1、城市生活垃圾渗滤液处理技术探讨摘要:城市生活垃圾渗滤液成分复杂，是一种危害较大的高浓度有机废水，如果处理不当将对周围环境和地下室造成严重的污染。本文结合工程实例，采用调节池/混合反应沉淀池/厌氧 UBF 系统/SBR 系统/浸没式超滤膜处理系统组合工艺来处理垃圾渗滤液，并论述了主要处理单元的设计参数。调试效果表明，该垃圾渗滤液处理技术可行，能满足排放要求。 关键词:垃圾渗滤液；处理；设计参数；超滤膜系统；运行调试 中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号： 随着城市经济的不断发展和人们生活水平的提高，每天源源不断大量产生的生活垃圾，已日益成为一个污染环境、困扰人类的社会问题。城市垃圾处
2、理方式主要有垃圾焚烧、填埋、堆肥以及综合利用等。垃圾处理过程中，由于厌氧发酵、有机物分解、雨水冲淋等产生多种代谢物质，形成高浓度的有机废液，即垃圾渗滤液。渗滤液具有水质复杂、水量波动大、有毒有害物质含量高等污染特性，其一旦进入外部环境就会造成严重的二次污染，若渗滤液处理不当，不仅会污染土壤和地表水源，甚至会污染地下水对生态环境和人体健康带来巨大危害。因此，垃圾渗滤液的有效处理迫在眉睫。 1 工程概况 某垃圾渗滤液处理工程，设计规模为 400m3/d，设计进、出水水质见表 1。 表 1 设计进、出水水质 设计出水水质执行污水综合排放标准(GB89781996)的三级标准。该工程总占地面积为 46
3、00m2，其中预留提标场地。 2 渗滤液处理工艺 垃圾渗滤液成分复杂，污染物浓度高且随不同时间有较大波动，产生量随季节变化波动较大，需采取切合实际、有效的工艺路线，确定合理的设计参数、选用适合的工艺设备并配备合理的自控设施，以节能增效，在确保处理能力及效果的基础上，方便运行管理、降低工程造价和运行成本。本工程采用的工艺流程如图 1 所示。 图 1 垃圾渗滤液处理工艺流程 该工程设计工艺包括调节池、混合反应沉淀池、厌氧 UBF 处理系统、好氧 SBR 处理系统、浸没式超滤膜处理系统、污泥处理系统及除臭系统，此外预留了纳滤处理系统场地。垃圾渗滤液从垃圾储仓收集池由泵提升过滤后进入调节池，池内设搅拌
4、以防止悬浮物沉淀。经过调节池调节水质、水量后，用泵送至混合/反应/沉淀池，去除部分大颗粒有机物和无机物后进入加温池，利用余热使水温保持在 35，而后进入 UBF 进行厌氧生化处理，去除 90%以上的 COD，产生的沼气经收集处理后综合利用。厌氧池出水进入 SBR 反应池，采用射流曝气和序批式反应，去除 90%以上的氨氮，然后进入浸没式超滤膜系统，去除水中有机污染物，确保出水水质达到设计标准。 沉淀池、厌氧系统及好氧系统产生的污泥均排至污泥浓缩池进行减量化处理，再经泵送至离心脱水机脱水干化。调节池、混合反应沉淀池及污泥处理系统产生的臭气收集后送焚烧处理。 3 主要处理单元的设计参数 3.1 调节
5、池 在垃圾渗滤液处理工程中，调节池不但起着调质调量的作用，还具有事故池的作用。设调节池 2 座，半地下式钢混结构，尺寸(LBH)为33.5m12.0m6.0m，有效水深为 5.0m，水力停留时间(HRT)为 10d，池内设液下搅拌器以保持整池的内部循环流动，避免池体内部产生死角而导致固体颗粒的沉淀、沉积。 3.2 厌氧处理系统 厌氧生物反应系统选用两级 UBF，中温消化。采用潜水搅拌机作为内循环装置，池外设置污泥循环泵，二级 UBF 出水进入脱气沉淀池进行脱气沉淀，确保出水效果。设 2 座处理池，每座 2 格，单格尺寸(LBH)=12.5m8.0m11.0m，有效水深为 10.0m，半地下式钢
6、混结构，容积负荷为 4.0kgCOD/(m3d)，容积产气率为 1.6m3/(m3d)，水力停留时间为 10d。采用多点布水，定点排泥。 3.3 好氧处理系统 好氧处理采用 SBR 工艺，设 SBR 反应池 4 座，单座尺寸(LBH)为13.0m9.5m6.0m，有效水深为 5.0m，半地下式钢混结构，污泥负荷为0.2kgBOD5/(kgMLSSd)，污泥浓度为 7000mg/L，运行周期为 12h，其中进水搅拌时间为 1.0h、曝气反应时间为 8.0h、沉淀时间为 1.5h、排水时间为 1.0h、闲置时间为 0.5h。 由于好氧反应属于升温过程，温度最高升到 38以上，对好氧系统生化反应有影
