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1、上海应用技术学院学士学位毕业设计开题报告课 题 名 称 某填埋场渗滤液处理的工艺设计 学 号 0410641218 学 生 卫 佳 专 业、年级 环境工程 四年级 所 在 院 系 土木建筑与安全工程学院 指 导 教 师 曹萍 郭广寨 选 题 时 间 2008年 2月 26日 一、设计依据随着我国城市垃圾卫生填埋场的规范建设，大量成规模的垃圾渗滤液需要配套处理。近年来，垃圾渗滤液的处理已成为一个研究热点，但主要由于渗滤液所具有的水质波动大，可生化性随填埋时间的增长而下降、氨氮含量高、营养元素失衡等水质特点，目前国内尚没有一种成熟的典型处理工艺，大量已建成的采用常规工艺的垃圾处理工程基本都达不到一
2、级排放标准，因此，一些新颖的垃圾渗滤液处理工艺受到了重视并得到了大量研发，如反渗透、渗滤液回灌、土地处理、高级化学氧化和生物反应器填埋场等。近十几年来国外学者就垃圾渗滤液的处理进行了大量的探索和实验，取得了一些成功经验，有的已用于工程实践。我国在垃圾渗滤液的处理研究方面起步较晚、起点较低，有不少失败的教训，但也获得了一些宝贵的经验。由于渗滤液水质水量的复杂多变住，尚无十分完善的处理工艺，大多根据不同填埋场的具体情况及其它技术要求采取有针对性的处理工艺。纵观国内外垃圾渗滤液处理的现状，目前渗滤液的处理方案主要有场外综合处理和场内单独处理两大类。主要处理工艺有生物处理法、物化法、土地法以及上述方法
3、的综合。1、垃圾填埋场渗滤液的主要来源（1）直接降水：降水包括降雪和降雨，它是渗滤液产生的主要来源。（2）地表径流：地表径流是指来自场地表面上坡方向的径流水，对渗滤液的产生量也有较大的影响。（3）地表灌溉：与地面的种植情况和土壤类型有关。（4）地下水：如果填埋场地的底部在地下水位以下，地下水就可能渗入填埋场内，渗滤液的数量和性质与地下水同垃圾的接触情况、接触时间及流动方向有关。（5）垃圾本身含有的水分 这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量。（6）覆盖材料中的水分：覆盖层物质的最大含水量可以用田间持水量（FC）来定义，即克服重力作用之后能在介质孔隙中保持的水量。（7）垃圾在降解过程
4、中产生的水分：垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。2、垃圾渗滤液的产生量垃圾渗滤水的产生量是受多种因素的影响，如降雨量、蒸发量、地面流失、地下水渗入、垃圾的特性、地下层结构、表层覆土和下层排水设施的设置情况等。（1）降雨量和蒸发量是影响渗滤水产生的重要因素，这可以从当地的气象资料来获得。（2）填埋场表面的斜坡很重要，在平缓的斜坡上，水易于集结，因而大量渗滤，而在较陡的斜坡上，水容易流掉，从而减少了到达垃圾中的水量。（3）填埋最终覆土后，表面上长有植物，可以通过根系吸收水分，并通过叶面蒸发作用减少渗滤水发生量。（4）地下水的渗透，要根据场内渗滤水水位和场外地下水来定，对于防渗情况良好的填
5、埋场，可以不考虑渗滤水得渗出和外部地下水的渗入。渗滤水产生量波动较大，但对于同一地区填埋场，其单位面积的年平均产生量在一定范围内变化。3、垃圾渗滤液的水质特征 （1）色嗅呈淡茶色或暗褐色，色度在20004000之间，有较浓的腐化臭味。（2）PH值：填埋场初期PH值为67，呈弱酸性，随着时间的推移，PH值可提高到78，呈弱碱性。（3）BOD5:随着时间和微生物活动的增加，渗滤液中的BOD5也逐渐增加。一般填埋6个月至25年，达到最高峰值，此时BOD5多以溶解性为主，随后此指标开始下降，到615年填埋场安定化为止。（4）COD:随着填埋时间的推移，BOD5急速下降，而COD下降缓慢，因而COD略高
6、于BOD5。渗滤液的生物降解性可用BOD5/COD之比来反映，当BOD/COD=0.5时，渗滤液较易生物降解；当BOD/COD0.1时，渗滤液难于生物降解。最初，这一比值将在0.5或者更大一点的量级上；当介余0.4到0.6之间时，表明渗滤液中的有机物开始生物降解；对于成熟的填埋场，渗滤液的此项比值通常为0.050.2，其中常含有不被生物降解的腐殖酸和富里酸。（5）TOC：浓度一般为2652800mg/L。BOD5/TOC可反映渗滤液中有机碳氧化状态。填埋初期，BOD5/TOC值高；随着时间的推移，填埋场趋于稳定化，渗滤液中的有机碳以氧化态存在，则BOD5/TOC值降低。（6）溶解总固体：渗滤液
