小型生活垃圾填埋场渗滤液处理工程设计

1、小型生活垃圾填埋场渗滤液处理工程设计王声东 秦 峰 余 毅 施至理 刘庄泉(上海环境卫生工程设计院, 上海 200232摘要 小型生活垃圾填埋场渗滤液产量少、管理水平低, 如何选用合适的渗滤液处理技术是一个令管理者困扰的问题。简要介绍了生活垃圾卫生填埋场渗滤液常用处理技术, 结合工程实例, 对采用矿化垃圾工艺处理渗滤液进行了探讨, 并分析了该技术的特点。关键词 垃圾填埋场 渗滤液 矿化垃圾床0 前言随着经济发展和人民生活水平不断提高, 生活垃圾填埋技术以投资省、运行费用低获得了广泛的应用。但同时, 填埋带来的渗滤液二次污染也成为填埋场建设必须解决的问题。渗滤液有机物浓度高, 成分复杂, 处理困

2、难。对于小型生活垃圾填埋场, 填埋规模较小、渗滤液产量较低, 用复杂的渗滤液处理技术, 对资金、运行、人员要求高。对这类填埋场, 希望能有一种工艺简单、处理效率高, 工程易于实施、运行维护方便的方法来处理渗滤液。1 国内常见渗滤液处理技术介绍近年来, 一些新技术逐渐应用于垃圾渗滤液处理, 涌现出几类较为成熟、性价比较好的渗滤液处理技术, 出水可达到5生活垃圾填埋污染控制标准6(GB 16889 1997 规定的三级排放标准。典型处理工艺包括以下三类:(1 矿化垃圾床处理工艺。主要技术路线为调节池-矿化垃圾床。渗滤液由填埋单元进入调节池中, 在调节池中调蓄并厌氧降解后, 经矿化垃圾床的综合处理后

3、纳管排放。该技术已成功应用于上海老港填埋场老场区(100m /d 、山东即墨(80m /d 、山东蓬莱(70m 3/d 、安徽马鞍山(150m 3/d 、上海崇明填埋场(125m /d 等地。(2 MBR 工艺。主要技术路线为调节池-A/O 内循环生物脱氮系统-超滤。该工艺是膜处理技术和生物脱氮技术的组合应用。用超滤设备代替二沉池, 提高分离效率, 将A/O 内循环生物脱氮系统与超滤设备组合设置, 通过超滤膜的浓液回流保34给水排水 Vol. 35 N o 12 2009333证生化系统具有较高的污泥浓度(2030g/L 和较低的负荷。有效避免了氨氮对微生物的不利影响。该技术已成功应用于青岛小

4、涧西垃圾填埋场, 出水COD Cr 小于1000mg/L 。(3 两级反渗透工艺。主要技术路线为:调节池-两级反渗透-浓缩液回灌。渗滤液进入调节池, 在调节池内投加生物除味剂并简单曝气后, 直接进入两级碟管式反渗透处理设备。2 工程背景介绍王元填埋场位于淮安市正南, 距市中心13km 。总占地面积34hm 2。设计使用年限15a, 设计使用库容为726万m 3, 垃圾处理规模为500600t/d 。该工程2005年12月投入运行, 垃圾渗滤液的设计方案为直接纳管, 即渗滤液通过市政管网进入污水处理厂。根据淮安污水处理厂实际出水情况, 以及创建环保模范城市要求, 垃圾填埋场必须建设渗滤液预处理设

5、施, 出水执行GB 16889 1997三级标准。选择切实可行的渗滤液处理技术成了淮安环保模范城市建设的关键因素之一。3 工艺选择与工程设计3. 1 工艺选择目前常用的几种工艺各有特点, 其技术比较详见表1。选择合适的渗滤液处理技术主要由技术、经济、环境等多项指标综合决定。矿化垃圾床是最近几年发展起来的新技术, 该技术以废治废, 充分体现了循环经济的理念, 工艺流程简单、运行费用低, 对于小规模的渗滤液处理工程, 占地也不会太大。MBR 工艺处理效果的稳定性较好, 占地面积适中, 但运行操作要求较高, 投资、 运行费较大。两级反渗表1 渗滤液处理工艺比较类别项目矿化垃圾床M B R两级反渗透去

