垃圾渗滤液处理
       垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分,扣除垃圾、覆土层的饱和持水量,并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度废水。
1 、废水来源及特征
1.1、来源
       垃圾渗滤液的产生受诸多因素影响,不仅水量变化大,而且变化无规律。垃圾渗滤液的产生来自以下五个方面:①降水的渗入。降水包括降雨和降雪,降雨的淋溶作用是渗滤液产生的主要来源。②外部地表水的流入。包括地表径流和地表灌溉。③地下水的渗入。当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位,并没有设置防渗系统时,地下水就有可能渗入填埋场内。④垃圾本身含有的水分。这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量。⑤垃圾填埋后,微生物的厌氧分解产生的水。垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。
1.2、特征
我国垃圾渗滤液主要有以下几个特征:
1)渗滤液成分复杂。渗滤液中含有低分子量的脂肪酸类、腐殖质类高分子的碳水化合物及中等分子量的灰黄霉酸类物质。虽然渗滤液中某一特定的污染物浓度很低,但由于污染物种类繁多,因此其总量巨大。
2)有机污染物和NH+42N含量高:经鉴定,垃圾渗滤液中有93种有机化合物,其中22种被中国和美国列入EPA环境优先控制污染物的黑名单。高浓度的NH+42N是“中老年”填埋场渗滤液的重要水质特征之一,也是导致其处理难度较大的一个重要原因。
3)重金属含量大,色度高且恶臭:渗滤液含多种重金属离子,当工业垃圾和生活垃圾混埋时重金属离子的溶出量往往会更高。渗滤液的色度可高达2000倍~4000倍,并伴有极重的腐败臭味。
4)微生物营养元素比例失衡:垃圾渗滤液中有机物和氨氮含量太高,但含磷量一般较低。
5)COD和BOD浓度都很高,COD高达几万,BOD也达到几千,但是随着填埋时间的延长,BOD/COD值甚至低于0.1,说明稳定期和老龄渗滤液的可生化性较差。
2 、水量、水质
2.1、水量
       渗滤液量可参照同一地区填埋条件相似的垃圾填埋场来确定,这种情况下得出的数据和实际情况比较吻合。当没有同一地区填埋条件相似的垃圾填埋场可以参考时,设计流量确定需要根据渗滤液产生量和调节池容量综合确定。
       首先根据设计时间内最大年降雨量的每月降雨量算出降雨量最大年中每月的渗滤液产生量。然后综合考虑月渗滤液产生量、月处理量、调解池容量列表计算最经济的月处理量和调节池容量。根据月处理量算出的日平均处理量可作为设计流量。
2.2、水质
垃圾渗滤液是垃圾处理过程产生的二次污染物,我国渗滤液的典型污染物组成见下表:
垃圾渗滤液的典型污染物组成及浓度变化(mg/L)  
颜色
嗅觉
总残渣
ORP/mv
有机酸
NH4+-N
NO2--N
Ph
黄~黑灰色
恶臭
2356~35703
320~800
46~24600
20~7400
0.59~19.26
5.5~8.5
TP
CT
SO42-
As
Cd
Pb
Cu
Zn
0.86~71.9
189~3262
9~736
0.1~0.5
0~0.13
0.069~1.53
0.1~1.43
0.2~3.48
Fe
CODcr
BOD5
Hg
Cr
Mn
TOC
SS
6.92~66.8
189~54412
116~19000
ND-0.032
0.01~2.61
0.47~3.85
1500~20000
200~1000
总碱度
Ca2+
Mg2+
K+
Na+
 
 
 
3000~10000
200~300
50~15000
200~2000
200~2000
 
 
 
