垃圾渗滤液处理工艺方案比选

垃圾渗滤液处理扩建工程工艺方案比选

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广州市兴丰垃圾卫生填埋场位于广州市中心东北方向约38km的丘陵山地中，占地面积84公顷，填埋库容达2000万m3。是我国第一座在技术和管理上全面与国际接轨的垃圾填埋场，它采用了高标准的建设，并将其营运承包给知名的境外专业公司。该场于2000年11月开始建设，于2002年8月一期工程建成并投入营运，运行一年多来，取得了良好的环境效益和社会效益。兴丰场原设计的进场垃圾接纳量平均为3000 T/d，垃圾渗滤液处理能力为565 m3/d，主要工艺设计参数如表1所示。由于广州市规划中的其它垃圾处理设施不能如期建成，在相当长的一段时间内兴丰场将承担6000 T /d的处理任务，因此渗滤液处理设施的扩建势在必行。扩建后渗滤液总处理能力必须达到1200 m3/d，场区自北向南流水经谷口排入金坑河，再流至兴丰填埋场东南方向大约900 m的总库容达1850万m3的金坑水库。由于下游金坑水库功能环境较为敏感，因此兴丰场渗滤液处理出水必须达到回用水标准。

表1 一期工程渗滤液处理系统设计指标（单位：mg/L）

*注：实际处理后水质均达到回用水标准。

1 扩建工程渗滤液水量水质标准

1.1 渗滤液水量

根据兴丰场运行1年多来渗滤液产生量、广州降雨量和垃圾填埋方式等综合考虑确定垃圾量增加至6000 t以上时，渗滤液处理水量将增加650 m3/d。

1.2 渗滤液进水水质和出水水质

渗滤液进水水质和出水水质采用采用表1中的参数。

2 扩建工程处理方案选择原则

（1）扩建工程工艺必须达到现有渗滤液处理厂的处理能力和处理效果，保持最终出水稳定地达到回用水水质标准；

（2）选择工艺尽可能简单、技术可靠、管理方便、运行高效低耗的处理流程，并尽可能降低工程投资。

（3）由于渗滤液水质变化幅度大，选取的工艺必须有较强的适应性和操作上的灵活性，具有一定的抗冲击负荷能力，并且能够容易进行改造，以适应水质的变化。

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3 扩建工程处理工艺方案介绍

3.1方案一：UASB+SBR+CMF+RO处理工艺

3.1.1 工艺流程

现渗滤液处理采用的工艺方案为UASB+SBR+CMF+RO，见图1。

3.1.2 工艺说明

渗滤液由调节池泵入均衡池，进行水质水量的均衡和pH调节，均衡池出水进入UASB反应池中，在反应池中COD 负荷为10~15 kgCOD/m3d ，BOD降解可达75%，COD降解可达70%。经厌氧后渗滤液进入SBR池，在此利用生物反应进行BOD5、COD以及NH3-N的去除，停留时间为10.5d，反硝率：4.51gNO3/kgVSS.h (20°C)。

SBR 反应期的操作以好氧，缺氧交替运作，在好氧情况下，微生物会产生硝化作用；在缺氧情况下，微生物会进行反硝化作用以去除氨氮[3]。

为了防止高氨氮浓度对生化系统可能产生的抑制，SBR系统采用了高污泥龄设计(30d)，这较生活污水处理厂的设计为长，可保证反应器中数量足够且性能隐定的硝化和反硝化菌，使微生物在反应器中的停留时间大于硝化和反硝化菌的最小世代期。高污泥龄设计还可去除较难生化的有机物。

经生化处理后的渗滤液进入连续微滤（CMF）系统，此系统作为反渗透系统的前处理，采用0.2μm中空纤维膜，隔除渗滤液中大于0.2μm的固体、细菌和不溶性的有机物。经生化和微滤处理的渗滤液进入RO反渗透系统，RO系统采用宽幅螺旋卷式复合膜，设计最大工作压力：35 Bar，最大回收率为80%，清洗周期为1~2星期，预期膜的工作寿命为1~2年。RO出水可直接进行回用，浓缩液经化学沉淀后形成稳定的絮凝体再运至填埋场进行填埋处理。

该工艺的技术特点是：

（1）UASB能耗低效率高，与SBR相结合的工艺是既经济又灵活去除有机物及氨氮的有效方式；

（2）高效的SBR处理体系是生物脱氮的关键，它将各种形态的氮最终转化为N2，彻底解决了渗滤液中的氮污染问题；

（3）CMF＋RO深度处理系统可确保出水水质稳定达标；

（4）剩余污泥量小。

3.1.3 各阶段的出水水质

表2 各阶段出水水质

水质指标原水UASB SBR 微滤反渗透

COD (mg/l) 20,000 6,000 <700 <600 40

BOD5 (mg/l) 12,000 3,000 <200 <150 8

TSS (mg/l) 2,000 500 <110 <1 1

NH3-N (mg/l) 2,100 1,890 <50 <50 8

3.2 方案二：蒸发+RO处理工艺

3.2.1 工艺流程

3.2.2 工艺说明

渗滤液由调节池泵入预处理池，通过投加臭氧对氨氮与低分子有机物进行预处理，出水经沉淀后进入热交换器。预处理后渗滤液用泵送入两个热交换器进行预热，交换器同时作为蒸发器浓缩液和冷凝水的冷却器。预热后的渗滤液进入进水池，然后提升进入蒸发器。在蒸发器内，渗滤液通过喷头喷洒在高温的管束外表面而蒸发成蒸气，蒸气经收集后通过离心压缩机压缩进入管束，从而产生持续的蒸发循环。同时渗滤液喷洒到管束外表面对管束中的蒸气起到降温作用而

使管道内蒸气冷凝。管道中形成的冷凝水收集后进入脱气器中，减少易挥发有机成分，冷凝液用泵从脱气器经过冷凝液冷却器进入暂存池。

经蒸发处理的渗滤液进入RO反渗透系统，RO系统采用宽幅螺旋卷式复合膜，设计最大工作压力为35 Bar，最大回收率为80%，清洗周期为1~2星期，预期膜的工作寿命为1~2年。RO出水可直接进行回用。

蒸发器底部所收集的浓缩液及RO浓缩液用循环泵输送入浓缩液冷却器对进水进行预热，冷却后的浓缩液进入焚烧炉焚烧。

该工艺的技术特点是：

（1）全部采用物化工艺处理，进水水质波动对处理效果基本无影响；

（2）剩余污泥量小；

（3）浓缩液可以得到彻底的处置，无须回灌。

3.2.3 各阶段的出水水质和处理效率

表3 各工段处理效率表

3.3 方案三：MBR+UF+NF处理工艺方案

3.3.1 工艺流程