凝沉淀高级氧化法（Fenton法、光激发氧化法、活性炭H2O2催化氧化

28、法、光催化氧化法、湿式氧化、电解氧化法、臭氧氧化法）、蒸发和膜分离（微滤、超滤、纳滤和反渗透）、亚滤、辐射和超声波、高压脉冲放电等离子体等。,物化法的主要作用和应用范围,主要作用：用于去除渗滤液中的COD、氨氮、重金属、SS以及色度、浊度等应用范围：可作为渗滤液预处理和深度处理,物化法的优缺点,吹脱法：先将渗滤液的pH值调至碱性，然后再以曝气的方式使游离氨从水中逸出，以降低渗滤液中的NH3-N。优点：对氨氮具有较高的去除效率，缺点：但投资运行成本高，脱氨尾气难以治理；混凝法：混凝剂多为Al2(SO4)3、AlCl3、FeSO4、FeCl3及聚铁、聚铝等。优点：可有效地去除渗滤液的浊度、色度和重

29、金属离子，对COD也有一定的去除效果（去除率30%60%），缺点：伴有大量的化学污泥产生，出水的pH值较低，含盐量高；,物化法的优缺点,吸附法：多利用活性炭、沸石、高岭土、粉煤灰、焦炭、和蒙脱石等吸附材料 优点：可去除渗滤液中难降解的有机物(酚、多氯联苯、胺类等)、金属离子(汞、铅、铬等)和色度缺点：吸附材料价格较贵、再生困难；蒸发法优点：效果明显缺点：存在着诸如高浓度有机物引起的泡沫、结垢与腐蚀，蒸发表面分层，原渗滤液蒸发处理的高能消耗等问题；,物化法的优缺点,反渗透技术：机理主要是膜的筛分作用 CJ/T 279-2008生活垃圾渗滤液碟管式反渗透处理设备_优点：工艺简单、占地小、处理效果好

30、等，北京市丰台区马家楼、阿苏卫和六里屯等处的几座垃圾渗滤液处理设施主要工艺是中温厌氧膜生物反应器(MBR)纳滤(NF)/反渗透(RO)。缺点：存在膜表面污染、结垢及受损，成本较高等问题。国外引进的反渗透工艺水土不服。RO浓缩液处理目前没解决（回灌、高级氧化、蒸发、膜蒸馏等）。,渗滤液的生物化学处理,1、好氧生物处理主要类型：活性污泥法（氧化沟、AB法、CASS、PACT等）、生物膜法（生物转盘、生物接触氧化法、生物活性炭流化床）、膜生物反应器。主要作用：可有效地降低COD、BOD5和NH3N，还可去除铁、锰等金属。,好氧生物处理的优缺点,传统活性污泥法优点：费用低、效率高,而得到广泛应用。缺点

31、：但该法受温度影响较大、条件控制复杂，耐冲击负荷和脱氮效果较差；与活性污泥法相比，生物膜法抗水质水量冲击，处理稳定性好，而且膜上能繁殖世代期较长的硝化菌，具有较好的脱氮效果。因此生物膜法也得到了广泛应用。,厌氧生物处理法,主要有：普通厌氧消化、两相厌氧消化、厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧折流板反应器(ABR)、厌氧序批式反应器(ASBR)和厌氧混合床过滤池(AHBF)等。应用范围：高浓度有机物废水,厌氧生物处理的优缺点,优点：处理负荷高、产泥率低、能耗低、占地少等，缺点：与好氧处理相比，厌氧法处理时间长、处理低浓度渗滤液的效果欠佳、出水COD和NH3N浓度较高，对温度和p

32、H值要求严格，且处理后出水达不到排放标准。因此，厌氧生物处理一般不能单独作为处理渗滤液的手段。,膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）,是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术。污水在反 应器中经生物处理完成对有机污染物质的分解与转化后，利用微滤膜（MF）或超滤膜（UF）的高效分 离完成污水的固液分离。从而达到污水的最终净化效果。工艺组成：进水井、格栅、调节池、毛发聚集器、MBR反应池、消毒装置、计量装置、电控装置等。,膜生物反应器分类,膜分离生物反应器（Membrane separation bioreactor）；膜分离生物反应器用于污水处理中的固液

33、分离。膜曝气生物反应器（Membrane aeration bioreactor）膜曝气生物反应器中膜被用于气体质量传递，通常是为好氧工艺供氧，可以实现生物反应器的无泡曝气，大大提高反应器的传氧效率。萃取膜生物反应器（Extractive membrane bioreactor）。萃取膜生物反应器主要用于工业废水中优先污染物的处理，选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。,膜生物反应器分类,目前已进行大量研究并投入大规模实际应用的只有膜分离生物反应器。,MBR的特点,优点：良好的出水水质与较低的污泥产率。缺点：运行成本较高。,MBR工艺在垃圾渗滤液处理的应用,MBR工艺处理渗滤液，要考虑三方面的问

