兴丰生活垃圾卫生填埋场渗滤液组合生化-膜处理工艺分析研究

第一篇：兴丰生活垃圾卫生填埋场渗滤液组合生化-膜处理工艺分析研究

论文选题从广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理的实际工程出发，结合前沿的研究手段和技术，对目前具有代表性的垃圾渗滤液的处理工艺进行了深入的研究，对促进生化——膜处理组合工艺在我国的进一步推广有重要的指导作用，对我国垃圾渗滤液处理工艺的探索和研究也有重要的参考价值。

论文一方面通过对兴丰垃圾填埋场渗滤液处理的总体工艺及各处理设施的运行情况和特征研究和探索，总结生化——膜处理组合工艺的优点和不足，结合其在实际运行过程中出现的问题提出优化措施。另一方面，通过分子生物学手段对UASB和SBR活性污泥中的群落特征进行研究，阐述在生化处理设施中优势菌群的主要种属。即论文通过宏观和微观两个方面的分析，实现对生化——膜处理工艺的全面认识。

论文从实际工程的工艺出发，有较高的实践参考意义，但是也局限了论文的理论深度。成熟的工艺技术和成熟的研究手段，限定的工艺框架，论文未能提出创新性的成果和结论。如果论文更多的从工艺中的某个细节出发，对特定的现象和问题进行深入研究，论文会显得更加深刻和具体。

论文一方面从宏观的工艺对处理效果和运行特征进行研究，另一方面从微观上对生化处理设施中的活性污泥群落进行分析，这两个方面的研究对于全面认识该工艺都具有重要的意义，但是无论宏观还是微观的研究，最终应当有一个合适的结合点，对工艺的优化也应有一定的参考价值。希望作者在以后的研究中深入的将宏观的研究和微观分析有机的结合，对微生物群落与反应器性能之间的相关性进行分析并探索之间的相互关系。

论文对所要研究的问题界定明确，定义准确，调查资料翔实，有理有据，旁征博引，用数字说话，而不是主观推测，用实践证明，而摒弃编造的结论。整篇论文体现了作者扎实的理论功底和专业知识，研究方法正确，目的明确，结论符合实际，建议切实可行。文章语言流畅、逻辑清晰、结构合理。

论文整体水平较高，建议答辩。

第二篇：桃花山垃圾填埋场渗滤液处理工艺设计.

第23卷第20期 2007年10月 中国给水排水

CHINA WATER&WASTEWATER Vol 23No 20 Oct.2007 桃花山垃圾填埋场渗滤液处理工艺设计 胡邦, 蒋岚岚,耿震

(无锡市政设计研究院有限公司,江苏无锡214005 摘要:无锡市桃花山垃圾填埋场渗滤液处理工程采用氨吹脱、混凝沉淀、UASB厌氧水解 和改良型SBR(PSBR池好氧生物处理的组合工艺,处理出水水质达到《生活垃圾填埋污染控制标 准》(GB 16889—1997的三级标准后输送至芦村生活污水处理厂合并处理。介绍了该渗滤液处理 系统的工艺流程、构筑物组成和设计参数,总结分析了X-艺设计的要点。

关键词:垃圾填埋场;渗滤液;生物处理;改良型SBR 中图分类号:X703.1文献标识码:c 文章编号:1000—4602(200720—0040—03 Design of Treatment Process for Leachate in Taohuashan Landfill Site HU Bang.JIANG Lan-lan.GENG Zhen(Wuxi Mumc咖al Design and Research Institute Co.Ltd.,矾捌214005,China Abstract:ne combined process of ammoma stripping/coagulation and sedimentation,UASB an— aerobic hydrolytic reactor and improved SBR aerobic reactor is‘l血ed to treat the leachate in Taohuashan Landfill Site in Wuxi.The effiuent quality reaches the class m criteria of Standard衙Pollution Control OFt the

k,删铆Sitefor Domestic Waste(GB 16889—1997,and the effluent will be treated together with domestic wastewater after being carried to Lucun WW仲.The process flow of the leachate treatment sys— tem.the composition of structures and the design parameters were introduced.The key points of process design were summarized and analyzed.Key words:landfill site;leachate;biological treatment;PSBR 无锡市桃花山垃圾填埋场是典型的山谷型填埋 场,建于20世纪90年代,至今已使用了12年。近年来随着垃圾量的增加和填埋期的延长,渗滤液产 量不断加大,为此需先对渗滤液就近进行预处理,然 后再与城市污水合并处理,以减轻污水厂后续处理 的负荷。

