生活垃圾渗沥液的处理大学本科毕业论文.doc

首 钢 工 学 院
毕 业 论 文（设计）

题 目： 生活垃圾渗沥液的处理

系 别： 建筑与环保工程系
专 业： 环境监测与治理技术（环境工程）
班 级： 环工111
姓 名： 段其昌
指导教师： 黄立丽

2014年 6 月3日

首钢工学院毕业论文
毕业设计（论文）任务书

学生姓名：段其昌 建工 系 环境监测与治理技术 专业 环工111 班
毕业设计（论文）题目：生活垃圾渗沥液的处理

教学时间：2014年2 月21日——2014年6月 6 日

毕业设计内容及要求：
设计内容：（生活垃圾渗沥液的处理）
设计内容总体分5章，每章分若干节。具体章节内容如下：

前言
1渗沥液的水质特征
2渗沥液的产生来源及产生量影响因素
3渗沥液的处理技术方案
4渗沥液的处理工艺选择
5渗沥液的处理工程实例
总结
参考文献
致谢
设计要求：
论文格式和书写要求，遵照首钢工学院教务处颁发的关于“首钢工学院毕业论文撰写规范”和“首钢工学院毕业论文撰写及打印格式基本要求”等文件来完成的。

指导教师： 教研室主任：
系主任：
2014 年 月 日

进度安排：
2014年3月5日 毕业实训总动员，明确实训目的、安排和要求。
2014年6月3日——6月6日：答辩成绩评定。
2014年3月6日——4月5日，查阅资料、调研、确定方案。
2014年4月6日——5月7日 实训具体工作。
2014年5月8日——6月2日 论文打印、演示文稿制作、答辩准备、答辩。

参考资料：
1.尹学英. 某垃圾卫生填埋场渗滤液处理工程实例及技术探讨[期刊论文]—环境科技，2009，3（22）.
2.沈耀良. 城市垃圾填埋场渗沥液处理方案及其分析[期刊论文]—给水排水，1999，8（29）.
3.张兰英；韩静磊；安胜姬. 垃圾渗沥液中有机污染物的污染与去除[J].中国环境科学，1998.
4.方汉平. 垃圾渗沥液中难降解有机污染物的Fenton混凝处理[J]. 应用化学，2001.
5.何瑾. 城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺研究[J]. 江苏环境科技，2005.

指导教师：
2014年 月 日

摘 要
在我国，垃圾填埋是一种主要的垃圾处理处置方式, 但在填埋过程中和填埋场封场后都会伴随着垃圾渗滤液的产生。经研究发现渗滤液中含有多种毒性物质和致癌物质,如果在自然条件下降解,需要15年的时间其 COD、BOD 值才能达到国家排放标准, 而氨氮需要24至26年的时间才能达到国家排放标准。渗滤液如果不经处理直接排放,将严重污染地下水、地表水和周围环境,所以对其进行妥善的处理是十分必要的。
本文分析了垃圾填埋场生活垃圾渗沥液的特征、来源及影响因素，针对其可生化性差、冲击负荷大、氨氮及有机物浓度高等特性，提出吹脱、电解、混凝沉淀、生物膜法、臭氧氧化、反渗透等技术方案，对国内外先进处理工艺做了比较，并结合工程实例分析了“UBF+MBR+RO”工艺处理特点，借鉴其工艺长处以更好的解决垃圾渗沥液问题。
关键词: 垃圾渗沥液 特征 处理方案 工艺 UBF+MBR+RO

前言 １
1. 渗沥液水质特征 ２
2. 渗沥液产生来源及产生量影响因素 ３
2.1 渗沥液产生来源 ３
2.2 渗沥液产生量影响因素分析 ３
3. 渗沥液处理技术方案 ５
3.1 渗沥液处理方案 ５
3.2 渗沥液处理技术 ６
4. 渗沥液处理工艺选择 １０
5. 渗沥液处理工程实例 １２
5.1 项目背景 １２
5.2 垃圾渗沥液产生量、水质及排放标准 １２
5.3 处理方案设计 １３
5.4 处理工艺流程 １３
6. 总结 １６
参考文献 １７
致谢 １８

