垃圾渗滤液处理基本工艺 课件.ppt

垃圾渗滤液处理工艺基本知识 皮金武 主要内容 概述 垃圾渗滤液处理工艺 我国垃圾渗滤液处理常用几种工艺排名 垃圾渗滤液常用组合工艺 垃圾渗滤液排放标准 一 概述 随着我国城市数量增加和人口的增多 城市垃圾也以急剧增长 据统计 每年的生产垃圾达到了1 5亿吨 平均以9 年的速度增长 其中未经过处理的垃圾已有70亿吨 占我国土地总数的8 3 预计在未来的20年里 固体废物的排放量将占据85 的陆地 全国大部分地区都存在严重的垃圾污染问题 根据我国采取垃圾处理的 三化 的原则 相继出现了大批的垃圾处理厂 垃圾的处理方式主要有堆肥 填埋和焚烧三种 其中填埋是我国的主要处理方式 垃圾填埋所产生的垃圾渗滤液的水质复杂 不但对水体会产生严重的污染 同时会产生各种有害物质危害人类 针对垃圾渗滤液对人类以及环境的危害 为了防止生活垃圾填埋造成的二次污染 各个国家针对本国国情分别制定的垃圾渗滤液排放标准 用来解决渗滤液排放问题 其中 1997年7月由我国环境保护局和国家技术监督局共同颁布 生活垃圾填埋污染控制标准 GB16889 1997 针对我国对于环境的重视程度加深 人们环保意识的增强 国家环保局根据我国国情再次从新制定出 生活垃圾填埋场污染控制标准 GB16889 2008 该标准已于2008年7月1日实施 垃圾渗滤液是指垃圾在填埋堆放过程中 由于厌氧发酵 有机物分解 降水的淋溶和冲刷 地表水和地下水得浸泡等原因 产生多种代谢物质和水分 形成了含高浓度悬浮物和高浓度有机或无机成分的液体 垃圾渗滤液的主要来源是 1 填埋场内自然降水 2 垃圾本身含水 3 微生物厌氧分解水 垃圾渗滤液的组成成分比较复杂 根据填埋时间的不同 垃圾渗滤液各种物质的含量也有较大差异 我国在20世纪80年代才开始建设卫生填埋场 建设渗滤液处理厂的时间更晚一些 目前主要的处理垃圾渗滤液的技术主要分为三大方面 物理化学处理技术 生物处理技术及土地处理技术 二 垃圾渗滤液相关规范及排放标准 6填埋废物的入场要求6 1下列废物可以直接进入生活垃圾填埋场填埋处置 1 由环境卫生机构收集或者自行收集的混合生活垃圾 以及企事业单位产生的办公废物 2 生活垃圾焚烧炉渣 不包括焚烧飞灰 3 生活垃圾堆肥处理产生的固态残余物 4 服装加工 食品加工以及其他城市生活服务行业产生的性质与生活垃圾相近的一般工业固体废物 6 2 医疗废物分类目录 中的感染性废物经过下列方式处理后 可以进入生活垃圾填埋场填埋处置 1 按照HJ T228要求进行破碎毁形和化学消毒处理 并满足消毒效果检验指标 2 按照HJ T229要求进行破碎毁形和微波消毒处理 并满足消毒效果检验指标 3 按照HJ T276要求进行破碎毁形和高温蒸汽处理 并满足处理效果检验指标 4 医疗废物焚烧处置后的残渣的入场标准按照第6 3条执行 6 3生活垃圾焚烧飞灰和医疗废物焚烧残渣 包括飞灰 底渣 经处理后满足下列条件 可以进入生活垃圾填埋场填埋处置 1 含水率小于30 2 二恶英含量低于3 gTEQ Kg 3 按照工HJ T300制备的浸出液中危害成分浓度低于表1规定的限值 表1浸出液污染物浓度限值序号污染物项目浓度限值 mg L 1汞0 052铜403锌1004铅0 255镉0 156铍0 027钡258镍0 59砷0 310总铬4 511六价铬1 512硒0 1 6 4一般工业固体废物经处理后 按照工HJ T300制备的浸出液中危害成分浓度低于表1规定的限值 可以进入生活垃圾填埋场填埋处置 6 5经处理后满足第6 3条要求的生活垃圾焚烧飞灰和医疗废物焚烧残渣 包括飞灰 底渣 和满足第6 4条要求的一般工业固体废物在生活垃圾填埋场中应单独分区填埋 6 6厌氧产沼等生物处理后的固态残余物 