垃圾渗滤液水质特性与处理技术分析金娟论文_金娟 伊李寿

摘要：渗滤液的成份变化很大,主要取决于填埋场的年龄、垃圾堆体的高度、填埋操作方式、覆盖材料、防渗衬垫构造、微生物环境以及填埋的垃圾的组成。其中,填埋龄对渗滤液水质的影响十分显著。

关键词：垃圾渗滤液；水质特性；DTRO工艺；处理技术

1 垃圾渗滤液水质特性

1.1 填埋厂垃圾渗滤液水质特性

若按填埋场场龄划分，一般填埋时间在1a以下的为年轻渗滤液，1~5a的为中龄渗滤液，5a以上的为老龄渗滤液。垃圾渗滤液的水质一般具有以下特点：（1）组成复杂，含有多种有机污染物、金属和植物营养素；（2）有机污染物浓度高，COD和BOD最高可达几万mg/L；（3）金属种类多，含10多种金属离子；（4）氨氮高，变化范围大；（5）组成和浓度会发生季节性变化。目前垃圾渗滤液的处理手段主要以生物法为主，其中年轻渗滤液中易生物降解的有机物含量较高，B/C比较高，氨氮较低，适宜采用生物法处理。垃圾渗滤液色度很高，呈淡茶色或黄褐色。在生化处理时会产生大量生物泡沫，对处理系统正常运行产生一定影响。由于渗滤液中含有一些有机物很难被生物降解，因此，经生化处理后，COD浓度通常仍在500～2000mg/L范围内，也就是说，采用生物方法很难将COD浓度降到国家最新排放标准规定的100mg/L以内。

1.2 发电厂圾渗滤液水质特性

垃圾渗滤液中含有大量的有机物、氨氮、寄生虫、有毒有害物及重金属等，其成分非常复杂且水质水量变化大。垃圾渗滤液污染控制的一个重要内容就是对渗滤液水质特征进行分析、研究，这也是合理选择垃圾渗滤液处理工艺流程的前提。渗滤液中含有多种重金属离子，如Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、Fe、Hg、Mn、As等［30］。有研究表明，铁和锌含量较高，铁的浓度可达200mg/L左右，锌的浓度可达130mg/L左右。我国对渗滤液中重金属离子的专项研究很少，少量的文献数据差别也很大，这与垃圾的收集填埋不规范，垃圾中含有不同的工业废物等因素有关。在生化处理时会产生大量生物泡沫，对处理系统正常运行产生一定影响。

2 DTRO工艺在处理垃圾渗滤液的应用案例

2.1 工程概况

某县填埋场垃圾主要为居民生活垃圾，根据对该县人口规模、垃圾收集站的数量及转运能力的调查分析，确定该工程渗滤液产生规模为100m3／d。该填埋场的垃圾渗滤液主要有2个来源，大部分渗滤液是新鲜垃圾在填埋后滤出的，另有一部分是填埋作业面和中间覆盖面的降雨转化而来的。渗滤液多为垃圾酸性发酵阶段的产物，属于典型的原生渗滤液，污染物浓度高。本工程设计进、出水水质见表1。出水水质要求达到GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》表2中规定的排放标准的要求。

表1 设计进、出水水质

2.2 工艺设计

1） DTRO工艺流程

垃圾渗滤液的水质受垃圾成分、降水量、填埋工艺及填埋时间等因素的影响，具有成分复杂、CODCr及NH3-N浓度高、水质变化大等特点，用常规的生化处理方法难以处理达标。与生化法相比，膜分离技术受原水水质变化的影响较小，能够保持出水水质稳定，用于处理垃圾渗滤液具有明显的优势［2-4］。碟管式反渗透（DTRO）工艺是一种新型的反渗透处理技术，在高浓度料液处理中应用广泛，在垃圾渗滤液处理中也得到应用。本工程采用二级DTRO处理工艺，流程见图1。