前言
生活垃圾渗沥液的处理一直是垃圾填埋场垃圾处理过程中的一个棘手问题，国内外许多学者都对此问题有所关注，并对此问题做了大量的处理方案的研究。与生活污水处理不同的是，生活垃圾渗沥液中的有机物、氨氮浓度很高，无法直接进行生物净化处理，需要在生物处理之前进行预处理来降低渗沥液污染物浓度，以达到良好的生物处理条件。国内处理技术中，预处理经常会采用混凝沉降、吹脱曝气等物理化学方式；生物处理会采用活性污泥法、氧化沟、厌氧塘、人工湿地等处理技术；对于生活垃圾渗沥液中难降解的有机污染物及一些可溶性重金属离子，经常会采用膜处理、臭氧氧化、电渗析等物理化学方法。
目前国内外的处理工艺得到了新的发展，如光催化、Fenton试剂高级氧化、膜分离等技术，对于“老化”的垃圾填埋场的渗滤液有着良好的处理效果；MBR（反硝化+硝化+UF）+双膜法（NF/RO）新型组合工艺在一些垃圾填埋场渗沥液的处理运行中经济成本、出水指标方面都得到了明显的提高。本文将会在以往的技术方案基础上对近几年新使用的渗沥液处理技术和工艺做一定的分析与总结。

1. 渗沥液水质特征
垃圾渗沥液的性质取决于垃圾成分、填埋时间、气候条件、填埋场设计等多种因素，一般有以下特点：
⑴水质复杂，危害性大。垃圾渗沥液中有93中有机化合物，其中22中被列入我国和美国EPA环境优先控制污染物的名单。此外渗沥液中还含有10多种金属和氨氮等，水质成分十分复杂。
⑵COD和BOD浓度高。与城市污水相比，渗沥液中含COD和BOD浓度极高，COD cr 可达90 000 mg/L，BOD5 可达38 000 mg/L。
⑶氨氮含量高。氨氮浓度随填埋时间的增加而升高，最高可达1 700mg/L,渗沥液中的氮多以氨氮形式存在约占TNK的40％~50％。
⑷色度深，有恶臭。
⑸水质变化大。根据填埋场的年龄，垃圾渗沥液分为两类：一类是填埋时间在5天以下的年轻渗沥液，其特点是COD、BOD5 浓度高，可生化性强；另一类是填埋时间在5天以上的年老渗沥液，由于新鲜垃圾逐渐变为陈腐垃圾，其PH接近中性，COD和BOD5 浓度有所降低，BOD5 /COD 比值减小，氨氮浓度增加。除填埋时间外，垃圾渗沥液水质还受到季节降雨的影响，所以变化过滤较难确定。 新、老填埋场渗沥液成分见表1。
表1 新、老填埋场渗沥液成分 mg/L (除PH外）
成分
新填埋场<5a
老填埋场>10a
成分
新填埋场<5a
老填埋场>10a
值范围
典型值
值范围
典型值
BOD5
2 000~30 000
10 000
100~200
PH
4.5~7.5
6
6.6~7.5
TOC
1 500~20 000
6 000
80~160
CaCO3
300~10 000
3 500
200~500
SS
200~2 000
500
100~200
Ca
200~3 000
1 000
100~400
有机氮
10~800
200
80~120
Mg
50~1 500
250
50~200
硝酸盐
5~40
25
5~10
K
200~1 000
300
50~400
TP
5~100
30
5~10
Na
200~2 500
500
100~200
亚硝酸盐
4~80
20
4~8
Cl
200~3 000
500
100~400

CaCO3
1 000~10 000
3 000
200~1 000
S
50~1 000
300
20~50

总离子
50~1 200
60
20~200

2. 渗沥液产生来源及产生量影响因素
2.1 渗沥液产生来源
(1)填埋作业区降水入渗产生的渗沥液；
(2)填埋作业区垃圾压实过程中饱和水渗出产生的渗沥液；
(3)临时、最终封场区降水入渗产生的渗沥液；
(4)临时、最终封场区垃圾自身降解产生的渗沥液；
(5)填埋场内地下水入渗产生的渗沥液；
(6)调节池未加盖，大气降水进入调节池；
(7)生活污水和生产废水进入调节池。
2.2 渗沥液产生量影响因素分析
（1）大气降水
大气降水包括降雨、降雪等，由于垃圾堆体比较松散，渗透系数较大，大气降水大部分渗入垃圾堆体形成渗沥液。降水的持续时间、降雨强度及大气蒸发量对渗沥液的产生量影响较大。由于大气降水具有季节性，因此渗沥液产生量随季节周期性变化。在计算过程中，通过降水的入渗系数取值来调整降水入渗量与蒸发量的差值。
（2）垃圾挤压过程渗出的饱和水产生的渗沥液
垃圾在填埋过程中，含水率一定的原生垃圾经过初次挤压后，饱和水被挤压沥出产生渗沥液。饱和水的渗出量与原生垃圾的平均含水率、通过初次挤压后垃圾的平均持水率及垃圾的日平均处理规模等因素相关。
（3）垃圾在封闭环境中自身降解产生的渗沥液
处于临时封场和最终封场的生活垃圾，在封闭环境中会发生一系列复杂的化学反应，这些反应最终会伴随水分子的析出，从而导致垃圾本身的平均持水率逐渐降低，当垃圾的降解稳定后，垃圾自身的平均持水率也将保持一定的稳定。
通过对国内临时封场和最终封场的生活垃圾填埋场研究表明，垃圾在封闭环境中平均持水率的变化规律为：垃圾堆体在临时封场和最终封场后8～10a内，垃圾渗沥液产生量趋于稳定，在此期间渗沥液的产生量则因垃圾平均持水率的逐年降低而降低，且按一定规律变化。