34、题：工艺方面。前面应设立厌氧段，好处在于，一是可以把垃圾渗滤液里面含有的难降的有机物可以转换成容易降解的有机物，二是厌氧段这块如果有回流过来，它可以起到反硝化的作用。曝气设备的选取，因为垃圾渗滤液有机物浓度比较高，通常条件下就要求MBR里面污泥浓度比较高，所以曝气设备就要充分考虑在高污泥浓度下面供氧效率比较高的设备比较好膜设备种类方面，目前在垃圾渗滤液用的多的是管式膜，它用在垃圾渗滤液里面，还是外置的管式膜，他在运行管理当中清洗比较容易，过一段时间，把两边闸门闸住，从恢复方面比较容易。,制约膜生物反应器的广泛应用的原因,1、首先MBR成本昂贵，这就使得工程运用受到一定的阻碍。大一点污水处理工程

35、（1000吨），投资额少则一两千万，多则达到上亿。目前，绝大多数水处理项目发包方都采用这样的方法：签合同先付总额的10%，完工再付80%，设备运营一年平稳正常，再付剩余的10%。一般工程公司很难竞标；另外客户也不愿投资那么大。2、膜污染未得到很好的解决，膜分离系统的一大关键问题是滤膜在运行一段时间后会因为膜受到的各种污染而导致水通量的降低，如何减缓膜污染进程从而维持滤膜的水通量仍然是应用膜工艺时的一大挑战。3、出水水质不能直接回用。膜生物反应器的出水质，较一般的污水处理工艺有很大提高，但现在的情况是出水还不能直接进行回用，还需后续工艺做进一步的处理，这也侧面增加了工程的投资。4、膜的使用寿命，

36、现在的膜的寿命在2年以上，但有一些厂家生产的并不能保证，这增加了风险，降低了客户对膜生物反应器的信心；另外，膜的更换费用也是一个不小的投资。,渗滤液的自然处理,稳定塘系统 稳定塘旧称氧化塘或生物塘，是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物，其净化过程与自然水体的自净过程过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。土地处理系统 利用土地以及其中的微生物和植物根系对污染物的净化能力来处理污水或废水。,稳定塘系统（AquaticSystems）,分类：主要有好氧稳定塘、兼性稳定塘、厌氧稳定塘、曝气稳定塘等。优点：稳定塘具有基建投资省、维

37、护方便、成本低廉、出水水质较好。缺点：占地大、HRT长（2030d）,土地处理系统（SoilbasedSystem）,分类：包括慢速渗滤(SR)、快速渗滤(RI)、表面漫流(OF)、湿地处理系统(WL)、地下渗滤(UG)、土壤植物处理(SP)及人工快速渗滤(ARI)等。目前使用较多的渗滤液土地处理技术主要是人工湿地系统。优点：具有处理效果好、缓冲容量大，投资省、能耗低，运行管理方便等优点。缺点：其效果随着季节变化较大，处理有机物的浓度较低，适宜于暖湿的南方地区，北方寒冷地区效果不佳。此外，还需要及时清淤、收割和更新植物以及防治病虫害等日常维护管理工作。,人工湿地系统,总结,综上，物理化学处理、

38、生物化学和自然生物处理各具特点：物理化学法能有效去除难降解有机物，但有的工艺投资较高，如反渗透，虽然出水可达到一级排放标准，但是在我国目前的经济条件下，还无法承受，因而不适用于渗滤液的规模化处理；生物化学法基建投资和运行成本较低，但系统管理相对复杂，且对难降解有机物去除能力差；自然生物处理处理成本低廉、能耗低，但受土地资源、气候等条件限制，易产生异味，并可能污染土壤和地下水。,渗滤液的组合处理工艺,国内在尚无十分完善的渗滤处理方法的情况下，目前大部分填埋场均采取了“物化预处理(混凝沉淀、氨氮吹脱、化学氧化等)生物处理(厌氧、缺氧、好氧等)物化深度处理(吸附、反渗透、催化氧化等)”的组合工艺，出

