城市垃圾填埋場滲濾液廢水處理工藝改良

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市人口的不斷曾多，城市垃圾量和滲濾液處理難度也隨之增多。以前大多數(shù)城市垃圾處理場按照建設(shè)部《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ17-88)設(shè)計。已經(jīng)于2005以前年建成投產(chǎn)，至今已運(yùn)行了10多年，已不能滿足日益復(fù)雜的垃圾填埋處理污染控制要求。原來配套的滲濾液處理的工藝設(shè)備也不能滿足滲濾液成分日益復(fù)雜的處理要求，現(xiàn)在急需改良處理工藝以提高城市垃圾填埋場滲濾液的處理程度。

眾所周知垃圾處理場滲濾液是一種成分復(fù)雜且隨”場齡”變化的高濃度有機(jī)廢水.可生化性差，幾種不同的滲濾液合并處理，任何一種單獨(dú)的處理方法都難以達(dá)到處理要求，特此采取了生化法和物化法相結(jié)合的垃圾滲濾液處理方法.此方法能夠有效的處理滲濾液并達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。本采用韓國韓鈉公司的最新專利AMT技術(shù)。

本設(shè)計以宜昌市城市垃圾處理場滲濾液處理工程為參考，根據(jù)宜昌市垃圾處理場提供的資料，綜合查閱相關(guān)的書籍，并結(jié)合國內(nèi)外的相關(guān)技術(shù)前延的研究資料，對滲濾液污水處理廠的設(shè)備進(jìn)行改良工藝設(shè)計。

1、設(shè)計說明

1.1 設(shè)計任務(wù)

本設(shè)計任務(wù)需明確新的城市生活垃圾滲濾液的主要成分及污染程度。(參考宜昌市黃家灣垃圾填埋場提供的資料進(jìn)行估算)新設(shè)計的滲濾液處理工程的規(guī)模，進(jìn)水水質(zhì)，出水水質(zhì)，工藝流程的選擇和確定，各構(gòu)筑物的運(yùn)行注意事項(xiàng)等。

1.2 設(shè)計資料

1.2.1 基本資料

宜昌市地處長江流域的南方城市，屬江畔丘林地帶，地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，一年四季降雨量充沛，夏天氣候炎熱，冬天的氣溫一般在0℃以上，四季溫差不大(易于微生物降解作業(yè))。四周遍布各類風(fēng)景區(qū)，是旅游、居家、度假的理想之地，因此高度重視城市生活垃圾及其滲濾液的處理。

1.2.2 設(shè)計工程中所需要的標(biāo)準(zhǔn)

《GB16889-2008生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》

《CJJ/T3037-95生活垃圾填埋場環(huán)境監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》

1.2.3 設(shè)計處理規(guī)模，影響滲濾液的因素，滲濾液的主要成分，處理后的排放標(biāo)準(zhǔn)，治理目標(biāo)等。

(1)本著經(jīng)濟(jì)的原則提高滲濾液的濃度而滲濾液的最大日處理量仍為800立方米。

(2)進(jìn)水水質(zhì)：BOD5=2400mg/L;CODcr=5000mg/L;NH3-N=1200mg/L;出水水質(zhì)：BOD5=150mg/L;CODcr=180mg/L;NH3-N=45mg/L;

(3)影響垃圾填埋場滲濾液產(chǎn)量的主要因素。

(4)垃圾滲濾液的主要成份調(diào)查如下。

(5)治理目標(biāo)。

本設(shè)計工藝的目的在于經(jīng)濟(jì)有效的降低高濃度滲濾液廢水各項(xiàng)污染指標(biāo)，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。可以達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 設(shè)計原則、關(guān)鍵問題及解決思路

滲濾液處理工藝設(shè)計過程中應(yīng)遵循下列原則：使處理后的滲濾液達(dá)標(biāo)排放，以使環(huán)境不受污染；滲濾液處理工藝方案在達(dá)到治理要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇基建投資和運(yùn)行費(fèi)用少的，運(yùn)行管理方便的穩(wěn)定可靠工藝，在保證處理效果的前提下盡可能地降低運(yùn)行成本。

目前國內(nèi)外最流行的是厭氧聯(lián)合處理法，不足之處就是忽略了超高濃度氨氮的影響，使得高氨氮對生物活性菌處理效能產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制作用，影響出水，整體處理效果不佳.若出現(xiàn)C/N<3的情況，將造成營養(yǎng)比例嚴(yán)重失調(diào)，影響后續(xù)處理效果的穩(wěn)定性，另外高濃度的游離氨也會降低了微生物活性菌的活性，嚴(yán)重影響了菌種的成活率。導(dǎo)致對ＣＯＤ等因子的處理效果不佳。因此，氨氮預(yù)處理對于場齡較長的垃圾填埋場滲濾液處理尤為重要，對滲濾液進(jìn)行氨吹脫以調(diào)整C/N比，這是預(yù)處理脫氨的主要目的。綜合物化法和生物處理法的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮到高濃度氨氮對微生物的抑制作用而加強(qiáng)這方面設(shè)計。即”脫氮----高效(UASB)”工藝。脫氮廢水進(jìn)入酸化池，加酸調(diào)節(jié)PH至5.6促使廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性的脂肪酸，便于UASB系統(tǒng)對廢水中有機(jī)物進(jìn)行去除。產(chǎn)生沼氣通過水封收集到氣柜，后送入安全器內(nèi)燃燒。

