荆州市垃圾填埋场渗滤液处理站设计方案(3)

用于渗滤液处理的土地处理系统主要包括人工湿地和回灌处理(污水灌溉或地下灌溉等)。

（1）人工湿地

人工湿地是利用人为手段建立起来的，具有湿地性质的污水处理系统，是人为创造的一个适宜水生植物或湿地植物生长的“环境”。它是浮水或潜水植物及处于水饱和状态的基质层和微生物组成的复合体。它具有较高的植物产率，在水生植物浸水部分的茎、叶和根系上有较大的吸附表面积，并逐渐形成生物膜，从表层到内部存在着DO梯度，相应形成好氧、缺氧和厌氧层，其中还存有大量的活性微生物，这些微生物通过生化作用将水中可溶性的有机物、固体和胶体不溶性有机质(即COD、BOD5、N、P、重金属等污染物)转变成植物所需要的营养物质，并使微生物生长繁殖，从而降解污染物。

（2）回灌处理

渗滤液回灌处理技术是指采用适当措施，将从填埋场底部收集到的渗滤液，经一定方式预处理或直接利用动力设施重新打到填埋场覆盖层表面或覆盖层下部，利用填埋场覆土层及各年龄段垃圾的物化以及生物降解作用对渗滤液进行处理的一种方法。

渗滤液回灌技术是把填埋场作为一个以各年龄段垃圾为填料的生物滤床。当渗滤液流过覆土层和垃圾层时，发生一系列生物、化学和物理作用，使渗滤液中的有机物、重金属、无机胶体等物质，通过机械拦截吸附络合、菌合和离子交换等作用被截留，并通过覆土层及各年龄段垃圾表面所富集的各种菌胶团和土著细菌等微生物的作用，降解成为稳定和半稳定物质，同时由于蒸发作用，回灌过程也间接达到了渗滤液减量的效果。

2.2.2物理化学法

渗滤液在经过一系列生化处理后的B /C出水比更低，难降解成分，一般有必要采用物化处理技术，作为一种预处理或者后处理的手段，来处理渗滤液。渗滤液的物化处理过程包含了混凝吸附、蒸发、高级氧化、浮选和膜处理技术等。这些技术基本都能提高渗滤液的生物降解性或者直接使出水达到排放标准，彻底实现渗滤液的无害化。

1．混凝处理技术

混凝处理目的是通过外加混凝剂使水体中不能直接通过重力去除的微小杂质聚结成较大的颗粒，迅速得到沉降，从而使水澄清。一般来说，单纯依靠混凝来去除渗滤液中的COD到一定的排放标准是不大现实的，因为混凝处理一般对于大分子有机物(大于3000Da)具有良好的效应，而渗滤液除了大分子物质外，还有很大一部分物

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质是由小分子物质组成，新鲜渗滤液中小于1000Da分子量的物质占将近80%。因此，混凝处理一般可用作渗滤液的预处理或者是深度处理。

2．高级氧化技术

高级氧化技术由于具有氧化能力高、二次污染小、外界环境影响因素小、具有一定的非选择性，应用广泛。高级氧化技术包括蒸发处理、化学氧化法、光催化氧化法和电解处理等。 （1）蒸发处理

蒸发法主要利用外加能量来蒸发废水中的水分，从而大大缩小废水体积，达到处理目的。目前在染料、医药、农药等工业废水以及放射性废水处理领域中应用较广泛。近年来，在渗滤液处理中也得到了相应的应用。Ehrig认为，通过蒸发作用，渗滤液可以分离成洁净的液相和含有污染物的固相，但是当固相或浓缩液中含有挥发性有机物、含氯有机物或高浓度氨氮时，由于易形成二次污染，而使得蒸发操作较为困难。