1垃圾渗滤液的水量与水质

根据该地区年均降雨量数据,汁算得』』i桃花山 垃圾填埋场渗滤液的产量为1000m3/d,设计最大 流量为50m’/h。

参照原收集的垃圾渗滤液水质检测数据,并结 合国内外同类垃圾填埋场渗滤液水质的特点,确定 了泼垃圾填埋场渗滤液的设计水质。处理后的出水 水质执行《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB 16889--1997的二三级排放标准。具体的进、m水水 质如表1所示。

表1设计进、出水水质

Tab.1Irdluent and effluent leachate quality COI/BOD。SS/NH,一■/ b目 pH(mg-L1(mg・L。(mg-L“(mg・L 1 畦水 7~***0山剥6~91000600400 2处理工艺流程

针对该渗滤液的水质特点,经方案比较,确定采 用物化+生化的方法处理,出水按比例排放至芦村 污水处理厂后与城市生活污水合并处理,工艺流程 如图1所示。

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www.xiexiebang.com/Periodical_zgjsps200720010.aspx

第三篇：垃圾渗滤液生化处理——膜过滤综合处理工艺研究

摘要：本文介绍了对垃圾渗滤液采用强化复合厌氧生物床反应器（ECAB）+好氧反应器（复合式SBR）+混凝后处理+超滤+纳滤的生物化集成处理的技术路线，工艺系统运行稳定，对有机物及总氮的去除效果良好，处理出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）一级标准，且处理成本较低。文章并对存在的问题进行了分析。关键词：垃圾渗滤液；填料；强化复合厌氧生物床反应器；序批式反应器；膜

垃圾渗滤液的水质较为复杂，采用单一的物理化学或生化的处理方法均难以达到较满意的处理效果。本研究介绍了强化复合厌氧生物床反应器（ECAB）+好氧反应器（复合式SBR）+混凝后处理+超滤+纳滤的生化与物化集成处理的技术路线。该工艺系统运行稳定，对有机物及总氮具有良好的去除效果；内部填料对ECAB和复合式SBR具有强化处理的效果；膜处理出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）一级标准；以实际工程建设与运行来核算，单位垃圾渗滤液处理成本较低。1试验工艺及试验用水 工艺路线见图1。

图1工艺流程

试验用水取自北京市六里屯垃圾填埋场调节池，分别为第一期和第二期填埋场内的渗滤液，其中一期属于年轻垃圾渗滤液，可生化性较强；二期则属于年老垃圾渗滤液，可生化性相对较差。其综合水质见表1。其中着重对几种重金属元素化合物进行了检测，检测结果见表1。表1渗滤液水质指标

2复合厌氧生物床（ECAB）反应器处理垃圾渗滤液 2.1试验装置

填料安装在反应器中部。反应区高1.0m，有效容积约18L。废水由蠕动泵匀速定量地从反应器底部泵入，反应器底部布置有锥形布水装置，均匀配水后与污泥床进行接触反应，向上流经填料区和沉淀区，最后出水。反应中产生的沼气经三相分离器分离后进入气体流量计。采用电热丝衬保温层进行加热保温。

2.2厌氧在不同工况下对渗滤液的净化特性 试验中对系统出水的VFA（挥发性脂肪酸）、SS浓度以及碱度进行了相应的考察，如表2所示。

表2不同负荷状态下系统的运行工况

由表2可以看出,系统在中高低三个负荷状态下的运行工况均为稳定运行工况：

(1）低负荷时（2.1～5.1kgCOD/m3•d），进出水COD、VFA、SS浓度以及碱度均能达到常规厌氧系统稳定运行时的条件和工况；中等负荷时（5.1～7.3kgCOD/m3•d），COD去除率较好，出水VFA、SS偏高；高负荷时（>7.3kgCOD/m3•d），COD去除率下降较快，出水VFA、SS也在增长。

(2）中高负荷时，出水浓度大于300mg/L，高于通常认为的稳定运行条件，但因为系统碱度充足（碱度/VFA为10～11），完全可以抑制酸积累的发生，因此系统运行还是稳定的。(3）中高负荷时，出水SS仍有较高的去除率，显示强化厌氧系统有较强的适应能力，SS去除率达到了80%左右。