6、除原理 吸附与生循环高浓度 反渗透膜技物处理微生物脱氮术+超滤膜过滤可过滤行技术水平先进先进较先进性技术可靠性可靠可靠较可靠设备复杂性简单较复杂较复杂 调节池有 调节池有 调节池有大气污染臭气污染, 臭气污染, 臭气污染, 环需收集导需收集导需收集导境排、处理排、处理排、处理影响噪声污染小 风机与高压水泵噪声小产泥量少多小运行稳定性稳定稳定稳定运运行操作简单复杂复杂行管理需更换超 系统需更设备维修少滤膜(3年换反渗透膜左右 组件(1年左右 用电量小较大高用药量无碱、消泡剂酸、碱用水量少一般少占地/亩 15(不含 2(不含调 1(不含调 经调节池 节池 节池 济 工程投指108814042132

7、标资/万元 运行成本/元/m 38. 7918. 3623 运行成本合计/万元4629651209 总费用/万元168023893356注:运行成本合计按6年计算。1亩U 667m 2。透处理效果好, 但投资和运行费很高, 尤其是未采用前处理设备时, 膜的使用寿命短。因此综合考虑, 本工程推荐采用矿化垃圾床技术。3. 2 规模及进出水水质根据填埋场目前的运行管理数据, 渗滤液产量为160200m 3/d, 夏季高, 冬季少。由于矿化垃圾处理工艺会受气候的影响, 冬季约有2个月左右停运, 水量主要储存在调节池中。考虑上述要求, 设计规模确定为240m 3/d 。根据王元填埋场的水质监测数据及调节

8、池的设计能力, 综合确定渗滤液设计进水水质见表2。考虑到渗滤液水质变化大, 本设计按偏高取值。表2 设计进水水质项目COD Cr BOD 5NH 3 N SS /mg/L /m g/L /mg/L /mg/L pH变化范围450020008002003000015000300012006. 88. 9设计平均值15000500020006006. 88. 93. 3 工程设计矿化垃圾床处理渗滤液的机理研究表明:有机物在矿化垃圾床是一个先吸附后降解的过程, 矿化垃圾床对有机物的稳态净化主要是生物降解作用, 相对于吸附过程, 有机物的生物降解相对缓慢; 矿化垃圾床对有机物去除的非生物作用(主要是吸

9、附作用 只是使有机物在反应床中累积, 对有机物的去除主要是在落干期通过生物降解作用完成的。落干期矿化垃圾床中好氧菌、厌氧菌种类及数量测定结果表明, 有机物在矿化垃圾床的生物降解是以好氧生物为主导的生物降解过程。实践表明, 矿化垃圾床工艺具有以下特点:抗冲击负荷性能优越, 能适应进水COD Cr 和NH 3 N 大幅度的波动, 只要合理控制水力负荷和进水间隔时间, 仍可保持一个相对稳定的去除率; 不需固液分离装置; 运行周期和使用寿命长; 以废治废, 充分利用自然资源, 具有较好的生态化意义。综合老港、山东等地矿化垃圾床工艺运行实际, 结合填埋场现状, 本工程采用卧式矿化垃圾床与塔式矿化垃圾床相

10、结合的工艺。工艺流程见图1。图1 工艺流程渗滤液由填埋单元泵入调节池, 在调节池中调蓄并厌氧降解后, 出水均匀泵入卧式矿化垃圾床, 经矿化垃圾床的综合处理后, 出水自流进入一级集水池, 然后泵入塔式矿化垃圾反应床, 出水自流进入二级集水池。二级集水池中的水由水泵提升进入市政污水管网。为确保水质能达到纳管标准, 在二级集水池末端设一套加药装置, 供应急使用。给水排水 Vol. 35 N o 12 200935各单元设计参数如下:(1 调节池。用2mm 厚H DPE 膜将调节池覆盖, 将H DPE 膜锚固在调节池四周。膜可随渗滤液水位的涨跌自由起落, 在覆盖膜与水面间形成气体导排层, 收集的臭气(

