某生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理工艺设计.doc

1、陕西理工学院毕业设计第 1 页 共 44 页某生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理工艺设计作者：张欢乐（陕西理工学院化学与环境科学学院环境工程 1102 班 陕西 汉中 723000）指导教师：刘瑾摘要 ：垃圾填埋过程中伴随有垃圾渗滤液的产生，垃圾渗滤液是种特别难处理的并且有毒有害的高浓度有机废水,这种废水的处理是当前必须首要解决的问题，若这种有机废水不能得到有效处理不仅会引起地表水、地下水以及土壤的严重二次污染, 而且相应的生态系统和人体健康也受到很大威胁。 本设计处理量为 150 吨每天。采用上流式厌氧污泥反应床（UASB)-生物接触氧化池组合工艺，并且对吹脱塔、上流式厌氧污泥反应床（UASB)、

2、生物接触氧化池等主要构筑物进行设计说明和计算。该工艺技术成熟、操作简单占地面积小、投资少、运行费用低、处理效果稳定，经处理后渗滤液经处理后出水水质标准可达到中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978-1996）中规定一级标准。 关键词：垃圾渗滤液，氨氮，生物接触氧化陕西理工学院毕业设计第 2 页 共 44 页A Landfill Leachate Treatment Process DesignZhang Huanle(Grade10,Class2, College of Chemical 渗滤液成分主要取决于垃圾的成分、填埋时间、气候条件等多种因素。一般来说,垃圾渗滤液具有如下特性 1：

3、1、水质复杂，危害性大。 根据实验测定，垃圾渗滤液中有近百种有机化合物，其中 20 多种已经被我国和美国 EPA 环境列入优先控制污染物的黑名单中。除此之外，渗滤液中还含有 10 多种金属和植物营养素(氨氮等)，水质成分非常复杂。 2、COD Cr 和 BOD5 浓度高。 3、金属含量高。 4、氨氮含量高、含盐量高。 5、色度深且有恶臭。 因此必须考虑脱色处理，臭味给运行操作带来的负面影响。 6、微生物营养元素比例失调。 垃圾渗滤液通常有机物和氨氮含量高，而磷元素较为缺乏，其 C/P 比较大，C/N 比较小，NH 3-N 含量过高。加上碱度高，对厌氧消化不利。磷元素的缺乏也影响系统的稳定。 7

4、、水质变化大。 填埋时间是影响渗滤液水质的主要因素。渗滤液 BOD 与 COD 的比值一般在 0.40.75 之间，采用生物处理法的处理效果良好。随填埋时间的增长，垃圾层逐渐稳定，垃圾渗滤液中的有机物浓度逐渐降低，其 BOD/COD 值甚至可低于 0.1。以上信息说明生物法处理垃圾渗滤液的效率与渗滤液的填埋龄存在线性关系，填埋龄不断增加处理效率在逐渐降低，后面处理构筑物的负荷渐渐加大。1.2 垃圾渗滤液的处理方法介绍 1.2.1 生物法处理渗滤液 生物法是渗滤液处理中最常用的方法，因为其运行费用较低、处理效率高，不会出现化学污泥等造成二次污染等诸多有点而被世界各国得以广泛选用。稳定塘、活性污泥

5、法、生物转盘、厌氧固定膜生物反应器等是当前生物法主要的几种工艺形式。 1、活性污泥法活性污泥法是污水处理的一种方法。活性污泥法讲的就是是在借助人工条件对污水中的微生物群体进行连续混合和培养，直到最终形成悬浮态的活性污泥为止。根据活性污泥的生物作用，在好氧条件下，分解去除污水中有机污染物，使污泥和水达到分离，绝大数的污泥回流到生物反应池，剩余污泥排出活性污泥系统。美国和德国的垃圾填埋场渗滤液处理采用了活性污泥法，通过垃圾填埋场的实际运行结果可以了解到，通过提高污泥浓度来降低污泥的有机负荷可以获得令人满意的处理效果。如美国宾州的Fall Township 污水处理厂，它的垃圾渗滤液进水的 CODc

6、r、BOD 5、氨氮的浓度是一般污泥的质量浓度的 3 到 6 倍。体积有机负荷为 1.87kgBOD 5/（m 3d），F/M 为 0.150.31kgBOD 5/kgMLSS d）时，BOD 5 的去除率可达 97；在体积有机负荷为 0.3kgBOD5/（m 3d），F/M 为0.03005ksBOD 5/（kg MLSSd）时，BOD 5 的去除率就变为 92。该厂的数据证明，适当的提高活性污泥的质量浓度，让 F/M 为 0.030.31（kgBOD 5/（kgMLSSd）之间的话，采用活性污泥法垃圾渗滤液可以得到有效处理。2、稳定塘 稳定塘是一种利用天然净化能力对污染水质进行处理的构筑物

7、的总称。主要利用菌藻的共同作用来是废水进行净化。稳定塘处理工艺的优点有:（1）不但能够充分利用地形，因地而建立相应的稳定塘，而且建造稳定塘的结构简单，建设费用低。 （2）有效实现了污水资源化和污水回收与再利用，最终水循环利用得到体现，不但节省了水资源，而且获得了经济收益。 （3）处理能耗低，运行维护方便，成本低。陕西理工学院毕业设计第 3 页 共 44 页（4）美化环境，形成生态景观。 （5）污泥产量少。稳定塘处理工艺缺点有:（1）占地面积过多。 （2）气候对稳定塘的处理效果影响较大。 （3）若设计或运行管理不当，则会造成二次污染。3、生物转盘原理: 生物转盘去除废水中有机污染物的机理与生物滤