（4）地下水入渗
一些老垃圾填埋场未做水平防渗，需要考虑地下水入渗而产生的渗沥液。入渗量的计算主要依据现场的观测数据及经验值综合确定。
（5）调节池接纳大气降水
未加盖的调节池也接纳大气降水，水量与池面面积有关。在实际计算中，还需要考虑调节池水面的蒸发量，按照年均降雨量和蒸发量的差值计算此部分水量。
（6）生活污水及生产废水
生活垃圾处理管理过程中产生的生活污水和洗车废水等通常也进入调节池，与渗沥液合并处理，在渗沥液规模确定时需考虑此部分水量。

3. 渗沥液处理技术方案
3.1 渗沥液处理方案
垃圾渗沥液中污染物浓度很高，并且含有较高浓度的有毒有害物质。垃圾渗沥液水质随垃圾成分、当地气候、水文、填埋时间及填埋工艺等因素的影响而有显著的变化，其中填埋场场龄是主要影响因素。渗沥液量的变化则主要取决于降水因素。鉴于渗沥液水质、水量变化的复杂性，渗沥液处理系统应为多种处理方法组合的具有抗冲击负荷能力强的工艺系统。就填埋场场龄为渗沥液水质主要影响因素而言，应选择相应的处理方法。
填埋初期，垃圾渗沥液中含有高浓度的易于生物降解的挥发性有机酸，BOD/COD比值约0.6以上，宜采用生物处理工艺；随着场龄的增加，填埋层日趋稳定，渗沥液中的有机物浓度降低，难于生物降解的物质增加，生物可降解性降低，BOD/COD比值约0.3以下，渗沥液处理宜采用物化方法。
根据不同的渗沥液水质及对处理程度的要求，垃圾渗沥液处理系统一般为如下工艺单元的不同组合：

