滲濾液處理工程

單級自養(yǎng)脫氨氮反應(yīng)器

高濃度氨氮是滲濾液處理的主要問題，傳統(tǒng)的生物脫氮很難滿足垃圾滲濾液處理的要求，單級自氧脫氨氮技術(shù)是將原來的兩級硝化反硝化脫氮方式，改變?yōu)樵趩渭壪到y(tǒng)中進行。國內(nèi)首次提出了單級全自養(yǎng)脫氨氮工藝技術(shù)。通過利用好氧顆粒污泥方法，生物膜方法，實現(xiàn)了對垃圾滲濾液及相關(guān)高濃度氨氮廢水的高效率自養(yǎng)生物脫氮。鑒定委員會一致認為，本項目成果對垃圾滲濾液及高濃度氨氮廢水的處理，從工藝路線提出，到過程優(yōu)化控制、反應(yīng)器的啟動，以及微生物學(xué)機理方面的研究勻達到國際先進水平。

智能型超聲波震動膜生物反應(yīng)器

智能型超聲波震動膜生物反應(yīng)器技術(shù)和產(chǎn)品(UltrasonicMembramebio-reactor，簡稱CMBR)它是將專性優(yōu)勢菌

智能型超聲波震動膜生物反應(yīng)器

循環(huán)載體LC1(硅藻懸浮球)生物膜法、低頻超聲波在線動態(tài)清洗技術(shù)和高效膜(格網(wǎng)篩濾、微濾、超濾、納濾、反滲透、陶瓷過濾)分離技術(shù)組合成一體的創(chuàng)新型膜生物反應(yīng)污水處理技術(shù);它是針對中國污染企業(yè)排放高濃度、高難度、難降解有機工業(yè)廢水而新開發(fā)的創(chuàng)新型污水處理及中水回用專利技術(shù)和升級的智能型CMBR產(chǎn)品;中試試驗首先從高難度印染廢水、制藥廢水(發(fā)酵制藥、化學(xué)合成制藥、中藥提取廢水)開始，還推廣應(yīng)用到垃圾滲透液、工業(yè)電鍍、橡膠化工廢水、乳化油污水、酒店餐飲廢水，試驗總結(jié)出大量有價值的CMBR科學(xué)試驗數(shù)據(jù)、工作曲線，試驗結(jié)果及環(huán)保部門多次監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，CMBR系統(tǒng)出水COD、BOD、NH3-N、SS、總磷、色度、濁度、除臭等污染物指標達到國家中水回用標準，全部截留去除懸浮物(SS)、油類、細菌、病毒、芽胞等微生物，出水出水水質(zhì)優(yōu)于城市雜用水水質(zhì)標準。

TGL型活性炭過濾器是利用活性炭的吸附工藝去除一些其它過濾器無法去除的溶解性有機物,如酚、醛、紡織染料、色素、殺蟲劑等，一般作為末端水處理設(shè)備，或生化處理后難以降解的污染物的去除和最后脫色。廣泛用于給水和排水工程的深度處理。

高濃度有機污染物的處理是當前世界工業(yè)廢水處理的難點和熱點。Glaze等人提出的深度氧化技術(shù)為治理有機污染物提供了一條重的途徑，已成為一項迅速發(fā)展之中的水處理新技術(shù)。其方要特征是充分利用自由基，特別是差勁基自由基的強氧化性，會徹底降解在機污染物。電極催化氧化技術(shù)該技術(shù)就是在此背景下研制成功的，該技術(shù)已達到同類物理化學(xué)水處理技術(shù)的國際先進水平。成功地應(yīng)用于美國、日本、馬來西亞、新加坡、北京、上海、廣東、浙江、福建、四川、香港等地多家企業(yè)。具有明顯的環(huán)境效益與經(jīng)濟效益。電極催化氧化技術(shù)是目前世界上成本最低、效率最高、實用性最好的垃圾滲濾液深度處理技術(shù)之一，該技術(shù)達到同類生物化學(xué)處理國際先進水平。

滲濾液回灌可以改善滲濾液的水質(zhì)情況，并加速填埋堆體的穩(wěn)定。為了使?jié)B濾液回灌獲得較好的效果，應(yīng)盡量使填埋堆體內(nèi)濕度均勻，避免短流現(xiàn)象、局部飽和及頂部、邊坡穿透現(xiàn)象的發(fā)生。在此，本文將就滲濾液回灌效果的影響因素進行論述分析，并提出操作建議。

