垃圾滲濾液處理
       垃圾滲濾液是指來源於垃圾填埋場中垃圾本身含有的水分、進入填埋場的雨雪水及其他水分,扣除垃圾、覆土層的飽和持水量,並經曆垃圾層和覆土層而形成的一種高濃度廢水。
1 、廢水來源及特征
1.1、來源
       垃圾滲濾液的產生受諸多因素影響,不僅水量變化大,而且變化無規律。垃圾滲濾液的產生來自以下五個方麵:①降水的滲入。降水包括降雨和降雪,降雨的淋溶作用是滲濾液產生的主要來源。②外部地表水的流入。包括地表徑流和地表灌溉。③地下水的滲入。當填埋場內滲濾液水位低於場外地下水水位,並沒有設置防滲係統時,地下水就有可能滲入填埋場內。④垃圾本身含有的水分。這包括垃圾本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附量。⑤垃圾填埋後,微生物的厭氧分解產生的水。垃圾中的有機組分在填埋場內分解時會產生水分。
1.2、特征
我國垃圾滲濾液主要有以下幾個特征:
1)滲濾液成分複雜。滲濾液中含有低分子量的脂肪酸類、腐殖質類高分子的碳水化合物及中等分子量的灰黃黴酸類物質。雖然滲濾液中某一特定的汙染物濃度很低,但由於汙染物種類繁多,因此其總量巨大。
2)有機汙染物和NH+42N含量高:經鑒定,垃圾滲濾液中有93種有機化合物,其中22種被中國和美國列入EPA環境優先控製汙染物的黑名單。高濃度的NH+42N是“中老年”填埋場滲濾液的重要水質特征之一,也是導致其處理難度較大的一個重要原因。
3)重金屬含量大,色度高且惡臭:滲濾液含多種重金屬離子,當工業垃圾和生活垃圾混埋時重金屬離子的溶出量往往會更高。滲濾液的色度可高達2000倍~4000倍,並伴有極重的腐敗臭味。
4)微生物營養元素比例失衡:垃圾滲濾液中有機物和氨氮含量太高,但含磷量一般較低。
5)COD和BOD濃度都很高,COD高達幾萬,BOD也達到幾千,但是隨著填埋時間的延長,BOD/COD值甚至低於0.1,說明穩定期和老齡滲濾液的可生化性較差。
2 、水量、水質
2.1、水量
       滲濾液量可參照同一地區填埋條件相似的垃圾填埋場來確定,這種情況下得出的數據和實際情況比較吻合。當沒有同一地區填埋條件相似的垃圾填埋場可以參考時,設計流量確定需要根據滲濾液產生量和調節池容量綜合確定。
       首先根據設計時間內最大年降雨量的每月降雨量算出降雨量最大年中每月的滲濾液產生量。然後綜合考慮月滲濾液產生量、月處理量、調解池容量列表計算最經濟的月處理量和調節池容量。根據月處理量算出的日平均處理量可作為設計流量。
2.2、水質
垃圾滲濾液是垃圾處理過程產生的二次汙染物,我國滲濾液的典型汙染物組成見下表:
垃圾滲濾液的典型汙染物組成及濃度變化(mg/L)  
顏色
嗅覺
總殘渣
ORP/mv
有機酸
NH4+-N
NO2--N
Ph
黃~黑灰色
惡臭
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
總堿度
Ca2+
Mg2+
K+
Na+
 
 
 
3000~10000
200~300
50~15000
200~2000
200~2000
 
 
 
