垃圾滲濾液處理擴建工程工藝方案比選講解

1、垃圾滲濾液處理擴建工程工藝方案比選(李強章明海)摘要 ： 本文從 廣州市興 豐生活 垃圾衛(wèi) 生填埋 場滲濾 液處理的 排放要 求方面 考慮，從多個方案中比較選擇出最適宜該場的滲濾液擴建方案。關(guān)鍵 詞： 垃圾 滲濾液 工 藝 方案比 選Comparison and Selection of Expansion Proposal for the LeachateTreatment Plant.Li zhan jiang1 Li Ping2 Wang bo guang3 (1 Guangzhou Municipal Sol id Waste Administration Center 2 Insti

2、tute of Environmental Sciences, South China University of Technology. 3 Guangzhou Environmental Monitor Center.)Abstraction Based on the Leachate Treatment Discharge Requirement, the Optimum Expansion Proposal for LTP Is Chosen From Several Feasible Options after Comprehensive Consideration.Key word

3、s Landfill Leachate; technology; Proposal Selection廣州市興豐垃圾衛(wèi)生填埋場位于廣州市中心東北方向約 38km 的丘陵山地 中，占地面積84公頃，填埋庫容達2000萬m3。是我國第一座在技術(shù)和管理上 全面與國際接軌的垃圾填埋場，它采用了高標準的建設(shè)，并將其營運承包給知名 的境外專業(yè)公司。 該場于2000 年 11月開始建設(shè)， 于 2002 年8月一期工程建成 并投入營運，運 行一年多來，取 得了良好的環(huán)境效益和社會效益。興 豐場原設(shè)計 的進場垃圾接納量平均為 3000 T/d ， 垃圾滲濾液處理能力為 565 m3/d ， 主要工 藝設(shè)計參數(shù)如

4、表 1所示。 由于廣州市規(guī)劃中的其它垃圾處理設(shè)施不能如期建成， 在 相當長的一段時間內(nèi)興豐場將承擔 6000 T/d 的處理任務(wù)， 因此滲濾液處理設(shè) 施的擴建勢在必行。 擴建后滲濾液總處理能力必須達到 1200 m3 /d ， 場區(qū)自北 向南流水經(jīng)谷口排入金坑河，再流至興豐填埋場東南方向大約900 m的總庫容達 1850萬m3的金坑水庫。由于下游金坑水庫功能環(huán)境較為敏感，因此興豐場滲濾 液處理出水必須達到回用水標準。表1 一期工程滲濾液處理系統(tǒng)設(shè)計扌旨標（單位；嚨化）類別B叫HUg-Nrp進水2000012GOO2000210060岀水4110510*注：實際處理后水質(zhì)均達到回用水標準。1擴建

5、工程滲濾液水量水質(zhì)標準1.1 滲濾液水量根據(jù)興豐場運行1年多來滲濾液產(chǎn)生量、廣州降雨量和垃圾填埋方式等綜合 考慮確定垃圾量增加至6000 t 以上時，滲濾液處理水量將增加650 m3/d 。1.2 滲濾液進水水質(zhì)和出水水質(zhì)滲濾液進水水質(zhì)和出水水質(zhì)采用采用表1中的參數(shù)。2擴建工程處理方案選擇原則（1）擴建工程工藝必須達到現(xiàn)有滲濾液處理廠的處理能力和處理效果，保 持最終出水穩(wěn)定地達到回用水水質(zhì)標準；（2）選擇工藝盡可能簡單、技術(shù)可靠、管理方便、運行高效低耗的處理流 程，并盡可能降低工程投資。（3）由于滲濾液水質(zhì)變化幅度大，選取的工藝必須有較強的適應(yīng)性和操作 上的靈活性，具有一定的抗沖擊負荷能力，并

6、且能夠容易進行改造，以適應(yīng)水質(zhì) 的變化。3擴建工程處理工藝方案介紹3.1 方案一：UASB+SBR+CMF+RO處理工藝3.1.1 工藝流程現(xiàn)滲濾液處理采用的工藝方案為UASB+SBR+CMF+RQ見圖1。潼濾液壓漁后頃埋 圖L方奏一丄劣說程屋3.1.2 工藝說明滲濾液由調(diào)節(jié)池泵入均衡池，進行水質(zhì)水量的均衡和pH調(diào)節(jié)，均衡池出水 進入UASB反應(yīng)池中，在反應(yīng)池中COD負荷為1015 kgCOD/m3d ，BOD降解可達 75%, COD降解可達70%。經(jīng)厭氧后滲濾液進入SBR池，在此利用生物反應(yīng)進行 BOD5、COD以及NH3-N的去除，停留時間為10.5d ，反硝率：4.51gNO3/kgV

