生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性比較

生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性比較

城市生活垃圾的處理和處理方法主要包括填埋、焚燒、堆肥等。而目前我國使用最多的技術(shù)則是衛(wèi)生填埋,以四川省為例,截止2009年6月,整個(gè)四川省的垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)約占所有垃圾無害化處理設(shè)施的75%。在城市生活垃圾填埋過程中,由于壓實(shí)和微生物的分解作用,垃圾中所含的污染物將隨水分溶出,并與降雨、徑流等一起形成垃圾滲濾液,垃圾滲濾液若不經(jīng)處理,直接排入水體,會(huì)對(duì)環(huán)境、生物及人體健康帶來很大的威脅。1濾液的水質(zhì)特點(diǎn)由于我國城市生活垃圾的收集基本采用混合收集的方式,使得垃圾滲濾液的成分受到生活水平、收集方式、地區(qū)和氣候等的影響,但總的來說垃圾滲濾液主要具有以下一些特點(diǎn):(1)有機(jī)污染物濃度高,其中的COD和BOD5高達(dá)幾萬每升毫克;(2)成份復(fù)雜,其中的重金屬離子和有毒有機(jī)物會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生毒害抑制作用;(3)氨氮含量高,最高可高達(dá)幾千到幾萬每升毫克,嚴(yán)重抑制和降低了生物處理中微生物的活性;(4)C/N的比值失調(diào),且磷元素缺乏;(5)水質(zhì)隨填埋時(shí)間和穩(wěn)定程度不斷變化水質(zhì)變化大,隨著垃圾填埋場(chǎng)年齡的增大,垃圾滲濾液的可生化性呈降低趨勢(shì)。2滲濾液處理工藝?yán)鴿B濾液的處理技術(shù)非常多,目前,采用的處理方法有生物法、物化法、土地法。其中生物法最為經(jīng)濟(jì),近年來被應(yīng)用較為廣泛的有MBR、UASB、SBR技術(shù)等。物化處理雖然較生物處理費(fèi)用較高,但對(duì)于滲濾液中某些污染物的處理是有必要的,較為常用的有:吹脫法、MAP沉淀法、膜處理技術(shù)。土地處理法在滲濾液的處理中應(yīng)用比較少,主要是因?yàn)樵摲ㄈ菀讓?duì)土壤和地下水造成污染。在實(shí)際的工程應(yīng)用及研究中單獨(dú)采用一種技術(shù)往往不能做到達(dá)標(biāo)排放,因此在使用時(shí)往往采取組合工藝對(duì)滲濾液進(jìn)行處理。垃圾滲濾液處理宜采用預(yù)處理+生物處理+深度處理+后處理組合工藝,如Agdag等采用2段UASB與CSTR的組合工藝處理滲濾液,COD和NH3-N去除率分別為96%-98%和99.6%。韓國Chung-Nam省“MBR-RO”垃圾滲濾液組合處理工藝,出水的COD、BOD5和NH3-N分別為6~72、1~7和10~47mg·L-1。廣州市李坑生活垃圾填埋場(chǎng)采用UASB-MBR-DTRO工藝處理垃圾滲濾液,出水可達(dá)城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)(GB/T18920-2002)標(biāo)準(zhǔn)。3垃圾滲濾液的有效處理垃圾滲濾液的處理多會(huì)用到厭氧-好氧組合工藝,因?yàn)槠涮幚碣M(fèi)用較物化法低,同時(shí)它也是我國垃圾填埋場(chǎng)首選的處理工藝。此次介紹的處理工藝均采用了目前得到普遍應(yīng)用的膜技術(shù)。膜技術(shù)主要是利用膜的篩分、截留和吸附等作用去除滲濾液中難降解有機(jī)污染物,包括微濾、超濾、納濾和反滲透等工藝。早在上個(gè)世紀(jì)70年代,國外就已把反滲透用于垃圾滲濾液的處理,一般采用一級(jí)超濾及二級(jí)反滲透的聯(lián)合處理方法深度處理垃圾滲濾液。目前我國已啟用新的生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889-2008)這就對(duì)垃圾滲濾液的處理提出了更高的要求。