城市生活垃圾渗滤液处理技术探讨

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摘要:城市生活垃圾渗滤液成分复杂，是一种危害较大的高浓度有机废水，如果处理不当将对周围环境和地下室造成严重的污染。本文结合工程实例，采用调节池/混合反应沉淀池/厌氧UBF系统/SBR系统/浸没式超滤膜处理系统组合工艺来处理垃圾渗滤液，并论述了主要处理单元的设计参数。调试效果表明，该垃圾渗滤液处理技术可行，能满足排放要求。

关键词:垃圾渗滤液；处理；设计参数；超滤膜系统；运行调试

中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：

随着城市经济的不断发展和人们生活水平的提高，每天源源不断大量产生的生活垃圾，已日益成为一个污染环境、困扰人类的社会问题。城市垃圾处理方式主要有垃圾焚烧、填埋、堆肥以及综合利用等。垃圾处理过程中，由于厌氧发酵、有机物分解、雨水冲淋等产生多种代谢物质，形成高浓度的有机废液，即垃圾渗滤液。渗滤液具有水质复杂、水量波动大、有毒有害物质含量高等污染特性，其一旦进入外部环境就会造成严重的二次污染，若渗滤液处理不当，不仅会污染土壤和地表水源，甚至会污染地下水对生态环境和人体健康带来巨大危害。因此，垃圾渗滤液的有效处理迫在眉睫。

1工程概况

某垃圾渗滤液处理工程，设计规模为400m3/d，设计进、出水水质见表1。

表1设计进、出水水质

设计出水水质执行《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的三级标准。该工程总占地面积为4600m2，其中预留提标场地。

2渗滤液处理工艺

垃圾渗滤液成分复杂，污染物浓度高且随不同时间有较大波动，产生量随季节变化波动较大，需采取切合实际、有效的工艺路线，确定合理的设计参数、选用适合的工艺设备并配备合理的自控设施，以节能增效，在确保处理能力及效果的基础上，方便运行管理、降低工程造价和运行成本。本工程采用的工艺流程如图1所示。

图1垃圾渗滤液处理工艺流程

该工程设计工艺包括调节池、混合反应沉淀池、厌氧UBF处理系统、好氧SBR处理系统、浸没式超滤膜处理系统、污泥处理系统及除臭系统，此外预留了纳滤处理系统场地。垃圾渗滤液从垃圾储仓收集池由泵提升过滤后进入调节池，池内设搅拌以防止悬浮物沉淀。经过调节池调节水质、水量后，用泵送至混合/反应/沉淀池，去除部分大颗粒有机物和无机物后进入加温池，利用余热使水温保持在35℃，而后进入UBF进行厌氧生化处理，去除90%以上的COD，产生的沼气经收集处理后综合利用。厌氧池出水进入SBR反应池，采用射流曝气和序批式反应，去除90%以上的氨氮，然后进入浸没式超滤膜系统，去除水中有机污染物，确保出水水质达到设计标准。

沉淀池、厌氧系统及好氧系统产生的污泥均排至污泥浓缩池进行减量化处理，再经泵送至离心脱水机脱水干化。调节池、混合反应沉淀池及污泥处理系统产生的臭气收集后送焚烧处理。

3主要处理单元的设计参数

3.1调节池

在垃圾渗滤液处理工程中，调节池不但起着调质调量的作用，还具有事故池的作用。设调节池2座，半地下式钢混结构，尺寸(L×B×H)为33.5m×12.0m×6.0m，有效水深为5.0m，水力停留时间(HRT)为10d，池内设液下搅拌器以保持整池的内部循环流动，避免池体内部产生死角而导致固体颗粒的沉淀、沉积。

3.2厌氧处理系统

厌氧生物反应系统选用两级UBF，中温消化。采用潜水搅拌机作为内循环装置，池外设置污泥循环泵，二级UBF出水进入脱气沉淀池进行脱气沉淀，确保出水效果。设2座处理池，每座2格，单格尺寸(L×B×H)=12.5m×8.0m×11.0m，有效水深为10.0m，半地下式钢混结构，容积负荷为4.0kgCOD/(m3·d)，容积产气率为1.6m3/(m3·d)，水力停留时间为10d。采用多点布水，定点排泥。

3.3好氧处理系统

好氧处理采用SBR工艺，设SBR反应池4座，单座尺寸(L×B×H)为13.0m×9.5m×6.0m，有效水深为5.0m，半地下式钢混结构，污泥负荷为0.2kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥浓度为7000mg/L，运行周期为12h，其中进水搅拌时间为1.0h、曝气反应时间为8.0h、沉淀时间为1.5h、排水时间为1.0h、闲置时间为0.5h。

由于好氧反应属于升温过程，温度最高升到38℃以上，对好氧系统生化反应有影响，同时出水温度过高易造成热污染。为防止好氧系统崩溃，设计了降温系统:引入冷媒水，通过板式换热器进行冷却水与SBR渗滤液的换热，使SBR池水温在曝气时温度得到降低，并确保2～3h内池温降至35℃左右。

