垃圾填埋场渗滤液生物处理技术改造实例分析

TechniquesandEquipmentforEnvironmentalPollutionControl

Vol.4,No.12Dec.2003

垃圾填埋场渗滤液生物处理

技术改造实例分析

蔡　芹

(福建省福州市环境保护局,福州350001)

摘　要　综述了垃圾填埋场渗滤液的物理化学、生物、土地处理等技术。对某地已投入使用的垃圾填埋场渗滤液的生

物处理设施技术改造进行了较详细的分析探讨。

关键词　垃圾填埋　渗滤液　处理技术

Acasestudyonthebiologicaltreatmentofleachatefromalandfillsite

CaiQin

(FuzhouMunicipalEnvironmentalProtectionBureau,FujianProvince,Fuzhou350001)

Abstract　Thispaperreviewsthetreatmentmethodsandtechnologies,suchasphysicochemicaltreatment,bio2logicaltreatmentandlandtreatmentoflandfillleachate.Themethodsandtechnologiesforthebiologicaltreatmentofmunicipallandfillleachatearediscussedindetail.

Keywords　municipalrefuse;landfillleachate;treatmenttechnology

　　垃圾填埋场渗滤液的处理是填埋场管理的最大滤液采用厌氧2吹脱2缺氧2好氧2混凝沉淀工艺进行难题。目前采用的方法大体分为物理化学法、土地处理;苏州七子山坑垃圾填埋场渗滤液采用缺氧活处理法和生物处理法[1]。物理化学法主要有化学混性污泥和厌氧/好氧淹没式生物膜组合工艺进行处凝沉淀、活性炭吸附、膜渗析等多种方法。物理化学理。近年来开发的各种厌氧2好氧组合工艺对COD、法适合处理难以生物处理、BOD5与COD比值较低NH32N的去除均有良好效果,得到广泛应用,主要在的渗滤液,一般不受水质水量变动的影响,出水水质于该工艺不仅能提高难降解物质的可生化性,还能比较稳定,但处理成本高,不适合大量渗滤液的处有效脱氮除磷[3]。但在实际运行过程中还存在一些理,且多需用生物处理法作为处理工艺的一部分。问题,特别是随着垃圾填埋场使用时间的延长,渗滤土地处理法包括慢速渗滤、快速渗滤、表面漫流、湿液成分发生变化,NH32N浓度不断增高。据2000年地、地下渗滤等多种处理系统。主要通过土壤颗粒按(G《生活垃圾填埋场污染控制标准》B1688721997)的过滤、离子吸附交换、沉淀及植物根茎吸收等作用对全国30个省、自治区、直辖市的329个城市442去除渗滤液中悬浮固体和溶解成分,目前较常用的个垃圾填埋场渗滤液进行的监测表明,目前全国尚主要是回灌法和人工湿地法。生物处理法包括好氧无一家城市生活垃圾填埋场所排放的污染物全部指处理(如曝气塘、活性污泥法、生物转盘等)、厌氧处标均达到国家标准[4]。其中渗滤液中化学需氧量、理(如上流式厌氧污泥床、厌氧折流板反应器、厌氧氨氮、大肠杆菌值超标现象较普遍。已建成的垃圾塘等)和厌氧/好氧混合处理。日本垃圾填埋场渗滤填埋场渗滤液处理设施普遍存在运行效果不够理想液处理多采用生物处理和物理化学处理相结合,处的现象。究其原因主要有:处理工艺不适合复杂多理工艺为硝化2反硝化2化学混凝2活性炭吸附2消毒变的废水特点,渗滤液进入处理设施前已经历了较灭菌,处理后可达到环保要求。台湾多采用无氧脱长时间的有机物厌氧发酵过程,COD和BOD5比例硝好氧硝化生物流程。目前国内垃圾填埋场渗滤液不协调,采用一般的好氧活性污泥处理工艺,污泥培处理多采用厌氧好氧生物法[2],如北京的阿苏卫垃

