申请日1999.11.18
公开(公告)日2001.05.30
IPC分类号C02F9/14
摘要
垃圾填埋场渗滤液处理工艺由渗滤液内层回灌系统、浸没式膜生物工艺、反渗透、生物硝化和表层回灌构成,适宜于垃圾填埋场各阶段渗滤液的达标处理。其投资省,运行费用低,占地少,设备更加简单,运行灵活。
権利要求書
1.垃圾填埋场渗滤液处理工艺，其特征在于：渗滤液采用移动 型回灌设备，通过内层回灌，经调节池、浸没式膜生物设备、反渗 透、生物硝化设备、表层回灌进行处理。
2.根据权利书要求，所述的垃圾填埋场渗滤液处理工艺，其特 征在于：反渗透前采用浸没式膜生物设备处理，反渗透后采用生物 硝化设备处理。
说明书
垃圾填埋场渗滤液处理工艺
垃圾填埋场渗滤液处理工艺，涉及城市垃圾填埋场渗滤液的处 理技术。
现有的垃圾填埋场的处理技术主要分为两大类，(1)对新建垃 圾填埋场的渗滤液，由于此时化学需氧量(COD)、生化需氧量 (BOD)浓度都很高，可生物降解性能好，一般采用生物工艺，具 体方法有厌氧生物法、好氧生物法、硝化-反硝化生物法等。(2) 对旧垃圾填埋场的渗滤液，由于BOD/COD比值很低(小于0.1)， 一般采用物理化学方法，具体方法有混凝沉淀、吹脱中和、离子交 换、吸附、催化氧化、蒸发、湿式氧化、反渗透等。由于垃圾填埋 场渗滤液的水质随时间发生很大变化，加上还含有高浓度氨氮 (NH3-N)、盐份和其它有毒有害物质，会抑制生物活性，同时重金 属离子也超标，使得渗滤液的治理达标一直是一个难题。目前，国 内对此废水治理的技术水平很低，所有主要污染物指标(COD、 NH3-N、重金属等)都严重超标。国外能达标处理并具有实用性和 先进性的处理工艺为以反渗透为最终处理设备的生物-物化处理工 艺。在生物处理中，主要采用活性污泥法、上向流厌氧污泥床、活 性污泥-反硝化硝化工艺。物化处理技术最经济的方法还是反渗透， 为了保证COD、NH3-N完全达标，有时，物化技术采用二级反渗 透。其中典型的处理工艺如图1所示，该技术在三级生物处理后进 行沉淀并过滤，过滤出水进入反渗透处理，最终出水水质较好，尤 其是当反渗透采用二级反渗透时，所有污染指标均可达到排放要求。 但该工艺在实际操作过程中存在以下不足。(1)生物处理采用常规 生物处理，有机负荷很低，造成设备体积庞大，占地面积大，投资 增加。(2)在生物反硝化-硝化处理过程中，渗滤液中含有的高浓 度氨氮、盐份和毒性物质会对生物硝化作用产生严重抑制作用，同 时，为保持一定的碱度，需要投加大量的碱，不仅增加了运行费用， 而且给后续反渗透膜的运行带来危害，特别是投加石灰溶液时，膜 表面结垢的可能性大大增加。(3)反渗透的进水为生物处理后的过 滤水，水中尚存有大量的胶体、高分子有机物，对反渗透膜的运行 造成极大危害，增加了膜面污染，减少了膜水通量，因此不仅增加 了膜设备的投资和运行费用，而且清洗强度增大，膜的使用寿命缩 短。(4)尽管反渗透膜对有机污染物具有极佳的截留率，但其对氨 氮的截留性能不稳定，高的达90%，低的仅为40%，造成单级反渗 透膜出水氨氮浓度超标，为稳定达标而必须采用二级反渗透，使得 运行费用和投资均明显上升。(5)受国外环境法规的限制，反渗透 的浓缩液国外发达国家目前不允许回灌，只能采用蒸发的方法处理， 由此而极大地增加了运行费用，同时，为减少蒸发量，势必要增大 反渗透的浓缩倍数，而这又会引起膜透过液水质下降，膜面污染加 重。
为了克服上述缺点，本发明提供一种采用浸没式膜生物反应设 备、单级反渗透、高效生物硝化设备和回灌方法构成的渗滤液处理 工艺，本工艺可加速垃圾填埋的稳定化速率，且投资省、运行费用 低。
