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垃圾渗滤液处理工程实例 牛瑞胜郭云峰闫永久阎登科 郑州宇通重工有限公司水处理研究所， 郑州450051 摘要 利用厌氧 UASB 膜生物反应器 MBR 纳滤工艺处理垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液， 介绍了各处理阶段的设 计、 运行参数和经济技术指标， 设计处理规模为 100 m3/d。在进水 ρ COD 为 10 000 mg/L， ρ BOD5 为 5 000 mg/L， 经 处理后， 出水 ρ COD 达到 60 mg/L， ρ BOD5 约为 20 mg/L， 去除率分别达到 99. 4 、 99. 6 ， 且出水稳定， 达到地方 标准DB 11 /307- 2005 北京市水污染排放标准 中二级排放标准。 关键词 垃圾渗滤液; UASB; 反硝化; 硝化; 膜生物反应器; 纳滤 AN EXAMPLE OF TREATMENT TECHNOLOGY ON LANDFILL LEACHATE Niu RuishengGuo YunfengYan YongjiuYan Dengke Water Treatment Insitute of Zhengzhou Yutong Heavy Industries Co. ， Ltd，Zhengzhou 450051，China AbstractTreatment of landfill leachate by the combined system of UASB upflow anaerobic sludge blanket ，MBR membrane bioreactorand NF nanofiltrationwas tested. The design and operation parameters and economic-technical inds were investigated by an engineering example with the sewage treating capacity of 100 m3/d. During the experiment， the effluent concentration of COD and BOD5could attain 60 mg/L and 20 mg/L，the removal rates of COD，BOD5achieved 99. 4 and 99. 6 respectively when the influent concentration of COD，BOD5were 10 000 mg/L and 5 000 mg/L. Results showed that the treatment technology ensured ideal effluent effect，and the effluent quality reached secondary discharge standard specified by“Water Pollutants Discharge Standard in Beijing” DB11 / 307 － 2005 . Keywordslandfill leachate;UASB;denitrification;nitrification; MBR; NF 北京市某区 2006 年新建一垃圾卫生填埋场， 服 务年限为 12 年， 占地 14. 7 hm2， 垃圾填埋量 600 t/d， 部分填埋物是焚烧残渣及筛下物。垃圾渗滤液是在 垃圾填埋过程中产生的一种成分十分复杂的高浓度 的有机废水。因该填埋场位于北方， 垃圾渗滤液水量 较少， 但水质复杂， 并受降水、 生活习惯、 四季交替等 因素制约， 再加上有焚烧废水掺入， 可生化性较差， 处 理难度大。 1废水特征 1. 1废水的来源和主要有害物质 该垃圾渗滤液有降雨渗入， 其外观呈黑绿色， 有 恶臭味 ［ 1］， COD 和 NH 3-N 浓度分别达到 15 000 mg/L 和600 mg/L。 填埋初期可生化性较好， 但随着填埋时 间的推移， COD 浓度逐渐降低， 而氨氮慢慢地升高， 重金属含量较高， 可生化变差。 1. 2废水水质水量 根据年平均降雨量计算得出垃圾渗滤液水量为 67. 5 m3/d， 由于管理设施区产生的生活污水水量为 30. 0 m3/d， 故确定总处理水量为 100 m3/d， 渗滤液处 理设施 24 h 运行。 废水处理后要求达到 DB 11 /3072005北京市 水污染排放标准 二级标准， 废水水质及排放标准见 表 1。 