垃圾渗滤液处理工艺分析

2010年第 03期 (总第 118期) 沿 海 企 业 与 科 技 COASTAL ENTERPRISES AND SCIENCE & TECHNOLOGY NO.03,2010 (Cumulatively NO.118) 垃圾渗滤液处理工艺分析 刘国勇 ［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》。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 39 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＜50 mg/L，BOD5＜4 mg/L，TSS＜1 mg/L，NH3- N＜5 mg/L，出水达到了生活杂用水标 准，出水回用于填埋场，浓缩液经化学沉淀后形成 稳定的絮凝体再运至填埋场进行填埋处理。 （二）预处理 +两级 DTRO(蝶管式反渗透) 1.工艺描述 使用两级 DTRO膜，第二级 DTRO膜系统用 于对一级 DTRO膜系统透过液的进一步处理，第 二级膜柱浓缩液排向第一级系统的进水端，以提 高系统的回收率，浓缩液回灌至填埋场。 2.工艺特点 DTRO膜具有耐污染性能好的特点，渗滤液不 用经生化处理就进入 DTRO膜。 3.适用范围 本工艺适应于处理可生化性较差的渗滤液，具 有流程简单、有效的特点，出水可以达到新标准。 4.应用分析 某垃圾填埋场渗滤液处理，采用二级碟管式反 渗透串联方式，处理能力 500m3/d，系统产水量 400m3/d，系统回收率 80%。处理后的出水 COD<30mg/L，BOD5<10mg/L，NH3- N<10mg/L，出水 达到了新标准。 （三）MBR＋纳滤 /反渗透 1.工艺描述 MBR主要由反硝化池、硝化池及膜分离池组 成，膜组件有板式微滤和管式超滤。纳滤或反渗透 根据水质、排放指标选择；或者选择两者串联。 2.工艺特点 MBR工艺采用了超滤膜，经过超滤处理的出 水再进入纳滤或反渗透膜，能降低纳滤或反渗透 膜的负荷，延长纳滤或反渗透膜的寿命。 3.适用范围 本工艺适合处理可生化性能好的渗滤液类型， 如填埋初期渗滤液，出水可以达到新标准。 4.应用分析 某垃圾填埋场渗滤液处理，采用 MBR+纳滤 处理工艺，日处理垃圾渗滤液 247m3/d。系统进水水 质为 COD5320~22000mg/L，NH3- N1400~2300mg/L， TN10.5~21.0mg/L；出水水质中的 COD＜100mg/L， NH3- N＜7mg/L，TP＜0.5mg/L，出水达到了新标准。 四、结 语 生活垃圾渗滤液要处理达到新生活垃圾填埋 场污染控制标准一般需要采用纳滤或反渗透工 艺，实践经验表明纳滤或反渗透能将垃圾渗滤液 处理达到新的排放标准甚至是回用水标准，能变 废为宝、化害为利，但采用纳滤或反渗透还存在浓 缩液处理困难、处理投资成本大及运行成本高的 局限。但随着垃圾渗滤液处理研究的深入，膜分离 技术的发展，膜成本的降低，以上局限将会逐步得 到解决。 图 1 渗滤液处理组合工艺流程图 40