因此越來越多的垃圾填埋場(chǎng)也已把膜技術(shù)廣泛的應(yīng)用于垃圾滲濾液的處理,而且我國多個(gè)垃圾填埋場(chǎng)已引入了反滲透、納濾等膜技術(shù),運(yùn)行結(jié)果表明,出水可以達(dá)到生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889-2008)。3.1膜處理系統(tǒng)的工作流程位于四川省資陽市簡(jiǎn)陽市的垃圾填埋場(chǎng)垃圾處理規(guī)模為200t·d-1,其產(chǎn)生的滲濾液大約為90m3·d-1,選用氨吹脫+生物處理(A+O)+混凝沉淀+砂濾+超濾+納濾組合工藝處理,具體工藝流程示意見圖1。來自填埋區(qū)的滲濾液首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池,再經(jīng)提升泵進(jìn)入氨吹脫,調(diào)節(jié)pH至10.5左右,經(jīng)空氣吹脫去除部分氨氮,確保后續(xù)生物處理的正常運(yùn)行,氨吹脫法是去除滲濾液中氨氮最普遍應(yīng)用的方法。然后滲濾液經(jīng)調(diào)解pH后進(jìn)入生物處理,生物處理單元包括厭氧和好氧活性污泥池,在此利用生物反應(yīng)去除大部分BOD5、COD以及NH3-N。之后不宜生物降解的有機(jī)污染物隨水流進(jìn)入加藥沉淀池和砂濾池,通過加入藥劑使?jié)B濾液中的懸浮物質(zhì)或膠體物質(zhì)得到去除,進(jìn)一步去除難降解的有機(jī)污染物。最后滲濾液進(jìn)入膜處理系統(tǒng)(超濾+納濾),滲濾液在進(jìn)入超濾之前首先流到中間水池,以調(diào)節(jié)水量,然后經(jīng)過保安過濾器過濾,過濾后的水通過高壓泵進(jìn)入超濾膜組件,超濾設(shè)計(jì)最大工作壓力為0.2~0.3MPa,每運(yùn)行1h清水反沖洗2min,藥洗周期為1周,超濾出水經(jīng)由保安過濾器過濾,過濾后的水通過高壓泵進(jìn)入納濾膜組件。納濾運(yùn)行壓力約為0.7MPa,每運(yùn)行1h清水反沖洗2min,藥洗周期為1周。由膜處理系統(tǒng)處理之后顆粒物和微生物截留在系統(tǒng)內(nèi),出水達(dá)生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889-2008)。沉淀池污泥、超濾濃水及納濾濃水回灌垃圾填埋場(chǎng)。3.2工藝流程簡(jiǎn)述位于四川省成都市的長(zhǎng)安垃圾填埋場(chǎng)的垃圾滲濾液處理規(guī)模為1300m3·d-1,選用AOAO+超濾+反滲透的組合工藝處理,此工藝在生物處理之前未采用預(yù)處理工藝,因此對(duì)于可生化性好的早期垃圾滲濾液采用此工藝較為適合,但對(duì)于中老期垃圾滲濾液宜在生物處理之前加一級(jí)預(yù)處理。具體工藝流程示意見圖2。來自填埋區(qū)的滲濾液同樣首先進(jìn)入一級(jí)缺氧池,在一級(jí)缺氧反應(yīng)器,垃圾滲濾液與一級(jí)好氧及二級(jí)好氧池的回流水完全混合,進(jìn)行反硝化作用,降解部分有機(jī)物,同時(shí)使從好氧池中回流的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)?降低水中總氮含量,經(jīng)過一級(jí)缺氧池后滲濾液流入一級(jí)好氧池,在好氧反應(yīng)池,利用好氧微生物的作用,使可生物降解有機(jī)物進(jìn)一步分解去除,氨氮在亞硝酸和硝酸細(xì)菌的作用下形成硝酸鹽。之后進(jìn)入二級(jí)缺氧池和好氧池,利用硝化和反硝化作用再次去除殘留的BOD5、COD以及NH3-N。然后不能生物降解的有機(jī)污染物隨滲濾液一起進(jìn)入超濾系統(tǒng),運(yùn)行壓力為0.4~0.65MPa,當(dāng)流速低于4m·s-1時(shí)用清水沖洗。而后進(jìn)入中間水池調(diào)解工作水量,最后進(jìn)入反滲透系統(tǒng),反滲透運(yùn)行壓力為2.4~2.6MPa,當(dāng)壓力達(dá)到29~30MPa時(shí)進(jìn)行藥洗。