城市垃圾填埋场渗透液处理现状及工艺技术设计(4)

( 4) 臭氧氧化法。臭氧氧化有机物可以通过其直接氧化作用, 或者是通过O3的转化物( ·O3- ·OH) 的间接氧化作用来实现。Steenen M用O3处理垃圾渗滤液, 结果表明, 当O3消耗量为112 ~212kg 时, 渗滤液的COD从1000 mg/L降至300mg/L, COD去除率达70% 。但实际运行证明,每去除1kg COD需要1~3k g O3, 而每产生1kg O3需要20~30kW·h的电, 这使得臭氧氧化处理渗滤液的费用过高。 2.1.2.3 吸附法

吸附法，即利用吸附材料的巨大表面积和不规则的网孔结构, 使垃圾渗滤液中的污染物质吸附在其表面而被去除。活性炭是垃圾渗滤液处理中最常用的吸附材料, 能有效地去除有机物和色度, 但是活性炭价格较贵, 而且再生困难。希腊的Diamadopoulos E用粉末活性炭处理渗滤液原水和混凝处理出水(COD502~ 1141 mg/L) , 在pH为7, 吸附时间4h, 活性炭用量6 g/L 时, COD的去除率可达73% 。 2.1.2.4 膜分离法

膜分离就是在动力( 一般是压力) 的作用下, 利用特殊的薄膜对水中的成分进行选择性的分离, 其机理主要是膜的筛分作用。膜分离包括微滤、 超滤、 纳滤和反渗透。微滤膜的孔径为0.05 ~ 15 Lm, 超滤膜的孔径为0.005 ~10 Lm , 反渗透膜的孔径为0.3~ 1.2 n m, 纳滤膜的孔径在反渗透膜与超滤膜之间。 ( 1) 微滤和超滤。微滤膜和超滤膜孔径较大, 操作压力较低( 一般< 1 M Pa) , 主要分离的是水中分子量大于500的大分子物质。波兰的Piatkiewicz W用accurel型微滤膜和ultrapes型超滤膜处理垃圾渗滤液, 试验结果表明: 微滤膜对于COD 和SS的去除率分别为26%和86% , 超滤膜对于COD和SS的去除率分别为21%和87% , 微滤和超滤对小分子物质的去除能力还不够。

( 2) 反渗透。同微滤和超滤相比, 反渗透可以截留小分子物质, 同时它的操作压也比较高, 一般为2~ 8 MPa 。Peters T A报道, 德国Ihlenberg垃圾填埋场用两级反渗透装置处理渗滤液, 处理能力36m3/h, COD 去除率超过99.2% , 重金属去除率超过98% , 氨氮去除率为99.9% 。袁维芳比较了8种不同型号的反渗透膜, 筛选出醋酸纤维膜维最佳的处理垃圾渗滤液膜材料, 该膜在保证出水达到GB16889 -1997一级排放标准(COD <80mg /L,NH3-N<10mg/L, pH 6~9) 条件下, 膜通量最

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大,对于COD、NH3-N、电导和色度的去除率分别为96% 、80% ~ 95% 、90%~95%和100% , 一级产水表色为无色, 能直接排放受纳水体。

( 3) 纳滤。Peters T A报道, 用纳滤膜处理COD为17000 mg/ L , NH3-N为3350 mg/L的渗滤液, COD和NH3-N的去除率分别为95.88% 和57.61% , 同时SO42-、Ca2+、Na+和Cl-的去除率分别为92.48% 、93% 、54.04% 和38.95% , 纳滤膜对二价离子的截留率要大于一价离子。 2.1.2.5 氨吹脱法

垃圾渗滤液中高浓度的氨氮是生物处理的抑制因素, 目前多采用氨吹脱来脱氮。氨吹脱, 先调节污水pH至碱性, 然后以曝气的方式使游离氨从水中逸出, 以降低污水中的氨氮浓度。常见的曝气方式有吹脱塔和鼓风曝气等。李雄对广州市李坑生活垃圾填埋场的渗滤液用吹脱塔进行了脱氨氮生产性研究, 结果发现: pH为11以上, 气温在20℃左右, 气水比3000~5000, 逆流式的吹脱塔为氨吹脱的最佳工艺条件,NH3-N的去除率可达90.2 % 。香港的Cheung K C等人考察了实验室规模鼓风曝气池的脱氨氮效果, 结果表明: 在pH为11以上,气温20℃, 曝气量为5L/min, 曝气时间为24h时,NH3-N的去除率可达90% 。 2.1.2.6 土地处理法

土地处理法, 即在人工控制的条件下, 通过土地-植物系统的物理-生物-化学

综合反应, 使渗滤液得到净化。土壤颗粒能起到截留、吸附和过滤的作用; 土壤中的微生物将渗滤液中有机物进行转化和稳定, 并将有机氮转化为氨氮; 土壤中种植的植被利用渗滤液中的各种营养物生长, 并通过蒸腾作用减少渗滤液量。这种方法简便经济, 缓冲容量大, 适合于土地广阔的地区。

土地处理包括渗滤系统、 表面漫流、 湿地系统等多种处理系统, 目前用于渗滤液处理的主要是人工湿地系统。斯洛文尼亚的Bulc T等人对人工湿地处理渗滤液作了中试研究。他们采用 450m2的人工潜流湿地, 平均水力负荷0.03 m3/(m2d) , 在进水COD为1264 mg/L, BOD为60 mg/L, NH3-N为88 mg/L条件下, 取得COD、 BOD和NH3-N的去除率分别为68% 46%和81% 。

