垃圾填埋场渗沥液处理改造工程200t

 北京市安定垃圾卫生填埋场位于北京南郊，是市属大型卫生填埋场之一，于1996年年底使用，主要负责北京市南部宣武区、大兴区、部分丰台和房山区的垃圾处理任务。平均日处理量1000吨。其中大部分垃圾经过分选，部分有机物在南宫堆肥场经过处理后进入填埋场。填埋场目前已经处于中期垃圾填埋场场龄，正处于厌氧产甲烷期。
       在填埋场的各个工艺环节中防渗系统。填埋作业、地上10米平台最终覆盖得到了很好的解决，目前需要处理的是渗滤液。根据实填埋场实际的用水需求和目前渗滤液的处理技术，处理出水最好达到回用水平，不仅仅是满足排放要求。填埋场初期的渗滤液主要通过回喷的方法解决，实际应用中也确实达到了减少渗滤液量的目的，但随着回喷作业面的减少，这一方法已有不适应的方面。
       随着填埋场场龄变化，渗滤液的水质、水量同时在发生较大的变化，目前在填埋场的底部已经积存了大量的渗滤液，给填埋场底部的防渗层带来潜在危险。填埋场原计划建设一套物化加生化的渗滤液处理系统，由于实际操作的原因，处理系统没有建成运行，但留下了部分处理构筑物，如一个小的调节池，一座容积2300立方的氧化沟，一座设备厂房等。利用目前的构筑物条件，改造原处理设施，满足目前渗滤液的达标排放势在必行。
       目前国内外处理垃圾渗滤液的方法一般分为生化、物化两大类，其中生化主要是厌氧和好氧处理，物化处理的方法相对较多，其中用反渗透（以下简称RO）处理垃圾渗滤液，并满足较高的出水水质要求在国际上是一种比较有前景的方法。采用生物处理的方法，虽然投资相对较省，处理成本低，但由于垃圾渗滤液的水质变化情况非常突出，所以往往生物处理不能适用于各种水质情况，主要体现在：填埋场前期的渗滤液COD浓度不高，氨氮的浓度也比较低，可生化性好，但随着填埋场场龄的增长，渗滤液的COD、氨氮浓度逐渐升高，可生化性逐步降低，这样会给生物处理设施带来运行上的问题。此外用生化法处理渗滤液，很难达到较高的出水要求。但这里着重指出，在一定条件下，生化处理与膜的物化处理相结合是一条比较合理的工艺路线，生物处理的有效实施会大幅降低膜系统的处理负荷，延长膜系统的使用寿命，降低整体处理成本。
设计进水水质
       根据北京市环境卫生监测站对安定填埋场渗滤液的监测报告，以及有关渗滤液水质的一般资料，进水水质确定为：
CODcr： 12000～20000mg/l
BOD5： 5000～10000mg/l
NH3-N： 1000～2000mg/l
SS： 1000～2000mg/l
PH： 6.0～9.0
设计出水水质
出水水质要求达到：
CODcr: ≤100mg/l;
BOD5: ≤30mg/l;
NH3-N: ≤15mg/l;
SS: ≤70mg/l;
PH: 6～8
处理工艺确定
       根据渗滤液的进水质情况和出水水质要求，以RO系统为核心的处理单元，这样可以保证严格的出水指标。为了降低RO系统的运行负荷，减少由于消除膜污染造成的高运行成本，最大限度发挥现有处理设施的潜力，确定将原有的生物处理系统进行改造，形成RO的预处理系统。由于RO处理系必然存在浓缩液的问题，所以对浓缩液考虑两种出路：基本的出路是：通过蒸发浓缩设备，将渗滤液中的污染物转变成固形物，回填填埋场，彻底消除污染；另一条去处是：在非雨季季节，通过回灌浓缩液至填埋场。
       本工艺流程将生物处理系统改造为MBR，成为完善的RO的预处理系统，同时以RO为最终处理系统基础上完成的。系统全面考虑了RO的浓缩液的处理和处置的问题。
       1）调节池：现场原有一调节池，但体积小，不能满足应用要求，所以，在现有的基础上，另建设一调节池，满足对渗滤液水质水量的调节作用。由于渗滤液的水质水量变化大，气相、水文、垃圾性质等多种因素对其产生影响，所以，调节池的容积设计为1 m3，可以保证可以达到均质均量的目的。
       2)加热系统：从调节池出来的污水首先经过热交换系统，提高温度，达到保证后续常温厌氧生物处理的目的。在夏季，污水的温度较高，少量加温即可，在冬季，污水的加温是必需的。
