垃圾滲濾液處理技術

垃圾滲濾液處理技術是一種用於環境保護領域的技術。

基本介紹

• 中文名：垃圾滲濾液處理技術
• 領域：環境保護
• 釋義：相關技術
• 國家：中國

垃圾滲濾液概述

垃圾滲濾液來源

（1）垃圾填埋場---垃圾本身含有的水分、進入填埋場的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土層的飽和持水量，並經歷垃圾層和覆土層而形成的一種高濃度廢水；

（2）垃圾焚燒發電廠 --國內生活垃圾的典型特點是廚餘物含量高、含水率高、有機物含量高，混合收集，相對熱值較低。因此，國內生活垃圾焚燒廠設計中，垃圾坑的儲存容量為3-7天的垃圾處理量；即垃圾在垃圾坑中儲存經過3-7天的發酵熟化，以達到將垃圾中的水份瀝出--產生了滲濾液。

填埋場垃圾滲濾液特點

▼ 成分複雜：含有多種有毒有害的無機物和有機物，COD、BOD、氨氮濃度高，色度大；

▼ 水質波動大，不同填埋場水質差異很大，即使相同的填埋場，隨季節的變遷和填埋年限的增加而不斷變化；

·從上分析，滲濾液處理面臨的棘手的問題

▼ 生物可降解性隨填埋齡的增加而不斷降低。

▼ 排放標準的提高。

生活垃圾填埋場滲濾液典型水質

序號	控制污染物	初期滲濾液	中後期滲濾液	封場後滲濾液
1	化學需氧量CODcr（mg/L）	10000-30000	5000--10000	1000-5000
2	生化需氧量BOD5 （mg/L）	4000-20000	2000-4000	300-2000
3	氨氮（mg/L）	200-2000	500-3000	1000-3000
4	懸浮物（mg/L）	500-2000	200-1500	200-1000
5	PH	5-8	6-8	6-9
6	B/C	0.4-0.66	0.4	0.3-0.4
7	C:N	20:1-10:1	4:1-1.3:1	1:3.3-1:1.5

生活垃圾填埋場污染控制標準

序號	控制污染物	200871新建現有表2
1	色度（稀釋倍數）	40
2	化學需氧量CODcr（mg/L）	100
3	生化需氧量BOD5 （mg/L）	30
4	懸浮物（mg/L）	30
5	氨氮（mg/L）	25
6	總氮（mg/L）	40
7	總磷（mg/L）	3
8	糞大腸桿菌（個/L）	10000
9	總汞（mg/L）	0.001
10	總鎘（mg/L）	0.01
11	總鉻（mg/L）	0.1

垃圾滲濾液處理技術

垃圾滲濾液處理技術的發展過程

·受到經濟發展水平的限制，我國衛生填埋起步較晚，真正意義上的衛生填埋場從20世紀80 年代末才開始建設。滲濾液處理廠的建設開始於90年代，滲濾液的處理經歷了三個階段。

·第一階段：此階段在90年代初期，處理工藝主要參照城市污水的處理方法，主要採用好氧生物處理技術（活性污泥等），滲濾液處理廠在填埋初期，由於滲濾液的有機物、氨氮濃度較低、可生化性較好，因此可以滿足排放要求。隨著填埋時間的延長，垃圾滲濾液的濃度越來越高、成分越來越複雜、可生化性降低，且變化幅度大、變化規律複雜，使得處理難度越來越大。

·第二階段：90年代中後期，考慮到滲濾液的水質獨特性，如高濃度的氨氮、高濃度的有機物等，採取了脫氨措施，採取的處理工藝一般為氨吹脫+厭氧處理+好氧處理。有效地解決了滲濾液的氨氮問題。該階段的處理方法仍以生化為核心，其處理目標大多為進入城市污水處理廠的要求，即《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889-1997）中表1的三級標準（COD<1000 mg/L）。

·第三階段：2000年以後，新建的滲濾液處理廠一般遠離城區，滲濾液沒有條件排入城市污水管網以及處理要求的提高，滲濾液僅靠生物處理無法滿足要求，一般採取綜合預處理+生物處理+深度處理的方法

①住房和城鄉建設部、國家發展和改革委員會、環境保護部於2010年4月聯合發布了《生活垃圾處理技術指南》（建城[2010]61號），其中對垃圾滲濾液處理工藝提出了明確的指導性意見：垃圾滲濾液宜採用“預處理--生物處理—深度處理和後處理”的組合工藝。