7、SS.h (20 ° C)。SBR反應(yīng)期的操作以好氧，缺氧交替運作，在好氧情況下，微生物會產(chǎn)生 硝化作用；在缺氧情況下，微生物會進行反硝化作用以去除氨氮3。為了防止高氨氮濃度對生化系統(tǒng)可能產(chǎn)生的抑制，SBR系統(tǒng)采用了高污泥齡 設(shè)計(30d)，這較生活污水處理廠的設(shè)計為長，可保證反應(yīng)器中數(shù)量足夠且性能 隱定的硝化和反硝化菌，使微生物在反應(yīng)器中的停留時間大于硝化和反硝化菌的 最小世代期。高污泥齡設(shè)計還可去除較難生化的有機物。經(jīng)生化處理后的滲濾液進入連續(xù)微濾(CMF)系統(tǒng)，此系統(tǒng)作為反滲透系統(tǒng) 的前處理，采用0.2卩m中空纖維膜，隔除滲濾液中大于0.2卩m的固體、細菌和 不溶性的有機物。經(jīng)

8、生化和微濾處理的滲濾液進入RO反滲透系統(tǒng)，RO系統(tǒng)采用 寬幅螺旋卷式復合膜，設(shè)計最大工作壓力：35 Bar ,最大回收率為80%,清洗 周期為12星期，預期膜的工作壽命為12年。RO出水可直接進行回用，濃縮 液經(jīng)化學沉淀后形成穩(wěn)定的絮凝體再運至填埋場進行填埋處理。該工藝的技術(shù)特點是：(1) UASB能耗低效率高，與SBR相結(jié)合的工藝是既經(jīng)濟又靈活去除有機物 及氨氮的有效方式；(2) 高效的SBR處理體系是生物脫氮的關(guān)鍵，它將各種形態(tài)的氮最終轉(zhuǎn)化 為N2,徹底解決了滲濾液中的氮污染問題；(3) CMF+ RO深度處理系統(tǒng)可確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達標；(4) 剩余污泥量小。3.1.3 各階段的出水水質(zhì)表

9、2 &階段出水水質(zhì)原;KIJASBSBR騒透pop (jue/1)20,000比000<70040叫 ©I)*|ioob3/OQO<200<150P1fSS Ong/1)出 00G1500Z 1Q0L890占003.2 方案二：蒸發(fā)+R0處理工藝3.2.1 工藝流程調(diào)節(jié)池出水|RO反滲透系統(tǒng)濃縮液濃縮液出水回用焚燒圖2方案二工藝流程示資圖焚燒3.2.2 工藝說明滲濾液由調(diào)節(jié)池泵入預處理池，通過投加臭氧對氨氮與低分子有機物進行預 處理，出水經(jīng)沉淀后進入熱交換器。預處理后滲濾液用泵送入兩個熱交換器進行 預熱，交換器同時作為蒸發(fā)器濃縮液和冷凝水的冷卻器。預熱后的滲

10、濾液進入進 水池，然后提升進入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內(nèi)，滲濾液通過噴頭噴灑在高溫的管束外 表面而蒸發(fā)成蒸氣，蒸氣經(jīng)收集后通過離心壓縮機壓縮進入管束，從而產(chǎn)生持續(xù) 的蒸發(fā)循環(huán)。同時滲濾液噴灑到管束外表面對管束中的蒸氣起到降溫作用而使管 道內(nèi)蒸氣冷凝。管道中形成的冷凝水收集后進入脫氣器中，減少易揮發(fā)有機成分， 冷凝液用泵從脫氣器經(jīng)過冷凝液冷卻器進入暫存池。經(jīng)蒸發(fā)處理的滲濾液進入R0反滲透系統(tǒng)，R0系統(tǒng)采用寬幅螺旋卷式復合膜， 設(shè)計最大工作壓力為35 Bar，最大回收率為80%，清洗周期為12星期，預期膜 的工作壽命為12年。RO出水可直接進行回用。蒸發(fā)器底部所收集的濃縮液及RO濃縮液用循環(huán)泵輸送入濃縮液

