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垃圾渗滤液6类生物处理工艺方法的综合分析4.3 厌氧与好氧的结合方式 虽然实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性，但单独采用厌氧法处理渗滤液也很少见。对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧好氧处理工艺既经济合理，处理效率又高。COD和BOD的去除率分别达86.8%和97.2%。 4.3.1 厌氧-好氧生物氧化工艺(厌氧硝化和生物氧化塘) 西南师大生物系对pH为8.0～8.6，COD为16124mg/L，BOD5为214～406mg/L、NH3- N为475mg/L的渗滤液采用厌氧好氧生物化学法处理，取得出水pH为7.1～7.9，COD为170.33～314.8mg/L，BOD5为91.4mg/L、NH3-N为29.1mg/L的良好效果。 4.3.2 厌氧-氧化沟-兼性塘工艺 下面结合广州市李坑垃圾填埋场作以下说明及分析。李坑垃圾填埋场污水处理厂按流量300m3/d设计，进水BOD5为2500mg/L、COD为4000mg/L、NH3-N 为1000mg/L、SS为600mg/L、色度为1000倍;出水BOD5为30mg/L、COD为80mg/L 、NH3-N为10mg/L、SS为70mg/L、色度为40倍。选用工艺流程为：厌氧氧化沟兼性塘絮凝沉淀。当进水水质较好，兼性塘出水达标时，即可直接将兼性塘水向外排放;而当进水水质较差，兼性塘出水达不到排放标准时，则启用混凝沉淀系统，再排放沉淀池上清液。 从该套工艺的运行情况来看，当进水的COD较高时，出水水质良好;一旦COD 降低，特别是冬季低温少雨，COD降低到不利于生化处理时，出水各水质成分均偏高难以达标，出水呈棕褐色，尽管启用絮凝沉淀系统，效果仍不理想。由此可见，对于渗滤液的色度和NH3-N的有效去除，对生化处理将产生有利影响。 4.3.3 厌氧-气浮-好氧工艺 大田山垃圾卫生填埋场渗滤液处理采用的是此工艺。根据广州市环境卫生研究所对类似垃圾填埋场渗滤液检测资料及模拟试验，结合本场实际情况定出渗滤液污水处理设计参数。进水水质COD为8000mg/L、BOD5为5000mg/L、SS为700mg/L、pH值为7.5 ;出水水质COD为100mg/L、BOD5为60mg/L、SS为500mg/L、pH值为6.5～7.5。针对该场远离市区的特点，为便于管理和节省能耗，经比较后选用厌氧和好氧联合处理工艺。厌氧段为上向流式厌氧污泥床反应器，好氧段为生物接触氧化法，加化学混凝沉淀和生物氧化塘，净化处理达标后排放。剩余污泥经浓缩后送回填埋场处理。 考虑到渗滤液水质变幅较大的特点，在厌氧段后加入气浮工艺，提高处理能力以应付进水水质偏高的情况。 4.3.4 UASB-氧化沟稳定塘 福州市于1995年建成全国最大的现代化的城市垃圾综合处理场--福州市红庙岭垃圾卫生填埋场。处理垃圾渗滤液水量为1000m3/d;垃圾渗滤液水质(入口)为COD为 8000mg/L、BOD5为5500mg/L;处理水质要求(出口)为COD去除率95%、 BOD5去除率97%。 设计采用上向流式厌氧污泥床-奥贝尔氧化沟-稳定塘工艺流程。垃圾填埋场的垃圾渗滤液集中到贮存库，依靠库址的较高地形，自流到集水池、格栅，经巴式计量槽计量后，靠势能流至配水池，再依靠静水头压至上向流式厌氧污泥床。经厌氧处理后的污水流至一沉池进行固液分离，上清液自流到奥贝尔氧化沟，沉淀污泥靠重力排至污泥池，污泥定期用罐车送到垃圾填埋场或堆肥利用。 污水在奥贝尔氧化沟进行好氧生化处理，奥贝尔氧化沟采用三沟式A/O工艺，具有先进的污水脱氮处理效果。