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组合生化及膜处理技术处理垃圾渗滤液工艺
广州市生活废弃物管理中心 李湛江 等
1 前言
到目前为止，国内外尚没有十分完善的处理各种垃圾渗滤液的工艺，主要是因为垃圾渗滤液是一种高浓度的有机废水，并且渗滤液成分变化很大，用任何一种单一的处理方式均很难实现令人满意的垃圾渗滤液处理效果。兴丰生活垃圾卫生填埋场位于广州市，采用了国际高标准的设计技术和专业公司营运管理，每天平均进场垃圾量为5500~6500吨，平均每天渗滤液产量为l700吨。渗滤液处理工艺选择的原则如下：
①由于填埋场地处一水库水源保护区上游，渗滤液经生物、深度处理后的排水严格禁止排入下游水系，所以必须实现渗滤液的“零排放”，即渗滤液原液或处理后的渗滤液均不能排入填埋场下游水体。
②由于兴丰填埋场目前生活、生产用水供给量不足，因此渗滤液处理着眼于回用处理，将渗滤液处理并达到回用水的标准。
③垃圾渗滤液无论是有机污染物COD，BOD，还是NH3-N，色度等，浓度都很高。因此，要尽可能地选择高效处理工艺，保证处理效果能够达到排放要求。
④根据生化处理后的渗滤液水质特点，选取的工艺必须具有较强的适应性和操作上的灵活性，并且能够容易进行处理参数的调整。
⑤处理工艺在满足填埋场不同时期水质情况下，尽可能降低工程投资及运行成本。
2 工艺运行与水
质标准
2.1工艺运行 根据以上原则，广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场的渗滤液的处理工艺采用了生化处理（UASB+SBR）和膜技术术处理相结合的组合工艺，工艺如图1所示。
2.2渗滤液进水水质和处理后出水指标限值 渗滤液进水质如表1所示；兴丰生活垃圾卫生填埋场的渗滤液经过处理以后，其水质标准要求达到《生活杂用水水质标准CJ25.1-8》中规定的洗车用水标准，具体指标值见表2。
表1 渗滤液进水水质
指标
| 限 值
| pH
| 6.5~9
| 温度
| ≤ 40℃
| BOD5
| ≤ 12000 mg/L
| CODcr
| ≤ 20000 mg/L
| TSS
| ≤ 2000 mg/L
| 凯氏氮
| ≤ 2100mg/L
| 总磷
| ≤ 60mg/L
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表2 CJ25.1-89中规定的洗车用水标准和GB16889-1997的比较
3 工艺运行条件
3.1上流式厌氧污泥床（UASB） 渗滤液被泵入渗滤液处理厂后，先经自动细格栅再进入均衡池，栅距0.5毫米，去除固体物，以保护下游设备不易受损。经隔渣后的渗滤液流进均衡池。均衡池同时设有两台输送泵（1台备用）作为输送渗滤液及控制流量（每小时33立方米）。经过渗滤液调整后，渗滤液会进入UASB反应器。该反应器有机负荷设计为10公斤COD/立方米/日。在反应器中，有机物首先分解为有机酸，然后分解为甲烷和二氧化碳。 反应器顶部有一系列的三相分离器，将甲烷气、污泥和处理后水有效地分开。经过厌氧处理后，渗滤液的碳氮比会降至1.46:1，造成碳氮比失调。为给SBR池提供足够的碳源作反硝化，以减低化学品消耗，部分渗滤液将旁通至SBR，以增加碳氮比值达
3.2:1作为反硝化之用。
3.2序批式活性污泥池（SBR） 经厌氧处理后，污水进入两个SBR池。SBR工艺是活性污泥法的一种，采用操作较为弹性的分批进、出水设计。各SBR的池操作周期基本可分为五个步骤：进水、反应（生物降解，硝化及反硝化）、沉淀（沉淀及澄清）、排水（排去上清液）、静止（排泥）。 以预设的计算机逻辑编程（PLC）控制上述五个步骤的分段时间。每个SBR有效池容量为6371立方米。每个池每日运作一个周期，运作周期如下表3所示。
表3 SBR运作周期
周期
| 时间（小时）
| 进水和反应
| 19
| 沉淀
| 2
| 排水
| 1.5
| 静止和排泥
| 1.5
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每个SBR单元安装了4台表曝机以供应微生物生长所需的氧气。在设计温度30℃的情况下，总输氧量为1211公斤O2/小时。此外，每个单元内安装了3台潜水式搅拌器，l台澄清泵及2台（1台备用）潜水式剩余污泥泵。 为提供反硝化的缺氧状态，表曝机会根据设定的计算机程序，间断地开关。当表曝机停止时，潜水式搅拌器会自动启动，防止水中活性污泥沉淀。池内设计MLSS6000 mg/L。沉淀后，澄清液将被2台澄清泵送至出水暂存池，再利用输送泵将池水泵进微滤系统（CMF）作深度处理。剩余污泥将被污泥泵抽至污泥贮储存池暂存，不定期由槽车运送到填埋场作最终处理。为提供足够的碳磷比值，必须定期将磷酸投入池内，以维持活性污泥的生长。
3.3连续微滤系统（CMF） CMF是滤膜工艺的一种，在膜的一侧施加一定的压力，使水透过滤膜，阻隔大于膜孔径的悬浮物、细菌、有机污染物等物质。 CMF系统是由微滤膜柱、压缩空气系统反冲洗系统以及PLC自控系统等组成。微滤膜柱的直径为120mm，高度为1160mm，内装的中空纤维外径为550 m，内径为250 m，孔径0.2 m，膜表面积为33.5m2。在20℃时单根微滤膜柱水通量为0.9~1.35m3/h。CMF系统的操作由PLC自动控制，水由中空纤维膜外向膜内渗透，正常工作压力很低，工作范围为30~100kPa，最高达到200kPa。一般30~40分钟用压缩空气反冲一次，反冲时，压缩空气由中空纤维膜内吹向膜外，反冲压力为600kPa，时间1~2分钟，反冲洗水量为进水量的10~12%。CMF系统一般工作14~30天，需进行化学清洗一次。
3.4反渗透系统（RO） 反渗透是目前工业用最微细的过滤系统。反渗透膜可阻挡所有可溶性盐与无机分子与任何分子量大于100的有机物通过，脱盐率达95%以上。CMF滤液流至反渗透系统的进流贮槽，2台高压泵分别将滤液抽至2列RO系统。RO进流及滤液设有导电计及流量计以监控其操作。在进入RO前，会投加防垢剂以防止反渗透膜结垢及投加硫酸。 经过一段操作时间，当下降幅度达致10~15%，反渗透膜就要进行清洗。由于渗透液的污染性较高，必须进行化学清洗，若要提高清洗效率，适当再配合用热水清洗。 反渗透出水流入储存池作为回用用途。浓缩液则被泵至浓缩液储存池，然后回灌至填埋场。利用填埋场本身是一个巨大的厌氧生物反应器，接纳反渗透浓缩液，可以有效地解决反渗透浓缩液最终处理的问题。 整个渗滤液处理系统各阶段的设计处理效率和出水水质见表4。
表4渗滤液回用处理厂各阶段的设计处理效率和出水水质（mg/L） | 
