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1、垃圾渗滤液处理典型工艺与应用垃圾渗滤液处理典型工艺与应用李成江李成江 139020463中国中国市政工程市政工程华北设计研究总院有限公司华北设计研究总院有限公司2023年年2月月25日杭州日杭州一、总体情况PPT内容:填埋场垃圾渗滤液处理 垃圾填埋场建成早 渗滤液处理设施起步晚 国内大型或特大型城市垃圾填埋场运行时间多在十几或几十年以上,垃圾渗滤液处理多在2000年后才开展,系统有效处理仅有十年左右时间。垃圾渗滤液浓度高,处理难度大,技术研发与工程实践不足,加之投资与运行成本高,目前普遍存在处理能力不足、缺口大问题问题,多数城市存在垃圾渗滤液积存问题,有的已经到了形成重大环境污染事件的临界点。
2、渗滤液问题成中央生态环保督察重点(第一、二轮环保执法检查)十四五期间补齐短板 北京、天津、浙江、江西、重庆-众多城市存在能力不足二、渗滤液产生量与水质1、渗滤液产生量 垃圾渗滤液产生量;降雨渗透量+地下水进入量+垃圾水分析出量 南方;南方降雨1500mm条件下,渗滤液年平均产生量0.5升/kg 左右,2、调节池的重要性 南方降雨量高的区域,月变化系数可达3,调节池对稳定全年水质水量至关重要3 3、水质、水质国内国内部分地区垃圾渗滤液水质调查表部分地区垃圾渗滤液水质调查表项目地区BOD5(mg/l)CODCr(mg/l)SS(mg/l)NH3-N(mg/l)pH广州400250014005500
3、2006001306006.57.8杭州(天子岭)077025007.58.5上海(老港)2004000006045056.5青岛(小涧西)50000000015006.09.0天津(双口)05000020070030022006.57.8北京(北神树)3022200223506.57.9江苏(常州)30008500600020000223506.09.0湖北(武汉)50000
4、06.08.5广东(佛山)00021004.09.0黑龙江(哈尔滨)00020006.09.0 水质差别大水质差别大 变化大变化大我国幅员辽阔,各地区的填埋场渗滤液水质指标差别大。渗滤液水质不稳定,影响因素复杂为保证渗滤液处理系统能安全运行,必须在设计前进行系统取样检测,并考虑足够的安全系数,最终确定设计水质。水 质项目项目CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)氨氮氨氮(mg/l)TN(mg/l)SS(mg/l)TP(mg/l)PH 色度色度项目项目1水质水质20000800020002500100015项目项目2 水质水质
5、003500800152000项目项目3水质水质00350080020 6-9COD 5000-20000mg/l 氨氮1500-2500mg/l TN 1800-3000m/gl DTS 10000-20000mg/l 水温;常温4、水质特点 三高:高COD BOD 高氨氮与TN 高TDS 臭味 不易生物降解COD 800-1200mg/l 水质变化大 难点:低C/N 高氨氮与TN 不可生物降解COD 高TDS 随着填埋时间延长,有机物在填埋堆体内降解越充分,渗滤液有机物浓度降低,可生化性变差,碳氮比C/N降低,氨氮浓度升高,处理难度升高,单位水量的投资与处理成本相应升
6、高。三、工艺发展 探索期;2008年前 国内处理渗滤液多借鉴污水处理工艺,设计参数严重偏离水质特性,存在处理能力不足、运行不稳定、普遍不达标。工艺;渗滤液调节池混凝沉淀氨吹脱厌氧SBR/AO物化处理出水 氨氮吹脱法污染大气、回收的稀硫酸铵难于找到出路,吹脱不稳定,后续生物处理工艺难于完成可降解有机物、氨氮、TN处理,不可降解有机物没有得到有效处理,最终COD、氨氮、TN都达不到排放标准 按不大于1.5-3%的比例在污水厂处理(重庆)对污水厂冲击大,运输距离远,难实施。三、工艺发展 成熟期 2008年后执行新的排放标准,重视不可降解COD、氨氮与TN处理达标 从普通MBR到高污泥浓度外置管式膜M