8、池大致相同，但构造形式却全然不同。生物滤池中的生物膜为固定式，相反的在生物转盘中的生物膜则是处于运动状态。表面附着有生物膜的盘片通常作为生物转盘的核心处理装置。典型的生物转盘通常由安装在水平轴上的诸多间距很小的圆盘或者多角盘片组成，完全浸没于半圆形槽的废水中的盘片面积约 4045。生物转盘旋转时，生物膜与废水及空气交替接触。优点：生物转盘采用了纸质叠层波纹体材料作盘片,有占地面积小、能耗较低、处理效率高、管理方便、操作简单等优点。缺点：生物膜荣易脱落、处理效率低下、能耗相对较高是目前生物转盘所存在的几个明显缺点。Pitea 渗滤液处理厂采用的就是生物转盘处理垃圾渗滤液，该厂的设计规模 500

9、m3/d，设计转盘表面积为 3000m2，平均设计负荷 4.8gNH 3N/（m 2d） 。该厂主要通过对填埋场气体的加热从而使进人生物转盘的渗滤液温度稳定在一定范围（20左右） ，取得了较好的处理效果。Pitea 填埋场生物转盘是好氧生物反应器应用的典例，相反的英国 Britannia 填埋场则是运用厌氧固定膜生物反应器处理垃圾渗滤液取得了良好的处理效果的实例。4、厌氧生物处理厌氧生物处理指的是在厌氧条件下，废水中有机化合物经过多种微生物的共同作用，最终转化位二氧化碳、甲烷、水等的过程。本设计主要介绍厌氧生物处理的上流式厌氧污泥床反应器（UASB） 。上流式厌氧污泥床反应器（UASB） ，构

10、造特点是集生物反应、沉淀、气体分离和收集于一体，结构紧凑、处理能力大、无机械搅拌装置等，不仅用于处理高、中浓度的有机废水，还可以处理一般浓度废水。除此之外，还有厌氧膨胀颗粒床反应器（EGSB） ，是在上流式厌氧污泥床(UASB)反应器研究成果的基础上，开发的第三代超高效厌氧反应器。1.2.2 物化法以前仅仅用在处理填埋时间较长的生活垃圾中排出的渗滤液，如今随着渗滤液控制排放标准的严格化，物化法也用来处理新鲜的渗滤液，已经是渗滤液后处理工艺中常用的方法之一。物化法一般包括絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分离和化学氧化法等。物化法处理成本相对较高，故大量的渗滤液的处理一般不采用物化法。1、絮凝沉淀实验证明

11、；对经过生物处理的渗滤液进行絮凝沉淀时（通常采用的絮凝剂是铁盐或铝盐） ，即使在 （BOD 5）很低（25 mgL）的情况下，CODcr 的去除率有 50之高，反应过程中最佳的pH 值因絮凝剂不同而变化，其中铁盐为 4.54.8，铝盐为 5.05.5，最小的加药量在 250500 g/m3之间。 絮凝沉淀工艺会产生大量的化学污泥；出水的 pH 值较低，含盐量高；氨氮的去除率较低等。因而即使絮凝沉淀有可观的处理效率，但是选用时还是要仔细考虑。 陕西理工学院毕业设计第 4 页 共 44 页2、反渗透反渗透常常用于渗滤液的后处理中，反渗透能够去除中等分子量的溶解有机物。反渗透工艺越来越广泛应用主要因

12、为反渗透具有高效性、模块化和易于自动控制的优点，但是小分子量的物质的截留效率相对较差（例如氨、小分子的有机卤代物等）是目前反渗透用于渗滤液处理存在的问题所在。高浓度的有机物是造成膜污染和膜表面结垢等问题得主要缘由所在。3、活性炭吸附处理填埋时间长或经过生物预处理后的渗滤液一般选用活性炭吸附处理，它和反渗透一样能够去除中等分子量的有机物质。早在 20 世纪 70 年代在欧洲的实验室研究就已经证明，CODcr 的去除率通常为 5060，但是添加石灰石作预处理材料的话，CODcr 去除率很大程度提高，可达80之高。可见活性炭吸附中的效果十分明显，但是在活性炭处理较多渗滤液后活性炭的吸附作用就会开始下

13、降。活性炭吸附作用存在一定的曲线关系。4、化学氧化化学氧化工艺不仅能够彻底地消除污染物，而且不会产生絮凝沉淀工艺中产生的污染物被浓缩的化学污泥。该工艺一般用在废水的消毒处理方面，很少使用在有机物的氧化这方面，主要是因为投加药剂量很高会带来诸多的经济问题。但考虑使用化学氧化工艺对渗滤液中一些难控制的有机污染物进行处理。 氯气、次氯酸钙、高锰酸钾和臭氧使最常用的化学氧化剂。本工艺采用氯气作为化学氧化剂。1.2.3 土地法土地法就是土壤灌溉法，最早人类便采用土地法来进行废水、污水的处理。渗滤液处理方法一般过程为先将渗滤液收集集中，然后再通过喷灌使渗滤液回流到填埋场。循环填埋场的渗滤液因为有垃圾湿度的增加，从而生物活性相应得到提高，最终加速甲烷生产和废物的分解。其次喷灌中的蒸发作用会使得使渗滤液的体积减小，有助于废水处理系统的运转，且可节约能源费用。