主处理前需预处理时，一般采用混凝沉淀等物理化学方法，处理目的主要是去除氨氮和无机杂质，或改善渗沥液的可生化性。 主处理采用厌氧、好氧等生物处理方法，处理对象主要是渗沥液中的有机污染物和氨氮等。 深度处理可采用混凝沉淀、过滤、吸附等物理化学方法，处理对象主要是渗沥液中的悬浮物、溶解物和胶体等。后处理包括污泥的浓缩、脱水、干燥、焚烧以及浓缩液蒸发、焚烧等，处理对象是渗沥液处理过程产生的剩余污泥以及纳滤和反渗透产生的浓缩液。 
各处理工艺中工艺单元的选择应综合考虑进水水质、水量、处理效率、排放标准、技术可靠性及经济合理性等因素后确定。
3.2 渗沥液处理技术
由于垃圾填埋场运行初期，大部分垃圾尚未发酵熟化，同时新鲜垃圾携带的水分较多，所以垃圾渗滤液的COD较高，具有较好的可生化性能，可以采用生物法进行垃圾渗滤液的处理，如UASB厌氧工艺、ASBR厌氧工艺、SBR好氧工艺以及A2O工艺等厌氧-好氧组合工艺等。 
但是由于垃圾渗沥液中氨氮浓度较高，C/N比较低，导致C、N、P等营养平衡的失调，严重影响了垃圾渗滤液的生化降解性能，所以要保证生物法处理工艺的正常运行，必须降低垃圾渗滤液中氨氮的含量，常用的脱氮工艺有曝气法、氨氮吹脱塔等。 
随着垃圾填埋场的运行，已经填埋的垃圾逐渐发酵、熟化，可生物降解的物质被大量消耗，垃圾渗滤液的COD值下降，同时可生化性也降低，生化处理的适用性减弱，甚至不可行。对于“老化”的垃圾填埋场的渗滤液可以采用物理-化学的方法进行处理，如光催化、Fenton试剂高级氧化、膜分离等。 
（1）UASB厌氧处理工艺。在填埋场投入使用后的前几年内，产生的渗滤液有机污染物含量较高，并且大部分是一些易生物降解的挥发性脂肪酸，UASB厌氧工艺对这种前期渗滤液有较好的处理效果，对COD去除率可大于70%。 
由于UASB的COD负荷可高达10kg·m-3d-1，反应过程中也无需能耗，因此与好氧工艺相比，可大大节约反应器的占地面积及动力消耗。但是，随着填埋年限的增加，填埋堆体中产甲烷的厌氧状态逐渐成熟，渗滤液在填埋堆体及调节池内长期滞留后，UASB的处理效果将变差。 
（2）SBR好氧处理工艺。 
SBR处理工艺是一种通过时间控制，在一个单池内完成进水、厌氧搅拌、充氧曝气、沉淀、排水等过程的序批式反应器，具有较强抗冲击负荷能力，可根据渗滤液水质复杂多变的特点灵活地调整工艺参数，并且厌氧与好氧的交替进行，可以达到较好的脱氮除磷效果。广州市大田山垃圾填埋场曾采用过此种工艺，对渗滤液COD的去除率可高达90%以上。 
（3）氨吹脱工艺。 
高浓度的氨氮是渗滤液的水质特征之一，根据填埋场的填埋方式和垃圾成分的不同，渗滤液氨氮浓度一般从数十至几千mg/L不等。随着填埋时间的延长，垃圾中的有机氮转化为无机氮，渗滤液的氨氮浓度有升高的趋势。 
与城市污水相比，垃圾渗滤液的氨氮浓度高出数十至数百倍。一方面，由于高浓度的氨氮对生物处理系统有一定的抑制作用，另一方面，由于高浓度的氨氮造成渗滤液中的C/N比失调，生物脱氮难以进行，导致最终出水难以达标排放。 
因此，在高氨氮浓度渗滤液处理工艺流程中，一般采用先氨吹脱，再进行生物处理的工艺流程。目前氨吹脱的主要形式有曝气池、吹脱塔和精馏塔。国内用得最多的是前两种形式，曝气池吹脱法由于气液接触面积小，吹脱效率低，不适用于高氨氮渗滤液的处理，采用吹脱塔的吹脱法虽然具有较高的去除效率，但具有投资运行成本高，脱氨尾气难以治理的缺点。以深圳下坪为例，氨吹脱部分的建设投资占总投资的30%左右，运行成本占总处理成本的70%以上。这主要是由于在运行过程中，吹脱前必须将渗滤液pH 调至11 左右,吹脱后为了满足生化的需要，需将pH回调至中性，因此在运行过程中需加大量的酸碱调整pH，为了提供一定的气液接触面积，还需要风机提供足够的风量以满足一定的气液比，造成了渗滤液处理成本的偏高。 
（4）膜法深度处理工艺。 
膜法深度处理工艺中的反渗透处理工艺在国外渗滤液处理厂中应用较多，由于投资和运营成本的关系，国内仅有广州兴丰垃圾填埋场渗滤液处理厂采用此工艺，反渗透组件为螺旋卷式膜，现已投入运行，浓缩液产生量为进水量的20%，最大回收率可达80%。由于反渗透膜可以阻挡溶解盐、无机分子及分子量大于100的有机物通过，经过此工艺深度处理后，出水可达到国家《生活垃圾填埋场污染控制标准》中的渗滤液排放一级标准，但是，每吨渗滤液的处理成本将会增加。