2.3填料对ECAB系统的强化作用

作为生物填料的PELIA生物载体是一种独有的专利复合材料，由聚乙烯、粘土及其他助剂烧结而成。试验后期将填料取出，并将系统容积负荷稳定在4.5kgCOD/m3•d左右，连续培养了一个月，然后考察无填料厌氧系统的降解特性，并与装设填料的情况进行对比（见图2）。

图2填料对厌氧系统降解特性的影响

由图2可以看出，装设填料对系统的处理能力有明显的强化效果。(1）低负荷时（容积负荷<2kgCOD/m3•d），系统强化效果较低，装设填料时降解能力约提高5%；

(2）中高负荷时（容积负荷为2～7kgCOD/m3•d），系统强化效果较高，装设填料时降解能力可提高12%～22.5%。

究其原因，系统处于低负荷时污染物在污泥床层已经得到较好的降解，废水达到位于反应器中上部位的填料部分时可降解的污染物已经很少，因此填料的强化作用并不明显；中高负荷时填料接触的污染物较多，强化作用得到了明显的体现。3复合式SBR工艺处理垃圾渗滤液 3.1试验装置

试验装置采用复合式SBR生物反应器。反应器由有机玻璃制成，容积为18L。反应器内设挡板，上面放置填料，底部连接空压机，内设曝气管，上面放置搅拌器，用于搅拌。整套设备连接到一台自控装置上，用于控制反应器序批式的运行。其中，进水通过计算泵的流量，然后在自控装置上设定进水时间，以达到控制进水量的要求，排水由电磁阀控制，在排水阶段，电磁阀打开，排水口自动排水。

3.2 复合式SBR对有机物的去除特性（见图3）

图3COD去除率随时间的变化 由图3可以看出，在试验初期的驯化阶段，采用经过适当稀释的原水作为复合式SBR反应器的进水，控制进水COD在1200～1300mg/L，随着试验的进行，COD去除率不断升高，在第50天时，逐步加入ECAB反应器出水作为复合式SBR的进水，即两个反应器进行串联。

可以看出，去除率明显下降，究其原因，进水COD明显升高，由原来的1300mg/L左右提高到5000mg/L左右，冲击负荷过大，最终导致系统发生非丝状菌膨胀，经过近半个月的驯化与调整，COD去除率逐步趋于稳定，最终在85%以上。在试验后期，进水水质可生化性变差，BOD/COD由原来的0.6降为0.2，去除率又有降低的趋势。在本试验的正常运行阶段，系统容积负荷为2.16kgCOD/m3•d，出水COD在500mg/L左右，去除率为87%左右。这说明复合式SBR系统降解有机物取得了良好的处理效果。其原因一方面是因为该试验阶段的垃圾渗滤液属早期阶段的渗滤液，垃圾渗滤液的可生化性相对较好；另一方面由于填料上附着的生物膜微生物有较长的停留时间，能够维持相当高的硝化率，大大降低了渗滤液中游离氨对微生物的生物抑制作用，加强了系统的处理能力。3.3复合式SBR中填料对有机物去除的强化作用

为了验证PELIA生物填料对有机物的去除效果，故对加入填料和没有加入填料的反应器对有机物的去除效果作了对比，见图4。

图4PELIA生物填料对COD 去除的强化作用

图4对比了本试验过程中生物反应器和PELIA生物填料对COD去除的相对贡献。由图4可知，当进水COD浓度在1046～3856mg/L之间变化时，没有加入PELIA生物填料的SBR反应器的出水COD浓度为226～628mg/L，相应加入了PELIA生物填料的复合式SBR反应器的出水COD浓度为182～322mg/L，尤其在第4～10d期间进水COD浓度变化较大，没有加入PELIA生物填料的SBR反应器的出水COD浓度比加入了PELIA生物填料的SBR反应器的出水COD浓度高且变化较大。生物反应器对COD总的去除率在71.6%～83.9%之间，其中生物膜降解对COD的去除率为3.3%～10.2%。3.3 系统对总氮的去除情况（见图5）

图5系统对TN的去除规律

由图5可知，在前110d，COD/NH3-N（C/N）为5.2，随着一个多月驯化阶段的完成，系统对总氮的去除率基本稳定在70%以上，这表明在此条件下系统对总氮有较好的去除效果。尤其在第55～81d之间，系统对总氮的去除率高达75.2%～79.2%。这主要是因为除反硝化脱氮外，微生物合成代谢也利用了其中一部分的N。在试验后期（第150～180d）系统的脱氮效果逐渐变差，总氮去除率由第110d的75%左右下降到最后的56%左右。