考慮到參考目標(biāo)垃圾填埋場將現(xiàn)有的一期工程垃圾滲濾液和二期工程的垃圾滲濾液合并處理，而單獨(dú)采用AMT技術(shù)花費(fèi)較大，所以采用厭氧加AMT技術(shù)聯(lián)合工藝。厭氧段采用UASB反應(yīng)器，組合設(shè)備簡單，運(yùn)行方便。物化階段采用AMT聯(lián)合工藝，是韓國開發(fā)并申請專利的處理的高濃度難降解有機(jī)廢水的專門工藝，具有受水質(zhì)水量波動影響小，處理效果持續(xù)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，同時方便根據(jù)不同的出水要求來調(diào)整設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)周期和藥品的投加配比。

1.4 工藝選擇

垃圾填埋場滲濾液的處理技術(shù)即有普通廢水處理技術(shù)的共性，也有其很突出的特殊性。縱觀國內(nèi)外垃圾滲濾液處理的現(xiàn)狀，目前對滲濾液的處理工藝主要有兩大類：一是將其經(jīng)過預(yù)處理后或直接排入城市污水處理場進(jìn)行綜合處理即場外綜合處理，其優(yōu)點(diǎn)是利用大量的城市生活廢水來稀釋滲濾液，降低處理難度，但會沖擊城市污水廠出水水質(zhì)穩(wěn)定；二是將其進(jìn)行完全的單獨(dú)處理，即場內(nèi)綜合處理，優(yōu)點(diǎn)是不需要遠(yuǎn)距離輸送或基建修造管網(wǎng)，處理更安全高效；其主要處理工藝有生物處理法，物化法，土地法及上述方法的綜合循環(huán)。

生物法處理滲濾液：生物法是滲濾液處理中最常用的一種方法，因其運(yùn)行費(fèi)用相對較低，處理效率較高，不會出現(xiàn)化學(xué)污泥等造成二次污染，因而被國際上廣泛運(yùn)用。工藝形式有傳統(tǒng)的活性污泥法穩(wěn)定塘.生物轉(zhuǎn)盤.厭氧固定膜生物反應(yīng)器等。

物化法處理滲濾液：物化法過去只能處理填埋時間較長的單元中排出的滲濾液，而隨著滲濾液污染控制排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，物化法也用來處理初期的滲濾液，是滲濾液后處理工藝中最常用的方法之一，由于物化法的處理成本較高，不適于大量滲濾液的處理。物化法包括絮凝沉淀，活性炭吸附，膜分離和化學(xué)法等。

土地法處理滲濾液：土地處理時通過土壤顆粒絮層的過濾，離子交換吸附和沉淀等物理作用去除滲濾液中懸浮固體和溶解成分，再通過土壤中的微生物作用使?jié)B濾液中的有機(jī)物和氨氮發(fā)生轉(zhuǎn)變，通過蒸發(fā)作用減少滲濾液的體積。用于滲濾液處理的土地法包括回灌處理和土壤植物過濾處理系統(tǒng)。

綜合法處理滲濾液：垃圾滲濾液由于成分復(fù)雜，如果用一種方法很難把他們處理達(dá)標(biāo)。所以，需要不同類型的工藝方法組合處理，才能使得出水達(dá)標(biāo)排放。不同類型方法的組合一般是用生物法或土地法作為預(yù)處理配套使用，然后用物化法作為后處理。以滿足日益嚴(yán)格的滲濾液處理排放標(biāo)準(zhǔn)。

考慮到南方城市垃圾處理場為山溝型填埋場，位于較偏遠(yuǎn)的郊區(qū)，滲濾液遠(yuǎn)距離輸送的費(fèi)用較高，且由于滲濾液所特有的水質(zhì)及其變化特點(diǎn)，以造成對城市污水處理的沖擊，影響他們的正常運(yùn)行，因此以宜昌市城市垃圾處理場為參照樣本，將該場滲濾液的處理采用場內(nèi)單獨(dú)處理，達(dá)標(biāo)后在匯入城市污水管網(wǎng)。由于是復(fù)合式垃圾填埋場的滲濾液混合處理，按原有的工藝設(shè)備已經(jīng)難于穩(wěn)定達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。所以本設(shè)計本著經(jīng)濟(jì)的原則在原有的設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝改良設(shè)計。特此針對性引用處理復(fù)合式垃圾填埋場滲濾液的AMT技術(shù)。

1.5 改良處理工藝流程如下

本設(shè)計滲濾液處理工藝流程：滲濾液進(jìn)入調(diào)節(jié)池。上層清液進(jìn)入氨氮吹脫處經(jīng)酸化調(diào)節(jié)PH值。再進(jìn)入斜板式UASB厭氧反應(yīng)器。經(jīng)過初步處理后進(jìn)入AMT系統(tǒng)。