3.4浸没式超滤膜系统

膜箱采用多组多池结构，整个系统由内置超滤膜池、中空纤维膜组件、盐酸储罐、调节pH加酸装置等组成。共设膜池4组，采用钢混结构，每组内设550m2膜组件1套，通量为9.3L/(m2·h)，有效工作时间为16.5h。由于渗滤液碳酸根等缓冲离子多，容易结垢，因此调节进水pH值非常重要，可以缓解膜污堵的频率，保证出水水质。

4运行调试

为了保证渗滤液处理系统的正常运行，使处理后的渗滤液达标排放，必须进行系统调试，以检验工艺设计参数的合理性，检验土建工程和安装工程的质量，检验设备的运行性能。

4.1混合/反应/沉淀池

根据环保系统内已建渗滤液处理站运行方式及处理效果，本次调试取消混合/反应池的混凝功能，并取消投加石灰，垃圾渗滤液按照设计停留时间从系统经过后进入UBF。预处理系统对COD、SS的去除率分别为15%和50%左右。

4.2厌氧系统

UBF反应器的调试是工程调试的关键。当接种污泥量投足后，控制渗滤液分批进料，启动运行厌氧反应处理装置间歇运行。每批渗滤液进入后，反应器间歇运行。反应装置在静止状态下进行厌氧代谢，使接种的污泥或增殖的污泥暂时聚集，或附着于填料表面，而非随水流失，经若干天(所需时间随水质和接种污泥浓度检测指标而变)反应大部分有机物被分解后，再进第二批渗滤液。

UBF反应器的接种污泥来自城市污水处理厂脱水后污泥(含水率为75%)，污泥接种量为5～10kgVSS/m3。进泥方式:4座UBF池同时进泥，每池需投加污泥40t，合计为160t，每池投料比例为40t污水厂脱水后污泥+920m3清水+80m3垃圾渗滤液，并适量投加其他渗滤液处理站的厌氧污泥以加快调试进度。污泥接种工作历时16d，而后开始投加渗滤液。

自2011年6月起，通过半个月的调试，沼气火炬点燃成功，沼气中甲烷浓度为75%～80%，对COD去除率达到85%左右，厌氧系统启动成功。在低负荷调试运行期(HRT=30d)，进水量为135m3/d，厌氧系统对COD的去除率逐渐从85%提高到90%以上。

4.3好氧系统

好氧系统的接种污泥采用城市污水厂脱水污泥，污泥接种量为15t/池，合计为60t。污泥接种完成后，系统开始接收渗滤液，进行带负荷调试。由于渗滤液本身的特殊性，微生物需要一定的驯化过程才能够逐渐适应，运行初期系统的运行负荷和曝气量需低于正常运行期的参数，随着驯化时间的增加，渗滤液比例逐渐增加。通过8d的调试，SBR池的SV30基本维持在30%～40%，pH值为7.5～7.9，温度为33～36℃，生物相较好。出水COD约为500～700mg/L，NH3－N约为10～20mg/L。

4.4超滤膜处理系统

膜系统作为一个独立系统，初期进行清水调试，待SBR出水达到膜进水标准后再进行系统调试。

5运行情况

整个调试运行时间从2011年6月3日起，至8月25日达到400m3/d的处理量，满负荷运行期间测定的水质数据平均值如表2所示。从表2可看出，整套系统达到了设计处理效果，满足排放要求。

表2各系统出水水质

该工程总投资约为2400万元，吨水投资约为6万元。运行期间电耗为8.37kW·h/m3，电价按0.646元/(kW·h)计，则电费为5.41元/m3;药剂费主要为厌氧系统营养盐以及污泥脱水药剂，约为0.39元/m3;配备8人，工资按2500元/(月·人)计，则人工费为1.67元/m3;日常维护及维修费用约为1.25元/m3。综上所述，吨水直接运行费用=电费+药剂费+人工费+日常维护及维修费=8.72元/m3。

6结论

目前，还没有一套成熟、切实可行的垃圾渗滤液处理工艺，垃圾渗滤液的处理方法多样，效果参差不齐，单单靠某一种方法来处理是难以达到处理要求的，必须采用多种方法的组合。实践证明，采用调节池/混合反应沉淀池/厌氧UBF系统/SBR系统/浸没式超滤膜处理系统组合工艺处理垃圾渗滤液，运行稳定，效果较好，出水水质能达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的三级标准，这也说明了本工程采用的垃圾滤液处理技术是可行的，值得借鉴。

参考文献

[1] 卓洁.垃圾渗滤液危害及其处理工艺探讨[J].能源与环境,2012年03期

[2] 黄潇.城市生活垃圾渗滤液处理技术研究进展[J].怀化学院学报,2012年05期