（2）化学氧化法

化学氧化法是利用强氧化剂将废水中的有机物氧化成小分子的碳氢化合物或完全矿化成CO2和H2O，其中H2O2和O3是最常用的两种氧化剂。

（3）光催化氧化法

光催化氧化反应是利用光催化半导体TiO2在紫外光照下，使得TiO2产生电子-空穴，在吸附H2O后，形成吸附态的2OH，2OH基团是一种具有强氧化活性的自由基，它与有机物结合后，能够很快发生氧化-还原反应，达到降解有机物的目的。

（4）电解技术

电催化氧化反应的基本原理也与光催化氧化反应类似，不同之处就是电解反应能量的来源是电能，并且能量的大小可以通过电流密度的调节来实现。电解过程中，渗滤液中的COD、NH3-N的去除，通常是由于阳极的直接氧化作用和溶液中的间接氧化作用。阳极直接氧化是由于水分子在阳极表面上放电产生被吸附的2 OH，2OH对被吸附在阳极上的有机物的亲电进攻而发生氧化作用；间接氧化时在电解过程中铜鼓电化学反应产生了强氧化剂。

3．膜分离技术

随着经济水平的提高和人们环境意识的增加，膜处理工艺在渗滤液尾水和老龄渗滤液处理中的应用越来越广。反渗透是一种离子/分子水平的物理分离技术，在压力作用下使渗滤液中的水分子通过半透膜，可以有效地除去其中的细菌、悬浮物、有机污染物、重金属离子、氨氯等污染物质，从而确保出水水质完全符合国家一级排放标

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准[4]。和其它方法相比，反渗透法具有出水水质稳定、操作简便、占地面积小等优点，因此越来越多地被用来处理生活垃圾渗滤液，日益成为垃圾渗滤液处理的主流技术。

2.3渗滤液处理方案的选择 2.3.1渗滤液处理方案选择依据

渗滤液的浓度高，有机物含量大，氨氮含量高，且根据填埋时间的不同，渗滤液中各组分的含量会有较大变化，且受气候、季节的影响较大。渗滤液中致病菌群、重金属等组分一旦渗出就会污染地下水，因此在工艺流程选择上应采用高效、低耗、先进、合理、成熟的工艺，在运行中具有较大的灵活性，并适应水质、水量的变化，运行费用经济。严格执行国家环保有关规定，确保水处理系统水质稳定，达到中华人民共和国《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）的现有和新建生活垃圾填埋场水污染物排放浓度限值标准，并结合现场情况及地理特点，本着投资省，工程造价运行费用低、施工方便、操作运行管理简单的原则，因地制宜，选择合适的工艺及处理设施。

2.3.2渗滤液处理程度论证

按进水与出水浓度之差计算，本工程渗滤液处理程度见表2.1。

表2.1 渗滤液处理程度

项目 进水水质 出水水质 去除率

COD(mg/L) 8000 100 98.75%

BOD5(mg/L)

4000 30 99.25%

NH3-N(mg/L)

1000 25 97.5%

SS(mg/L) 1000 30 97%

2.3.3渗滤液设计处理规模论证

本设计说明书1.6.1节已有计算论述，本处理工程设计处理规模为：750m3/d。

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2.4渗滤液处理工艺方案选择

本次设计中填埋场渗滤液属于填埋场早期渗滤液，有机物浓度高，可生化性好，氨氮浓度很高，具有恶臭，因此在设计过程中要严谨考虑有机物和氨氮的去除，使出水同时达到无害无味。

由于设计进水水质浓度高，要求污染物去除率较高（COD去除率：98.75%，BOD5去除率：99.25%，NH3-N去除率：97.5%，SS去除率：97%），任何单机处理都难以达到出水排放标准。因此为了有效去除污染物，本次渗滤液处理设计包括一级预处理、二级生物处理和深度处理。

一级预处理主要作用是去除污水中的漂浮物及悬浮状的污染物、调整pH值和减轻污水的腐化程度及后处理工艺负荷[5]。在一般情况下，物理法和化学法均可作为高浓度废水处理的预处理。预处理一般包扩固液分离、气浮、吹脱、吸附、沉淀、混凝等。其中固液分离能有效去除悬浮物，吹脱法对于氨氮去除率较高。