这主要是因为垃圾渗滤液的水质发生了变化，C/N由5.2降至2.0。垃圾渗滤液中的碳源严重不足且不易被利用，大大限制了反硝化菌的活性，造成了TN的去除率不断下降。理论上一般认为进水COD/TN达到3左右即可满足反硝化对碳源的要求，实用中则常认为该值应大于8。

对系统脱氮效果产生影响的主要因素是C/N，试验结果表明：随着进水C/N的增加，反硝化程度随之增加，出水NOx--N下降，总氮去除率提高，也就是说，在其它条件适宜的情况下，垃圾渗滤液中充足的碳源是反硝化进行彻底的保证。4深度处理 4.1试验方法

图6所示为超滤、纳滤的工艺流程。

图6膜过滤工艺流程

混凝沉淀作为预处理，超滤的出水作为纳滤的进水。通过调节回流液、浓缩液、透过液的流量来调节操作压力。当单独进行超滤或纳滤试验时，因为前面工序产水量有限，故采用将透过液回流到原水箱（或中间水箱）与浓缩液、回流液混合的循环式操作方法。4.2试验结果

膜对污染物的去除率见表3。

由表3可见，超滤对浊度、色度的去除效果非常明显，去除率达90%以上，表明超滤对悬浮物、胶体等的去除能力很强。但对COD的去除率很低，仅为4%，这是因为超滤膜对COD的去除主要取决于原水中有机污染物的分子量及其形状，本试验中的COD去除率较低是因为有机污染物的分子量相对要小于超滤膜的截流分子量，并且外形呈线性的较多。超滤对氨氮的去除效果也极低，另外超滤出水SDI最大值为2.2，远小于反渗透进水SDI值不高于5的要求。总之，超滤对污水浊度、色度的去除效果较好，产水浊度小于1NTU，SDI值较低，可以满足进入下一工序纳滤的要求。表3膜对污染物的去除效果

注：SDI（污染指数值）也称为FI（Fouling Index）值，是水质指标的重要参数之一。SDI值越 低，水对膜的污染阻塞趋势越小。大多数反渗透企业推荐的反渗透进水SDI值不高于5。

在四种不同的进水条件下，纳滤膜对COD的去除率较高，约70%，出水COD均在100mg/L以下，浊度检测结果显示为0，色度为1度，氨氮的去除率约为50%，出水氨氮浓度小于15mg/L，出水电导率2500～3000us/cm。由此可见，垃圾渗滤液经膜法深度处理后出水可满足《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）一级标准。5技术经济评估

为了估算本工艺在实际工程中的可能投资水平及生产运行成本，现以国内较为常见的400m3/d规模的垃圾渗滤液处理厂为例，初步计算以本工艺为处理主体的工程建设投资及处理成本。

工程建设投资预测见表

4、生产成本预测见表5。表4工程建设投资预算

注：1.表中数据为国内3家同等规模污水处理厂的投资费用的平均值。

2、设备费用是以本工艺为基础，建造400m3/d规模的垃圾渗滤液处理厂所需的各种设备。设备总费用和安装总费用各占总投资额的48.59%和16.79%。

3、其他费用包括设计费、调试费等。表5生产成本预算

注：以上数据为北京市3家污水处理厂的相应费用的平均值。折合单位垃圾渗滤液处理成本为17.23元/m3，年经营成本为191.024万元；折合单位垃圾渗滤液处理成本为13.083元/m3。6存在的问题和结论

（1）试验后期用水取自北京市六里屯垃圾填埋场调节二期出水，其生化性较差，试验过程中出现了污泥膨胀及生化出水水质变差的现象，虽然在后期深度处理上控制住了出水水质，但是给后期膜处理造成了很大压力，增加了处理费用，这说明本工艺在处理年老垃圾渗滤液方面仍存在问题。

（2）本试验后期深度处理采用膜工艺，膜分离方法无论采用纳滤还是反渗透，都会产生或多或少的浓缩液，浓缩液会对水资源产生进一步污染，浓缩液的处理是一件非常困难的事情。本研究课题中产生的膜分离浓缩液，拟采用回灌填埋场的方法，但是在实际工程应用方面仍存在可行性的问题，需要进一步研究。