       3）升流式厌氧污泥床（UASB）：由于渗滤液的COD浓度较高，所以必须首先采用厌氧处理的方法，这样可以在节能，少投资的条件下，去除大部分的COD，同时厌氧处理对于填埋场后期的可生化性较低的渗滤液的处理也可以发挥作用：提高污水的可生化性。同时高浓度的NH3-N也对厌氧处理影响不大。采用厌氧生物处理系统可以降解50%以上的COD，并可降解部分BOD。升流式厌氧污泥床（UASB）是集生物反应与沉淀于一体的厌氧反应器，具有容积负荷率高、污泥产量低、能耗低、池容小、造价相对较低等优点。根据UASB来水的pH值，系统运行时要考虑加碱以维持系统内部的最佳运行环境。UASB排泥直接排入浓缩液储水池中。
       4）MBR：MBR单元是在现有氧化沟的基础上改造完成的，采用一体式膜生物反应器的方式运行。在该单元，渗滤液得到进一步的好氧生物处理，相当一部分有机物得以生化降解，COD、BOD减低，同时氨氮也通过反硝化作用得以大部分去除。利用膜生物反应器的基本特点完成处理出水和活性污泥的分离。由于渗滤液的污染程度高，所以在MBR单元，设计水力停留时间达5天。
膜生物反应器并不是膜技术与传统生物处理的简单结合。主要体现在：
（1）实现高效的固液分离，分离效果远好于传统的沉淀池。
（2）由于膜的高效截留作用，可使微生物完全留在反应器内，从而反应器内的微生物量可以很高，有利于系统维持高的容积负荷，小的占地面积。
（3）有利于增值缓慢的硝化菌的生长，系统的硝化效率得到提高。
（4）对于难降解的有机大分子，膜的截留作用可以延长其被生化降解的时间，有利于提高水质。
（5）膜反应器的剩余污泥很少，减少了污泥处置的费用。
（6）容易实现自控，易于管理。
（7）对于冲击负荷，膜生物反应器有良好的适应性。
目前，膜分离技术被公认为是20世纪末21世纪中期最有发展前途的高科技之一。
严格地讲，膜反应器的运行属于周期运行，只不过运行周期很长，因为膜污染是膜反应器运行的必然结果。当系统运行中跨膜阻力较大时，为保证系统能耗的降低和系统处理的长期有效性，必须对膜组件进行反冲洗，实现周期性的运行，否则，不但系统的整体能耗大幅度增加，而且膜组件可能发生破坏性污染，导致膜组件的提前更换。
       7）反渗透系统：采用二级反渗透系统，是本工艺流程的核心之一。反渗透系统包括RO前置精密过滤预处理系统，反渗透主机设备和除味设备，反渗透加药系统，反渗透清洗设备，以及配套的电气、仪表、计量、自控装置。通过反渗透装置的物理处理，渗滤液完全达到并超过出水水质要求。根据调试的实际情况，在生化系统处理后，如果反渗透一级处理即可达到旁放要求，也可以不经二级RO处理，较少运行费用。下面对反渗透的基本构成扼要叙述如下：精密过滤预处理：主要是指保安过滤装置，主要目的是保证RO系统的正常运行，减轻RO膜污染，保障其正常运行。保安过滤还可以起到预测RO膜污染的作用。保安过滤器的滤芯定期更换。反渗透的加药系统：包括pH值调节，进入RO的废水的pH值应处于微酸性，这样可以控制碳酸根的平衡，防治碳酸盐结构。此外加药系统还包括阻垢剂的加药，同样是为了防治RO运行中硫酸盐，磷酸盐等的结构问题。RO主机的作用是完成反渗透的核心设备。通过该单元，污水被分成浓缩液和处理出水：一级反渗透的浓缩液排入浓缩液储池，一级RO的出水进入二级RO系统，二级RO的出水经过除味器之后即为最终出水，二级RO的浓缩液回流到保安过滤前面，重新进入RO系统。RO的运行还必须包括RO的清洗系统，主要有酸、碱两种清洗方法，分别针对RO膜污染中的有机物污染和无机污染。清洗由自控系统完成，定期清洗。
       8）反渗透浓液的处理：设计反渗透系统的回收率为78％，根据此回收率，每天有大约66 m3的浓液需要处理。处理的方式有两种：第一，回灌至垃圾填埋场。优点是简单经济，不需添加其他设备。具体做法是：在垃圾场表面开挖两个10×10m方池，池深1.5m，四周粘土围堰，用槽车将浓缩液运至坑内排放，池底铺设20cm厚的砾石，防治浓缩液在短期内堵塞垃圾空隙。回灌位置定期改变，保证填埋场内水分均匀，开挖新的回罐池时，将挖出的垃圾回填到老回灌池，用粘土压实。雨天，浓缩液暂不回灌。第二，采用浓液蒸发系统。该系统利用填埋场收集的沼气，对浓液进行蒸发处理，减去50%的水分，这时浓液已基本固化，形成泥饼，可填埋回垃圾填埋场。处于环保的目的，浓缩液蒸发处理应是首选，回灌处理作为辅助处理手段。
       9）贮泥池：二沉池剩余污泥流入贮泥池，在这里进行浓缩，浓缩后的污泥排入浓缩液储存池。上部清夜排入厂区污水管，回流到进水井。
2.5.4各处理单元的处理效果预测