二级生物处理主要作用是去除污水中呈胶体和溶解态的有机污染物，使出水 的有机物含量达到排放标准的要求。生化处理包括活性污泥法和生物膜法等。其 中ABR、SBR、氧化沟等处理有机物和氨氮效果较好。

深度处理主要作用是进一步去除常规二级处理不能完全去除的污水中的杂质，实现污水的回收和再利用。深度处理包括膜分离、混凝沉淀、离子交换和活性炭吸附等。其中混凝沉淀和活性炭吸附工艺较成熟，且处理效果较好。 2.4.1一级处理工艺选择与论证

根据进水水质，氨氮和悬浮物浓度都较高。由于进水水量较小，渗滤液中的悬浮物和部分有机物可设置人工格栅对其进行截留，可减小颗粒物对后续处理构筑物和水泵的堵塞。

由于渗滤液水质、水量、酸碱度和温度有一定变化，因此设置一均质调节池，是渗滤液水质水量等分布均衡。同时，可在调节池中加碱提高pH值以确保后续处理的顺利进行。

根据渗滤液特性及进水水质可知，本次设计进水氨氮含量很高，因此考虑采用物理法先对渗滤液中氨氮进行处理，所以选择现在国内应用较为普遍的吹脱法。吹脱法是将废水的pH值范围调至11左右后，使废水中的离子态铵转化为分子态氨，将废水通入吹脱设备中，通过气液接触将废水中的游离氨吹脱到大气中，同时对氨气实行吸收，达到资源回收和净化的目的，同时由于向废水中鼓入了一定量的空气，对COD也有一定量的去除，从而减小后续生物处理单元的负荷[6]。

在进行氨氮吹脱后，还应设置一调节池，向其中通入CO2以减低从吹脱塔中出来

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的渗滤液的pH值，确保后续处理的顺利进行。 2.4.2二级生物处理工艺选择与论证

经过一级预处理后，渗滤液中的有机物、氨氮和SS浓度都有所降低，但是远不足以达到出水排放标准。因此要选择成熟高效的二级生物处理工艺对渗滤液进行进一步处理。

由于本次处理的渗滤液浓度很高对于BOD5:COD>0.5的早期渗滤液，含有大量易于生物降解的脂肪酸，理含有高浓度有机物的早期渗滤液时，提供大量的氧气是非常必要的，当渗滤液有机负荷随时间变化时，系统可通过改变氧气供应来调整。好氧系统更为有效[7]。但由于本次处理的渗滤液浓度很高，因此必须在好氧处理工艺前首先进行厌氧处理，有效地降低BOD5、COD的含量，达到好氧生物处理的进水标准。因此选择厌氧与好氧工艺结合处理。

厌氧生物处理工艺中，ABR处理渗滤液应用较广，极适用于处理高浓度废水且工艺较成熟，污泥流失损失较小，而且不需设混合搅拌装置，不存在污泥堵塞问题。启动时间短，运行稳定，与SBR工艺的结合运用十分成熟，且处理效 率较高，适合此次渗滤的厌氧处理。

好氧生物处理中SBR工艺是现在较为成熟的，且本次设计的设计水量也满足SBR的处理要求，同时SBR对有机物和氨氮都具有很高的去除率，非常适用于本次设计。

SBR的操作程序是在一个反应器中的一个处理周期内依次完成进水、生化反应、泥水沉淀分离、排放上清液和闭置等5个基本过程组成，其运行工序如图 2.1所示。SBR法的工艺设备是由曝气装置、上清液排出装置(滗水器)，以及其他附属设备组成的反应器。SBR对有机物的去除机理为：在反应器内预先培养驯化一定量的活性微生物(活性污泥)，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机污染物转化为CO2、H2O等无机物；同时，微生物细胞增殖，最后将微生物细胞物质(活性污泥)与水沉淀分离，废水得到处理。SBR 技术的核心是SBR 反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体，无污泥回流系统。

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