粪便经处理后的固态残余物和生活污水处理厂污泥经处理后含水率小于60 可以进入生活垃圾填埋场填埋处置 6 7处理后分别满足第6 2 6 3 6 4和6 6条要求的废物应由地方环境保护行政主管部门认可的监测部门检测 经地方环境保护行政主管部门批准后 方可进入生活垃圾填埋场 6 8下列废物不得在生活垃圾填埋场中填埋处置 1 除符合第6 3条规定的生活垃圾焚烧飞灰以外的危险废物 2 未经处理的餐饮废物 3 未经处理的粪便 4 禽畜养殖废物 5 电子废物及其处理处置残余物 6 除本填埋场产生的渗滤液之外的任何液态废物和废水 9污染物排放控制要求9 1水污染物排放控制要求 9 1 1生活垃圾填埋场应设置污水处理装置 生活垃圾渗滤液 含调节池废水 等污水经处理并符合本标准规定的污染物排放控制要求后 可直接排放 9 12现有和新建生活垃圾填埋场自2008年7月1日起执行表2规定的水污染物排放浓度限值 序号控制污染物排放浓度限值1色度 稀释倍数 402化学需氧量 CODcr mg L 1003生化需氧量 BOD5 mg L 304悬浮物 mg L 305总氮 mg L 406氨氮 mg L 257总磷 mg L 38粪大肠菌群数 个 L 100009总汞 mg L 0 00110总镉 mg L 0 0111总铬 mg L 0 112六价铬 mg L 0 0513总砷 mg L 0 114总铅 mg L 0 1 9 132011年7月1日前 现有生活垃圾填埋场无法满足表2规定的水污染物排放浓度限值要求的 满足以下条件时可将生活垃圾渗滤液送往城市二级污水处理厂进行处理 1 生活垃圾渗滤液在填埋场经过处理后 总汞 总镉 总铬 六价铬 总砷 总铅等污染物浓度达到表2规定浓度限值 2 城市二级污水处理厂每日处理生活垃圾渗液总量不超过污水处理量的0 5 并不超过城市二级污水处理厂额定的污水处理能力 3 生活垃圾渗滤液应均匀注入城市二级污水处理厂 4 不影响城市二级污水处理场的污水处理效果 2011年7月1日起 现有全部生活垃圾填埋场应自行处理生活垃圾渗滤液并执行表2规定的水污染排放浓度限值 9 14根据环境保护工作的要求 在国土开发密度己经较高 环境承载能力开始减弱 或环境容量较小 生态环境脆弱 容易发生严重环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区 应严格控制生活垃圾填埋场的污染物排放行为 在上述地区的现有和新建生活垃圾填埋场自2008年7月1日起执行表3规定的水污染物特别排放限值 表3现有和新建生活垃圾填埋场水污染物特别排放限值序号控制污染物排放浓度限值1色度 稀释倍数 302化学需氧量 CODcr mg L 603生化需氧量 BOD5 mg L 204悬浮物 mg L 305总氮 mg L 206氨氮 mg L 87总磷 mg L 1 58粪大肠菌群数 个 L 10009总汞 mg L 0 00110总镉 mg L 0 0111总铬 mg L 0 112六价铬 mg L 0 0513总砷 mg L 0 114总铅 mg L 0 1 生活垃圾填埋场污染控制标准 GB16889 1997 控制污染物一级二级三级悬浮物 mg L 70200400生化需氧量BOD5 mg L 30150600化学需氧量 CODcr mg L 1003001000氯氟 mg L 1525 三 垃圾渗滤液处理工艺 物化处理技术不受水质水量的影响 运行比较可靠 出水稳定 对于生化性差的垃圾渗滤液也有较好的处理效果 自90年代中后期被用于处理渗滤液常用处理技术之一 鉴于2008年颁布新的排放标准 一般的生物处理方法很难达到排放要求 所以用物化法作为生物的预处理或者后续的深度处理是十分必要的 目前处理垃圾渗滤液的物化法主要有微电解 混凝沉淀 吹脱 吸附 