该工艺突出的优点是在第一沟中既能对氨氮进行硝化，又能以BOD为碳源对硝酸盐进行反硝化，总氮去除率可达80%，由于利用了污水中BOD作碳源，导致污水中的 BOD5被去除，减少了污水中的需氧量。为了提高氧化沟脱氮效果，把第三沟的出水用潜水泵再抽至第一沟进行内回流，在第一沟中进行反硝化。 经氧化沟处理的污水流入二沉池进行固液分离，澄清水自流至稳定塘进行生物处理。二沉池的剩余污泥靠重力排至浓缩池。浓缩池中的上清液回流至氧化沟处理，其浓缩后的污泥用潜水泵抽至罐车输送到垃圾填埋场填埋，或进行堆肥处理。 4.4 土地处理 土地处理法亦即土壤灌溉法，是人类最早采用的污水处理法，但是土地处理系统的应用多见于城市污水处理。对于渗滤液的处理方法，将渗滤液收集起来，通过喷灌使之回流到填埋场。循环填埋场的渗滤液由于增加垃圾湿度，从而提高了生物活性，加速甲烷生产和废物分解。其次由于喷灌中的蒸发作用，使渗滤液体积减小，有利于废水处理系统的运转，且可节约能源费用。北英格兰的Seamer Carr垃圾填埋场，有一部分采用渗滤液再循环，20个月后再循环区渗滤液的COD值降低较多，金属浓度有较大幅度下降，而NH3 -N、Cl-浓度变化较小。说明金属浓度的下降不仅是由于稀释作用引起的，也可能是垃圾中无机成分对其吸附造成的。 由于再循环渗滤液具有诸多优点，所以设计填埋场时顶部不要全部封闭，而应设立规则性排列的沟道以免对周围水源的污染。低浓度渗滤液不能直接排放，因NH3-N、Cl-浓度仍较高，温度较低季节，蒸发少，生物活性弱，再循环渗滤液的效果有待进一步研究。 4.5 突出硝化和反硝化的工艺 "老"的填埋场往往处于甲烷发酵阶段，其渗滤液中氨氮含量较高，通常为100～1000mg /L。去除氨氮主要有两种方法：一是硝化和反硝化;另一种是提高pH值至9以上，再用空气吹脱。Robinson和Maris将年龄为20年的填埋场渗滤液在温度为10℃，泥龄为60d的条件下曝气(实际上此与氧化塘运行条件相仿)，可完全硝化。其它用生物转盘等好氧方法也都取得了成功，因此普遍认为渗滤液的硝化是不成问题的。 常见的处理工艺： >>>>硝化/反硝化系统+MBR+RO 硝化/反硝化工艺是针对氨氮去除的生化处理方法，经硝化段和反硝化段的联合作用，实现对COD和氨氮的同时彻底去除，出水通过MBR泥水分离和RO对离子的深度截留最终达到国家排放标准。 >>>>两级反渗透工艺(或两级DTRO工艺或全膜法处理工艺) 该工艺为纯物理的处理方法，占地面积较小，施工和调试周期短，但很容易造成污染物质的富集，很难实现出水长期稳定达标，且一次性投资和运行费用很高。 >>>>絮凝沉淀+硝化/反硝化系统+MBR+NF+RO 采用该工艺大多做成集成设备，前端增加化学法进行预处理，工艺路线较长，增加整体的控制难度，集成设备对水质水量波动适应能力差，很容易出现池容偏小，生化效果差的问题。 >>>>中温厌氧系统+硝化/反硝化+MBR+RO 对高浓度COD去除效果较好，常应用在垃圾焚烧厂、垃圾中转站等新鲜垃圾渗滤液的处理中，该工艺对进水的稳定性要求很高，且厌氧系统要保持35°C，投资和运行成本高。 4.6 英Rochem's反渗透处理厂工艺 在英国垃圾渗滤液处理厂使用Rochem's专利圆盘管反渗透系统对初级渗滤液进行处理。这种处理技术是由南亨伯赛德郡温特顿填埋场所设计和生产的Rochem's离析膜系统。 这个系统的心脏是Rochem's专利圆盘管。这个圆柱体的组成包括板片、八角型钢和一个圆管内的耐磨膜垫层，它能处理那些快速堵塞普通的反渗透膜系统的渗滤液。在膜的压力下渗滤液进入Rochem's处理系统进行曝气和pH校正。当含有污染物的渗滤液流经圆柱体内膜表面时，渗滤液中的污染物质由于反渗透作用而分离出来并经膜排出。整个系统清理的操作是自动化的，当需要对该系统进行化学清洗时，控制指示器就会显示出信息来，同时自动清洗系统就会用已经程式化的化学制剂对该系统进行内部清洗，使其恢复到最初的功能。