表 1渗滤液设计水质及排放标准 项目 ρ COD/ mgL － 1 ρ BOD5/ mgL － 1 ρ NH3-N/ mgL － 1 ρ SS/ mgL － 1 pH 电导率 / mscm － 1 废水 水质 ≤100005000 6008506. 5 ～ 8. 00. 3 ～ 15. 0 排放 标准 ≤60 ≤20 ≤10 ≤50 6. 0 ～ 9. 0 2废水处理工艺设计 2. 1工艺流程 在填埋初期， 渗滤液生化性较好， 来自调节池的 渗沥液经泵提升进入厌氧 UASB， 去除大部分有机 84 环境工程 2011 年 4 月第 29 卷第 2 期 物， 出水自流进入 A/O-MBR 膜生化处理系统， 通过 好氧微生物的作用去除水中的有机物， 并通过硝化和 反硝化去除垃圾渗沥液中的氨氮。采用外置式陶瓷 膜实现生化处理系统的泥水分离， 截留污泥， 提高微 生物浓度， 提高反应器的去除效率。出水经增压泵增 压， 进入纳滤处理装置， 进一步去除有机物和氨氮， 纳 滤出水达标排放。在填埋后期， 渗滤液生化性相对较 差， 碳 氮 比 较 低， 此 时 原 液 不 经 厌 氧， 直 接 进 入 A/O-MBR膜生化处理系统。工艺流程见图 1。 图 1渗滤液处理工艺流程 2. 2主要构筑物及设计参数 1 调节池 调节池为地下式矩形池， 有效容积为 1 400 m3， 有效水深 2. 5 m， 调节时间为 14 d。 2 UASB 厌氧罐为钢制圆形结构。UASB 反应器 主要有以下几个部分组成 进水分配系统、 污泥床和 污泥悬浮层区、 三相分离器、 出水系统和排泥系统 等 ［ 2］。设计 COD 负 荷 为 3 kg/ m3d 。直 径 为 6. 0 m， 反应区有效高度为 6. 0 m， 总高度为 10 m， 每 千克 COD 沼气产率为 0. 4 m3。在此段设计出水强制 回流以缓解渗滤液进水水质波动对厌氧反应器的冲 击， 且提高表面负荷， 促进厌氧颗粒污泥的形成 ［ 2］。 3 A/O-MBR 罐是此工艺的核心部分， 由反硝化 罐、 硝化罐和外置陶瓷超滤膜组成。反硝化罐， 钢制 圆形结构， 罐体尺寸 4. 5 m 6. 0 m， 超高 1 m， 回流 比 R 500 ; 硝化罐， 钢制圆形结构， MLSS 浓度为 12 000 mg/L， 污泥 COD 负荷为 0. 12 kg/ kgd ， 总 需氧 量 约 为 11. 5 m3/min， 罐 体 尺寸为 8. 0 m 6. 0 m， 超高 1 m， 有效容积为 250 m3; 超滤采用无机 陶瓷膜组件， 陶瓷膜处理单元有膜元件、 膜壳、 进料 泵、 循环泵、 以及阀门管道组成， 膜孔径为 0. 2 μm， 膜 面积 为 8. 5 m2， 运 行 时 间 为 20 h/d， 膜 再 生 维 护 2 h/d， 膜通量为 100 L/ m2d ， 循环流量 200 m3/h， 膜组件数量为 6 组， 主机外形 尺 寸L W H 5. 0 m 1. 5 m 3. 0 m， 运行时一般膜进口压力为 0. 3 ～ 0. 4 MPa。 4 纳滤装置 膜通量 25L/ m2d ， 运行时间 20 h/d， 回 收 率 85 ， 采 用 4 英 寸 膜 元 件， 膜 孔 径 为 150 ～ 300 dalton， 膜面积为 7. 2 m2， 数量 25 支， 制造 商为美国通用。 5 污泥处理 贮泥池设计平面尺寸 5. 5 m 4 m， 有效水深 2. 9 m， 超高 0. 5 m。有效体积为 64 m3 ; 由 于污泥沉淀分离效果不好， 直接进行压滤效果较差， 在污泥浓缩池中加入 PAM 混凝剂后， 能达到较好的 压滤效果。污泥含水率经过板框压滤机后可由 99 下降至 75 ～ 80 。 2. 3控制 渗滤液处理系统的运行可通过西门子 PLC300 实现自动控制， 也可切换到人工控制， 能进行提升泵、 循环泵、 鼓风机、 搅拌机等设备的启闭和自动切换。 3调试与运行 本工程于 2007 年 10 月动工， 2008 年 4 月建成并 开始进水调试， 接种污泥取自城市污水处理厂的活性 污泥， 厌氧 UASB 和 A/O 的污泥同时进行培养和驯 化; 厌氧段投入污泥后， 从出水处回到进水处， 强制打 循环 ［ 3］， 适当补充一些营养源 甲醇 ， 间歇进少量的 渗滤液， 慢慢地逐渐加量， 当厌氧污泥的活性、 适应性 和数量基本达到要求后， 才满负荷运行; 而 A/O 池进 泥后， 加部分稀释水和少量渗滤液到设计水位后开始 曝气， 通过污泥回流保持污泥浓度， 逐渐增加渗滤液 用量， 30 d 后污泥质量浓度达到 10 000 mg/L， 整个生 化系统开始联动运行， 55 d 后达到系统设计水量 100 m3/d。 