垃圾堆體特性

垃圾堆體各向同性就是指在各個方向上，垃圾具有相同的滲透性。滲濾液回灌時，垃圾堆體各向同性可使其持水均勻，達到比較好的滲濾液回灌效果。但實際上，由于大部分城市采用由環(huán)衛(wèi)工人上門收集袋裝垃圾的收集形式，而且，盛裝垃圾的塑料袋很少采用可生物降解的垃圾袋，因此，大大影響了生活垃圾各向同性的性能，在滲濾液回灌的過程中，容易導(dǎo)致滲濾液的短流或滲濾液在垃圾堆體內(nèi)的聚集，而不能均勻分布在垃圾堆體內(nèi)，達不到充分利用填埋場內(nèi)的生物群體降解滲濾液的目的。

在生活垃圾填埋前，進行垃圾破碎是達到垃圾堆體各向同性的一種比較有效的方法，但是在許多城市，由于日產(chǎn)垃圾量較大，填埋前對袋裝垃圾進行破碎不太可行，因此向居民宣傳使用可快速生物降解的環(huán)保垃圾袋是非常有必要的。

垃圾在填埋時，先由推土機將垃圾均勻推開，然后由壓實機來回壓實，到達一定的壓實度后再堆填另一層垃圾。在一定程度上，垃圾的壓實度也影響滲濾液的回灌效果。有研究表明[6]，隨著垃圾豎向滲透性的減少，滲濾液的橫向擴散度將增加，這主要是在實際施工作業(yè)時，由于邊坡比較難壓實，垃圾堆體的縱向壓實度通常都大于橫向壓實度，即橫向滲透性大于縱向滲透性，因此很容易造成滲濾液的橫向邊坡穿透。在敷設(shè)滲濾液回灌系統(tǒng)時，為了避免因縱、橫向壓實度不均勻而造成的邊坡穿透，建議滲濾液的回灌系統(tǒng)的安裝位置至少應(yīng)距邊坡6m遠。

中間覆蓋層

當填埋單元輪換，前一個垃圾作業(yè)面上較長時間不再填垃圾時，會在其表面敷蓋一層滲透性較低的中間覆蓋層，以減少雨水滲入形成滲濾液，該單元繼續(xù)填埋時，若是采用粘土作中間覆蓋層，通常這一中間覆蓋層將保留在垃圾堆體內(nèi)。

當對垃圾填埋場進行滲濾液回灌處理時，應(yīng)考慮這一低滲透性的中間覆蓋層對滲濾液回灌效果所帶來的負面影響。由于低滲透性的中間覆蓋層的存在，滲濾液回灌入填埋場內(nèi)時，會有部分的滲濾液滯留于中間覆蓋層上，而不會沿垂直方向滲透，堆體內(nèi)的濕度將會分布不均勻，當過飽和后，回灌的滲濾液會沿著滲透性較大的水平方向滲透，從而可能出現(xiàn)邊坡穿透的現(xiàn)象。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，建議在滲濾液回灌的填埋場內(nèi)，中間覆蓋層采用可重復(fù)使用的人工覆蓋層，或繼續(xù)填埋時將中間覆蓋層去除，這不僅可增加填埋容積，而且可改善滲濾液的回灌效果。

回灌技術(shù)

滲濾液回灌是將收集后的滲濾液再次回灌入填埋場，利用填埋場堆體內(nèi)的微生物對滲濾液進行處理的一種技術(shù)，它是滲濾液管理的一種有效方法。由于垃圾堆體內(nèi)存在大量的孔隙，因此垃圾堆體具有較強的額外貯水能力，并且該貯水能力隨垃圾堆體填埋高度的增加而增加。有關(guān)研究表明:當所填埋生活垃圾的飽和度為50%，填埋高度為50m時，每公頃生活垃圾填埋場額外貯水能力為125×103m3。

許多研究表明，通過滲濾液回灌增加填埋場堆體內(nèi)的濕度，不僅可以改善滲濾液的水質(zhì)，降低滲濾液中BOD、COD及重金屬的濃度，而且可以加速填埋堆體的穩(wěn)定，使填埋場穩(wěn)定期縮短至2~3a，并增加填埋場的甲烷產(chǎn)氣率。

表面水塘回灌法

表面水塘回灌法就是在生活垃圾填埋場的表面開挖基坑，內(nèi)置級配碎石，滲濾液回灌到水塘內(nèi)，然后滲透到填埋堆體內(nèi)，通常水塘的直徑大約為5m，深度約為1.5m。此種回灌方法在美國佛羅里達州有較成功的應(yīng)用實例。廣州的李坑生活垃圾填埋場在運營管理時也采用了這種回灌方式，在滲濾液減量及改善水質(zhì)方面取得了較好的效果。