       垃圾渗滤液的有机物可分为三种: ①低分子量的脂肪酸;②中等分子量的灰黄霉酸类物质;③高分子量的碳水化合物类物质、腐殖质类。渗滤液中的有机物成分随填埋时间而变化。填埋初期,渗滤液中的有机物可溶性有机碳约90%是短链的可挥发性脂肪酸,其中以乙酸、丙酸和丁酸浓度最大。其次的成分是带有相对高密度的羟基和芳香羟基的灰黄霉酸。随着填埋时间的增加,填埋场逐步趋于稳定,此时,渗滤液中挥发性脂肪酸含量减少,而灰黄霉酸和腐殖质类成分增加。
水质特点:
       渗滤液水质的变化受垃圾组成、垃圾含水率、垃圾体内温度、垃圾填埋时间、填埋规律、填埋工艺、降雨渗透量等因素的影响,尤其是降雨量和填埋时间的影响。
渗滤液的水质有以下特点:
(1)有机物质量浓度高,其中腐殖酸为小分子有机酸和氨基酸又合成的大分子产物,是渗滤液中长期性的最主要有机污染物,通常有200~1500mg/L的腐殖酸不能生物降解。
(2)氨氮质量浓度高,一般小于3000mg/L,在500~2000mg/L之间居多,其在厌氧垃圾填埋场内不会被去除,是渗滤液中长期性的最主要无机污染物。
(3)渗滤液水质波动大,COD、BOD、可生化性随填埋时间的增长而下降并逐渐维持在较低水平。
渗滤液特征与填埋场“年龄”关系见下表:
渗滤液特征与填埋场“年龄”关系  
考察指标
5a(初期)
5~10a(中期)
>10a(晚期)
Ph
<6.5
6.5~7.5
>7.5
COD/(mg·L-1)
<10000
<10000
<5000
COD/TOC
<2.7
2.0~2.7
>2.0
BOD5/COD
≥0.5
0.1~0.5
<0.1
VFA/TOC
>0.7
0.05~0.7
<0.05
3、工艺流程
       通过以上对垃圾渗滤液的各污染物分析及其水质水量受当地气候和垃圾填埋场“年龄”的影响,对处理方法一一进行说明和比较,结合生活垃圾渗滤液的具体情况以及污水处理的目的、投资、占地面积、能耗、运行费用、管理方面程度、运行可靠性及使用寿命等综合因素的分析,以及我公司根据大量前期调研结果、吸收国内外渗滤液处理的经验并结合多年废水治理的实践经验,在进行充分、合理分析污水处理系统运行过程中将会出现的水质冲击负荷及当地的具体气候等情况后,特采用以下工艺:
4、常用工艺介绍
4.1 UASB
       UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket),也叫上流式厌氧污泥床反应器,主要是利用反应器中的厌氧污泥的新陈代谢功能,对污水中的COD进行有效地降解。由于反应器中保有的污泥浓度非常高,有些甚至能够达到50g/L,因此可以大大提高COD处理负荷,成为现代高效厌氧反应器。
 

4.2 接触氧化
       生物接触氧化法是以附着在载体(俗称填料)上的生物膜为主,净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法,兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下,不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理,都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
生物处理是经过物化处理后的环节,也是整个循环流程中的重要环节,在这里氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得到去除,对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。配合J组合式生物填料使用,可加速生物分解过程,具有运行管理简便、投资省、处理效果高、最大限度地减少占地等优点。
 

接触氧化池

接触氧化池曝气设备
 
4.3 MBR+NF+RO工艺
(1)MBR系统
       污水的生化处理技术目前是被普遍采用、比较经济的处理方法,但传统生化处理工艺由于其工艺机理上的限制,普遍存在COD、氨氮和磷去除效果差,耐冲击负荷能力弱等缺点。近年来,将膜分离技术与传统的生物处理技术相结合的污水处理技术——膜生物反应器技术得到了长足的发展。它在解决了膜寿命、膜污染控制、膜通量维持等关键技术的基础上,充分利用膜的选择透过性和生物处理的多样性和彻底性,进行有效的污水净化处理,被逐步应用于市政、化工、医药、冶金等行业的污水处理与回用领域。缺氧-好氧MBR工艺原理简介如下:
 

(2)纳滤及反渗透系统。
       MBR出水进入纳滤系统,进一步分离难降解较大分子有机物和部分氨氮,同时进一步进行脱盐处理,纳滤系统的核心是在通过抗污染浓缩分离膜(卷式有机复合膜),在13bar左右的压力下对污水进行浓缩分离。纳滤采用浓水内循环两段式系统,回收率保证在90%以上,出水COD去除率在75%左右。
        纳滤出水经清液罐调节后进人反渗透系统,反渗透膜是采用进口的抗污染膜(卷式有机复合膜),其工作压力为23bar左右,浓缩分离出水稳定达标,进人反渗透出水罐临时调节,其余自流排放到贮水池。反渗透同样采用浓水内循环二段式系统,回收率保证在80%以上,出水COD去除率在80%左右。
5、工程业绩
       石嘴山大武口100吨/日垃圾渗滤液处理工程
5.1设计水质
       CODcr=8000~15000mg/L,BOD5=5000~6000mg/L ,SS=500~2000mg/L , NH3-N=1700~2200mg/L
5.2排放标准
       出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》( GB16889-2008)非敏感地区排放标准。
CODcr=100 mg/L ,BOD5=30mg/l , SS=30mg/L , NH3-N=25 mg/L
5.3处理工艺
       格栅+调节池+初沉池+中间水池+UASB+A/O+MBR+NF+RO