因为渗滤液在封闭情况下，在膜的表面形成湍流，减少氧化，产生恶臭，所以到一定时间要进行内部清洗，但这种清洗的间隔时间较长，Rochem's 离析膜系统能够去除重金属、固体悬浮物、氨氮和有害的难降解的有机物，处理后的水满足严格的排放标准。 德国的Ihlenbery填埋场安装投入使用的Rochem's处理系统，其处理能力的污水量为50m3/h，水的回收率为90%。 5 处理工艺的分析比较 与好氧方法相比，厌氧生物处理具有以下优点。 (1)好氧方法需消耗能量(空气压缩机、转刷等)，而厌氧处理却可产生能量(产生甲烷气) 。COD浓度越高，好氧方法耗能越多;厌氧方法产能越多，两者的差异就越明显。 (2)厌氧处理时有机物转化成污泥的比例(0.1kgMLSS/kgCOD)远小于好氧处理的比例(0.5kgMLSS/kgCOD)，因此污泥处理和处置的费用大为降低。 (3)厌氧处理时污泥的生长量小，对无机营养元素的要求远低于好氧处理，因此适于处理磷含量比较低的垃圾渗滤液。 (4)根据报道，许多在好氧条件下难于处理的卤素有机物在厌氧时可以被生物降解。 (5)厌氧处理的有机负荷高，占地面积比较小。 但是，厌氧处理出水中的COD浓度和氨氮浓度仍比较高，溶解氧很低，不宜直接排放到河流或湖泊中，一般需要进行后续的好氧处理。另外，世界上大多数垃圾渗滤液多是偏酸性的 (pH值一般在5.5～7.0)。pH在7以下，产甲烷菌将会受到抑制甚至死亡，不利于厌氧处理，而好氧处理对pH的要求就没有这么严格。再者，厌氧处理的最适温度是35℃，低于这个温度时，处理效率迅速降低。比较而言，好氧处理对温度要求不高，在冬季时即使不控制水温，仍能达到较好的出水水质。 鉴于以上原因，对COD浓度在50 000mg/L以上的高浓度垃圾渗滤液建议采用厌氧方法 (后接好氧处理)进行处理，对COD浓度在5 000mg/L以下的垃圾渗滤液建议采用好氧生物处理法。对于COD在5 000～50 000mg/L之间的垃圾渗滤液，好氧或厌氧方法均可，选择工艺时主要考虑其它因素。 6结论和建议 通过对上述几种处理方法及处理工艺的分析比较可得以下结论，并提出水质、水量等方面的建议和意见： (1)垃圾渗滤液具有成分复杂，水质水量变化巨大，有机物和氨氮浓度高，微生物营养元素比例失调等特点，因此在选择垃圾渗滤液生物处理工艺时，必须详细测定垃圾渗滤液的各种成分，分析其特点，以便采取相应的对策。还应通过小试和中试，取得可靠优化的工艺参数，以获得理想的处理效果。 (2)多种方法应用于渗滤液的处理是可行的。在有条件的地方修筑生物塘，同时采用水生植物系统处理渗滤液，不仅投资省，而且运行费用低。土地处理也受到人们的重视，但在渗滤液的处理中选用尚少。生物膜法和活性污泥法有成熟的运行管理经验，结合采用厌氧好氧工艺生物处理渗滤液较多。但修建专用的渗滤液处理厂投资大，运行管理费用高，而且随着填埋场的关闭，最终使水处理设施报废，故应慎重选用。 (3)我国真正能满足卫生填埋标准的填埋场并不多，许多填埋场因为投资所限无法按设计要求建造能达到环境保护要求的渗滤液收集系统。因此，宜发展投资省，效果好的渗滤液处理技术。垃圾填埋场渗滤液向填埋场回灌，利用土地吸附，土壤生物降解及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解，具有投资省、效果好，无需专门处理设施投资等特点。而且渗滤液的回灌可使垃圾保持湿润，加速填埋场的稳定。回灌法采用较少，可作深入研究，以明确回灌法的使用条件，处理效率及回灌处理的工程设计参数。 (4)对垃圾填埋场渗滤液进行处理是问题的一个方面，另一方面应当考虑减少渗滤液产生量。宜发展可减少渗滤液产生量的填埋技术，如好氧填埋或准好氧填埋。 (5)对垃圾渗滤液的处理，我国尚处于研究探索阶段，为了建设标准化的城市垃圾卫生填埋场，对其渗滤液的处理应作更深入的研究。苏州工业垃圾清理 |