本工程采用的陶瓷膜机械强度、 耐腐蚀性、 耐污 染性等都比较优越， 同时陶瓷膜比较容易清洗。但一 些污泥在陶瓷膜表面形成污染层， 并有少量进入其多 孔陶瓷支撑体内， 使膜的过滤通量减小; 为了恢复陶 瓷膜的过滤性能， 系统必须进行 CIP 清洗。本系统配 备了三个清洗罐， 分别为酸罐、 碱罐和热水罐， 用以配 制清 洗 液 和 进 行 清 洗 操 作。一 般 仅 需 要 浓 度 为 1 ～ 2 普通酸碱清洗剂即可使膜的性能恢复。 经过 3 个多月的调试， 该工程已能正常运行， 处 理后的水质达到了设计要求， 于 2008 年 10 月通过环 保验收。其处理效果见表 2。 4技术经济分析 本工 程 设 计 处 理 能 力 为 100 m3/d， 占 地 面 积 837. 6 m2， 工程投资 650 万元。运行费用主要是电耗 和膜折旧费， 本工程单位体积渗滤液耗电量为 14. 31 kW h/m3， 电费按 0. 80 元 / kWh 计， 电费为 11. 45 元 /m3， 药剂费 2. 7 元 /m3， 膜更换费 9. 26 元 /m3 ， 水 费 0. 75 元 /m3 水按 5. 6 元 /m3计 ，维护检修费为 94 环境工程 2011 年 4 月第 29 卷第 2 期 表 2渗滤液处理效果 项目 ρ COD / mg L － 1 ρ BOD5 / mg L － 1 ρ NH3-N / mg L － 1 ρ SS / mg L － 1 pH 电导率 / ms cm － 1 调节池≤10 0005 0006008506. 5 ～ 8. 00. 3 ～ 15. 0 厌氧 UASB 罐出口470028006006006. 5 ～ 8. 0 MBR 系统出口380 5028206. 0 ～ 9. 0 纳滤装置出口551610106. 0 ～ 9. 0 排放标准≤60≤20≤10≤506. 0 ～ 9. 0 1. 64 元 /m3， 则单位运行成本为 25. 8 元 /m3。本项目 的技术经济指标见表 3。 表 3本处理工程技术经济指标 总投资 /万元 单位体积污 水投资 /万元 年运行费 用 /万元 单位体积污水 处理费 / 元m － 3 6506. 594. 225. 8 注年工作日按 365 d 计， 日处理水量为 100 m3。 5结论 1 本工程采用厌氧、 反硝化 /硝化、 陶瓷膜和纳 滤等工艺对垃圾渗滤液进行处理在技术和经济上是 合理可行的。实际运行结果证明， 此工艺对 COD、 BOD5和氨氮的去除效率均超过 98 。 2 垃圾渗滤液水量和水质变化大， 要特别重视 废水水量、 水质均衡。根据工程实践证明， 调节池的 容积偏小一些， 不仅有利于后续处理效率的提高， 体 现技术和经济的统一， 而且对整个系统的稳定运行和 出水的稳定达标至关重要。 3 陶瓷膜清洗维护、 启动很方便， 耐酸、 耐碱和 耐高温。陶瓷膜的利用， 很好地解决了北方冬季水量 偏小或者间断运行的问题。 参考文献 ［1 ］ 李颖， 郭爱军. 垃圾渗滤液处理技术及工程实例［M］ . 北京 中 国环境科学出版社， 2006. ［2 ］ 耿震， 蒋岚岚. 无锡市桃花山垃圾填埋场渗沥液预处理工程设 计［J］ . 环境工程， 2010， 28 3 48- 49. ［3 ］ 杨开明， 张建强， 杨小林， 等. 垃圾卫生填埋场渗滤液组合处理 工艺设计与调试［J］ . 中国给水排水， 2006， 22 10 61- 64. 作者通信处牛瑞胜450051河南省郑州市西站路 99 号 郑州宇通 重工有限公司水处理研究所 电话 0371 67568373 E- mailniursh tom. com 2010 － 08 － 17 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 35 页 参考文献 ［1 ］ 吴松平，古国榜. 糖蜜废水的物化处理与资源化利用的进展 ［J］ . 重庆环境科学，2001， 23 3 57- 60. ［2 ］ 周志萍， 秦文信. 甜菜制糖废水治理的探索［J］ . 中国甜菜糖 业，2008 4 18- 23. ［3 ］ 任南琪，王宝贞. 有机废水处理生物制氢技术［J］ . 中国环境 科学，1994， 14 6 411- 415. ［4 ］ 李建政，任南琪，林明，等. 有机废水发酵法生物制氢中试研 究［J］ . 太阳能学报，2002， 23 2 252- 255. ［5 ］ 刘敏，任南琪，丁杰，等. 糖蜜、 淀粉与乳品废水厌氧发酵法 生物制氢［J］ . 环境科学，2004， 25 5 65- 69. ［6 ］ Schmidt Jens E，Ahring Birgitte K. 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