11、冷卻器對進 水進行預熱，冷卻后的濃縮液進入焚燒爐焚燒。該工藝的技術(shù)特點是：（1）全部采用物化工藝處理，進水水質(zhì)波動對處理效果基本無影響；（2）剩余污泥量??；（3）濃縮液可以得到徹底的處置，無須回灌。323各階段的出水水質(zhì)和處理效率項目eODg/LJ蒸發(fā)器2OC0D120002m2100岀加5C025015207.5%M 9%99.2旳m岀水e1&去陰事92 bisc, ei93.3%60.出水要求55105103.3 方案三：MBR+UF+NF處理工藝方案3.3.1 工藝流程能忘填坦國耳萬葉=丁藝沆程更332工藝說明滲濾液由調(diào)節(jié)池泵入生化池，生化池包括硝化池和反硝化池，在硝化池中， 通

12、過高活性的好氧微生物作用，降解大部分有機物，并使氨氮和有機氮氧化為硝 酸鹽和亞硝酸鹽，回流到反硝化池，在缺氧環(huán)境中還原成氮氣排出，達到脫氮的 目的。MBR反應(yīng)器通過超濾膜分離凈化水和菌體，污泥回流可使生化反應(yīng)器中的 污泥濃度達到20g/l ，經(jīng)過不斷馴化形成的微生物菌群，對滲濾液中難生物降解 的有機物逐步降解。MBR生化系統(tǒng)COD設(shè)計去除率90%, NH3-N設(shè)計去除率99%。采用特殊設(shè)計的高效內(nèi)循環(huán)射流曝氣系統(tǒng)，氧利用率可高達25%。MBR的剩 余污泥量小，每天排泥量按不同運行期（前，中，后）為11050 m3/d左右。MBR 出水無菌體和懸浮物，進入納濾系統(tǒng)進一步深化處理，出水穩(wěn)定達標排放

13、，濃縮 液則回灌至填埋場。納濾系統(tǒng)采用特殊納濾膜和工藝設(shè)計，可使鹽隨凈化水排出，不會出現(xiàn)鹽富 積現(xiàn)象，納濾凈化水回收率可達到85%。納濾濃縮液量3.7 m3/h，為節(jié)省投資及 運行費用可將濃縮液回灌至填埋場處置。采用該工藝處理滲濾液，適應(yīng)性強，能確保不同季節(jié)不同水質(zhì)條件下，出水 穩(wěn)定達標。在國外大量工程實例中發(fā)現(xiàn)，即使對于BOD/COD小于0.2的老填埋場 滲濾液，經(jīng)過MBR與納濾后也能使COD BOD和NH4-N達標排放。該工藝主要特點：(1) 反應(yīng)器體系中生物濃度高，達到20g/L ,對難生物降解的有機物及氨 氮的去除效率高；(2) 污泥穩(wěn)定性強，粘度低，易脫水，不易腐敗變質(zhì)。(3) 出水

14、不存在致病菌污染問題。333各階段的出水水質(zhì)和處理效率耒4各工段處理隸率表項目BOlj缶訂訂HHj-KGug/i)her進水20000120002100tear20001008舞率99.2%釣眇HF出3T40Id893.0%9U. 0%0 %總腓預彥50iO103.4 方案四：DT-RO處理工藝3.4.1 工藝流程3.4.2 工藝說明滲濾液由調(diào)節(jié)池泵入儲罐中進行pH調(diào)節(jié)，控制pH在66.5之間。經(jīng)pH調(diào) 節(jié)的滲濾液加壓泵入砂濾器，砂濾器可根據(jù)壓差自動進行反沖洗，反沖洗水進入 濃縮液儲存池。經(jīng)過砂濾的滲濾液泵入筒式過濾器，經(jīng)過濾后的滲濾液由柱塞泵 輸入第一級反滲透(RO)系統(tǒng)。一級RO系統(tǒng)膜通量