②環境保護部於2010年4月發布了生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規範試行HJ564-2010。

垃圾滲濾液處理技術

隨著2008年新的垃圾滲濾液新的排放標準實施，針對垃圾填埋場垃圾滲濾液的特性和我國國情 (縣級城市、小水量、投資省、出水要求較高)，在進行垃圾滲濾液工藝的選擇和設計時將生物處理的有機負荷、停留時間和新型的水處理技術參數進行系統最佳化，使生化法和物化法（混凝沉澱、膜法）有效的結合，同時參照我公司已設計、實施的長期穩定運行的成功工程案例，常採用“綜合預處理+MBR系統（AO+超濾）+納濾+反滲透”相結合為主的處理工藝。

垃圾滲濾液處理工藝流程

填埋場滲濾液處理全套工藝

垃圾滲濾液處理效果

垃圾滲濾液處理效果

①原液②綜合預處理③MBR出水④納濾出水⑤反滲透出水

綜合預處理（混凝沉澱）

垃圾滲濾液具有有機物含量高、重金屬離子含 量高、氨氮含量高、鹽分高和可生化性差的特點。 預處理採用混凝沉澱，在混凝池中加入混凝劑、助 凝劑在與滲濾液充分混合後進行沉澱可以 去除滲濾液中重金屬離子、 鹼土金屬（鈣、鎂）、某些 非重金屬（砷、氟、硫、硼） 等，同時廢水中的懸浮物、 大分子有機物及膠體物質也 得以去除。

生物處理單元（MBR技術）

外置式MBR效果圖

內置式MBR效果圖

膜-生物反應器(Membrane Bioreactor,MBR)是以超濾膜與活性污泥生化處理技術相結合的一種新工藝。以膜分離過程取代重力沉降過程，不論污泥顆粒的沉降性能如何，均可完成固液分離過程，並可避免因污泥流失造成的系統運行失敗。採用膜分離與活性污泥法相結合的膜生物反應器處理含碳有機物，能使有機物深度氧化，並且能完全保留生物體，使污泥保留的時間相當長，從而完全保留體系中緩慢生長的硝化細菌，可同時通過硝化與反硝化作用成功處氮，在低溫時亦能維持高處理能力。

針對垃圾滲濾液，我公司開發了以A/O系統作為MBR的生物反應單元，以超濾膜作為膜分離單元的MBR技術。

技術特點：

活性污泥濃度高，系統抗衝擊的能力強

具有很好的脫氮效果

系統運行穩定，保證出水水質

剩餘污泥少 運行管理方便 占地面積小

生物處理單元（MBR技術）

超濾（Ultrafiltration,UF）是以壓力為推動力，污水中透過液與部分低分子量溶質穿過膜上微孔到達膜的另一側,活性污泥及其它乳化膠束團被截留,實現泥水分離的目的。超濾材料大多數是有機複合高分子膜，如聚偏氟乙烯（PVDF）、磺化聚醚碸(PES)。無機膜材料也開始得到製備和套用，如陶瓷膜等。 超濾膜的形式種類較為繁多，在垃圾滲濾液處理工程中被廣泛套用，根據膜與生化池的組成形式分為外置式超濾膜和內置式超濾膜。

內置式MBR膜池

外置式MBR管式膜

納濾處理單元

納濾（Nanofiltration, NF）是允許溶劑分子或某些低分子量溶質或低價離子透過的一種功能性的半透膜。它是一種特殊而又很有前途的分離膜品種，它因能截留物質的大小約為納米而得名。其技術原理近似機械篩分，但是納濾膜本身帶有電荷性，因此其分離機理只能說近似機械篩分，同時也有溶解擴散效應在內。與超濾或反滲透相比，納濾過程對單價離子和分子量小於200的有機物截留較差，而對二價或多價離子及分子量介於200~500之間的有機物有較高的脫除率。納濾膜分離孔徑一般在1nm~10nm左右，一般的納濾操作壓力為5~25bar左右。

反滲透處理單元

反滲透（Reverse Osmosis, RO）其分離粒徑一般小於1nm，其分離粒子級別可達到離子級別。一般認為反滲透機理為選擇性吸附—毛細管流機理：由於膜表面的親水性，優先吸附水分子而排斥鹽分子，因此在膜表皮層形成兩個水分子（1nm）的純水層，施加壓力，純水層的分子不斷通過毛細管流過反滲透膜。控制表皮層的孔徑非常重要，影響脫鹽效果和透水性，一般為純水層厚度的一倍時，稱為膜的臨界孔徑，可達到理想的脫鹽和透水效果。