活性炭吸附 膜分离 反渗透 超滤 化学氧化法 臭氧氧化 电解氧化 Fenton试剂氧化等 铁炭微电解工艺是利用金属的腐蚀电化学原理 形成原电池对废水进行处理的良好工艺 又称内电解法混凝沉淀指的是采用在水中投加具有凝聚能力的物质 形成大量胶体物质或沉淀 污染物也随之凝聚或沉淀 再将沉淀物水中除去的过程 吹脱法是指空气吹脱法 将空气通入废水中 使之相互充分接触 使废水中的溶解气体和易挥发的溶质穿过气液界面 向气相转移 从而达到脱除污染物的目的 膜分离技术是当代比较先进的物理处理技术 上个世纪90年代在我国得到了发展 并且近几年得到了广泛的应用和研究 根据膜的孔径可将膜分为微滤膜 MF 超滤膜 UF 纳滤膜 NF 反渗透膜 RO 和电渗析膜 EI 在垃圾渗滤液处理方面 主要是超滤 UF 和反渗透 RO 应用比较多 尤其是反渗透技术能有效截留溶解性物质 运行稳定 安全 在实际的应用广泛 化学氧化法可用于生化性差 难降解物质多的的一种方法 目前最常用的方法主要有 臭氧氧化 电解氧化 Fenton试剂氧化等 生物处理是垃圾渗滤液主要的处理方法 由于渗滤液水质不同于城市污水 所以不能完全按照城市污水生物处理方法处理 一般生物处理技术主要包括厌氧处理和好氧处理两种 厌氧处理技术 主要特点是 承受的负荷高 能耗较少 污泥产率低 提高生化性 投资运行费用低 适用于有机浓度高 生化性差的垃圾渗滤液 所以可以作为好氧处理的预处理单元 一方面去除水中的COD和BOD有机污染物 另一方面可以提高渗滤液的生化性 偏于后续的好氧处理单元处理 厌氧处理技术主要包括上流式厌氧滤池 AF 上流式厌氧污泥床反应器 UASB 厌氧折流板反应器 ABR 厌氧序批示反应器 ASBR 等 上流式厌氧污泥床反应器 UASB 好氧处理 可以有效的去处污水中的COD BOD5和氨氮 好氧工艺比它工艺发展成熟 处理效果稳定 常规好氧工艺包括活性污泥法 氧化沟 SBR等 活性污泥法是发展时间最长的好氧处理工艺 发展比较成熟 它是一种利用微生物的活动来去除有机污染物的一种方法 Venkataramani 2003 等人和Keenan 2004 等人分别采用活性污泥法对渗滤液处理的结果表明 BOD5的去除率可达80 99 当进水中TOC浓度高达1000mg L时 污泥生物相也能较快地适应并起降解作用 Kjeldsen 2005 采用连续流活性污泥法对渗滤液的处理能力作了研究 低氧 好氧活性污泥法及SBR等改进型活性污泥法比常规活性污泥法更有效 因其能维持高运行负荷 耗时短 氧化沟为传统活性污泥法的一种变型 1950年荷兰公共卫生研究所研究氧化沟法成功 经过30多年的使用 研究和开发 氧化沟系统在结构 运行方式 曝气装置和适用范围等多方面得到了长足的进步 我国自20世纪80年代起 开始采用氧化沟技术处理城市污水 氧化沟的主要优点主要有 水力停留时间和污泥停留时间比较长 有较高的稳定性和可靠性 它把两种形式的工艺 推流式和混合式 工艺结合在一起 使工艺简单 便于操作 氧化沟较适合处理垃圾渗滤液 序列间歇式活性污泥法 SBR 是将水质 曝气 沉淀等功能集于一体的周期循环式活性污泥法 SBR法与其他活性污泥法相比 它不仅工艺简单 而且有较优越的工艺特征 王忠 2002 可以根据进水负荷来调整系统运行参数 谢可蓉 2001 等采用SBR法作为二级生物处理对汕头市油麻垃圾渗滤液进行治理 处理量为200t d 结果显示 SBR法对垃圾渗滤液中COD 和BOD5的有显著去除效果 当COD和BOD5 氨氮浓度分别为20000 25000mg L 10000 15000mg L 5000mg L时 其去除率分别为85 以上 90 以上 65 以上 且稳定性强 但出水仍需要进一步深度处理 