（3）当ECAB反应器的容积负荷为7.3kgCOD/m3•d时，COD去除率可达82.7%。

（4）复合式SBR反应器对有机物的去除效果较好，运行稳定，在历时180d的运行过程中COD的去除率基本保持在80%～90%之间，总氮去除率最高将近80%。PELIA生物填料起到了稳定和加强系统出水水质的作用，并对系统内硝化菌种群的优化提供了良好条件。（5）纳滤系统操作压力为0.3MPa时，出水COD浓度在100mg/L以下，浊度检测结果为0，色度为1度，氨氮浓度小于15mg/L，电导率为2500～3000us/cm。满足《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889—1997）一级标准。

（6）以实际工程建设与运行来核算，使用本工艺可能的单位垃圾渗滤液处理成本为13.083元/m3；加上折旧其预测成本为17.23元/m3。

（7）填埋场内的自然降雨和径流是渗滤液产生的主要途径，其产生量占总污水量的比例很小，故本处理工艺可完全适用于处理规模在600m3/d以下的城市垃圾渗滤液处理厂。参考文献：

[1]武飞,等.SBR工艺处理城市垃圾渗滤液的可行性分析[J].环境与开发，2001,16（4）：35一37.[2]陈立杰,等.化学混凝-SBR法处理垃圾渗滤液的研究[J].工业水处理，2003,23（8）：43-45.[3]方士,等.两级SBR法处理垃圾渗滤液的研究[J].浙江大学学报.2002，28（4）：435-439.[4]徐迪民,李国建,于晓华,等.垃圾填埋场渗滤水深度处理研究[J].环境科学 研究，2000,13（3）：1-5.

第四篇：垃圾渗滤液处理工艺分析

垃圾渗滤液处理工艺分析

[摘要]国家环境保护部于2008年4月2日发布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》。为了达到新标准,现有的垃圾渗滤液处理站大多要进行工艺改进,新建填埋场渗滤液处理也需采用更先进的工艺。文章结合我国垃圾渗滤液处理的实践,对垃圾渗滤液可采用的处理工艺进行分析。

[关键词]垃圾渗滤液;处理工艺

[作者简介]刘国勇,深圳市危险废物处理站有限公司,广东深圳,518049

[中图分类号] X703.1 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2010)03-0039-0002

一、垃圾渗滤液的特性

垃圾渗滤液是垃圾填埋场伴生的二次污染物,主要来源于降水和垃圾本身的内含水。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 在4~9 之间,COD 在2000~62000 mg/L 范围内,BOD5 在60~45000 mg/L 之间,NH3-N 在300~4000 mg/L 之间,表现出成分复杂多变、氨氮浓度高、色度高、可生化性差等特点。

二、垃圾渗滤液处理工艺分析

(一)单纯生物处理

我国垃圾卫生填埋发展得比较晚,20世纪80年代中后期各级政府开始规划筹建比较规范的垃圾填埋场。此阶段填埋滤液处理工艺大多参照常规污水处理工艺;对渗滤液的特殊性考虑不够,未考虑渗滤液的变化特性,仅在填埋初期有些效果。但是随着填埋时间的延长,渗滤液中的氨氮浓度随着垃圾填埋年限的增加而增加,可高达3000mg/L左右。当氨氮浓度过高时,会影响微生物的活性,降低生物处理的效果。较高的氨氮浓度还导致营养元素比例失调。并且由于渗滤液中含有较多难降解有机物,一般在生化处理后,COD 浓度仍在500~2000 mg/L范围内。实践表明,渗滤液用常规的生物处理是难以达标的。

(二)生物处理+常规物化处理

随着填埋场使用年限的增加,垃圾填埋场渗滤液的水质也发生了较大的变化,仅靠常规生化处理方法难以达到排放标准的要求。在此阶段,研究人员开始重视渗滤液的水质、水量及处理特性,尤其是高浓度的氨氮、有毒有害物质、重金属离子及难以生物处理的有机物的去除。