出水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)達(dá)生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889-2008)。3.3納濾工藝流程位于四川省廣安市的垃圾填埋場(chǎng)垃圾處理規(guī)模為300t·d-1,其產(chǎn)生的滲濾液大約為80m3·d-1,垃圾滲濾液處理設(shè)計(jì)規(guī)模為100m3·d-1,采用中溫厭氧+膜生物反應(yīng)器+納濾的組合工藝處理,此工藝與前一個(gè)工藝所不同的是采用了厭氧作為預(yù)處理。當(dāng)然,也可以在厭氧前加一級(jí)氨吹脫、混凝沉淀等,提高滲濾液的可生化性,以更加適合中老齡垃圾滲濾液的處理。工藝流程見圖3。來自填埋區(qū)的滲濾液同樣首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池對(duì)水質(zhì)水量進(jìn)行調(diào)節(jié),然后由提升泵提升,先經(jīng)過換熱器升溫再進(jìn)入中溫厭氧池,中溫厭氧池的溫度為35±0.5℃,因?yàn)殡S著廢水溫度的降低,廢水的表面張力會(huì)增加,從而會(huì)降低物質(zhì)在廢水中的擴(kuò)散速率,同時(shí)溫度降低會(huì)影響產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌的活性,所以為了厭氧能達(dá)到較好的處理效果采用中溫厭氧池,在厭氧池中利用厭氧生物消化,把可生化的高濃度有機(jī)污染物分解為沼氣、二氧化碳、水、氨氨,以及未被完全消化利用的中間產(chǎn)物和難降解有機(jī)物。之后滲濾液進(jìn)入缺氧反應(yīng)器,在缺氧池中使由好氧池回流而來的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)?進(jìn)入大氣,使水中總氮含量得以降低,同時(shí)降解有機(jī)物,然后滲濾液進(jìn)入MBR好氧反應(yīng)池,在MBR好氧反應(yīng)池,利用好氧微生物的作用,使殘余的可生物降解有機(jī)物進(jìn)一步分解去除,氨氮在亞硝酸和硝酸細(xì)菌的作用下形成硝酸鹽,回流入缺氧池。不能生物降解的有機(jī)污染物在抽吸泵的作用下,隨水流進(jìn)入中間水池,平衡工作水量。然后通過高壓泵進(jìn)入納濾膜組件。納濾進(jìn)水壓力為1.5~1.6MPa左右,運(yùn)行3h,停1h,并且用清水沖洗幾分鐘。出水達(dá)生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889-2008),納濾濃水和各階段產(chǎn)生的污泥均回灌至垃圾填埋場(chǎng)。3.4各處理工藝設(shè)計(jì)此3個(gè)垃圾滲濾液處理廠均采用了膜處理技術(shù)處理垃圾滲濾液,但在工藝設(shè)計(jì)上各具特色,其各處理單元采用技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)見表1,各處理工藝的建設(shè)投資和運(yùn)行成本見表2。從表2中可以看出使用第1和第3種處理工藝其工程總投資和運(yùn)行費(fèi)用均較低,從經(jīng)濟(jì)上來說更具有可行性。4垃圾滲濾液在全國范圍處理的現(xiàn)狀相關(guān)報(bào)道及本次調(diào)查的結(jié)果表明,垃圾滲濾液的處理多采用以生物處理為主的組合工藝,同時(shí)MBR技術(shù)和納濾、反滲透技術(shù)已應(yīng)用于垃圾滲濾液的處理,并且處理效果良好,大多能達(dá)到生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889-2008)。同時(shí)從此次調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)了不少問題,在四川省的所用垃圾填埋場(chǎng)中,約有6.6%直接排入污水處理廠,無處理排放的比例占8%,無處理回噴所占比例則高達(dá)23%,這樣的處理方式必定給周圍