4个垃圾渗滤液最棘手的问题详解

Author: vch11602707
Published on: 2021-10-29 18:09
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随着城市化步伐加快，我国城市生活垃圾产量逐年递增，生活垃圾已达到4亿吨/年，并以年增长量8%的速度继续增长。

 

而这些数字快速增长的同时，也带来了关于垃圾渗滤液的处理难题。

 

01
垃圾渗滤液的处理难点

 

垃圾渗滤液是一种黑色或者黄褐色的带有恶臭气味的液体。

 

渗滤液含有大量的有机物和无机物，包括各种难降解有机物(如各种芳香族化合物和腐殖质等)、无机盐(如氨根、碳酸根和硫酸根等)和金属离子(如铬、铅和铜等)。
其中，垃圾渗滤液最典型的特征就是污染物含量高，且大多含有生物毒性。
值得一提的是，渗滤液还含有大量的腐殖质和腐殖酸等大分子有机物。这些有机物虽然没有生物毒性，但由于分子量大，具有很好的化学稳定性，微生物无法实现有效的降解。
只采用活性污泥法不能实现对渗滤液COD的有效去除，必须增加深度处理工艺。

 

不同填埋时间的渗滤液的特征

 

那么，中国垃圾渗滤液处理的主要难点有:
1、有机物含量高，且含有大量有毒和大分子有机物。采用单一的物化或者生化工艺无法实现达标排放，必须采用物化联合生化的组合处理工艺进行处理。
2、氨氮含量高，实现彻底有效的脱氮较困难。传统的处理工艺尤其是核心的生物处理工 艺一般能够有效去除渗滤液中的氨氮，但对于总氮的去除并不理想。
3、水质水量的巨大变化增加了稳定达标排放的难度。不同季节不同场龄的渗滤液水质水量相差巨大，这对处理工艺的选择和运行带来了挑战。
4、处理工艺复杂，处理成本高。目前的渗滤液处理厂，为了实现达标排放， 除了采用组合工艺外，往往采用以纳滤或反渗透为主的膜处理工艺作为最后的深度处理，造成渗滤液处理成本长期居高不下。
 
02
垃圾渗滤液的处理方法

垃圾渗滤液的处理方法主要有4种方法。

 

1、直接排往城市污水厂合并处理。
优点：无需再另建处理厂；
缺点：管网的投资费用大；增加了城市污水厂的不稳定因素，很容易使活性污泥出现中毒等不良症状。
2、向填埋场的循环喷洒处理。
优点：操作简便，处理成本最低；
缺点：没有解决渗滤液的污染问题，渗滤液的产量会越来越大，处理会越来越困难。
3、预处理后汇入城市污水处理厂合并处理。
优点：处理工艺相对简单，同时降低了城市污水厂的风险；
缺点：投资较大，且城市污水厂的安全隐患依然存在。
4、单独建设污水站，渗滤液经污水站处理达标后排放。
优点：出水水质有保证，真正实现了渗滤液的有效处理，对环境的危害最小；
缺点：对工艺的要求较高，运行和管理费用较高。
综合以上因素，目前垃圾填埋场主要采用单独建设污水站的方法进行处理。

 

03
垃圾渗滤液的处理工艺及选择

1、UASB＋SBR＋CMF＋RO

 

工艺特点分析：

 

  • 工艺较为复杂

  • 剩余污泥量小；

  • 有20%~28%的浓缩液需处理 ；

  • 处理量易受水中TDS和温度影响 ；

  • 膜寿命一般有2-3年；

 

2、MBR＋NF/RO
工艺特点分析

 

  • MBR工艺对NH3-N主要起硝化作用，反硝化能力有限，出水硝酸盐浓度高，溶解氧浓度亦高；

  • 存在生化的生物接种驯化的启动阶段，因此不宜随时开停设备，设备的检修较困难；

  • 系统控制要求较高，BOD、COD及NH3-N主要依靠生化过程去除，生化处理效果好时， 氨才能有效去除；

  • 污泥浓度高，稳定性强，粘度低，易脱水，不易腐败变质。

 