滲濾液的表面水塘回灌法同樣也會帶來環(huán)境問題，如氣味、蒼蠅等，并且由于水塘的位置相對較為固定，其開挖深度較淺，在一定程度上影響了滲濾液的回灌頻率與容量。

垂直豎井回灌法

處理垃圾滲濾液

垂直豎井回灌法是滲濾液回灌比較常用的方法之一，為了避免短流，回灌井的底部是不透水的。由于垂直回灌法回灌點相對比較固定，在設(shè)計時，回灌井的間距應(yīng)適當，若回灌井的距離太密，則影響填埋場垃圾的堆放與壓實，但太疏，則未充分利用填埋場的貯水能力，導(dǎo)致填埋場濕度不均勻。在國外，每個回灌井的服務(wù)范圍通常為1600~8000m2。由于垃圾填埋場初期的沉降比較厲害，在沉降過程中可能會破壞垂直回灌井的整體性，并且，如果豎井的基礎(chǔ)是支撐在膜上面的，則有可能導(dǎo)致膜的破損。

水平回灌法

水平回灌法是在垃圾面一定深度下開挖盲溝，內(nèi)置穿孔的HDPE管，盲溝內(nèi)填充礫石或廢棄的輪胎碎片，由于水平管網(wǎng)覆蓋面積大，該系統(tǒng)比其他回灌方式引入填埋場的滲濾液量大，但是也不能過度使用。有報道表明，水平回灌系統(tǒng)的過度使用會導(dǎo)致滲濾液收集系統(tǒng)收集量的加大，并且滲濾液的濃度峰值也將會增加。由于該系統(tǒng)是敷設(shè)在垃圾面底下的，無論是正在使用的填埋場還是封場后的填埋場，均可采用此系統(tǒng)進行滲濾液回灌。

滲濾液處理工藝以IBAF工藝為主要處理工藝，與其他處理工藝相結(jié)合。經(jīng)過預(yù)處理的污水，可采用生物處理達到一定的標準。本工藝選用厭氧生物濾池(IAF)和曝氣生物濾池(IBAF)相結(jié)合作為生物處理工藝，厭氧生物濾池利用厭氧微生物的水解、發(fā)酵、酸化作用，大量降低COD，提高污水的B/C值，通過反硝化菌實現(xiàn)脫氮，還可降低污水處理的成本;厭氧生物濾池的出水進入曝氣生物濾池進行好氧處理，通過好氧菌使有機物轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退?，氨氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛岣蛠喯跛岣⒘恐亟饘匐x子與微生物螯合而得以去除。生物處理所選用的微生物是高效專用微生物與復(fù)合酶制劑，該產(chǎn)品是采用基因工程的手段對自然微生物的強化與改性，提高了微生物的活性及適應(yīng)性，可有效的降解污水中的芳烴、酚、萘等難降解有機物。

生物法處理滲濾液

生物法是滲濾液處理中最常用的一種方法，由于其運行費用相對較低、處理效率高，不會出現(xiàn)化學(xué)污泥等造成二次污染，因而被世界各國廣泛采用。垃圾滲濾處理裝置種類具體的工藝形式有傳統(tǒng)活性污泥法、穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤、厭氧固定膜生物反應(yīng)器等。

美國和德國幾個垃圾填埋場采用活性污泥法處理滲濾液，其實際運行結(jié)果表明，通過提高污泥濃度來降低污泥的有機負荷，可以獲得令人滿意的處理效果。如美國賓州的FallTownship污水處理廠，其垃圾滲濾液進水的ρ(CODcr)為6000~21000mg/L，ρ(BOD5)為3000~13000mg/L，ρ(氨氮)為200~2000mg/L，曝氣池的p(污泥)為6000~12000mg/L，是一般污泥的質(zhì)量濃度的3~6倍。在體積有機負荷為1.87kg[BOD5]/(m3·d)，F(xiàn)/M為0.15-0.31kg[BOD5]/kg[MLSS·d)時，BOD5的去除率為97%;在體積有機負荷為0.3kg[BOD5]/(m3·d)，F(xiàn)/M為0.03-0·05ks[BOD5]/(kg[MLSS]·d)時，BOD5的去除率為92%。該廠的數(shù)據(jù)說明，只要適當提高活性污泥的質(zhì)量濃度，使F/M為0.03-0.31

