城市生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理技术研究
来源:用户上传
作者:
摘要：垃圾渗滤液是指垃圾在填埋和堆放过程中由于垃圾中有机物质分解产生的水和垃圾中的游离水、大气降水以及入渗的地下水通过淋溶作用而形成的污水。垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，水质和水量在现场多方面的因素影响下波动很大。
关键词：垃圾渗沥液 MBR 钠滤 反渗透 DTRO
1.概述
近几年，中国城市化进程发展迅速，城市生活垃圾平均以每年8%-10%的速度增长。卫生填埋法由于其具有成本低、技术成熟、管理方便等优点，在垃圾处理中得到了广泛的应用。在填埋工程中，会产生污染极强的垃圾渗滤液，虽然量不大，但若处置不当，会对生态环境和人体健康带来巨大危害。
2.垃圾渗滤液的特性
渗滤液水质随垃圾成分、垃圾数量、垃圾填埋作业方式、填埋时间以及当地水文地质和气象条件等而异。虽然各填埋场的渗滤液不尽相同，但是总的来说有以下特点。垃圾渗滤液水质主要有如下特点：水质复杂、有机污染物种类繁多、有机污染物浓度高、离子含量多、氨氮含量高、营养元素的比例失调等。
3.我国生活垃圾渗滤液处理进展
我国生活渗滤液处理经历了两个阶段。第一阶段从9 0年代初期开始，处理工艺主要参照城市污水处理采用单纯的生物处理方法，第二阶段从 9 0年代后期开始，主要采用生化处理+物化处理相结合和单纯物化的处理方法。
3.1 单纯生物处理
此阶段填埋场渗滤液处理工艺大多参照常规污水处理工艺设计、建造；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，成分越来越复杂，营养比例失衡，渗滤液可生化性变差，处理效果明显变差。
杭州市天子岭废弃物处理总场采用的处理工艺是两段式活性污泥法，实际运行经验表明垃圾渗滤液用常规的生物处理是难以达标排放的。尤其是氨氮的处理。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。同时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500-2000mg/L范围内。
3.2 生物处理+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，总体体现是水质、水量波动较大。渗滤液的处理仅靠常规生化处理方法是难于达到排放标准的，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、重金属离子及难于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。相应的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、氨吹脱、混凝沉淀、吸附、膜分离等。
为了达到环保的要求。在填埋场渗滤液处理上进行了各种方法的研究和实践。广州大田山垃圾填埋场也对垃圾渗滤液处理工艺进行了改造，曾改造成氨吹脱+SBR处理工艺；深圳下坪渗滤液处理厂采用氨吹脱+ 厌氧复合床+ S B R的处理工艺，出水标准为三级标准。
自2000年以后，开始把膜处理作为处理手段用于渗滤液处理，以满足排放标准的要求，采用较多的是MBR+钠滤、MBR＋反渗透膜、MBR＋钠滤＋反渗透膜。
青岛小涧西垃圾填埋场渗滤液处理站规模200m3/ d，采用膜生物反应器（MBR）+纳滤处理工艺。
广州兴丰垃圾填埋场渗滤液处理站处理规模700m3/ d，采用厌氧+好氧+连续微滤+反渗透处理技术。
招远和荣成垃圾处理厂渗沥液处理站处理规模120 m3/ d和100m3/ d，采用硝化反硝化+超滤+纳滤+卷式反渗透工艺技术。