AMT系統(tǒng)由AMT分解池，AMT置換池和混凝反應(yīng)池三部分組成。其中前兩部分是韓納公司提供的專利技術(shù)。也是目前處理復(fù)合垃圾處理場滲濾液的最通用的技術(shù)。其處理后的污水進(jìn)入沉淀池，上層清液經(jīng)過人工生物過慮溝后遇上有截洪壩水道相匯合排放注入管網(wǎng)。其各構(gòu)筑物的下層污泥。進(jìn)入污泥濃縮系統(tǒng)處理后又運(yùn)回填埋場。

1.6 改良工藝流程說明

1.6.1 新增回灌系統(tǒng)

滲濾液回灌，就是用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒃谔盥駡龅撞渴占降臐B濾液從其覆蓋層表面或覆蓋層下部重新灌入填埋場。由于填埋場垃圾成分和性質(zhì)多邊等因素，與其他污水相比，滲濾液的一個重要特點(diǎn)是水質(zhì)水量波動大?；毓喾ㄗ鳛闈B濾液土地處理法的一種，主要是利用填埋場垃圾曾這個“生物濾床”凈化滲濾液。與物化及生物法相比，它能較好的適應(yīng)滲濾液水質(zhì)水量的變化，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，同時還能加速填埋場穩(wěn)定化進(jìn)程，縮短其維護(hù)期，減少維護(hù)費(fèi)用。作為填埋場處理方法之一，目前在國際上已得到廣泛應(yīng)用。

1.6.2 氨氮吹脫原理

水中的氨氮，多以氨離子(NH4+)和游離氨(NH3)的狀態(tài)存在，兩者并保持平衡，平衡關(guān)系為：

NH3+H2O===NH4++OH

這一關(guān)系受PH值的影響，當(dāng)PH值什高，平衡向左移，游離氨的所占比例增大。當(dāng)PH值為7時，氨氮多以NH4+的狀態(tài)存在，而當(dāng)PH值為11左右時，NH3大致在90%上。游離氨易于從水中逸出，如加以曝氣吹脫的物理作用，并使水的PH值什高，則可促使氨從水中逸出。這只要采用一般的空氣吹脫技術(shù)就可以做到。脫氮改善營養(yǎng)比例趨近于(25:1)有利于后續(xù)處理設(shè)備中菌種的培養(yǎng)。

1.6.3 改進(jìn)的UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)升流式厭氧污泥床

在構(gòu)造上的特點(diǎn)是既生物反應(yīng)與沉淀于一體，又是一種結(jié)構(gòu)緊湊的厭氧反應(yīng)器。厭氧微生物以膜的形態(tài)生長在濾料表面，廢水淹沒通過濾料，再生物膜的吸附作用微生物的代謝作用以及濾料的截留作用下，廢水中的有機(jī)污染物被去除。產(chǎn)生的沼氣則聚集池池頂?shù)牟空謨?nèi)，并從頂部引出。處理水則由旁側(cè)流出。為了分離處理水的生物膜，UASB的下部為懸浮污泥床，它同時具有厭氧污泥床和厭氧過濾床的優(yōu)點(diǎn)污泥截留能力及抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，污泥濃度高，其COD容積負(fù)荷高稅利停留時間短等特點(diǎn)。

1.6.4 AMT系統(tǒng)介紹

AMT(Advanced Molecule Decomposition Wastewater Treatment)是綜合運(yùn)用多種物理化學(xué)方法處理污水的新技術(shù)，由韓國HANA研究開發(fā)，專門應(yīng)用于垃圾處理場滲濾液處理工程，其核心技術(shù)為磁化分解和負(fù)氧曝氣技術(shù)。AMT技術(shù)利用超聲波，磁場，電子放電以及負(fù)氧離子的交換作用，產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的羥基自由基(OH)，將水中的污染物分解為CO2和H2O。通過投加藥品(絮凝劑，助凝劑和磁性石粉等)進(jìn)行混凝降解再經(jīng)過活性的濾床處理，最終使處理后的滲濾液達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而且出水因富含溶解氧可提高納污水體的自凈能力。

2、結(jié)語

由于滲濾液的復(fù)雜多變性，目前世界上尚無完美的處理方法，本設(shè)計根據(jù)宜昌市垃圾填埋場的實(shí)際情況，和對現(xiàn)場的實(shí)際考察，考慮深濾液成分的復(fù)雜性隨垃圾填埋場的使用年限的延長而變化，所以提出了新的處理復(fù)合式垃圾填埋場滲濾液處理工藝，專門針對復(fù)合式垃圾滲濾液的AMT處理技術(shù)用于新的設(shè)計工藝，設(shè)計結(jié)果表明該法對NH-N和BOD都用很高的去除率。出水水質(zhì)甚至能夠達(dá)到國家甚或垃圾滲濾液排放二級標(biāo)準(zhǔn)。（來源：宜昌市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站）