國外早在80年代就有成功運用穩(wěn)定塘技術(shù)處理滲濾液的生產(chǎn)性處理廠(HowardRobison，1992)，英國在1983年建成的BrynPostey填埋場滲濾液處理廠，運用曝氣氧化塘技術(shù)處理滲濾液。該氧化塘有效庫容1000m3，由高密度聚乙烯材料(HDPE膜)作防滲襯底，采用兩臺高效表面曝氣機進行曝氣，滲濾液最小水力停留時間10d，滲濾液處理量D-150m3/d。此系統(tǒng)自1983年開始運行，滲濾液ρ(CODcr)ρ(BOD5)最大分別達24000mg/L和10000mg/L，F(xiàn)/M為0.05~0.3kg[BOD5]/kg[MLSS]·d)時，CODcr去除率達97%。

生物轉(zhuǎn)盤是所謂固定生長系統(tǒng)生物膜法中的一種，運用于常規(guī)的污水處理中可有效地解決活性污泥法的污泥膨脹問題，并且由于膜上生物量大，生物相豐富，既有表層的好氧微生物，又有內(nèi)層的厭氧微生物，因而具有抗水量、水質(zhì)沖擊負荷的優(yōu)點，同時生物膜上還能生長世代時間較長的硝化菌等。

Pitea滲濾液處理廠即采用生物轉(zhuǎn)盤處理垃圾滲濾液，設(shè)計規(guī)模500m3/d，設(shè)計轉(zhuǎn)盤表面積3000m2，平均設(shè)計負荷4.8g[NH3-N/(m2·d)。該廠利用填埋場氣體加熱使進人生物轉(zhuǎn)盤的滲濾液溫度保持在20℃左右，取得了良好的處理效果。

厭氧生物處理B前采用厭氧生物濾池，厭氧接觸法，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器及分段厭氧消化等，實踐證明厭氧處理時高質(zhì)量濃度ρ(BOD5)>2000mg/L)有機廢水的處理是有效的，但單獨采用厭氧生物處理滲濾液的情況很少見。北京市政設(shè)計院1988年進行了這方面的研究，得出的結(jié)論是建議采用厭氧一好氧法處理工藝。

生物法中，好氧工藝的活性污泥法和生物轉(zhuǎn)盤的處理效果最好，停留時間較短(6~24h)、運行經(jīng)驗豐富，但工程投資大。運行管理費用高;相對來說穩(wěn)定塘工藝比較簡單，投資省，管理方便，但停留時間長(10~30d)、占地面積大且凈化能力隨季節(jié)變化較大。厭氧處理工藝發(fā)展很快，特別適合于高濃度的有機廢水，它的缺點是停留時間長，污染物的去除率相對較低，對溫度的變化比較敏感，但通過研究表明厭氧系統(tǒng)產(chǎn)生的氣體可以滿足系統(tǒng)的能量需要，若將這部分能量加以合理利用，將能夠保證厭氧工藝有穩(wěn)定的處理效果，還能降低處理費用。因而對于高濃度有機物的垃圾滲濾液，采用厭氧和好氧I藝的組合處理，無論是對于提高處理效率，還是就降低運行費用都是有意義的。有滲濾液需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務(wù)平臺咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。

物化法過去只用在處理填埋時間較長的單元中排出的滲濾液，而今隨著滲濾液控制排放標準的日益嚴格，物化法也用來處理新鮮的滲濾液，且是滲濾液后處理工藝中最常用的方法之一。物化法包括絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分離和化學(xué)氧化法等。由于物化法處理成本較高，不適于大量的滲濾液的處理。

實驗證明;生物處理后的滲濾液進行絮凝沉淀時(利用鐵鹽或鋁鹽作絮凝劑)，即使在ρ(BOD5)很低(<25mg/L)的情況下，CODcr的去除率仍可以達到50%，反應(yīng)過程中最佳的pH值對于鐵鹽和鋁鹽分別為4.5~4.8和5.0~5.5，最小的加藥量在250-500g/m3之間。

絮凝沉淀工藝的不足之處是會產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥;出水的pH值較低，含鹽量高;氨氮的去除率較低等。所以絮凝沉淀工藝即使有可觀的處理效率，在選用時還是要慎重考慮。

反滲透經(jīng)常用于滲濾液的后處理中，因其能夠去除中等分子量的溶解性有機物，國內(nèi)早期利用醋酸纖維膜進行的試驗表明，CODcr的去除率可以超過80%，雖然在運行過程中有膜污染的問題，但反滲透工藝作為后處理工藝設(shè)在生物預(yù)處理后或物化法之后，負責去除低分子量的有機物、膠體和懸浮物，可以提高處理效率和膜的使用壽命[5]。根據(jù)Ehrig在1989年的研究，一級反滲透工藝可使CODcr、BOD5和有機鹵代物(AOX)的去除率達到80qc，但是氨氮和氯離子的去除率要達到較高水平則至少需要二級反滲透工藝。同時可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