为了保证生物处理的效果,必须为生物处理系统有效运行创造良好的条件,相应地要采用物化处理手段相配合。通常采用的物化处理方法有:化学氧化、活性炭吸附、混凝、吹脱等。以上的物化法中,化学氧化法是将渗滤液中难生化处理有机物破坏氧化,进一步降低COD及色度,但这种方法处理效果不稳定。活性炭吸附具有强大的吸附去除能力,但活性炭耐污染性差,对于有机物浓度比较高的废水,活性炭的污染非常严重,再生困难,运行成本非常高,因此可行性低。混凝沉淀法对有机物的去除效果不大。吹脱法只对废水中的氨氮有去除作用。因此,用生物处理+常规物化法很难将渗滤液处理达到新排放标准。

(三)膜分离处理

膜分离技术包含微滤、超滤、纳滤、反渗透等,其中以反渗透膜的孔径最小,纳滤次之,微滤、超滤一般用作纳滤或反渗透的前处理。纳滤膜和反渗透膜的膜孔径非常小(仅为10A左右),能够有效地去除溶液中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去除率高达98%~99%),具有强大的分离能力。2000年开始我国逐渐有填埋场采用膜技术处理垃圾渗滤液。实践经验表明,采用纳滤或反渗透技术能将垃圾渗滤液处理达到一级排放标准甚至是回用水标准。但由于膜分离处理不能降解、消除污染物,相应地会产生更难处理、处置的浓缩液。

(四)组合处理工艺

综上所述,垃圾渗滤液由于成分极其复杂,采用单一的处理方法很难处理达标。因此,垃圾渗滤液要处理达到新标准,需要采用不同类型工艺方法组合处理。

渗滤液处理的组合工艺一般为“预处理+生物处理+深度处理+后处理”的组合,见图1。

预处理主要是物理法,处理的目的主要是去除氨氮和无机杂质,或改善渗滤液的可生化性。生物处理包括厌氧法、好氧法等,处理对象主要是渗滤液中的有机污染物和氨氮等。深度处理主要采用纳滤及反渗透,处理对象主要是渗滤液中的悬浮物、溶解物和胶体等。后处理对象是渗滤液处理过程产生的剩余污泥以及纳滤和反渗透产生的浓缩液,包括污泥的浓缩、脱水、干燥、焚烧以及浓缩液的蒸发、焚烧、混凝压滤后填埋等。

根据渗滤液的进水水质、水量不同处理工艺有不同的组合方式。主要的组合方式有以下几种:

(1)一般渗滤液:预处理+生物处理+深度处理+后处理;

(2)可生化性较差的中后期渗滤液:预处理+深度处理+后处理;

(3)水质悬浮物较少或生化性较好的渗滤液:生物处理+深度处理+后处理。

三、部分典型工艺流程介绍

(一)UASB+SBR+微滤+反渗透

1.工艺描述

渗滤液首先进入UASB厌氧反应器,渗滤液中大部分有机物在厌氧反应中被去除。厌氧出水进入SBR反应器进一步去除渗滤液中的有机物和氨氮。SBR出水经过微滤去除水中的悬浮物后进入反渗透系统,利用反渗透膜的强大分离能力去除水中的胶体和溶解物。反渗透浓缩液混凝压滤后填埋。

2.工艺特点

此工艺流程中含有UASB和SBR工艺,二者能效降低渗滤液中的有机物,对于处理可生化性好的高浓度渗滤液有着很大的优势。

3.适用范围

本工艺适合处理可生化性能好、碳氮比例高的高浓度渗滤液类型。出水可以达到新标准。

4.应用分析

某卫生填埋场采用该工艺对垃圾渗滤液进行了处理,处理量为500 m3/d,产水量为400 m3/d。系统进水水质COD 为20000 mg/L,BOD5 为12000 mg/L,TSS为2000 mg/L,NH3-N 为2100 mg/L,出水水质中的COD

第五篇：城市垃圾渗滤液处理工艺介绍

城市垃圾渗滤液处理工艺介绍

0 概述

城市垃圾填埋场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。渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物，主要来源于降水和垃圾本身的内含水。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4～9之间，COD在2000～62000mg/L的范围内，BOD5从60～45000mg/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机废水，若不加处理而直接排入环境，会造成严重的环境污染。以保护环境为目的，对渗滤液进行处理是必不可少的。

渗滤液处理工艺的现状

垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法和生物法。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法，在COD为2000～4000mg/L时，物化方法的COD去除率可达50%～87%。和生物处理相比，物化处理不受水质水量变动的影响，出水水质比较稳定，尤其是对BOD5/COD比值较低(0.07～0.20)难以生物处理的垃圾渗滤液，有较好的处理效果。但物化方法处理成本较高，不适于大水量垃圾渗滤液的处理，因此目前垃圾渗滤液主要是采用生物法。

