三种生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺比较_张萍

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2008 年我国发布实施了新修订的 GB 16889 - 2008 《生活垃圾 填 埋 场 污 染 控 制 标 准 》,对 垃 圾 渗 滤 液 中 BOD5 、CODCr 、氨氮、总氮、重金属等指标提出了更严 格的排放要求。近年来,垃圾渗滤液处理技术有了很大 的发展,这对于有效防控垃圾渗滤液对环境的危害起到 十分重要的作用。分析我国垃圾渗滤液处理工程技术现 状,广泛采用的传统的生物处理 + 膜深度处理、全膜处 理、蒸发 + 离子交换等工艺都有其各自的优缺点。
的运行需要培养、驯化;
制,导致膜 更 换 费 用极高,增 加 2. 外排气体可能根据渗滤液的成分不
2. 出水率较低,回灌难度较大;
了运行成本;
同产生有毒气体或难处理气体,是否
3. 需连续运行,不能长时间停运;
3. 一级膜、二级膜的设计更换周 完全达标,还需验证;
4. 渗滤 液 老 龄 化 后,可 生 化 性 极 差, 期为 3 年、5 年,实际难以达到; 3. 对设备的材质要求较高,须耐强酸、
收稿时间: 2012 年 1 月 20 日 作者简介: 张萍,工程师,硕士,研究方向为污水处理、固体废物处理
张 萍: 三种生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺比较
·65·
一级浓液回灌垃圾填埋Leabharlann Baidu,二级浓液回流至总进水口, 系统总产水率在 60% 左右。
工程实例简介: 全国有 20 多个渗滤液处理工程业 绩,以北京、瓦房店、宜昌等项目为代表。 1. 3 低耗蒸发 + 离子交换工艺
用很高,但胜在运行管理方便、简单,可适用于资金充 足地区的小型项目。
参考文献:
[1] 沈耀良,王宝贞. 垃圾填埋场渗滤液的水质特征及其变化规律分析 [J]. 污 染防治技术,1999 年第 1 期: 10 - 13.
[2] 邹莲花. 城市生活垃圾填埋场渗滤液水质影响因素分析及水质预测 [J]. 给 水排水,1997 年第 7 期: 57 - 61.
目前国内应用较为广泛的渗滤液直排达标处理工艺 分为三大类: 传统的生物处理 + 膜深度处理、全膜处 理、蒸发 + 离子交换工艺。下面就我国渗滤液处理目前 普遍采用的三大类工艺进行比较: 1. 1 传统的生物处理 + 膜深度处理
工艺流程为预处理 + 微生物处理 + 膜吸附过滤,代 表性工艺: 中温厌氧 + MBR + RO。
表 1 三种渗滤液处理工艺优缺点对比表
工艺名称
中温厌氧 + MBR + RO 反渗透
工艺原理
生化反应、物理
设备总投资
300 - 500 万
生化系统运行受较多因素影响,必须
受原水水质 根据原水水质状况及气候条件进行正
影响程度 确调节,各单元之间的协调需要较高
占地面积 直接运
的技术水平 1200 - 1800m2
增加了后期反渗透膜的负荷,反渗透 4. 出水率低,回灌难度很大,也 强碱腐蚀,运行噪声较大;
膜的更换频率会增加
增大了填埋场后期渗滤液的浓度 4. 约 1 - 2 天需对蒸发罐进行一次强酸
及电导率,膜的使用周期会更短, 清洗,药剂成本高,且频繁清洗
所需高 压 泵 的 压 力 差 更 大, 均 增
加了运行成本
工艺流程图:
工艺描述: 渗滤液经调节池进入中温厌氧池,降解 大分子有机污染物,然后进入 MBR 缺氧段,与回流水 完全混合,再进入 MBR 好氧段进行曝气,泥水混合液 回流( 约 600% 回流比) 至 MBR 缺氧段,以去除 TN。好 氧池出水进入 MBR 膜分离器( 微滤膜) ,分离出的污泥 浓液部分回流至 MBR 缺氧段,MBR 出水进入反渗透系 统,经过反渗透 处 理, 出 水 达 标 排 放。 反 渗 透 浓 液 和 MBR 池、中温厌氧池等产生的剩余污泥均经污泥存储 池回灌至垃圾填埋场库区。
3 -4 人 高
较高,后期产水率可能很低
达标 正常状态下约 55 - 70%
MVC 蒸发 + 离子交换 物理、化学 500 - 700 万
工艺浓缩分离是完全的物理过程,系 统受进水 水 质 影 响 很 小,运 行 稳 定。 但没有起到污染物总量消减目的
1200 - 1600m2
45 - 55 元 / 吨,大部分为电耗,较难节 省
[6] 童晓岚,王瑾,杨光兴. 卷式反渗透膜用于垃圾渗滤液深度处理并回用 [J]. 中国给水排水,2007 年 11 月,23( 22) : 77 - 81.
