北京市安定卫生填埋场渗沥液处理工艺

1、北京市安定卫生填埋场渗沥液处理工艺北京市安定卫生填埋场隶属于北京环境卫生工程集 团有限责任公司，位于北京市大兴区安定镇境内，主要接纳 西城区（原宣武区） 、丰台区及大兴区的部分生活垃圾。填 埋场占地面积49.26hm2，海拔23.876m，地质结构为第四纪 沉积多层细颗粒堆积，潜水埋藏深度 5-7 米。填埋场总容积 为1303.8万m3,有效填埋容积约 1200万m3，设计日处理 垃圾1400t，设计寿命25a。填埋区采用循环网格填埋的作业 方式，垃圾填埋产生的渗沥液收集至提升泵井。垃圾渗沥液水质受垃圾成分、 处理规模、 降水量、 气候、 填埋工艺及填埋场使用年限等因素的影响，具有成分复杂、

2、有机污染物浓度高、 氨氮含量高、 前后期水质变化大等特点， 可生化性前期较好、 随后逐年下降 1 。垃圾填埋场运行初期， NH4+-N 浓度较高， C/N 比较高，渗沥液 COD、 BOD5 值也 高，B0D5/C0D值在0.40.8之间，可生化性较好，可以采 用生物法进行处理。随着垃圾填埋场的运行，渗沥液中可生 物降解的物质被大量消耗， COD、BOD5 值降低， BOD5/COD 值接近 0.1 ， NH4+-N 浓度仍较高， C/N 比较低，可采用物化 的方法进行处理 2-3 。为了使渗沥液处理系统能在不同时期 都稳定运行，安定卫生填埋场采用了生物处理结合膜过滤技 术对渗沥液进行处理。一

3、、渗沥液水质 安定卫生填埋场渗沥液水质随季节和年份变化较大，CODCr 浓度从几千到上万不等，最高可达 50000mg/L ， NH4+-N 浓度最高达 2400mg/L 。不同堆体的渗沥液性质随其 新鲜程度而变化，新鲜渗沥液乌黑、恶臭， CODcr 浓度高， NH4+-N 值相对低；陈年渗沥液相对色浅味淡， CODcr 浓度 高相对低， NH4+-N 值相对高。表 1 给出了安定卫生填埋场 渗沥液 2010-2012 年水质主要参数的变化情况。二、工艺设计指标、流程及特点（一） 处理水量及进出水水质 安定卫生填埋场渗沥液处理工艺，日设计处理渗沥液340m3/d ，设计进出水指标见表 2。（二

4、） 处理工艺流程及特点 安定渗沥液处理系统主要由调节池、 A2/O-MBR 系统（厌 氧反应器、缺氧反应器、好氧反应器、 MBR 膜机组）、纳滤 系统、反渗透系统、污泥与浓缩液处理系统构成。1. 调节池 来自填埋场的渗沥液经堆体内收集主管收集入提升泵 井，由提升泵排入调节池，经过调节池调节均化渗沥液水质 和水量后，有水泵输入后续工艺处理系统中。2. A2/O-MBR 系统A2/O-MBR 系统由厌氧罐、缺氧罐、好氧罐及 MBR 膜机组四个部分组成。调节池中的渗沥液首先进入厌氧反应器 进行中温厌氧生化反应，渗沥液中大分子有机物被分解成易 降解的有机物或完全降解，为后续工艺处理提供良好的进水 条件

5、。渗沥液经过厌氧处理后依次进入缺氧罐、好氧罐及 MBR 膜机组。在好氧罐中，通过高活性的好氧微生物作用， 降解进水中大部分的有机物；氨氮一部分通过生物合成去 除，大部分在驯化产生的硝化菌的作用下转变成为硝酸盐和 亚硝酸盐，回流到缺氧罐，在反硝化菌作用下还原成氮气排 出，达到生物脱氮的目的。 MBR 膜机组采用孔径为 0.02?m 浸没式超滤膜组件，通过抽吸出流的方式分离系统中净化水 和菌体， 同时通过污泥回流使 A2/O-MBR 系统中污泥浓度保 持在 10g/L 左右。3. 纳滤及反渗透系统A2/O-MBR 系统出水进入纳滤系统，进一步分离难降解 较大分子有机物和部分氨氮。纳滤系统分为两段，