（5） 光催化技术。 光催化法是近年发展起来的一种污(废)水处理新技术。在紫外光的照射下一些半导体材料的阶带电子会被激发到导带，从而产生具有很强反应活性的电子—空穴对，当它迁移到半导体表面后，在氧化剂或还原剂的作用下参与氧化还原反应，从而起到降解污染物的作用。 
黄本生等人将ZnO/TiO2复合半导体催化剂用于垃圾渗滤液的深度处理，出水水质达到了国家排放标准。弓晓峰等人在利用紫外光氧化法深度处理垃圾渗滤液的研究中发现，当pH=3时对COD的去除率最高，也即在酸性条件下Fenton试剂光照处理渗滤液的效果最好。多相光催化法是近年来日益受到重视的污水治理新技术之一，将其用于垃圾渗滤液的深度处理有利于进一步提高出水水质。 
（6）电解处理技术。 电解法处理废水的实质就是利用电解作用把水中的污染物去除，或把有毒物质变成无毒或低毒的物质。王敏等人在对垃圾渗滤液的SBR法处理出水进行电解氧化试验时发现，减小pH值、增大单位体积渗滤液所需的电极面积均有利于COD和NH3-N的去除，在一定范围内，提高电流密度有利于COD、NH3-N和色度的去除。李小明等人在应用电解氧化法处理垃圾渗滤液的研究中找到了适宜的电解氧化条件：pH值为4，Cl-浓度为5000mg/L，电流密度为10A/dm2，SPR三元电极为阳极，电解时间为4h。在此条件下，对COD的去除率为90.6%，对NH3-N的去除率为100%。
 （7）Fenton处理技术。 Fenton试剂常用于废水的深度处理，属于高级氧化处理技术的一种。熊忠等人在用混凝-Fenton-SBR法处理垃圾渗滤液的试验中得到：混凝反应的最佳条件为pH=5、PAC投量为300mg/L，Fenton反应的最佳条件为pH=3、H2O2/COD=3.0、H2O2/Fe2+=10。此时对COD、BOD的去除率分别稳定在80%、94%左右。
 （8）回灌处理技术。 采用渗滤液回灌技术不仅能降低渗滤液中的COD浓度，加快垃圾中有机质的降解，提高垃圾的溶解速度，而且有利于减少垃圾中有机质的含量，同时不影响COD浓度的稳定。 
徐迪民等详细研究了垃圾填埋场渗滤液回灌的影响因素，发现在试验所用的亚粘土中加入一定比例的细砂可改善覆土层的透水性和透气性，当进水负荷为6.6～115g/(m2·d)时对COD的去除率可达98%左右。
何厚波等人发现，对回灌渗滤液中有机物的去除效果随垃圾堆体高度的增加而增加，并且进入垃圾堆体的有机负荷不能无限制的增加，否则会毁坏渗滤液回灌系统。
（ 9）渗滤液蒸发处理。 蒸发是一个把挥发性组分与非挥发性组分分离的物理过程，由两部分组成：加热溶液使水沸腾气化和不断除去气化的水蒸气。垃圾渗滤液蒸发处理时，水从渗滤液中沸出，污染物残留在浓缩液中。所有重金属和无机物以及大部分有机物的挥发性均比水弱，因此会保留在浓缩液中，只有部分挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物会进入蒸气，最终存在于冷凝液中。蒸发处理工艺可把渗滤液浓缩到不足原液体积2%～10%。填埋气体是垃圾填埋场另一主要二次污染，对于现代化卫生填埋场，填埋气体可以足够供给渗滤液蒸发所需的能量，此时，蒸发处理是经济低廉的，它也就成为惟一可同时有效控制渗滤液和填埋气体的工艺。与常规处理不同，蒸发对水质特性，如BOD、COD、SS及进料温度的变化不敏感，但pH是蒸发的重要影响因素，pH影响渗滤液中挥发性有机酸和氨的离解状态，从而改变它们的挥发程度，另外，酸性条件下对蒸发器金属材料腐蚀性较强。 
蒸发系统在应用中通常要求烟气排放达标和浓缩液进行处置。在一些蒸发系统中，来自蒸发器的蒸气仅简单地与火焰燃尽后的空气尾气一起直接排放。在另一些蒸发系统中，设置热氧化过程以满足有机污染物排放要求。在火焰热氧化区，对渗滤液蒸气中的有机物的破坏率与填埋气体直接燃烧的效果一致，甚至前者的燃烧停留时间还会长一些。渗滤液蒸发后浓缩液的处理处置包括回灌、反渗透和纳滤联合处理、进一步蒸发、焚烧干燥或直接固化后与垃圾一起填埋等。蒸发处理工艺通常不需要前处理，如果需要，一般只作重力沉淀分离颗粒物，但对渗滤液蒸气冷凝液的后处理有时是需要的，根据冷凝液中有机物种类和排放要求，后处理方法有：膜分离、生物膜法、活性炭吸附和化学氧化。