[7] 代晋国,宋乾武,张玥. 新标准下我国垃圾渗滤液处理技术的发展方向 [J]. 环境工程技术学报,2011 第 3 期: 270 - 274.
2013 年第 6 期
环境与可持续发展
ENVIRONMENT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT
No. 6,2013
三种生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺比较
张萍
( 重庆市财信环保投资股份有限公司,重庆 400011)
【摘要】 介绍了国内目前应用最广泛的三种生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺,并对这三种工艺从设备投资、运行成 本、操作难度、技术风险等方面进行了综合比较,旨在为我国新建及改扩建渗滤液处理工程的工艺选择提供参考。 【关键词】垃圾渗滤液; 处理; 工艺; 比较 中图分类号: X383 文献标识码: A 文章编号: 1673 - 288X( 2013) 06 - 0064 - 03
出水水质
达标
产水率
正常状态下约 60 - 70%
两级 DTRO 反渗透 全物理
600 - 800 万 对原水水质中 SS、电导率等指标 浓度 敏 感, 容 易 堵 塞, 导 致 产 水 率下降
1000 - 1400m2
30 - 45 元 / 吨,但反渗透膜更换成 本难以控制( 容易堵塞)
一级反渗透膜 4 - 8 月 /次 二级反渗透膜 6 - 12 月 / 次
优点 投入,节省资金占用成本和运营成本;
3. 主体设备为国内设备,安装、维护
方便,进口膜资源丰富,选择余地大
两级 DTRO 反渗透 1. 运行简单、操作方便; 2. 可间 歇式运 行, 停 运 时 膜 需 要 专 业 的 保护措施; 3. 进口、国产膜资源丰富,选择 余地大
MVC 蒸发 + 离子交换 1. 受原水水质影响很小; 2. 产水率高,可达 90% 左右; 3. 可间歇式运行,停运时设备不需专 门保护; 4. 浓液量少
注: 成本测算中的电力单价按 0. 65 元 / kWh 测算。药剂单价按照当地市场批发价测算。
3 结论及建议
这三种处理工艺各有优缺点,项目业主或设计单位 可根据项目及业主实际情况有针对性地选择处理工艺。
可参考以下建议: ( 1) 财政资金紧张的地区新建项目或大型项目可选 用中温厌氧 + MBR + RO 反渗透工艺较为合适。运行前 5 年只投资建设 MBR + RO 反渗透,5 年后分期投入中 温厌氧段,可节省资金占用成本,并能在前几年节省运 行成本。 ( 2) 针对渗滤液可生化性较差或易停电地区、资金 充足地区,用 MVC 蒸发 + DI 离子交换工艺较为合适, 出水率较高,亦可随时开关机。 ( 3) 两级 DTRO 反渗透全膜处理工艺对渗滤液的温 度、电导率、SS 浓度均极为敏感,容易堵塞,运营费
垃圾渗滤液是由大气降雨和径流、垃圾有机物中本 身的含水、填埋后由于微生物的厌氧分解作用而产生的 液体[1],其性质与气候变化、水文条件、季节交替、填 埋垃圾的种类与性质、垃圾填埋的时间、填埋方式及垃 圾本身的含水量 等 因 素[2,3] 有 关, 是 一 种 成 分 复 杂 且 水 质、水量变化大的高浓度有机废水[4,5],氨氮浓度很高, 还含有汞、铬、镉、铅等多种重金属和植物营养素( 如 氨氮等) ,并可 能 携 带 着 有 毒、有 害 物 质[4,5]。其 浓 度 和水质随着填埋时间的不同而呈高度的动态变化关系, 因此,渗滤液的处理一直是水处理领域的一个世界性的 难题。
Comparison of Three Kinds of Landfill LeachateTreatment Technology
ZHANG Ping
( ChongQing Renewable Resources Group CO. LTD. ,ChongQing,400011,China)