反滲透處理單元

結構：是一種只允許水分子通過的半透膜，厚度一般為100～200鈉米，具有不對稱的斷面結構，主要包括三層：表面緻密層，孔徑約8～10埃，厚度約為1～10微米，脫鹽主要在這一層，另一面為多孔支撐層，結構疏鬆，孔徑約1000～4000埃，兩者之間為中間過渡層，孔徑約200埃。
性能：反滲透分離的關鍵是要求反滲透膜具有較高的透水速度和脫鹽性能，則反滲透膜所應具有的性能為：單位膜面積的透水速度快，脫鹽率高；機械強度好；化學穩定性好，耐酸鹼、耐高溫和微生物的侵蝕，耐污染；使用壽命長，性能衰降小，原料充沛，價格低，制膜工藝較簡單。

自動控制技術

早期的垃圾滲濾液處理站的管理主要是由人工或簡單的電氣控制來完成，隨著國家排放標準和人們生活水平的提高，處理系統需要及時了解和掌握處理站處理過程的運行工況、工藝參數的變化及大小、以對各工藝流程單元進行的最佳化運行，對控制程度要求較高，從國內處理廠的運行來看，可以說控制系統是影響整個系統出水水質，保證處理站能長期正常穩定地運行，降低處理成本，節省能耗的主要因素之一

我公司借鑑了國內外先進的計算機軟、硬體技術，控制理論及算法，開發出針對滲濾液處理全過程自動智慧型控制系統WDSCS- Ⅰ，能及時、準確地反映工藝過程中各個工藝參數的變化情況，提高了運行管理水平，節省了人力資源，保證整套處理過程長期穩定、高效地運行，取得最佳效益。通過乙太網將主控計算機和管理計算機連線起來，對整個系統的數據信息進行管理，將生產過程控制網路與全廠管理系統連線在一起，在完成數據交換、數據共享的基礎上實現了測、控、管一體化。

WDSCS- Ⅰ實現對水處理流程集中監控。具備自動、程式手操、就地手操多種控制方式，具有實時、歷史曲線、報表查詢及事件記錄功能。 控制系統由管理層、監控層、現場層組成。系統結構緊湊、性能穩定，能夠滿足生產和管理要求。採用標準的乙太網、現場匯流排，集中控制系統與遠程I/O站間的通訊電纜可冗餘配置，與現場I/0站採用光纜連線。控制系統由監控計算機、PLC主站、遠程PLC站、就地控制箱、一次儀表和現場執行機構（動力設備、自動閥門）組成

控制系統特點

★分散式結構；支持多重冗餘結構；

★實時歷史資料庫，實現企業信息集成；系統提供的OPC、ODBC等開放接口實現與用戶應用程式、第三方套用系統、管理信息系統之間的數據交換；

★獨創的高效通用控制策略軟體模型，實現基於PLC的過程控制；提供功能塊圖的編程方式，控制方案更加直觀易讀；

★採用集散型結構及標準網路，性能穩定可靠，易於擴展，具備廣泛的兼容性，所有部件標準化、通用化、模組化;系統診斷至通道級。

系統採用PLC如西門子S7系列、AB等，超濾、納濾系統均為集成化設備，均自帶控制系統，總控制系統與各子系統的之間通訊採用乙太網模組實現雙向通訊，並且總控制系統與工控機之間也採用乙太網方式進行雙向通訊，如具備上網條件，可以實現遠程監控。

監控系統由現場監視設備和中控室監視設備兩部分組成。現場監視設備主要是各PLC站及各類集成系統對應的觸控螢幕，車間控制室監視設備為工控機。

監控管理計算機配有液晶監視器、印表機、標準功能鍵盤及UPS不間斷電源。

監控管理計算機通過乙太網和車間級PLC進行通訊，採集滲濾液處理廠各工段的工藝參數、電氣參數及主要設備的運行狀態信息。對各工段數據進行分析、整理、貯存、建立健全各類資料庫，對各工藝參數做出趨勢曲線，並能線上診斷各種故障、報警、記錄。顯示器可顯示全廠的動態工藝流程圖、動態參數表、記錄趨勢曲線。操作人員可通過人機對話的方式，隨時利用鍵盤或滑鼠器根據工藝生產情況修正某些參數設定值，對車間級PLC發出指令使其控制的工藝過程工作在最佳生產狀態。