39、水直接排放或并入污水管网。,典型的渗滤液组合处理工艺流程,我国20个大型填埋场的渗滤液处理组合工艺,矿化垃圾生物反应床处理渗滤液技术,105,矿化垃圾生物反应床处理渗滤液典型工艺流程,工艺流程,渗滤液原水（COD 12000 mg/L)加盖调节池(90天）出水（COD 3000-4000 mg/L)一级反应床 二级反应床 三级反应床 出水（二级标准）,工艺流程,矿化垃圾反应床平面布置图,卧式反应床高程布置图,一级矿化垃圾反应床平面图,二级和三级矿化垃圾反应床平面图,集水池平面图,塔式矿化垃圾反应床平面图,塔式矿化垃圾反应床剖面图,卧式反应床施工图,塔式反应床施工图,上海老港填埋场400吨渗滤液

40、/天工程,塔式：200吨渗滤液/天,卧式：200吨渗滤液/天,塔式矿化垃圾反应床处理填埋场渗滤液,实际工程运行研究,矿化垃圾取自填埋龄为8年以上粒径小于40-60 mm的细料,设有四座平行运行塔式反应床。每座反应床塔身分为三层，底层床体高度为1200 mm，其余两层床体高度均为600 mm，总高度5250 mm；每座塔式床体分成20格，宽度为7200 mm。顶层布设有大阻力配水系统。,运行周期为2 h，每次配水10 min，每天配水6次，处理水量为100-200 m3/d,矿化垃圾生物反应床处理渗滤液,出水:COD 250-500 mg/L,BOD30 mg/L,NH3-N15 mg/L,TN

41、100 mg/L,其余指标全部达到168892008标准运行费用（包括折旧、财务成本）:5元/吨（其它传统技术费用:20元）COD和TN超标（COD 100 mg/L,BOD30 mg/L,NH3-N25 mg/L,TN40 mg/L）,深度处理技术Advanced Treatment Technology,吸附法 Adsorption混凝法 Coagulation高级氧化工艺 Advanced Oxidation Processes 膜处理技术 Membrane Filtration,存在问题Current Problems缺乏广泛适用性缺乏针对性对操作条件要求高,理想的深度处理技术,高效、

42、低耗处理技术具有广泛适用性操作简单持续稳定运行,处理要求,深度处理需满足国家排放标准（GB16889-2008）（COD 100 mg/L,BOD30 mg/L,NH3-N25 mg/L,TN40 mg/L）本技术：水化反应,水化反应作用原理,吸附作用,比面积在1050 m2/g 低Si聚合度的层状硅酸钙，具有很强的不饱和表面电位 高密度的不规则氢键,CSH胶粒的纳米结构示意图,化学结合,CaCl2+C3AC3ACaCl210H2ONa2SO4+Ca(OH)2+2H2OCaSO42H2O+2NaOHCaSO42H2O+C3A+12H2O3CaOAl2O3CaSO412H2O改性铝酸钙净水剂 脱

43、盐,NH3-N去除机理,利用水化过程中形成的致密小颗粒，将氨氮吸附包裹在其中。一旦氨氮包裹于小颗粒中(不可逆过程)，溶液中高浓度氨氮将继续由高浓度传输至低浓度的水化颗粒表面，利用水化反应具有链式反应性质，从而最终降低水体中的氨氮浓度 NH3-N可在水化反应的作用下，与渗滤液中的金属离子和阴离子形成了可溶的氨络合物，如Mg(NH3)SO4、Cu(NH3)SO4等TN去除率为5070,处理工艺,上海老港2#氧化塘渗滤液深度处理工程,123,处理设施实拍图,加盖调节池,厌氧塘,兼性塘,氧化塘,深度处理厂,氧化塘出水水质,氧化塘出水水质（mg/L）,由于长期曝气，氧化塘出水中BOD5值很低，但由于只是

44、单纯曝气，没有进行有效的生物处理，出水COD值仍然较高。另外，根据1个月内数次取水分析的结果表明，氧化塘出水的水质有一定的变化，特别是pH值，变化幅度较大，这也对处理带来了难度。要求所用的处理方法要具备广泛适用性，才能保证对氧化塘出水的持续有效处理。,处理要求,处理水量：1000 m3/d。进水水质：COD 12001500mg/L。出水水质：确保出水COD300mg/L，争取COD100mg/L，达到国家排放标准，可直接排放。,处理工艺,土建平面图,一体化污水洁净机,设备名称：SSKJ-SC污水洁净机；尺寸：LBH=8.5m2.8m4m；装机容量：额定35kw/h，实际负载25kw/h；包含