SBR法作为一种稳定有效的二级生化法应用于垃圾渗滤液的处理工艺主要优点就是灵活调节SBR法的曝气时间 土地处理技术主要通过土壤颗粒的过滤 离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮固体和溶解成分 通过土壤中的微生物作用使渗滤液中的有机物和氮发生转化 通过蒸发作用减少渗滤液量 主要包括 人工快滤 慢速渗流 地下渗流 快速渗流等处理系统 目前主要应用在垃圾渗滤液方面的土地处理技术主要是人工湿地 人工湿地是通过植物系统综合生物 物理和化学三种共同作用净化废水 人工湿地是近年来用于处理垃圾渗滤液比较普遍的一种土地处理技术 陈金发 2007 等人通过组合不用的湿地植物来优化人工湿地 结果认为 湿地最优的植物组合为灯心草 凤眼莲 菹草 在此组合下对于污水中的污染物有很好的取出作用 理论上可以应用在垃圾渗滤液方面 张金生 2009 等人利用外循环三相流化床与人工湿地的组合工艺研究处理重金属型垃圾渗滤液的可行性 试验证明 在经过流化床处理后的垃圾渗滤液经过人工湿地后 出水COD值为200mg L NH4 N为10mg L 其他的重金属也相应的下降 此外 石岩 2005 王丽霞 2005 等人也针对人工湿地应用于垃圾渗滤液做出了相应的试验以及调研 结果均表明 将人工湿地用在垃圾渗滤液是可行的 虽然人工湿地处理垃圾渗滤液是可行的 但是都停留在研究理论阶段 并未在实际工程中得到应用与发展 2020 1 29 21 可编辑 2020 1 29 22 可编辑 膜生物反应器 MBR 目前 我国污水处理的主流工艺仍然是活性污泥法 但是活性污泥法存在许多的不足之处 如占地面积大 处理的出水水质效果差 不稳定 不利于水资源的利用 能耗高 剩余污泥大 操作复杂等一系列问题 针对与以上的不足 各种新型高效的生物处理技术应运而生 膜生物反应器就在其中 膜生物反应器是膜分离与生物工艺相结合的新型处理技术 其主要原理就是 首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物 然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离 四 我国垃圾渗滤液处理常用几种工艺排名 垃圾渗滤液工艺方法累计统计排名排名工艺方法占有率1膜生物反应器 MBR 60 2纳滤 NF 35 3反渗透 RO 31 4升流式厌氧污泥床 UASB 22 5碟管式反渗透 DTRO 14 6A O45 7升流式厌氧污泥床 UBF 10 8吹脱9 9水解9 10厌氧折板反应器 ABR 7 11接触氧化7 12移动床生物膜反应器 MBBR 4 13曝气生物滤池 BAF 4 14氧化塘3 15生化曝气池3 16固定化微生物 厌氧生物滤池3 17综合生态池3 18高效生物滤池3 19沉淀池3 20回灌系统2 21消毒2 22高压2 23超滤 UF 1 24氧化沟1 25混凝沉淀1 26循环式活性污泥法 CASS 1 27活性炭过滤1 28人工湿地1 圾渗滤液处理的常用组合工艺 一级处理排放工艺 针对氨氮浓度在2000 5000mg L的垃圾渗滤液处理工艺 工艺流程为氨吹脱 UASB 反硝化 碳氧化 硝化 MBR 纳滤 反渗透 工艺流程 出水标准本工艺处理的垃圾渗滤液出水可达国家 生活垃圾填埋场控制标准 GB16889 2008 或者 污水综合排放标准 GB8978 1996 一级排放标准 甚至可以达到 污水再生利用工程设计规范 GB50335 2002 生活用水回用标准 运行费用估算运行成本费用由动力费用 人工费 药剂费 膜清洗更换维护费用等组成 每吨垃圾渗滤液的运行费用约为10 25元 运行费用受进水水质 水量及回用率等的影响 处理水量小则运行费用高 回用率高则运行费用高 三级排放标准