       垃圾滲濾液的有機物可分為三種: ①低分子量的脂肪酸;②中等分子量的灰黃黴酸類物質;③高分子量的碳水化合物類物質、腐殖質類。滲濾液中的有機物成分隨填埋時間而變化。填埋初期,滲濾液中的有機物可溶性有機碳約90%是短鏈的可揮發性脂肪酸,其中以乙酸、丙酸和丁酸濃度最大。其次的成分是帶有相對高密度的羥基和芳香羥基的灰黃黴酸。隨著填埋時間的增加,填埋場逐步趨於穩定,此時,滲濾液中揮發性脂肪酸含量減少,而灰黃黴酸和腐殖質類成分增加。
水質特點:
       滲濾液水質的變化受垃圾組成、垃圾含水率、垃圾體內溫度、垃圾填埋時間、填埋規律、填埋工藝、降雨滲透量等因素的影響,尤其是降雨量和填埋時間的影響。
滲濾液的水質有以下特點:
(1)有機物質量濃度高,其中腐殖酸為小分子有機酸和氨基酸又合成的大分子產物,是滲濾液中長期性的最主要有機汙染物,通常有200~1500mg/L的腐殖酸不能生物降解。
(2)氨氮質量濃度高,一般小於3000mg/L,在500~2000mg/L之間居多,其在厭氧垃圾填埋場內不會被去除,是滲濾液中長期性的最主要無機汙染物。
(3)滲濾液水質波動大,COD、BOD、可生化性隨填埋時間的增長而下降並逐漸維持在較低水平。
滲濾液特征與填埋場“年齡”關係見下表:
滲濾液特征與填埋場“年齡”關係  
考察指標
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、工藝流程
       通過以上對垃圾滲濾液的各汙染物分析及其水質水量受當地氣候和垃圾填埋場“年齡”的影響,對處理方法一一進行說明和比較,結合生活垃圾滲濾液的具體情況以及汙水處理的目的、投資、占地麵積、能耗、運行費用、管理方麵程度、運行可靠性及使用壽命等綜合因素的分析,以及我公司根據大量前期調研結果、吸收國內外滲濾液處理的經驗並結合多年廢水治理的實踐經驗,在進行充分、合理分析汙水處理係統運行過程中將會出現的水質衝擊負荷及當地的具體氣候等情況後,特采用以下工藝:
4、常用工藝介紹
4.1 UASB
       UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket),也叫上流式厭氧汙泥床反應器,主要是利用反應器中的厭氧汙泥的新陳代謝功能,對汙水中的COD進行有效地降解。由於反應器中保有的汙泥濃度非常高,有些甚至能夠達到50g/L,因此可以大大提高COD處理負荷,成為現代高效厭氧反應器。
 

4.2 接觸氧化
       生物接觸氧化法是以附著在載體(俗稱填料)上的生物膜為主,淨化有機廢水的一種高效水處理工藝。具有活性汙泥法特點的生物膜法,兼有活性汙泥法和生物膜法的優點。在可生化條件下,不論應用於工業廢水還是養殖汙水、生活汙水的處理,都取得了良好的經濟效益。該工藝因具有高效節能、占地麵積小、耐衝擊負荷、運行管理方便等特點而被廣泛應用於各行各業的汙水處理係統。
生物處理是經過物化處理後的環節,也是整個循環流程中的重要環節,在這裏氨/氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氰等有害物質都將得到去除,對以後流程中水質的進一步處理將起到關鍵作用。配合J組合式生物填料使用,可加速生物分解過程,具有運行管理簡便、投資省、處理效果高、最大限度地減少占地等優點。
 

接觸氧化池

接觸氧化池曝氣設備
 
4.3 MBR+NF+RO工藝
(1)MBR係統
       汙水的生化處理技術目前是被普遍采用、比較經濟的處理方法,但傳統生化處理工藝由於其工藝機理上的限製,普遍存在COD、氨氮和磷去除效果差,耐衝擊負荷能力弱等缺點。近年來,將膜分離技術與傳統的生物處理技術相結合的汙水處理技術——膜生物反應器技術得到了長足的發展。它在解決了膜壽命、膜汙染控製、膜通量維持等關鍵技術的基礎上,充分利用膜的選擇透過性和生物處理的多樣性和徹底性,進行有效的汙水淨化處理,被逐步應用於市政、化工、醫藥、冶金等行業的汙水處理與回用領域。缺氧-好氧MBR工藝原理簡介如下:
 

(2)納濾及反滲透係統。
       MBR出水進入納濾係統,進一步分離難降解較大分子有機物和部分氨氮,同時進一步進行脫鹽處理,納濾係統的核心是在通過抗汙染濃縮分離膜(卷式有機複合膜),在13bar左右的壓力下對汙水進行濃縮分離。納濾采用濃水內循環兩段式係統,回收率保證在90%以上,出水COD去除率在75%左右。
        納濾出水經清液罐調節後進人反滲透係統,反滲透膜是采用進口的抗汙染膜(卷式有機複合膜),其工作壓力為23bar左右,濃縮分離出水穩定達標,進人反滲透出水罐臨時調節,其餘自流排放到貯水池。反滲透同樣采用濃水內循環二段式係統,回收率保證在80%以上,出水COD去除率在80%左右。
5、工程業績
       石嘴山大武口100噸/日垃圾滲濾液處理工程
5.1設計水質
       CODcr=8000~15000mg/L,BOD5=5000~6000mg/L ,SS=500~2000mg/L , NH3-N=1700~2200mg/L
5.2排放標準
       出水達到《生活垃圾填埋汙染控製標準》( GB16889-2008)非敏感地區排放標準。
CODcr=100 mg/L ,BOD5=30mg/l , SS=30mg/L , NH3-N=25 mg/L
5.3處理工藝
       格柵+調節池+初沉池+中間水池+UASB+A/O+MBR+NF+RO
 

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