45、：一套加药装置，占地6m2，含3个加药筒及相配套的搅拌器、加药计量泵；4台提升泵，流量50m3/h；反应装置，包括反应釜，计量泵，污泥磁分离机等；自动检测装置，包括在线pH测试仪、自动加药调节器等；,现场照片,大门,预处理反应器,加药设备,主处理反应器,工艺说明,（1）工艺流程中所用到的集水、沉淀、反应池等均在原有的两个大池体（18m18m2m）中用砖墙（外层涂防水混凝土）隔出，按需要设计高差，上端放置溢流堰。（2）该工艺设计日处理污水量为1000m3，按每日20h处理时间计算，则提升泵流量为50m3/h；（3）预处理反应器共2个，反应筒加药通过原有的加药系统完成。,工艺说明,（4）在进水CO

46、D1500mg/L，系统正常运行情况下，5#沉淀池出水COD已低于300mg/L，1#反应池的作用是为深处理设置，使6#沉淀池出水COD小于100mg/L。（5）加药量由在线pH自动检测仪及自动加药调节系统控制，保证各处理单元pH保持在理想状态，使混凝、氧化反应顺利进行。（6）整个工艺产生的湿污泥量约为水处理量的15%，采用一体化污水洁净机中配备的污泥磁分离机快速分离压缩，压缩后污泥含水率约为70%。,进出水对比,COD300mg/L,COD100mg/L,投资预算,设备费用：SSKJ-SC污水洁净机一台，包含：一套加药装置，占地6m2，含3个加药筒及相配套的搅拌器、加药计量泵；4台提升泵，流

47、量25m3/h；反应装置，包括反应釜，计量泵，搅拌器等；自动检测装置，包括在线pH测试仪、自动加药调节器等；共计65万元（含税金、运输、安装等费用）。土建费用：主要为池体及辅助用房建设、铺设管道、购置安装反应筒，共计约85万元。,运营费估算,投资摊销：按一年运营时间计算，日处理渗滤液量1000m3，共处理365000m3，1500000/365000=4.1元/m3。人员费：三班共6人，平均每人工资3000元/月，则每天工资共付600元，每日处理废水1000m3，则人员费为0.6元/m3。药剂费：8元/t公司管理费、利润：1.8元/t。总计：14.5元/t；,生活垃圾渗滤液梯度压力好氧生物-化

48、学耦合处理技术,针对老港现有曝气塘存在的占地大、空气氧利用率低、电耗高、冬季处理效果差的困境，开展具有占地小、保温性能佳、空气利用率高、电耗小、污泥产量少的梯度压力曝气高效生物-化学耦合处理技术研发，实现高效节能的目的，大幅度降低渗滤液的处理成本,在老港北侧调节池建设并运行了110 m深、50 cm内径的梯度压力曝气装置，日处理渗滤液20-50吨定期采样分析进水pH、COD、NH4+-N等理化参数,压力梯度装置示意图,处理效果,1.梯度压力装置使渗滤液COD12000降低到2000降低到3000降低到100 mg/L 2.氧气利用率提高到 50-60%，动力消耗降低50%，节地 40%，处理成

49、本降低 50%3.吨渗滤液运行成本5元4.吨渗滤液投资2万元,使用梯度压力曝气代替传统生物曝气，大幅度提高氧气利用率，实现高效节能的目的；加入氨氮释放剂，破坏渗滤液中氨氮与重金属/腐殖质的络合形态，促使氨氮完全释放，降低其处理成本,关注的技术进展（1）,可持续填埋技术 Sustainable Landfill 标准1）填埋场达到基于现场位置和废弃物物化、生化具体特性的功能性稳定状态，这种稳定化程度不至于对环境和人体健康产生无法接受的风险；2）在达到功能性稳定状态过程中不会发生或存在无法接受的风险；3）这种功能性稳定状态应该在资金许可范围期限内尽可能快达到；4）需要考虑稳定状态后管理的资金来源并

50、实现适用的最小化的稳定后管理；,Landfill mining相关研究没有大的进展，美国曾经将腐殖化垃圾作为日覆盖材料和地基回填材料，但用量有限；会议上南非和加拿大各有一位学者报道他们的现场试验的成果，主要关注可再生材料的分选、回收和利用，但大宗的腐殖化垃圾没有考虑回用；我们在腐殖化垃圾回收和利用方面已有专利技术和工程应用；,关注的技术进展（2）,堆肥技术在法国的应用前提是生活垃圾的分类收集，杜绝有害垃圾混入；堆肥产业在法国农业的市场地位较高，有配套的财政和管理政策导向，产业处于良性循环；关于有害杂质如玻璃、金属等的问题，法国的标准是粒径小于2 mm时危害性可以忽略不计了。,关注的技术进展（3