本发明是这样构成的：首先，将在垃圾填埋场内排出的渗滤液 经过收集系统排入集水井，采用可移动型回灌设备，以内层回灌的 方式将其回灌到已经进行了最终覆土的垃圾填埋区域内，充分利用 该区域垃圾中含有的大量厌氧酸化菌和产甲烷菌对内层回灌渗滤液 进行厌氧生物降解。然后，把内层回灌填埋区域排出的渗滤液收集 起来排入调节池，以调节平衡渗滤液的水质水量，接着由水泵提升 到后续的浸没式膜生物设备(膜组件浸没在生物曝气池内)中进行 好氧生物降解和膜过滤，依靠浸没式膜生物反应设备中高浓度的好 氧微生物对可生物降解的有机物、氨氮进行高效去除，同时，通过 浸没式膜组件进行固液分离，将污泥颗粒、游离细菌、胶体物质、 高分子有机物完全阻隔在生物池内，确保后续反渗透的良好运行。 经过浸没式膜生物设备处理的渗滤液中还残留难生物降解的有机物 质和重金属、氨氮，造成COD浓度等污染指标仍然超过排放标准的 要求，为此，对渗滤液进一步采用反渗透装置进行处理。利用反渗 透膜对溶解性有机物和重金属的优异截留率，使进入反渗透装置的 渗滤液分为两部分，一部分是膜分离后的膜透过液，所含COD和重 金属浓度已经达标，但此时氨氮浓度仍有可能超标，其水量占进水 量的80-90%，另一部分是膜分离后的浓缩液，其氨氮浓度很高， 并含有一定量的COD和重金属。为了确保最终出水所有污染指标达 到国家综合排放一级标准，反渗透的膜透过液采用生物硝化设备进 行最终处理，此时，渗透液中影响硝化菌活性的有机物和有毒有害 物质已经微乎其微，使得硝化作用可以高效进行。反渗透的浓缩液 含有高浓度的氨氮和一定量的重金属离子及难生物降解有机物，对 其进行有效处置是避免整个工艺系统造成二次污染的重要内容，本 发明利用土地处理和可移动型表层回灌依靠土地的吸附、吸收、自 然蒸发解决浓缩液处理的问题(如果最终覆土表面的植被用来喂牲 畜则需要加碱将浓缩液中金属离子先沉淀分离出来)，浓缩液中含有 的高浓度氨氮可以作为氮肥供表层植被利用，难降解有机物质则被 表层土壤所吸附，由于浓缩液体积仅为原来渗滤液量的1/4-1/5， 根据标准卫生填埋场渗滤液产生量2.5-10.0m3/ha·d计算，每天回 灌量在10000m2表面上最多为2m3，即每单位平方米的蒸发量仅为 50-200毫升(0.2mm)就能满足水的完全蒸发要求，而一般地区的 自然蒸发量远可以满足该要求。经过一定时间的运行，内层回灌受 到(1)微生物大量生长繁殖，生物污泥造成回灌通道阻塞;(2)垃 圾稳定化进程加速，造成垃圾更加密实;渗滤液外排的阻力上升， 出水量减少，同时，表层回灌引起的土壤吸附也达到一定的饱和度， 此时，更新回灌区域，移动回灌设备，重新开始新一轮的回灌处理。
本发明的特点在于，将浸没式膜生物工艺、反渗透、高效生物 硝化、回灌有机结合，优势互补。具体表现为(1)利用完成最终覆 土的垃圾区域进行渗滤液内部回灌厌氧生物处理，既充分利用了垃 圾中原有的大量微生物，又加快了填埋场自身的稳定化速率，同时， 避免了末端处理中厌氧生物处理设施的投资和运行费用。(2)在现 有垃圾渗滤液的处理中，好氧生物处理的水力停留时间很长(1-10 天)，曝气量又很大，本发明则采用浸没式膜生物工艺，不仅生物池 的体积仅为常规工艺的1/4，占地减少，而且利用曝气对浸没式膜组 件进行自清洗，保证膜组件有长期稳定的产水量，同时，膜分离的 出水水质优于常规过滤出水，完全可以保证反渗透膜的正常运行要 求。(3)在现有技术中，生物硝化都是放置在反渗透前，由于有毒 有害物质等的影响，硝化菌的活性较差，硝化池体积庞大，同时硝 化过程中投加的大量碱度也影响后续反渗透膜的运行性能，膜面更 加容易产生硬垢，极大影响了膜分离浓缩倍数的提高，使得最终的 蒸发量增大。本发明将生物硝化放置在反渗透后，不仅避免了上述 缺点，而且，由于反渗透对氨氮的截留，生物硝化设备不但硝化菌 活性得到保证，进水氨氮负荷也极大降低，减少了投资和运行费用， 确保了最终氨氮浓度的达标。(4)在表层回灌中，充分利用土地生 物降解、吸附、表层植被吸收和自然蒸发的优势，以最低的投资和 运行费用对反渗透浓缩液进行处理处置，避免了二次污染。
采用本发明，对于垃圾填埋场各个阶段的渗滤液均能处理达标 排放，具有明显的经济效益、环境效益和社会效益。