圾填埋场渗滤液采用厌氧+氧化沟工艺进行处理;收稿日期:2003-01-31;修订日期:2003-04-13

杭州天子岭垃圾填埋场渗滤液采用缺氧+好氧两段作者简介:蔡芹(1963～),男,福建福州人,工程师,主要从事污染控

制及自然生态保护工作。活性污泥法进行处理;深圳市玉龙坑垃圾填埋场渗

12期蔡　芹:垃圾填埋场渗滤液生物处理技术改造实例分析

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养不起来或难以维持。另外,由于温度变化较大,需

采取有效措施保持一定的温度。污染物种类和浓度与垃圾填埋场的垃圾类型、成分、填埋方式和时间密切相关,给处理工艺的选择带来困难,适用于某一区域类型的处理工艺往往不是普遍适用的工艺,需要因地制宜采取不同的工艺。本文以某地已投用的垃圾填埋场渗滤液处理工艺为例,针对处理过程中出现的问题,对原有的处理设施进行技术改造,收到良好的效果。

有设施的基础上,以尽可能低的投资获得较明显的改造效果,技术改造工艺选择的原则为:对难生物降解的环状有机物有较好处理效果,有较强的去除NH32N功能,运行药剂购买方便,设备材料购置容易,减短时间周期和运行成本。具体采取以下改造措施。

(1)完善厌氧处理系统的配套装置。新增1台2t/h的油、沼气混合燃烧锅炉及相应的沼气收集、定压、净化系统,保证厌氧罐内污水在气温较低时,能获得30—35℃的水温,对厌氧罐外层采用保温材料,以保证厌氧菌安全过冬,提高厌氧处理效果。新增沼气鼓风机,向厌氧罐内鼓气,控制溶解氧≤015mg/L,使厌氧污泥处于良好的悬浮状态。对厌氧器内的活性污泥进行专门驯化和培养,提高污泥浓度和污泥活性,从而提高污水处理效率。

(2)改造好氧处理系统。新增空气鼓风机,向氧化沟鼓气,作为曝气转碟的补充供应措施以弥补沟内污水溶解氧不足,控制溶解氧4—5mg/L。重新接入活性污泥,驯化菌种。严格控制运行条件,使硝化与反硝化达到较好效果,使生化处理系统达到最佳状态。

(3)完善加药系统。新增加碱、加酸、加混凝剂系统,并设pH值自动测定和控制系统,根据不同的处理工艺确定最适宜的酸碱投加量。

(4)增加Fenton前处理工序。针对垃圾渗滤液中存在有毒有害的化学物质以及难于生化的有机物质,利用Fenton前处理工序,在Fenton反应器中利用微电解以及初生氢、OH自由基等强还原、氧化的特性,将污水中难以生化降解的环状有机物大分子断链裂解成为可生化的小分子物质。其工艺流程为:将污水pH调整至4—5后进入Fenton反应器,反应30min后加药进氧化槽氧化反应20—30min,出水加助沉剂等药剂后进入沉淀池,沉淀池出水再进入厌氧器处理。采用Fenton前处理工序能去除污水中约60%的COD,从而减轻后续厌氧工序和好氧工序的生产负荷。加入专用助沉剂及助剂能有效去除污水中部分氨氮,使之变成不溶性沉淀物,同时也可去除污水中的重金属离子。采用此法,对色度的去除率较高,可减少重金属离子和NH32N对微生物的抑制作用,处理效果较稳定,国外垃圾渗滤液处理也常采用此法。

由于技改后,渗滤液处理过程需要加混凝剂,加酸或碱进行中和,气温低时需要锅炉蒸汽保温,运行费用比技改前平均增加1.2元/t。

1　某地垃圾填埋场渗滤液处理设施概况

该垃圾填埋场位于山谷地带,已投入使用8年,设计能力为日消纳800t垃圾,渗滤液处理设施设计处理能力为日处理800t,采用上流式厌氧污泥床-氧化沟-生物稳定塘处理工艺。投运初期,处理后的垃圾渗滤液基本可达到污水综合排放二级标准,随着使用年限的延长,污水的可生化性逐渐减低,氨氮浓度逐渐升高,处理后排放的污水中部分指标严重超标。主要原因在于原设计所选择的处理工艺存在不足,该工艺对污水中不可生化污染物质、色度、NH32N、大肠杆菌的去除率较低。由于污水处理设施的厌氧反应器设备外层未加保温层,且污水库水深达30m,气温低的时候,特别是冬天,进入厌氧反应器的污水水温不超过17℃,在此温度下,厌氧处理的效果很差。氧化沟受到来自污水库及厌氧反应器高浓度污水的长期冲击,其污泥已失去活性。处理工艺本身未充分考虑到垃圾渗滤液的以上特点和难点,本身存在的缺陷而造成污水不能达标,实测结果表明:

(1)污水中含有10%—15%难于生化或不可生化的化学污染物,通过对污水处理设施进出口水样分析发现,污水中部分带有环状的有机化合物,主要有环烷烃、酯类、羧酸类、苯酚类等。其结构、成分和含量经污水处理前后基本上没有变化,这说明,单纯采用生化处理工艺流程有很大不足。

(2)污水中的BOD5与COD的比值随着垃圾填埋场的填埋时间增加而减低,也就是说在前期污水可生化性较好,后期污水的可生化性变差。此外,NH32N的含量随着垃圾填埋场的填埋时间增加而增加。

(3)污水色度高,污水中细菌、致病菌、大肠杆菌指标严重超标。

2　技术改造措施

针对原有处理工艺存在的问题,在充分利用已

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环境污染治理技术与设备表1　技术改造前后排放渗滤液监测结果Table1　Themonitoringresultoflandfillleachate

项　目

pH7.566.83

NH32N(mg/L)82.137.825

COD(mg/L)45197300

BOD5(mg/L)21749150

SS(mg/L)1018223200

4卷

技术改造前技术改造后

生活垃圾填埋污染控制二级标准

先考虑该工艺的耐冲击负荷能力和适应性强的工艺,

3　结　论

再选择满足处理要求的方法。根据具体情况和经济技

通过采取以上技术改造措施,处理效果得到明显术要求,提出有针对性的处理方案,特别要加强对具有

脱氮除磷效果处理工艺的研究开发。提高。技术改造前后排放渗滤液监测结果见表1。

从监测结果可以看出,该垃圾填埋场渗滤液总排

参考文献

放口的COD浓度基本达到《生活垃圾填埋污染控制标

(G准》B1688921997)的一级排放标准,BOD5达到二级排[1]周吉林,周少奇.垃圾填埋场渗滤水的处理技术.环境

污染与防治,2001,23(4):187—189

放标准,但SS、NH32N超过二级排放标准,还需继续调

[2]王宗平,陶涛,金儒霖.垃圾填埋场渗滤液处理研究进

试完善该处理设施,特别要提高脱氮效果。展.环境科学进展,1999,7(3):32—39

垃圾渗滤液的生物处理工艺多种多样,在选择处[3]赵庆良,李湘中.垃圾填埋场渗滤液中的氨氮对微生物

活性的抑制资源.环境污染与防治,1998,19(4):1—3

理工艺时,既应充分考虑工艺对渗滤液的处理效果,又

[4]李国钢,曹杰山,汪志国.我国城市生活垃圾处理处置的

要考虑对水质水量变化的灵活性和适应性。一般应优现状与问题.环境保护,2002,(4):35—38

(责任编辑:郑晓梅)

(上接第35页)

表1　菌种耐碱度实验

Table1　Resultofalkalinebaringexperiment

pH值78910

NR菌

GPY菌

真菌良好

良好良好能生长

良好较好不生长不生长良好良好能生长不生长

液200mL,加入112g(湿重)经离心浓缩后的菌体,在20—22℃条件下进行降解力测定实验,结果如表2所示。

由于进行曝气充氧,一部分甲硫醇被吹脱,故前3种情况下,3h后液相中已测不出甲硫醇,生化试验终止。最后一种情况中,2h后,液相中已基本上没有甲硫醇了,试验终止。

4　结　论

(1)通过降解力试验表明:真菌的降解能力相当强,而按1∶3比例配成的混合菌种降解效果最好。

表2　降解力实验结果

Table2　Resultofdegradationabilityexperiment

项目

时间

(h)123123123123

小时降解率

(%)49.610.94.858.131.06.457.431.820.080.060.0

累计降解率

(%)

细菌

50.951.063.063.260.460.980.3

这是由于活性污泥菌胶团强大的吸附能力、真菌高效的分解能力以及混合菌群中各菌种的互生、共生关系起到了很好的协同作用,使降解效果大大提高。

(2)从菌落形态和显微镜观察到的菌体结构与形态情况看,初步确定该真菌属于子囊菌。

参考文献

[1]牛世金,胡正嘉.高效降解菌的筛选.环境科学与技术,

1991,(2):44—47

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[5]姚认宇.恶臭的研究及官能测定.环境科学,1990,11(5):

(责任编辑:郑晓梅)74—78

真菌

活性污泥

真菌+活性污泥

无

313　降解力实验

配制含甲硫醇100mg/L、pH=9的无机盐营养