6、采用聚酰 胺复合膜，在 41bar 左右的压力下对污水进行浓缩分离，出 水回收率在 80%以上。当纳滤出水水质符合要求时，出水直 接排入清水池；当水质较差时，纳滤出水经中间水箱调节后 进入反渗透系统，反渗透主要截留水中的盐类和胶体物质， 反渗透膜是采用卷式有机复合膜， 其工作压力为 41bar 左右， 产生的清水收集至清水池。反渗透同样采用浓水内循环二段式系统，回收率保证在 80%以上，脱盐率在 90%左右。4. 剩余污泥、浓缩液处理系统 剩余污泥定期定量排入污泥池，上清液回流至调节池， 根据实际情况一部分污泥通过厌氧罐重新输入系统，剩余污 泥运送到填埋区处理；纳滤浓缩液进入腐殖酸提取装置，回

7、 收纳滤浓缩液中有一定肥效的腐殖酸类物质。反渗透系统产 生的浓缩液进入浓缩液池，定期进行回灌或外运处理。三、工艺运行情况2012 年安定渗沥液处理工艺的进出水情况， 虽然进水浓 度变化幅度较大，但出水浓度仍能保持相对稳定，该工艺处 理渗沥液效果明显。（一）对 CODcr 的去除尽管运行期间进水 CODCr浓度在5345.3018352.00mg/L 间波动，但组合工艺的出水水质稳定达标，对 有机物始终保持着很高的去除效果， CODcr 各月平均去除率 均超过 99%，说明该组合工艺具有良好的抗冲击负荷能力。 组合工艺各段对 CODCr 的去除效果也较为明显， A2/O-MBR 、NF 和 RO

8、 对 CODcr 的去除率分别为 84.48%、 77.79%和75.80% °A2/O-MBR 处理段对有机物保持着较高的 去除效果，这一方面是由于生物反应器中稳定增殖活性污泥 对有机物的高效降解作用；另一方面， MBR 处理单元代替 传统二沉池具有高效的截留作用， 使部分 CODcr 随活性污泥 截留于系统内，有效提高了 A2/O-MBR 对 CODcr 的处理效 果4 。处于工艺后端的纳滤和反渗透单元通过有机复合膜的 截留作用进一步去除难降解的大分子有机物，保证了工艺整 体对 CODcr 的去除效果。（二）对 NH4+-N 的去除组合工艺进水 NH4+-N为672.001176

9、.00mg/L,出水NH4+-N 稳定在710mg/L ,工艺对 NH4+-N 的平均去除率达到 99.15%，具有稳定的硝化效果。 对于组合工艺各单元， A2/O-MBR 单元对 NH4+-N 的去除率 较高，达到了 98.54%，出水 NH4+-N 稳定且达到排放要求， 而纳滤和反渗透对 NH4+-N 去除的贡献较小，仅为 25.14% 和 22.91%。可见，工艺进水中的 NH4+-N 在 A2/O-MBR 单 元就基本完成了去除。这主要是由于 MBR 膜生物反应器在 A2/O 工艺的后端，长期处于高溶解氧、低有机负荷的运行 状态，反应器内的微环境有利于自养硝化菌的生长和积累。 另外，

10、MBR 膜对微生物的高效截留作用可确保世代时间比 较长的自养硝化菌不会流失， 从而提高了 A2/O-MBR 的硝化 效果 5。（三）对电导率的去除电导率是最简便的表征水中含盐量的方法。通常情况 下，电导率越高，水中的含盐量也越高，电导率越低，水中 的含盐量也越低，而盐分是绿化用水的重要指标。组合工艺 进水电导率为 21700.0031966.67卩s/cm,出水电导率稳定 在1398.751785.00卩s/cm,平均去除率达到 93.97%。组合 工艺中 A2/O-MBR 、 NF 和 RO 对电导率的处理率分别为 24.76%、36.51%和 87.52%，其中 A2/O-MBR 和纳滤对

11、盐分 截留量率较低，而反渗透机组脱盐率较高，为工艺系统出水 的最后排放或者回用作最后有力的保障。（四）运行成本2012年全年，渗沥液处理系统累计进水115185t，产生净水95274t，平均回收率82.7%。期间工艺运行费用合计 22.88元/m3，与国内其他工艺相比1、6-7，有一定的经济 优势。（五）工艺运行中需注意的问题1. 渗沥液水质水量存在季节性变化，应根据不同季节调 控工艺运行。就北京地区而言水量变化表现为夏季水量大、 冬季小。冬春季渗沥液量减少，生物处理系统负荷不足，易 造成微生物生长困难，出水水质下降，此时可缩短膜处理设 备每日的运行时间，应加强膜设备维护和清洗；夏季水量大 时