11、主要成分为甲烷 用火炬燃烧后外排。膜上的雨水通过临时水泵导排。调节池加盖以后形成了一个很好的厌氧环境, 通过调节池的长时间停留可以将渗滤液均质, 并通过厌氧处理大量降解污染物。(2 卧式矿化垃圾床。设置1座卧式矿化垃圾床, 设计进水量240m 3/d, 滤床平面尺寸75m 45m, 平均高度3m 。卧式矿化垃圾床设计负荷为0. 12kgCOD Cr /(m 3滤料#d , 采用喷头布水。卧式矿化垃圾床周边采用砖墙砌筑, 其底部和四周铺设1. 5mm 厚H DPE 膜防渗层, 膜上下各铺设一层土工布保护层(密度400g/m 2, 土工布上设置渗滤液收集层。设计中应避免出现短流。(3 一级集水池。

12、卧式矿化垃圾床后设一级集水池1座。尺寸为25m 8m 4. 5m, 有效水深3m, 有效容积400m 3, 停留时间大于1d 。池内设潜污泵2台, 1用1备, 将污水提升至塔式矿化垃圾床。(4 塔式矿化垃圾床。塔式矿化垃圾床共2层, 层高1. 2m, 平面尺寸为70m 30m, 最顶层设穿孔管布水。塔式矿化垃圾床设计负荷为0. 2kgCOD Cr /(m 3滤料#d , 渗滤液穿过1、2层在底部汇集, 然后重力流入二级集水池。设计中应避免出现短流。(5 二级集水池(出水井 。塔式矿化垃圾床后设二级集水池1座。尺寸为25m 8m 4. 4m, 有效水深3m, 有效容积400m 3, 停留时间大于

13、1d 。池内设潜污泵, 将污水提升外排。外排水设加药装置, 确保出水达标。本工程总用地为:84m 105m 。4 投资及运行费用(1 总投资。工程概算总投资1218万元(含动迁费130万元 , 第一部分工程费用874万元(含调节池加盖和火炬工程200万元, 监测设备25万元 。(2 运行费用预测。矿化垃圾床处理的日常运行费用包括:电耗、药剂费、生物菌种费、人员费、维修费、监测费等, 总计约8. 79元/m 3。36给水排水 Vol. 35 N o 12 20095 调试与运行总结5. 1 调试期间水质情况工程完工后, 调试期从2005年5月开始, 至7月份调试正常。正常运行后, 处理水量维持在

14、200m 3/d, 调节池进水COD Cr 在500020000mg/L, 出水稳定在300500mg/L, 能够稳定达到设计纳管要求。5. 2 运行总结(1 调节池加盖后, 可大大降低后续处理负荷, 本工程从调节池加盖后(加盖于2005年1月初完成 , 到调试结束, 调节池出水COD Cr 最低达到3000mg/L, 极大地降低了后续处理负荷。调节池从加盖到具备稳定的处理效果, 一般需要6个月以上的时间, 通过投加污泥接种的方案可缩短启动时间。调节池厌氧产生的沼气, 目前采用的方式是点燃无害化处置后外排, 从节能减排的角度出发, 宜积累经验后, 开展综合利用。(2 由于卧式垃圾床进水COD C r 较高, 布水时有一定的臭味, 对周边环境有不利影响, 随着环保要求的提高, 应考虑将卧式床进行加盖密闭, 杜绝臭味问题。参考文献1 任鹤云, 李月中. MBR 法处理垃圾渗滤液工程实例. 给水排水,2004, 30(10 :3639&通讯处:200232上海市石龙路345弄11号电话:(021 5408537822324E 2mail:xibow 收稿日期:2008201210修回日期:2008207212南宁市将全面推进城市水环境综合整治根据5南宁市委关于实施科学发展三年计划的决定6, 到2