生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等。厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。

渗滤液处理介绍

垃圾渗滤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。

2.1 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BOD5、COD和氨氮，还可以去除另一些污染物质如铁、锰等金属。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。

2.1.1 活性污泥法

2.1.1.1 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6000～21000mg/L，BOD5为3000～13000mg/L，氨氮为200～2000mg/L。曝气池的污泥浓度(MLVSS)为6000～12000mg/L，是一般污泥浓度的3～6倍。在体积有机负荷为1.87kgBOD5/(m3·d)时，F/M为0.15～0.31kgBOD5/(kgMLSS·d)，BOD5 的去除率为97%；在体积有机负荷为0.3kgBOD5/(m3·d)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，只要适当提高活性污泥法浓度，使F/M在0.03～0.31kgBOD5/(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BOD5＜20mg/L。对于COD 4000～13000mg/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。

2.1.1.2 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6466 mg/L、3502mg/L以及239.6mg/L相应降低到CODCr＜300mg/L、BOD5＜50mg/L(平均为13.3mg/L)以及SS＜100mg/L(平均为27.8mg/L)。总去除率分别为CODCr 96.4%、BOD5 99.6%、SS 83.4%。

处理后的出水若进一步用碱式氯化铝进行化学混凝处理，可使出水的CODCr下降到1 00mg/L以下。

两段法处理渗滤液的氮、磷也均较一般生物法为佳。磷的平均去除率为90.5%；氮的平均去除率为67.5%。此外该法运行弥补厌氧好氧两段生物处理法第一段形成NH3－N较多，导致第二段难以进行和两次好氧处理历时太长的不足。

2.1.1.3 物化活性污泥复合处理系统

由于渗滤水中难以降解的高分子化合物所占的比例高，存在的重金属产生的抑制作用，所以常用生物法和物理化学法相结合的复合系统来处理垃圾渗滤液。对于BOD51500m g/L、Cl－800mg/L、硬度(以CaCO3计)800mg/L、总铁600mg/L、有机氮100mg/L、TSS 300mg/L、SO2-4300mg/L的渗滤液，有学者采用该方法进行处理，发现效果很好，其BOD5、COD、NH3－N、Fe的去除率分别达99%、95%、90%、99.2%。该系统中的进水通过调节池后，可以避免毒性物质出现瞬时的高浓度而对活性污泥生物产生抑制作用；在澄清池中加入石灰，可去除重金属和部分有机质；气提池(进行曝气，温度低时加入NaOH)能去除进水NH3－N的50%，从而使NH3的浓度处于抑制水平之下；由于废水中磷被加入的石灰所沉淀，且 pH值过高，因而需添加磷和酸性物质；活性污泥系统可以串联或并联使用，运行时可通过调节回流污泥比来选用常规法或延时曝气法处理，具有较大的操作灵活性。

2.1.2 曝气稳定塘 与活性污泥法相比，曝气稳定塘体积大，有机负荷低，尽管降解进度较慢，但由于其工程简单，在土地不贵的地区，是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法。美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小试、中试及生产规模的研究都表明，采用曝气稳定塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。

例如英国在Bryn Posteg Landfill投资60000英镑建立一座1000m3的曝气氧化塘，设2台表面曝气装置，最小水力停留时间为10d，氧化塘出水经沉淀后流经3km长的管道入城市下水道。此系统1983年开始运行，渗滤液最大CODCr为24000mg/L，最大BOD5为10000mg/L，F/M＝0.05～0.3kgCOD/(kgMLSS·d)，水量变化范围0～150m3/d，出水BOD5平均为 24mg/L，但偶然有超过50mg/L的时候，COD去除率达97%，但在运行过程中需投加P，考虑到日常运行费用，投资偿还及其利息，与渗滤液直接排至市政管网相比，每年可节约750英镑。

英国水研究中心(Water Research Center)对东南部New Park Landfill的CODCr＞ 15000mg/L的渗滤液也做了曝气稳定塘的中试，当负荷为0.28～0.32kgCOD/(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。