7、响，同时出水温度过高易造成热污染。为防止好氧系统崩溃，设计了降温系统:引入冷媒水，通过板式换热器进行冷却水与 SBR 渗滤液的换热，使 SBR 池水温在曝气时温度得到降低，并确保 23h 内池温降至 35左右。 3.4 浸没式超滤膜系统 膜箱采用多组多池结构，整个系统由内置超滤膜池、中空纤维膜组件、盐酸储罐、调节 pH 加酸装置等组成。共设膜池 4 组，采用钢混结构，每组内设 550m2 膜组件 1 套，通量为 9.3L/(m2h)，有效工作时间为16.5h。由于渗滤液碳酸根等缓冲离子多，容易结垢，因此调节进水 pH值非常重要，可以缓解膜污堵的频率，保证出水水质。 4 运行调试 为了保证渗滤液
8、处理系统的正常运行，使处理后的渗滤液达标排放，必须进行系统调试，以检验工艺设计参数的合理性，检验土建工程和安装工程的质量，检验设备的运行性能。 4.1 混合/反应/沉淀池 根据环保系统内已建渗滤液处理站运行方式及处理效果，本次调试取消混合/反应池的混凝功能，并取消投加石灰，垃圾渗滤液按照设计停留时间从系统经过后进入 UBF。预处理系统对 COD、SS 的去除率分别为15%和 50%左右。 4.2 厌氧系统 UBF 反应器的调试是工程调试的关键。当接种污泥量投足后，控制渗滤液分批进料，启动运行厌氧反应处理装置间歇运行。每批渗滤液进入后，反应器间歇运行。反应装置在静止状态下进行厌氧代谢，使接种的污
9、泥或增殖的污泥暂时聚集，或附着于填料表面，而非随水流失，经若干天(所需时间随水质和接种污泥浓度检测指标而变)反应大部分有机物被分解后，再进第二批渗滤液。 UBF 反应器的接种污泥来自城市污水处理厂脱水后污泥(含水率为 75%)，污泥接种量为 510kgVSS/m3。进泥方式:4 座 UBF 池同时进泥，每池需投加污泥 40t，合计为 160t，每池投料比例为 40t 污水厂脱水后污泥+920m3 清水+80m3 垃圾渗滤液，并适量投加其他渗滤液处理站的厌氧污泥以加快调试进度。污泥接种工作历时 16d，而后开始投加渗滤液。 自 2011 年 6 月起，通过半个月的调试，沼气火炬点燃成功，沼气中甲
10、烷浓度为 75%80%，对 COD 去除率达到 85%左右，厌氧系统启动成功。在低负荷调试运行期(HRT=30d)，进水量为 135m3/d，厌氧系统对 COD 的去除率逐渐从 85%提高到 90%以上。 4.3 好氧系统 好氧系统的接种污泥采用城市污水厂脱水污泥，污泥接种量为 15t/池，合计为 60t。污泥接种完成后，系统开始接收渗滤液，进行带负荷调试。由于渗滤液本身的特殊性，微生物需要一定的驯化过程才能够逐渐适应，运行初期系统的运行负荷和曝气量需低于正常运行期的参数，随着驯化时间的增加，渗滤液比例逐渐增加。通过 8d 的调试，SBR 池的SV30 基本维持在 30%40%，pH 值为 7
11、.57.9，温度为 3336，生物相较好。出水 COD 约为 500700mg/L，NH3N 约为 1020mg/L。 4.4 超滤膜处理系统 膜系统作为一个独立系统，初期进行清水调试，待 SBR 出水达到膜进水标准后再进行系统调试。 5 运行情况 整个调试运行时间从 2011 年 6 月 3 日起，至 8 月 25 日达到 400m3/d的处理量，满负荷运行期间测定的水质数据平均值如表 2 所示。从表 2可看出，整套系统达到了设计处理效果，满足排放要求。 表 2 各系统出水水质 该工程总投资约为 2400 万元，吨水投资约为 6 万元。运行期间电耗为 8.37kWh/m3，电价按 0.646
12、 元/(kWh)计，则电费为 5.41 元/m3;药剂费主要为厌氧系统营养盐以及污泥脱水药剂，约为 0.39 元/m3;配备 8人，工资按 2500 元/(月人)计，则人工费为 1.67 元/m3;日常维护及维修费用约为 1.25 元/m3。综上所述，吨水直接运行费用=电费+药剂费+人工费+日常维护及维修费=8.72 元/m3。 6 结论 目前，还没有一套成熟、切实可行的垃圾渗滤液处理工艺，垃圾渗滤液的处理方法多样，效果参差不齐，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。实践证明，采用调节池/混合反应沉淀池/厌氧 UBF 系统/SBR 系统/浸没式超滤膜处理系统组合工艺处理垃圾渗滤液，运行稳定，效果较好，出水水质能达到污水综合排放标准(GB89781996)的三级标准，这也说明了本工程采用的垃圾滤液处理技术是可行的，值得借鉴。 参考文献 1 卓洁.垃圾渗滤液危害及其处理工艺探讨J.能源与环境,2012年 03 期 2 黄潇.城市生活垃圾渗滤液处理技术研究进展J.怀化学院学报,2012 年 05 期