12、，可全天候运行， 并关注好调节池容量。 渗沥液水质变化， 主要指 CODcr、BOD5、SS、NH4+-N、TDS、PH 等一系列 指标随季节变化而变化。就北京地区而言， CODcr、 BOD5、SS、 TDS 是夏季较高、 冬季较低， NH4+-N 、 PH 是冬季较高， 夏季较低。因此，应根据不同季节的水质变化，做好相关药 剂的投加，保证工艺各单元在正常的水质条件下运行。2. 随着填埋场填埋年限增加，渗沥液中氨氮浓度会越来 越高。强化反硝化的同时，将面临系统碳源不足的问题。为 解决此问题，需考虑对不同渗沥液调配或外加碳源的方式调 整污水的可生化性。本工艺设有调节池两个，一个收集生活 污水，

13、另一个收集渗沥液。通过对运行状况的监测，合理地 调配工艺进水水质，适时地投加碳源，以保证生物处理系统 对含氮化合物的去除要求，降低后端膜处理设备运行压力。3. 生物处理单元受环境温度影响较大，应根据季节变化做好温度调控。温度每变化10C，污泥的活性变化 2倍8<水温低于5.6C时，微生物基本上处于休眠状态， 低于4C时， 微生物开始死亡 9 。本工艺对生物反应器采用必要的控温措 施，冬季温度较低时，利用锅炉换热系统进行升温；夏季温 度较高时，可开启冷却塔进行适当的降温。4. 在膜处理设备运行过程中，膜污染是不能完全避免， 可采取相应的措施来减小膜的污染程度。由于膜污染机理复 杂，对于减少

14、污染的方法也要具体问题具体分析，在实际运 用过程中膜污染的主要防治措施有：一是改变操作运行条 件。选择合适的膜通量、操作压力，以保证得到最佳透水率 的同时避免凝胶层的形成，有效降低膜污染速率。适当提高 进水温度， 可以减小溶液黏度， 增大扩系数， 提高过滤通量。 增加膜面流速可以减小污染物在膜面的沉积 10 。二是对膜 进行清洗。清洗方法主要有：水力清洗、机械清洗、化学清 洗和电清洗 11 。本工艺所采用的是水力清洗和化学清洗。 冬季，清洗水温较低，可通过加热设备适当提升水温，以提 高清洗效果。5. 浓缩液处理手段还有待进一步研究。纳滤和反渗透无 法从根本上彻底分解渗沥液中的污染物，处理过程中

15、会产生 相应的浓缩液。目前，安定卫生填埋场纳滤浓缩液通过腐殖 酸提取系统进行处理，提取的腐殖酸类物质的实际应用还有 待进一步研究。反渗透浓缩液通过回灌或外运处理，增加了 额外的处理成本，同时易造成二次污染。浓缩液是膜分离技 术不可回避的问题，更加经济、环保和完善的浓缩液处理手 段还有待进一步研究。四、结论安定卫生填埋场采用的 A2/O-MBR+NF+RO 组合工艺能 很好地解决垃圾填埋场渗沥液处理难题， 对 CODcr 、NH4+-N 和电导率的去除率分别为 99.55%、 99.15%、93.97%，出水 效果较好，能达到生活垃圾填埋污染控制标准 (GB16889-2008 )的排放要求。该

16、系统可不间断运行，操作 运行简单，运行费用仅为 22.88 元 /吨，与国内其他工艺相比 有一定经济优势，同时具有高效集成、占地面积小的优点。 因此，该工艺具有较好的环境效益和经济效益，适合在垃圾 渗沥液处理中应用。参考文献：1 黄春 .MBR+NF+RO 工艺在垃圾渗沥液处理中的应用J. 低温建筑技， 2010， 04： 97-98.2 尹学英 .城市生活垃圾填埋场渗沥液性质及处理技术 初探J.四川环境，2007, 26 (6): 106-111.3 王进安， 刘学建， 杜巍， 卢丽超 .北京阿苏卫垃圾卫生 填埋场渗沥液处理 J. 环境卫生工程， 2006， l 4( 3)： 15-17.4 吴剑，王世和，杨小丽，等 .MB( A2/O )反应器处理 城市污水 .东南大学学报(自然科学版) ， 2006， 37( 1)： 144-147.5 朱宁伟， 李激，郑晓英，等 .A2O-MBR 组合工艺处 理城市污水的试验研究 J. 中国给水排水， 2010， 26( 15)： 1-4.6 程昶 .膜生物反应器纳滤工艺在垃圾渗沥液处理中 的应用 J. 工业用水与废水，2009， 40( 5)： 85-87.7 李炜臻，白庆中 .纳滤膜分离技术在垃圾填埋场渗沥液