图1 二级DTRO处理工艺流程

渗滤液先汇集到调节池进行水质、水量调节，原水贮罐出水经加酸调节pH值，以防止碳酸盐类无机盐结垢，再经砂式过滤器和芯式过滤器过滤降低SS浓度。预处理后的渗滤液进入第一级 DTRO系统，在膜组件中进行反渗透，产生的透过液进入第二级DTRO系统，第一级DTRO浓缩液排入浓缩液储池等待回灌；第二级DTRO系统透过液排入脱气塔，吹脱除去水中二氧化碳等气体，使pH值达到6～9，然后进入清水池，达标后排放，第二级DTRO浓缩液回流进入第一级DTRO的进水端。

膜处理的必然产物是浓缩液，本工程采用回灌法处理。浓缩液的处理方法很多，包括焚烧、固化、蒸馏干燥等方法，但是与回灌法相比，其它方法的设备投资和运行费用都非常巨大。填埋场垃圾堆体本身就是一个巨大的生物反应器和贮存体，垃圾中的大量有机污染物在这里得到消解和稳定。浓缩液污染物浓度虽然很高，但其污染物量相比于垃圾体污染物总量是较少的，大约占2.4%。把填埋场作为一个以垃圾为填料的生物滤床，有控制地将浓缩液进行回灌，通过物理、化学和生物等多种作用实现污染物的降解。

2） 水量平衡计算

100m3／d二级DTRO系统水量平衡计算见图2。

图2 100m3／d二级DTRO水量平衡计算

3）浓缩液的回灌

本工程的浓缩液采用浅层回灌方式，即控制回灌管道系统的布水井点及回灌水量，使浓缩液刚好在填埋体表层的2～3m厚度内得以接纳，防止因回灌量过于集中，在回灌的垃圾体内形成饱和柱状体，降低回灌处理效果。

由于浓缩液的有机污染物负荷量高，回灌率宜控制在1.6～2.5 L／（h·m2）。本工程日处理渗滤液100m3，回收率为78%，浓缩液总产量为22m3／d。按1 L／（h·m2）的回灌率计算回灌面积为916m2。设计5个的圆形回灌点，每个服务面积不小于200m2。

2.3 主要构筑物设计

1）调节池设计

调节池为粘土重力坝池体，池底部和边坡铺设HDPE膜防渗层。设计池容为10 000m3，池底表面积3 000m2，池深4m。调节池旁设有抽水井，抽水井深5m，配置2台提升泵，1用1备，型号为WQ10-10-1，流量为10m3／h，扬程为10m。

2）砂式过滤器和芯式过滤器

调节池出水泵进入原水贮罐调节pH值后，进入过滤精度为50μm的石英砂过滤器进行初滤，在进入芯式过滤器前加入适量的阻垢剂防止硅垢及硫酸盐结垢现象的发生。芯式过滤器为膜柱提供最后一道保护屏障，过滤精度为10μm。

3）二级DTRO系统

第一级和第二级DTRO系统设计参数见表2。

表2 DTRO膜系统设计参数

4）浓缩液储池

钢筋混凝土防腐结构。设计尺寸为8.2m×7.5 m×4.0m。在浓缩液储池的两端分设2个吸水点，每个吸水点设 2台泵，1用 1备。近期泵型为WQ15-10-1，Q＝15m3／h，H＝10m。远期可选用WQ15-20-2.2，Q＝15m3／h，H＝20m。提升泵采用自耦安装方式，两种泵型均使用同一型号的自耦装置（50GAK），以方便更换。

结语

DTRO系统开启时长较短暂，可满足我国的需求及特征。实践表明，规模较小的垃圾渗滤液处理采用该工艺模式，均能合乎国家排放要求，并为工程创造可观的经济效益和市场发展前景。

参考文献：

[1]樊耀波,李剛等.我国渗滤液的特点和处理技术探究2011.7

[2]周爱娇，陶涛.垃圾填埋场渗滤液物化处理的现状及发展趋势2014.3

[3]陈石，王克虹.城市生活垃圾填埋场渗滤液处理中研究2015.9

论文作者:金娟 伊李寿

论文发表刊物:《科学与技术》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/29

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