活性炭吸附工藝適用于處理填埋時間長的或經(jīng)過生物預(yù)處理后的滲濾液，它能去除中等分子量的有機物質(zhì)。20世紀70年代在歐洲的實驗室研究表明，CODcr的去除率為50%-60%，若用石灰石作預(yù)處理，去除率可高達80%，而活性炭處理了140床后去除效率將明顯下降。在生產(chǎn)性試驗中，由于滲濾液水質(zhì)水量多變等原因，出現(xiàn)了去除效率下降和活性炭被大量污染的現(xiàn)象。活性炭的投加量與去除的CODcr量的線性關(guān)系當活性炭的投加量為800~1200g/m3時，每克活性炭吸附3.0-3.2mgCODcr?；钚蕴课焦に嚨闹饕獑栴}是高額的費用。盡管如此，首先進行生物預(yù)處理，再將該工藝與絮凝沉淀工藝相結(jié)合時、能保證出水較低水平的CODCr和AOX。

化學(xué)氧化工藝可以徹底消除污染物，而不會產(chǎn)生絮凝沉淀工藝中形成的污染物被濃縮的化學(xué)污泥。該工藝常用于廢水的消毒處理，而很少用于有機物的氧化，主要是由于投加藥劑量很高而帶來的經(jīng)濟問題。對于滲濾液中一些難控制的有機污染物，化學(xué)氧化工藝可以考慮使用。

常用的化學(xué)氧化劑有氯氣、次氯酸鈣、高錳酸鉀和臭氧等。用次氯酸鈣作氧化劑時CODcr的去除率不超過50%;用臭氧作氧化劑時，沒有剩余污泥的問題，CODcr的去除率也不超過50%且對于含有大量的有機酸的酸性滲濾液使用臭氧作氧化劑不是很有效的，因為有機酸是耐臭氧的，相應(yīng)就需要很高的投加劑量和較長的接觸時間。過氧化氫作氧化劑時因為可以去除硫化氫而主要用來除臭氣，加藥量一般每一份溶解性的硫要投加1.5~3.0份的過氧化氫。用化學(xué)氧化法處理滲濾液的研究還處在實驗室階段，其上要的問題是處理費用太高，但對于垃圾填埋場封場后所)一生的小水量、低含量的難降解滲濾液處理還是有一定意義的。

用土地法處理滲濾液的主要形式是滲濾液回灌和土壤植物處理系統(tǒng)。

在英國進行的滲濾液回灌生產(chǎn)性試驗中發(fā)現(xiàn)，滲濾液回灌不僅因為蒸發(fā)的作用而可以減少滲濾液的水量，而且還能大幅度降低滲濾液中有機物的含量。

土壤植物處理系統(tǒng)(S-P系統(tǒng))不僅利用土壤或陳垃圾的物化及生化作用，而且還利用了植物根系對微生物的強化和植物修復(fù)技術(shù)。1985-1986年在瑞典建立了大規(guī)?，F(xiàn)場S-P系統(tǒng)進行試驗，該系統(tǒng)占用了總面積為22公頃的填埋場中的4公頃，其中1.2公頃種植了柳樹，另外2.8公頃種植了各種草本植物。試驗區(qū)域為填埋場邊緣的3個坡地，種植了30000棵柳樹。在試驗的最初3年中，灌入試驗區(qū)域的滲濾液共計3290mm，測得年平均的蒸發(fā)量為340mm，為降水量的引%，而在試驗前相應(yīng)區(qū)域的年平均蒸發(fā)量為140mm，為年降水量的19%，蒸發(fā)量增加了二到三倍。該系統(tǒng)不光有減量的功能，還能夠降低滲濾液的濃度，例如氮的濃度平均下降了60%，從6.93mmol/L下降到了2.96mmol/L，可以肯定隨著柳樹的生長和根系的發(fā)展，處理效果還可能進一步地提高。

垃圾滲濾液水質(zhì)復(fù)雜，含有多種有毒有害的無機物和有機物。其中有機污染物經(jīng)技術(shù)檢測有99種之多，還有22種已經(jīng)被列入中國和美國國家環(huán)保署的重點控制名單，一種可直接致癌，五種可誘發(fā)致癌。除此之外滲濾液中還含有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化物，磷酸醋，酚類化合物和苯胺類化合物等。

垃圾滲濾液中CODcr、BOD5濃度最高值可達數(shù)千至幾萬，和城市污水相比，濃度高得多，所以滲濾液不經(jīng)過嚴格的處理、處置是不可以直接排入城市污水處理管道的。一般而言，CODcr、BOD5、BOD5/CODcr隨填埋場的"年齡"增長而降低，堿度含量則升高。