4. 渗沥液处理工艺选择
较早的垃圾渗滤液处理工艺有土地处理法、生物处理法、物理化学处理法等。其中土地处理法包括回灌、人工湿地、表面漫流、慢速渗滤法及快速渗滤法等。生物处理法有好氧处理、厌氧处理及好氧-厌氧结合法。物理化学法主要有化学沉淀法、活性炭吸附法、吹脱法、化学氧化法、电化学技术、光催化氧化、蒸发法及膜技术等多种方法。
随着排放标准的提高及许多工程实践证明，只有将以上各技术有机结合，才能达到较好的处理效果。
工艺一：MBR（反硝化+硝化+UF）+双膜法（NF/RO）
MBR+双膜法（NF/RO）是近年发展较快的一种新型组合工艺，是以MBR单元为工作核心的一种新型系统。膜分离技术与活性污泥法相结合是该工艺的技术特点。MBR具有：能有效降解主要污染物COD、BOD和氨氮；100%生物菌体分离，使出水无细菌和固性物；反应器高效集成，占地面积小；剩余污泥量小、不存在浓缩液处理的问题；运行费用小等优点。然而，单一的MBR工艺出水不能达到国家二级以上的排放标准，往往需要配合NF、RO等后续处理工艺以满足新的渗滤液排放标准。
MBR之后，采用NF单元还是RO单元应该根据当地排放标准的情况确定。青岛小涧西垃圾填埋场、北京北神树垃圾填埋场、佛山高明白石坳填埋场、苏州七子山、山东泰安等多家垃圾处理厂采用MBR+双膜组合工艺处理垃圾渗滤液，都取得了良好的处理效果，山东滕州垃圾场采用的分体式MBR（A/O+UF）+双膜（NF/RO）组合工艺也已调试成功，运行稳定，出水达标。
工艺二：中温厌氧+MBR（反硝化+硝化+UF）+NF+RO用泵把渗滤液从调节池提升至中温厌氧系统主设备厌氧罐内，经过酸化、产酸、产甲烷等过程，把渗滤液中大部分有机污染物去除，使COD得到充分降低，出水自流进入浸没式MBR段，在此阶段充分硝化与反硝化，脱除氨氮及总氮。MBR出水相继进入NF和RO系统，利用膜过滤作用，使各项污染指标充分去除，出水达标排放，也可以储存，用于地面冲刷和绿化。剩余及老化污泥回灌至填埋区，NF浓缩液回至调节池，RO浓缩液回至填埋区。该工艺在北京安定垃圾卫生填埋场渗滤液处理工程、山东省文登市固体废弃物综合处理场渗滤液处理站工程。
北京阿苏卫垃圾综合处理场渗滤液处理工程、北京六里屯垃圾卫生填埋场渗滤液处理工程、北京市丰台区马家楼垃圾转运站渗滤液处理工程、四川省峨眉山市垃圾填埋场渗滤液处理工程等均取得良好的效果。
工艺三：多级物化+生化处理法—UASB+立环氧化沟+纯氧生化+臭氧催化氧化+混凝+膜处理
采用上流式厌氧污泥床（UASB）技术，对COD及BOD进行去除，降低好氧生化段的进水浓度；采用活性污泥处理技术对易降解有机污染物（以BOD、NH3-N、TN为代表）进行去除。臭氧催化氧化采用强氧化剂—臭氧对污水中的极难降解和不可降解有机污染物进行改性处理，以改变其可生化性，出水回流至前生化段进一步完成去除。混凝将提高水泥分离效果，膜技术的应用将进一步提高出水水质。该工艺在天津滨海新区汉沽垃圾填埋场渗滤液处理工程、宁波大岙垃圾填埋场渗滤液处理工程、黄山市垃圾处理场渗滤液处理站工程、马鞍山向山垃圾场渗滤液处理改扩建工程等中均取得较好的效果。
工艺一及工艺二流程较为简洁，运行管理较为简单，其主要应用传统活性污泥法和现代膜技术的结合工艺MBR，物化法应用较少，其投资和运行费用适中。然而，随着垃圾渗滤液的老化，工艺一和工艺二是否适应可生化性差的渗滤液有待研究；工艺二的前置厌氧环节对高浓度渗滤液有较好的降解效果。工艺三流程较为复杂，运用了多级生化和物化处理法，由于物化法受渗滤液可生化性的影响较小，对渗滤液水质变化适应能力较强，然而投资和运行费用较前两种工艺高。
综上，以上三种组合工艺各具优缺点，但基本属于当今较为先进的工艺，适合在我国大部分中小城镇垃圾渗滤液处理工程中推广，具体要结合经济水平、工程渗滤液水质水量情况和操作人员管理水平等，选择最适合的、性价比高的工艺。
随着国家环保标准的进一步严格，抗冲击负荷能力强、性价比高的各技术有机组合的工艺将会成为渗滤液处理的研究。