Abstract: Three kinds of most widely used landfill leachate treatment technology were introduced and comprehensively compared from the aspect of investment,operating cost,operation difficulty,technical risk,etc. ,to provide the Technical reference for new projects and extension projects of landfill leachate treatment. Keywords: Landfill Leachate; Treatment; Technology; comparison
缺点
1. 对原水水质敏感,出水率受进
水 中 SS、 电 导 率 ( 设 计 值 20 -
30ms / cm) 、温度影响较大;
1. 蒸发 工 艺 操 作 相 对 复 杂、能 耗 高,
1. 微生物生长受气候影响较大,生物 2. 前级缺乏预处理,反渗透膜极 主要部分是电耗,难以通过调节运行
处理段处理效果不稳定; 且生物菌种 易被堵塞,更换频率高,不易控 状况进行节省;
1 垃圾渗滤液处理工艺
渗滤液处理工艺路线通常为 “预处理 + 生化处理 + 深度处理”[6 - 7]。预 处 理 一 般 采 用 中 温 厌 氧、氨 吹 脱、 吸附过滤、混凝沉淀、水解酸化、土壤处理、光催化氧 化及电化学技术等物理化学方法; 主处理采用生化处理 好氧段、蒸发、MBR、超滤微滤膜处理等处理方法; 深 度处理可采用反渗透膜处理、离子交换、吸附、电渗析 和强氧化等物理化学方法。
工程实例简介: 该工艺国内有近百例工程实例,主 要集中在四川、河南、广西等地。 1. 2 全膜吸附过滤处理
代表性工艺: 两级 DTRO 反渗透。 工艺流程图:
工艺描述: 渗滤液经调节池进入高压泵,经循环高 压泵进入第一级 DTRO 反渗透膜,出水进入二级 DTRO 反渗透系统,出水达标排放,循环进入系统进行处理。
该套蒸发技术处理过程完全是物理化学反应过程, 主要机理是采用低能耗的分离工艺将水分从垃圾渗滤液 中分离出来,整个工艺产生的浓液量约 10% ,浓液进 行回灌处理。
工程实例简介: 该工艺在全国范围内还没有全面展 开,目前主要集中在广州地区的从化潭口、鹤山、兴宁 黄泥、潮州锡岗等地,也在贵州桐梓等地也开始有应用。
2 工艺比较
工艺 描 述: 渗 滤 液 经 调 节 池 进 入 反 冲 洗 过 滤 器 ( 100um 孔径) 去除部分 SS 及细小的纤维后进入 MVC 蒸
三种渗滤液处理工艺在实际运行过程中的优缺点对 比见表 1 所示( 以 100m3 / d 项目为例) ,该表所列数据均 针对西南片区( 以重庆、四川、云贵等地的渗滤液项目 进行的统计) 项目。
行成本 (含电 费、 药 剂、 维
不含中温厌氧,20 - 25 元 / 吨,反渗透 膜更换成本基本在控制范围内。含中 温厌氧( 可分期投入) ,26 - 35 元 / 吨
修费) 反渗透膜
更换周期
1. 5 - 2. 5 年
人员配置
3 -4 人
自控程度
较高
技术风 险
较低,对可生化性极差的老龄化渗滤 液处理难度较大,增加了后期反渗透 膜的负荷
[3] 张懿. 城市垃圾填埋场渗滤液的处理技术综述 [J]. 重庆环境科学,2000 年 第 5 期: 63 - 78.
[4] 付美云. 垃圾渗滤液的环境污染特征及其研究进展 [J]. 南华大学学报( 自然 科学版) ,2009 年 6 月,23( 2) : 90 - 95.
[5] 岳东北,刘建国,聂永丰. 生活垃圾填埋场渗滤液处理技术研究 [J]. 环境 污染治理技术与设备,2004 年第 6 期: 59 - 62.
4 -5 人 较高
一般,气 体 排 放 可 能 不 达 标, 可 加 活 性炭吸附工艺进行吸收
达标 正常状态下约 85 - 90%
浓液处理 方式
回灌
回灌
回灌
·66·
环境与可持续发展
2013 年第 6 期
续表 1
工艺名称
中温厌氧 + MBR + RO 反渗透
1. 从污染物总量上有消减;
2. 投资较低,且中温厌氧部分可后期
代表性工艺: MVC 蒸发 + DI 离子交换。 工艺流程图:
馏装置,在 MVC 装置内利用闪蒸原理使渗滤液中的水 蒸发,经冷 凝 后 变 成 蒸 馏 水 排 出。 由 于 氨 极 易 和 水 结 合,蒸馏水中主要含有氨,通过后段离子交换系统进一 步处理后达标排放。同时部分无法在该温度下变成气体 脱出蒸发罐的物质得到浓缩,这些浓缩液将在达到一定 浓度后排出。
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