7、BR(解决了可降解COD、氨氮及TN去除)生化后不可降解COD和残余TN达标是近些年来不断实践改进的重点,也是技术发展的关键序号序号污染物污染物指标排放标准指标排放标准1CODcr(mg/L)1002BOD5(mg/L)303悬浮物(mg/L)304总氮(mg/L)405氨氮(氨氮(mg/L)25生活垃圾填埋场污染控制标准GB16889-2008一般地区排放标准对渗沥液出水标准的要求。1、典型工艺工艺A膜工艺 渗滤液调节池除SS二级A/O+MBRNF/RO达标排放 NF/RO浓水 达标排放出水水质优质稳定,出水无细菌和固体悬浮物、污泥浓度高,一般为15g/l,最高可达30g/l、有机污染物去除
8、率高、生物脱氮能力强(两级生物脱氮,理想状态氨氮小于10mg/L,总氮小于40mg/L)、反应器高效集成,占地面积小、采用外置错流式管式超滤膜,不易堵塞、超滤采用集成模块化技术、曝气采用特殊设计的射流曝气装置、系统自动化程度高。特点;生物处理单元稳定完成可降解COD、氨氮与TN去除不可降解COD、TN通过NF/RO连用解决膜浓缩液需要处理,技术难度大。可采用芬顿、蒸发浓缩等。芬顿催化氧化MVR1、典型工艺工艺B 渗滤液调节池除SSBBR芬顿BAF芬顿BAF达标排放 特点:无膜浓缩液处理BBR可基本完成COD、氨氮去除,可将90%的氨氮转化成亚硝酸盐氮,可明显节省碳源,处理老垃圾场渗滤液更具优势
9、。TN去除不彻底(200mg/l),二级芬顿+BAF可以实现达标排放。无浓缩液产生,芬顿需要的化学药品多。工程投资少,运行费用低,能稳定达到排放标准。2、膜浓缩液处理 芬顿+BAF 臭氧催化氧化工程实践有待进一步提升优化(结垢)MVRMVR是目前可以工程化的技术 真空低温MVR正在尝试的热法蒸发技术,预处理简单、反应釜不结垢,能耗低有待于工程应用(已经有工程案例)四、应用成都市固体废弃物卫生处置场垃圾渗沥液处理项目设计处理能力1300m3/d(进水1300m3/d;处理后出水1000m3/d;浓缩液250m3/d),渗滤液MBRNF/RO出水 NF/RO浓水臭氧+活性炭滤池出水设计出水水质满足
10、生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)中对一般地区渗沥液出水标准的要求。本项目采用设计采购施工(EPC)工程总承包模式承建,一期2009年建成,二期2013年建成。A成都长安垃圾渗滤液处理项 目 COD(mg/L)BOD5(mg/L)氨 氮(mg/L)总 氮 (mg/L)进 水2 0 0 0 180-30001500-3500MBR出水 1000以下20以下10以下 30-50(C/N比大于5)反渗透20以下5以下5以下40以下纳 滤60以下20以下10以下 40以下注:在进水C/N比小于5的情况下,要保证出水总氮达标,需要投加外加碳源。渗滤液处理
11、厂出水水质一览表渗滤液处理厂出水水质一览表 投产后效果项目CODcr(mgL-1)BOD5(mgL-1)NH3-N(mgL-1)TN(mgL-1)SS(mgL-1)进水水质0035001000出水水质设计进出水水质出水监测数据浓缩液处理浓缩液处理工艺工艺长安场长安场浓缩液处理工艺流程如下:浓缩液采用机械絮凝的方式和竖流式沉淀池进行絮凝沉淀处理,去除浓缩液中的污染物,经过初步沉淀后,再进入UF系统,利用高压和UF膜的选择性过滤强制分离,除去部分大胶体颗粒及部分有机污染物。经过絮凝沉淀和UF处理后的浓缩液,再进行氧化处理。采用三级臭氧氧化,一级和二级臭氧