5. 渗沥液处理工程实例
5.1 项目背景
惠阳垃圾处理填埋场位于广东省惠阳区淡水镇，建于上世纪的
90年代，建设时能达到当时的环保要求，随着环保要求越来越严格，
最新的填埋场污染控制标准GB16889-2008的执行，该填埋场的垃圾
渗沥液的处理的规模及工艺均达不到相关要求，需进行改进。
5.2 垃圾渗沥液产生量、水质及排放标准
(1) 垃圾填埋厂渗沥液产生量为100m3/d，则渗沥液处理站设计规模为100 m3/d。
(2) 进水水质见下表表4
污染指标
污水水质指标
排水量
t/d
100
COD cr
mg/l
8000-12000
BOD5
mg/l
3000-8000
悬浮物
mg/l
400
氨氮
mg/l
1000
pH

6.0-9.0
(3) 出水水质
根据《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）的要求，生活垃填埋场应设置污水处理装置，生活垃圾渗沥液等污水经处理并符合该标准规定的污染排放控制要求后，可直接排放。
表5 出水水质设计标准
污染指标
标准要求
CODcr
mg/l
≤100
BOD5
mg/l
≤30
NH3-N
mg/l
≤25
TN
mg/l
≤40
5.3 处理方案设计
垃圾渗沥液首先进入调节池，调节水质水量后，经提升泵提升至渗沥液处理站，首先进入原有UBF 厌氧反应器，利用厌氧菌去除原水中的部分有机物，再进入反硝化罐，降解有机物并脱氮。MBR 工艺分两部分：生物反应罐、超滤系统，其中，生物反应分反硝化、硝化两个阶段。污水在反硝化罐进行脱氮，在硝化罐内除碳。硝化罐混合液回流至反硝化罐，以进行反硝化除氮。硝化罐混合液用水泵加压后进入外置的超滤膜系统，部分泥水混合液回流至硝化罐，部分通过循环泵在系统内循环，降低膜污染，控制产水在100m3/d。
生物处理会产生一定量的剩余污泥，这部分剩余污泥定期排至污泥贮存池定期运至垃圾填埋区填埋。渗沥液经过生物处理后，进入反渗透系统进一步处理，最后达标排放。处理过程中产生的浓缩液回灌到填埋场内，可以增加垃圾填埋层的湿度，以期加快垃圾填埋层的生物分解。
回灌～膜分离法可以确保其在填埋场和渗沥液处理站之间的循环，通过长期的自然过程逐步分解。
5.4 处理工艺流程
图 3 垃圾渗沥液处理工程流程简图