2.1.3 生物膜法

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British Columbia大学的C.Peddie和J.Atwater用直径0.9m的生物转盘处理CODCr＜1 000mg/L，NH3－N＜50m g/L的弱性渗滤液，其出水BOD5＜25mg/L，当温度回升，微生物的硝化能力随即恢复。但是应当指出，这种渗滤液的性质与城市污水相近，对于较强的渗滤液此方法是否适用还待研究。

2.2 厌氧生物处理

厌氧生物处理的有目的运用已有近百年的历史。但直到近20年来，随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累，不断开发出新的厌氧处理工艺，克服了传统工艺的水力停留时间长，有机负荷低等特点，使它在理论和实践上有了很大进步，在处理高浓度(BOD5 ≥2000mg/L)有机废水方面取得了良好效果。

厌氧生物处理有许多优点，最主要的是能耗少，操作简单，因此投资及运行费用低廉，而且由于产生的剩余污泥量少，所需的营养物质也少，如其BOD5/P只需为4000∶1，虽然渗滤液中P的含量通常少于1mg/L，但仍能满足微生物对P的要求。用普通的厌氧硝化，35℃、负荷为1kgCOD/(m3·d)，停留时间10d，渗滤液中COD去除率可达90%。

近年来，开发的厌氧生物处理方法有：厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。

2.2.1 厌氧生物滤池

厌氧滤池适于处理溶解性有机物，加拿大Halifax Highway101填埋场渗滤液平均COD为12850mg/L、BOD5/COD为0.7，pH为5.6。将此渗滤液先经石灰水调节至pH＝7.8，沉淀1h后进厌氧滤池(此工序还起到去除Zn等重金属的作用)，当负荷为4kgCOD/(m3·d)时，COD去除率可达92%以上；当负荷再增加时，其去除率急剧下降。加拿大Toronto大学的J.G.Henry等也在室温条件下成功地用厌氧滤池分别处理年龄为1.5 年和8年的填埋场渗滤液，它们的COD各为14000mg/L和4000mg/L，BOD5/COD各为0.7和0.5，当负荷为1.26～1.45kgCOD/(m3·d)，水力停留时间为24～96h时，COD去除率均可达90%以上。当负荷再增加，其去除率也急剧下降。由此可见，虽然厌氧滤池处理高浓度有机污水时负荷可达5～20kgCOD/(m3·d)，但对于渗滤液其负荷必须保持较低水平才能得到理想的处理效果。

2.2.2 上向流式厌氧污泥床

英国的水研究中心报道用上向流式厌氧污泥床(UASB)处理COD＞10000mg/L的渗滤液，当负荷为3.6～19.7kgCOD/(m3·d)，平均泥龄为1.0～4.3d，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NH4＋NH3＋H＋反应。若pH＞7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。

2.3 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%。

2.3.1 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8.0～8.6，COD为16124mg/L，BOD5为214～406mg/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7.1～7.9，COD为170.33～314.8mg/L，BOD5为91.4mg/L、NH3－N为29.1mg/L的良好效果。

2.3.2 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300m3/d设计，进水BOD5为2500mg/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。

从目前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，对于渗滤液的色度和NH3－N的有效去除，对生化处理将产生有利影响。

2.3.3 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6.5～7.5。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。目前深圳下坪垃圾填埋场设计采用厌氧气浮好氧工艺处理渗滤液。

2.3.4 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1000m3/d；垃圾渗滤液水质(入口)为CODCr为 8000mg/L、BOD5为5500mg/L；处理水质要求(出口)为CODCr去除率95%、BOD5去除率97%。

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埋场填埋，或进行堆肥处理。

2.4 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、Cl－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。

2.5 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100～1000mg /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。

2.6 英Rochem's反渗透处理厂

在英国垃圾渗滤液处理厂使用Rochem's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Rochem's离析膜系统。

这个系统的心脏是Rochem's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，Rochem's 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。

现在德国的Ihlenbery填埋场安装投入使用的Rochem's处理系统，其处理能力的污水量为50m3/h，水的回收率为90%。

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(0.1kgMLSS/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。

(3)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，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5.5～7.0)。pH在7以下，产甲烷菌将会受到抑制甚至死亡，不利于厌氧处理，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，目前对COD浓度在50 000mg/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5 000mg/L以下的垃圾渗滤液建议采用好氧生物处理法。对于COD在5 000～50 000mg/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。

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，近年来结合采用厌氧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)我国目前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。回灌法目前采用较少，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。