3、前处理＋二级DTRO碟管式反渗透工艺
工艺特点分析：

 

  • DTRO膜组易受堵塞及污染，反冲洗强度大，膜使用寿命较短；

  • 有20%~25%浓缩液需处理；

  • 产水率易受水中导电率、TDS和温度影响，系统易不稳定；

  • 存在氨氮及盐的累积问题，需做后续工艺处理；

  • 造价偏高。

 

4、前处理＋MVC蒸发＋离子交换＋铵结晶回收
工艺特点分析：

 

  • 工艺简单，自动化程度高，处理过程和效果稳定，管理方便的优点，可节省劳动力投入；

  • 设备容易结垢腐蚀；

  • 有浓缩液产生；

  • 用电量较大；

  • 投资高。

 

5、前处理＋A/O系统＋高级氧化＋BAF
工艺特点分析：

 

  • 出水水质好且稳定达标；

  • 运行成本较低；

  • 无浓缩液产生；

  • 处理过程受环境影响因素小。

 

综上所述，各处理工艺及管理成本如下图所示：

 

 

04
垃圾渗滤液处理存在的问题

 

近年来，随着生物法和膜法深度处理工艺的广泛应用，在工程实例中也存在很多问题，比如膜浓缩液处理、总氮不达标等问题。

 

此外，较高的运行成本和二次污染等问题，也制约着生活垃圾处理可持续性发展进程。
1、浓缩液问题
应用于垃圾渗滤液处理的深度处理工艺大多采用膜法处理，无论是纳滤膜还是反渗透膜，都会产生一定量的浓缩液。
这些浓缩液呈棕黑色，其体积约占垃圾渗滤液水量的13%~30%，并具有有机污染物浓度高、可溶性无机盐组分含量高、水质水量随时间变化大、重金属含量高等特征。
目前垃圾渗滤液膜过滤浓缩液的处理处置方式大致分为三种类型：

 

  • 转移处置，包括外运和回灌；

  • 进一步减量，包括纳滤、高压反渗透、蒸发、膜蒸馏等；

  • 无害化处理，包括混凝沉淀、电絮凝、高级氧化等技术和 干燥、焚烧、固化／稳定化等手段。

 

2、污泥问题
虽然大部分渗滤液处理站工程规模较小，但由于渗滤液污染物浓度高，渗滤液处理站通常会产生数量可观的污泥，大多将脱水后的污泥送往垃圾填埋场填埋处理。
按照填埋标准的要求，进入填埋场的污泥要求含水率不高于60%，而实际情况是极少有将污泥脱水至含水率在60%以下，脱水后污泥含水率大多为80%，更有甚者直接将污泥回灌填埋场，对填埋场的影响较大。
为保证填埋场的正常使用，进入填埋场的污泥必须达到填埋标准方可填埋处理。 
3、总氮问题
总氮难以达标是目前垃圾渗滤液处理的瓶颈问题。高浓度的氨氮不但使运行成本剧增，而且也会影响渗滤液的处理效果。
目前垃圾渗滤液处理常用的脱氮工艺有硝化反硝化生物脱氮、氨吹脱及膜法(反渗透)脱氮等工艺，但上述各种工艺也存在着许多问题，甚至影响渗滤液的处理效果。
硝化反硝化生物脱氮虽说脱氮效果良好、运行稳定，但需要投加大量碳源，导致运行成本大幅升高，而且出水总氮浓度较高，需要辅以深度处理才能使总氮达标排放。
氨吹脱是应用比较早的一种脱氮工艺，其缺点是氨吹脱过程中需投加大量石灰，石灰的运输、储存和使用会污染周围的环境，而且吹脱出的氨需进行回收，如何处置回收的硫酸铵也是一个难题。
采用膜法去除氨氮，利用反渗透膜对氨氮的截留作用达到去除氨氮的目的，但反渗透产生的浓缩液仍含有大量的有机物和氨氮。
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