15、為12L/m2 - h, 凈水回收率 為80%,設(shè)計操作壓力為60bar。滲出液進入二級RO裝置，濃縮液排至濃縮液儲 存池。二級RO系統(tǒng)回收率為90%,膜通量為34.6L/m2 h,設(shè)計操作壓力為50bar。滲出液進入脫氣裝置，濃縮液則排至砂濾器的進水端。膜組的反沖洗在每次系統(tǒng) 關(guān)閉時進行，清洗由系統(tǒng)自動控制，清洗后的液體排入濃縮液儲存池中。為避免濃縮液回灌時長期將高濃度的氨氮在垃圾填埋場不斷積累循環(huán)，在濃 縮液儲存池設(shè)置脫氮系統(tǒng)，通過化學沉淀法將滲濾液中的NH3-N轉(zhuǎn)化為 MgNH3PO4.6H2O沉淀，沉淀后形成的結(jié)晶性狀穩(wěn)定，可以直接隨濃縮液回灌到填 埋場，也可以分離出來做肥料。該工藝的

16、技術(shù)特點是：（1）預處理比較簡單，且不需設(shè)生化處理單元；（2）DT-RO膜組的結(jié)垢較少，膜污染減輕，使反滲透膜的壽命延長；（3）安裝、維修簡單，操作方便，自動化程度高；（4）DT-RO系統(tǒng)可擴充性強，可根據(jù)需要增加一級、二級或高壓膜組。3.4.3 各階段的出水水質(zhì)和處理效率出水截留率WDGrs/L)12000醬120000<202100<5陽彩ES Gng/L)2C0D<2gg a4擴建工程處理工藝方案選擇4.1 方案比較以上四個滲濾液擴建工程處理工藝方案匯總比較詳見表6。尿工藝庁峯比軌頊目方委一吉案二才舉三VASBSBRCMF+ROJ¥+BflBB47T+HIT-

17、BDf工丘f丄工押君175一it .U 克牛嚴回甲旦些一上1就衛(wèi)左-1片力一一脳爛桓夙反也巽一應(yīng)原肚一W；禮器一HjSt審5-牛產(chǎn)回用St丑總憩三化處孫三止蔚週t冊皆集冃總童皈播譜工己匸就期謎竝巴丘：T旦 緲JT |., T濟映百機柳沖席 門覽陥古"出歸品址旺訃士遼人代戟d生切淞藝IS?忙珂復1K7TJ直r ：螢數(shù)負：1討調(diào)節(jié)目此雖曲站盼蟲睫的卡痂耳總處理，iKHPS 用磚力祈r市孺垃Jil聒廳 用母Dp走獨世左主聞旳雯純藏回程感黝純理較憾庭*徇底利町直E爭理場壬訂 歆閔' 福定加詰縣函輛耐冨劃 京交站迪如J三一工 的密響.穂兀購5而唱眸環(huán)/問T-ptW麗奪閑T理從演汀城帥，

18、聲鏟爸肓較癬匕丁祥圧尹T知釦冠各捫T程城咼琥始 巨當理吒管惑.毎口冷一曲以用訂針檢.込訐吉虧亡主花學違越藩鋰丸酌駁益產(chǎn)竺一定如 右氣憐£負猱廿犬氣卄境勺一亍淳腮擁在姦'訂；色匚“土一 宅T用吿氣莓工兌嶺，衣 三環(huán)囲一定的敢此滸謫范在生曲徹益產(chǎn)生乏EHU害汽儒E臭Uf »牌文泊右-h常時”引r”三1T嗚駝呵忑j :二、鈴'工卷焉坯4典耳疋釘允萬元悴萬元20幻元13 73記/ rr *£ 52thf 吐氏元J4.2推薦方案從各方案的工藝特點、對水質(zhì)波動的適應(yīng)性、總投資以及單位運行成本等方面進行分析，并考慮各方案的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益等綜合因素，經(jīng)過綜合比選后認為方案一為優(yōu)選推薦方案。其理由如下：（1）滲濾液先進行生化處理，該工藝具有較強的適應(yīng)性和操作上的靈活性， 可以適應(yīng)不同時期的處理需要，經(jīng)生化處理后的滲濾液進入微濾及反滲濾系統(tǒng)進 行深度處理，出水達到回用水標準后可在填埋場內(nèi)作生產(chǎn)性回用水。（2）采用UASB+SBR工藝，有機負荷高，抗沖擊負荷能力強，進水水質(zhì)對其 影響較小，厭氧后出水有機物濃度大幅降低，對SBR池的處理沖擊較小，充氧設(shè) 備的能耗較小。（ 3 ）采 用 生 化 處 理 與 反 滲 透 相 結(jié) 合 ，處 理 后 出 水 可 以 達 到 回 用 水 水 質(zhì) 標 準 ， 在填埋場內(nèi)作生產(chǎn)性