（一）UBF塔
经过现场调查，原有UBF 塔还有一定的处理效果，为了节约成本，本方案利用原有UBF塔做为厌氧处理工艺，利用厌氧菌降低污水中的有机污染物。
（二）生化处理系统（MBR）
1. 工艺原理
本设计中的生化处理系统采用分置式膜生物反应器膜生物反应器MBR主要由膜组件和生物反应器两部分构成。大量的微生物（活性污泥）在生物反应器内与基质（渗沥液中的可降解有机物等）充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时使有机污染物降解。膜组件通过机械筛分、截留等作用对废水和污泥混合液进行固液分离。大分子物质等被浓缩后返回生物反应器，从而避免了微生物的流失。膜组件相当于传统工艺的二沉池，但是克服了传统二沉池的很多缺点。
膜生物反应器（MBR）包括硝化和反硝化罐及超滤（UF）系统。为保护后续的超滤膜，生化池进水前加了篮式过滤器，以去除进水中的细小颗粒物。
生化系统由一个硝化罐和一个反硝化罐和超滤组成，渗沥液中含有碳、氮和磷等元素的有机污染物经过生物降解得到有效去除。硝化罐内曝气采用循环射流曝气装置。硝化罐配一大流量的射流循环泵、风机和射流曝气器，使硝化罐中形成高活性的好氧微生物生化反应，从而降解大部分有机物，并使氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐。还有一部分有机物即活性污泥需用泵回流到反硝化罐，使其在缺氧环境中还原成氮气排出，从而达到脱氮的目的。经过反硝化和硝化的污水从硝化罐的上部流出，加压进入超滤（UF）系统。
超滤系统为外置膜装置，微生物菌体通过高效超滤膜组件从出水中分离，确保大于0.02μm 的颗粒物、微生物和与COD 相关的悬浮物安全地截留在系统内。其污泥浓度通过错流式的连续循环流来维持。
2. 技术特点
膜生物反应器（MBR）主要有以下特点：
(1) 污染物去除效率高，出水水质好
(2) 负荷变化适应性强，耐冲击负荷
(3) 工艺流程短，系统设备简单紧凑，占地省
(4) 易实现自动化控制，维护简单，节省人力
(5) 系统启动速度快，水质可以很快达到要求
3. 超滤（UF）系统设备及技术参数
超滤（UF）进水泵把生化池的混合液分配到各UF 环路。超滤最大压力为6bar。每个膜管内安装了一组直径为8mm，内表面为聚合物的管式过滤膜。超滤系统1 个环路。膜管的清洗由储存有清水或清液的“清洗槽”通过清洗泵来完成。自动压缩空气控制阀能同时切断进料，留在管内的污泥随冲刷水排至生化池。就地清洗（CIP）是一种偶频过程，清洗后期阀门按程序打开，允许清洗水在膜环路中循环后回到“清洗槽”，直到充分清洗。清洗后期可向清洗槽少量滴加膜清洗药剂。
（三）反渗透（RO）系统
反渗透膜属于致密膜范畴，为卷式有机复合膜，最大优点是脱盐率高，出水水质稳定。这种膜对前处理要求相对较低，pH 值适应范围广，便于进行化学清洗，膜性能稳定，保持性好。膜组件脱盐率在65％～85％。正常运行压力在1.5～10.5MPa左右，系统回收率可达到80%。反渗透的出水可用于整个渗沥液处理系统的膜清洗，避免了用自来水清洗带来的膜中毒的弊病。反渗透出水不仅全盐量小于1000 mg/L，而且COD也降到50 mg/L以下。因而出水可用于绿化和清洗膜的自用水，或直接排放。
反渗透浓缩液已无再处理的价值，设计拟作为回灌垃圾填埋场的方式处置。反渗透处理系统（RO）内设清洗设备和测试控制装置。膜组的清洗包括冲洗和化学清洗两种。膜组的冲洗在每次系统关闭时进行。冲洗时间可以在计算机界面上设定，冲洗用水为反渗透出水。冲洗的主要目的是防止渗沥液中的污染物在膜片表面沉积。
（四）剩余污泥干化处理系统及浓缩液处置系统
生物处理系统的剩余污泥含水率99.5%，排至污泥贮池后，用泵提升到污泥处理系统，加药后进入板框压滤机进行污泥脱水处理，处理后上清液排回到调节池再处理，经板框压滤机脱水后的污泥含水率可达80%，故可用车运至垃圾填埋场填埋。反渗透的浓缩液回灌至垃圾填埋场，用于喷洒垃圾。
（五）尾水排放系统
为确保垃圾渗沥液处理的尾水排放出水水质，设计拟设清水池一座，尺寸：6.5m×3.0m×3.0m，清水池出水可经提升泵提升至消防水池，还可用于场区绿化或其他用水。

6. 总结
通过本论文课题的研究与编写，做出了以下几点结论与建议：
（1）垃圾渗滤液具有成分复杂，水质水量变化巨大，有机物和氨氮浓度高，微生物营养元素比例失调等特点，因此在选择垃圾渗滤液生物处理工艺时，必须详细测定垃圾渗滤液的各种成分，分析其特点，以便采取相应的对策。
（2）垃圾填埋场渗滤液向填埋场回灌，利用土地吸附，土壤生物降解及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解，具有投资省、效果好，无需专门处理设施投资等特点。而且渗滤液的回灌可使垃圾保持湿润，加速填埋场的稳定。回灌法目前采用较少，可作深入研究，以明确回灌法的使用条件，处理效率及回灌处理的工程设计参数。
（3）填埋过程与渗沥液水质、水量的关系以及调节池容量与处理厂规模的关系，是合理选择处理方式、优化设计参数的重要依据之一，应加强这方面课题的研究力度，使渗沥液处理的设计做到有的放矢。
（4）建议广泛关注国外渗沥液处理技术的发展趋势与技术动态，借鉴他们的成功经验，提高我国渗沥液处理的技术水平。

参考文献
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5. 何瑾. 城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺研究[J]. 江苏环境科技，2005.

致谢
历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师黄老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最忠心的感谢！感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多有用素材，还在论文的撰写和排版过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所