12、氧化后辅以生物活性炭滤池(BAC),处理后的出水与纳滤清液混合达标排放 MBRMBR外置式超滤外置式超滤车间车间NF/RONF/RO车间车间污染物(单位)CODcr(mg/L)BOD(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)设计进水水质-60-2500生化段出水水质800-项目名称:杭州市第二垃圾填埋场污水处理厂改造工程回转网状型微生物接触设备采购建设地点:杭州市第二垃圾填埋场厂建设单位:杭州市环境集团有限公司处理规模:一期:1500m3/d,二期:1500m3/d,三期:1500m3/d(在建)处理工
13、艺:BBR 生化处理+两级芬顿+两级BAF处理标准:设计生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)表二标准,实际运行中可达表三标准。占地面积:5218吨水运行成本:42.82元/t,包括7.42元/t(生化段)+35.4元/t(芬顿+BAF处理段)吨水投资成本:9.59万元/tB-杭州市第二垃圾填埋场渗滤液处理改造 建设地点:武汉陈家冲生活垃圾卫生填埋场内 建设单位:武汉环境投资开发集团有限公司 处理规模:500m3/d 处理工艺:BBR 生化处理+两级芬顿+两级BAF 处理标准:生活垃圾填埋场污染控制标准 (GB16889-2008)表二标准 占地面积:2444 吨水运行费用:5
14、5.7元/t,包括12.4元/t(生化段)+43.3元/t(芬顿+BAF处理段)吨水投资成本:11.1万元/t污染物(单位)CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)SS(mg/L)进水水质20000840025003000900生化段出水水质0300出水水质602082030B-武汉陈家冲生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理设施扩容工程稳定池稳定池双催化双催化反应器反应器提升提升双氧化双氧化反应器反应器高效高效沉淀池沉淀池进水直接接(生化+纳滤+反渗透)膜后浓缩液出水处理后COD直接达到排放标准短流程、对进水无严格要求短流程、对进水无严格要
15、求水质水质COD(mg/L)氨氮氨氮电导率(电导率(ms/cm)膜浓缩液-10000100-130冷凝水-15004-62、浓缩液处理芬顿法(2)阿苏卫工程运行情况 处理规模:500 t/d 处理工艺:三相催化氧化即“双催化+双氧化+高效沉淀+耦合微波超声”处理对象 NF+RO浓缩液 出水要求:COD100mg/L阿苏卫三相催化氧化项目现场2-2-北京北京阿苏卫阿苏卫填埋场膜浓缩液工程应用效果填埋场膜浓缩液工程应用效果左:工程进水 右:工程出水项目工程进水工程出水COD(mg/L)350070004570氨氮(mg/L)401000.5以下色度(倍)2000无色透明(1)根据排放要求,阿苏卫浓缩液经三相催化氧化处理后(COD100mg/L),处理效果良好,达到纳管排放的要求,具体结果如下:2-2-北京北京阿苏卫填埋场膜浓缩液工程应用效果阿苏卫填埋场膜浓缩液工程应用效果五、垃圾渗滤液处理的发展 垃圾分类影响填埋场渗滤液水质 可分解有机物减少,水质浓度下降 老龄填埋场C/N、B/C下降需要适合低CN比的:脱氨、厌氧氨氧化、短程反硝化技术 上海老港垃圾场针对老龄场渗滤液采用:低温脱氨MBR膜系统深度处理(浓缩液减量)提高CN比、降低碳源消耗、减少膜浓缩液产量,降低总运行成本。更绿色、高效去除不可生物降解COD的技术谢谢 谢谢