采用膜技术处理垃圾渗滤液是行之有效的技术方案，渗滤液经生化处理和超（微）滤系统后，隔除了渗滤液中大于0.2μm的固体、细菌和不溶性的有机物，使大部分有机污染物和微生物强制截留在生化处理系统进行强制处理，渗滤液中的有机污染物通过同化和异化作用，一部分转化为微生物进入污泥中，一部分转化为CO2排入大气中，生化池由于污泥浓度高，污泥龄长，对氨氮和TN也有较好的处理效果，渗滤液中的氨氮一部分进入微生物成为生化污泥，一部分通过硝化作用生成硝酸盐氮仍保留于渗滤液中，另一部分通过反硝化作用生成氮气排入大气中。MBR出水污染物基本达不到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）标准，后续需增加去除氨氮、盐类和难降解有机物的钠滤和反渗透，为确保水质的稳定达标，目前通常同时增加钠滤和反渗透工艺，运行初期MBR出水水质较好，出水经过钠滤即可达标。但是随着填埋场的运行，渗滤液有机污染物（BOD、COD）降低，可生化性变差、氨氮升高，导致生化池内营养严重失衡，此时需外加大量碳源以平衡生化池营养，致使运行费用增加较多，同时MBR出水氨氮和难降解有机物升高，此时需同时运行钠滤和反渗透才能稳定达标。
3.3 单纯物化处理方法
由于采用物化＋MBR＋钠滤＋反渗透工艺，工艺流程较长、系统复杂，运行管理麻烦，尤其是随着填埋场的运行，渗滤液有机污染物（BOD、COD）降低，可生化性变差、氨氮升高，导致生化池内营养严重失衡，此时需外加大量碳源以平衡生化池营养，致使运行费用增加较多，另外此工艺生成的化学污泥、生化污泥和膜过滤浓缩液（约20-30％）也全部回灌垃圾填埋场。
在此基础上，目前一些垃圾处理厂采用物化方法直接浓缩的处理技术，主要包括两级DTRO膜过滤和蒸发离子交换工艺。
DTRO膜（碟管式反渗透膜）是反渗透的一种形式，是专门用来处理高浓度污水的膜组件，其核心技术是碟管式膜片膜柱。具有独特的流体力学特性，从而保证了膜的最优化清洗，防结垢性能较好，能有效处理高浊度流体；膜分离过程中无相变，能耗低，可在常温下进行；可有效地去除无机盐和有机小分子杂质，具有较高的脱除率和水回用率；膜分离装置简单，操作简便，便于实现自动化。此工艺比较适合垃圾填埋场后期及封场后的垃圾渗沥液处理，但DTRO膜也有许多不足之处：初期投资费用高，单位体积渗沥液处理费用相对较贵；渗沥液经反渗透处理的浓缩液常采用回喷填埋场的方法，结果往往使垃圾渗沥液盐浓度上升，导致反渗透操作压力上升，膜寿命缩短，能耗增加。
重庆长生桥垃圾填埋场渗滤液处理站处理规模500m3/ d，采用二级反渗透（DTRO）工艺技术。山东东营垃圾填埋场渗滤液处理站处理规模100m3/ d，也采用此技术。
蒸发离子交换工艺近几年也有所应用，主要采用海水淡化的原理，利用空气压缩机补偿蒸汽热量损失重新进入系统对渗滤液进行加热蒸发，将垃圾渗滤液进行浓缩（浓缩液20％左右回灌垃圾填埋场），工艺优点使用的材质主要为高标准的不锈钢，使用寿命较长，缺点是蒸发过程中部分氨氮进入蒸馏出水中，出水需后接离子交换将氨氮去除才能达标，而离子交换工艺恰恰在电厂脱盐处理中以被反渗透所取代。
4.渗滤液处理总结
渗沥液水质具有自身的特点，渗滤液工艺选择需根据水质进行选择。
目前较为成熟采用普遍的工艺主要为MBR＋钠滤/反渗透或两级DTRO膜工艺。
MBR＋钠滤/反渗透比较适合新建垃圾填埋场渗滤液处理。两级DTRO膜工艺比较适合可生化性差营养失衡的后期及封场后的垃圾渗沥液处理。
5.展望
由于主流MBR＋钠滤/反渗透或两级DTRO膜工艺均具有一定的缺陷，随着经济的发展和环境标准的提高，MBR＋单级/两级DTRO膜工艺可能会成为垃圾渗滤液的主流工艺。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-577666.htm