人工湿地是通过植物系统综合生物、物理和化学三种共同作用净化废水，人

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工湿地是近年来用于处理垃圾渗滤液比较普遍的一种土地处理技术，陈金发（2007）等人通过组合不用的湿地植物来优化人工湿地，结果认为：湿地最优的植物组合为灯心草-凤眼莲-菹草，在此组合下对于污水中的污染物有很好的取出作用，理论上可以应用在垃圾渗滤液方面；张金生（2009）等人利用外循环三相流化床与人工湿地的组合工艺研究处理重金属型垃圾渗滤液的可行性，试验证明：在经过流化床处理后的垃圾渗滤液经过人工湿地后，出水COD值为200mg/L、NH3-N为10mg/L，其他的重金属也相应的下降；此外，石岩（2005）、王丽霞（2005）等人也针对人工湿地应用于垃圾渗滤液做出了相应的试验以及调研，结果均表明，将人工湿地用在垃圾渗滤液是可行的。虽然人工湿地处理垃圾渗滤液是可行的，但是都停留在研究理论阶段，并未在实际工程中得到应用与发展。 2.1.2.7 循环回灌法

循环回灌法，实质上就是将填埋场作为一个巨大的生物滤床, 将产生的渗滤液

回流至填埋区域, 利用填埋场自身形成的稳定系统, 使渗滤液流经覆土层和垃圾层, 发生一系列的生物、化学和物理作用而被处理, 同时通过蒸发减少渗滤液的水量。回灌法不能彻底处理渗滤液, 同时表面回灌会污染空气, 但是作为一种简单经济的方法, 循环回灌具有开发的潜力。希腊的Diamadopoulos E报道, 循环回灌法 处理COD 69400 mg/L, BOD 56500mg/L, NH3-N 1260 mg/L的渗滤液, COD去 除率在90%以上, BOD去除率在98%以上。张瑞明等人在杭州天子岭填埋场的中试研究表明, 通过循环回灌可基本实现渗滤液产生量与蒸发量的平衡, COD 从 10400mg/L降至142mg/L , TN从899 mg/L降至18mg/L。

2.2 我国垃圾渗滤液处理

2.2.1 我国渗透液处理工艺

垃圾渗滤液的处理方法多样，效果参差不齐；但在实际的应用中, 单单靠某一

种方法来处理是难以达到处理要求的, 必须采用多种方法的组合。目前我国的垃圾渗滤液处理多采用生物方法为主、物化方法为辅的组合工艺: 如上海老港填埋场采用厌氧塘-兼性塘-曝气塘-人工湿地工艺, 广州李坑渗滤液处理厂采用厌氧塘-氧化沟-兼性塘工艺, 广州大田山渗 滤液处理厂采 用厌氧-气浮-好氧工艺, 福州

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红庙岭渗滤液处理厂采用UASB-氧化沟-稳定塘工艺, 深圳下坪渗滤液处理厂采用氨吹脱-厌氧复合床-SBR工艺, 香港新界西渗滤液处理厂采用氨汽提-S BR工艺, 广州新丰渗滤液处理厂采用UASB -SBR-反渗透工艺。

目前，我国污水处理的主流工艺仍然是活性污泥法。但是活性污泥法存在许多的不足之处，如占地面积大，处理的出水水质效果差，不稳定，不利于水资源的利用，能耗高，剩余污泥大，操作复杂等一系列问题。针对与以上的不足，各种新型高效的生物处理技术应运而生，膜生物反应器就在其中。膜生物反应器是膜分离与生物工艺相结合的新型处理技术。

2.2.2 我国垃圾渗滤液处理常用几种工艺排名

垃圾渗滤液工艺方法累计统计排名

排名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

工艺方法 膜生物反应器(MBR)

纳滤(NF) 反渗透(RO)

升流式厌氧污泥床(UASB) 碟管式反渗透(DTRO)

A/O

升流式厌氧污泥床 (UBF)

吹脱 水解

厌氧折板反应器(ABR)

接触氧化

移动床生物膜反应器(MBBR)

曝气生物滤池(BAF)

氧化塘 生化曝气池

固定化微生物——厌氧生物滤池

综合生态池 高效生物滤池 沉淀池 回灌系统 消毒

占有率 60% 35% 31% 22% 14% 45% 10% 9% 9% 7% 7% 4% 4% 3% 3% 3% 3% 3% 3% 2% 2%

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22 23 24 25 26 27 28

高压 超滤(UF) 氧化沟 混凝沉淀

循环式活性污泥法(CASS)

活性炭过滤 人工湿地

2% 1% 1% 1% 1% 1% 1%

第3章 设计概述

3.1 设计题目

3.1.1 设计规模

日处理垃圾渗滤液100t。设渗透液的密度为1000kg/m3，即渗透液处理量为

100m3/d，此为平均流量，设工作时间为24小时制。

3.1.2 设计原水水质

根据浸出液污染物浓度限值，渗透液废水水质如下：

渗透液废水水质 单位（mg/l）

pH 6-9

CODCr mg/L 8000

BOD5 mg/L 3500

SS mg/L 800

氨氮 mg/L 800

3.2 设计原则

3.2.1 污水处理设计原则

(1)认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，使设计符合国家的有关法规、规范、标准。

(2)综合考虑废水水质、水量随季节性变化的特征，选用的工艺流程技术先进、稳妥可靠、经济合理、运转灵活、安全适用。

(3)污水处理站总平面布置力求紧凑，减少占地和投资。

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