7、中溶解固体总量随填埋时间推移而变化。填埋初期渗滤液溶解固体总量高，同时具有相当高的钠、钙、氯化物、硫酸盐和铁。填埋624个月达到峰值，此后随时间的增长无机物浓度降低。（7）NH3-N：垃圾渗滤液氨氮浓度含量高，是由于含氮可生化有机组分的厌氧水解和发酵所致，因PH接近中性值，它主要以NH3-N形态存在于渗滤液中，很少以氨气形式释放，或以游离氨形式存在。（8）磷：渗滤液中磷含量很少，特别是溶解性磷酸盐浓度很低。渗滤液中溶解性磷酸盐的含量主要由变磷灰石的产量控制，因此渗滤液中的溶解性磷酸盐含量受到钙离子浓度或碱度水平的影响，导致生物处理中的缺磷问题。（9）重金属：一般渗滤液中重金属含量较其他污染物低
8、得多，但在工业垃圾和生活垃圾混合填埋时，重金属的溶出数量会明显增加。国内外垃圾渗滤液处理方式与方法的概况1、渗滤液的处理方式常用的垃圾渗滤液处理方式有以下四种：（1）将渗滤液输送至城市污水处理厂进行合并处理；（2）经预处理后输送至城市污水处理厂合并处理，即预处理-合并处理；（3）渗滤液回灌至填埋场的循环喷洒处理；（4）在填埋场建设污水处理厂进行单独处理。2、渗滤液的处理方法2.1 生物法处理渗滤液生物法是渗滤液处理中最常用的一种方法，由于其运行费用相对较低、处理效率高，不会出现化学污泥等造成二次污染，因而被世界各国广泛采用。具体的工艺形式有传统活性污泥法、稳定塘、生物转盘、厌氧固定膜生物反应器
9、等。2.1.1 活性污泥法美国和德国几个垃圾填埋场采用活性污泥法处理渗滤液，其实际运行结果表明，通过提高污泥浓度来降低污泥的有机负荷，可以获得令人满意的处理效果。如美国宾州的Fall Township污水处理厂，通过该厂垃圾渗滤液处理的数据说明，只要适当提高活性污泥的质量浓度，使FM为0.030.31kgBOD5/（kgMLSSd）之间采用活性污泥法能够有效地处理垃圾渗滤液。2.1.2 稳定塘国外早在80年代就有成功运用稳定塘技术处理渗滤液的生产性处理厂（Howard Robison，1992），英国在 1983年建成的 Bryn Postey填埋场渗滤液处理厂，运用曝气氧化塘技术处理渗滤液，
10、CODcr去除率达 97。而在国内，上海市废弃物老港处置场，在三期工程改扩建时建成了以稳定塘和芦苇湿地地表漫流处理系统相结合的渗滤液处理系统。2.1.3生物转盘生物转盘是所谓固定生长系统生物膜法中的一种，运用于常规的污水处理中可有效地解决活性污泥法的污泥膨胀，并且由于膜上生物量大，生物相丰富，既有表层的好氧微生物，又有内层的厌氧微生物，因而具有抗水量、水质冲击负荷的优点，同时生物膜上还能生长世代时间较长的硝化菌等。Pitea渗滤液处理厂即采用生物转盘处理垃圾渗滤液，该厂利用填埋场气体加热使进人生物转盘的渗滤液温度保持在20左右，取得了良好的处理效果。上面介绍的Pitea填埋场生物转盘是好氧生物
11、反应器，英国Britannia填埋场则是运用厌氧固定膜生物反应器处理垃圾渗滤液，也取得了良好的处理效果。2.1.4厌氧氧化处理厌氧生物处理B前采用厌氧生物滤池，厌氧接触法，上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧消化等，实践证明厌氧处理时高质量浓度（BOD5）2000mgL）有机废水的处理是有效的，但单独采用厌氧生物处理渗滤液的情况很少见。北京市政设计院1988年进行了这方面的，得出的结论是建议采用厌氧一好氧法处理工艺。2.1.5各种生物法比较生物法中，好氧工艺的活性污泥法和生物转盘的处理效果最好，停留时间较短（624 h）、运行经验丰富，但工程投资大。运行管理费用高；相对来说稳定塘工艺比较简单，投资
12、省，管理方便，但停留时间长（1030 d）、占地面积大且净化能力随季节变化较大。厌氧处理工艺近年来很快，特别适合于高浓度的有机废水，它的缺点是停留时间长，污染物的去除率相对较低，对温度的变化比较敏感，但通过研究表明厌氧系统产生的气体可以满足系统的能量需要，若将这部分能量加以合理利用，将能够保证厌氧工艺有稳定的处理效果，还能降低处理费用。因而对于高浓度有机物的垃圾渗滤液，采用厌氧和好氧I艺的组合处理，无论是对于提高处理效率，还是就降低运行费用都是有意义的。2.2 物化法物化法过去只用在处理填埋时间较长的单元中排出的渗滤液，而今随着渗滤液控制排放标准的日益严格，物化法也用来处理新鲜的渗滤液，且是渗
13、滤液后处理工艺中最常用的之一。物化法包括絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分离和化学氧化法等。由于物化法处理成本较高，不适于大量的渗滤液的处理。2.2.1絮凝沉淀絮凝沉淀工艺的不足之处是会产生大量的化学污泥；出水的pH值较低，含盐量高；氨氮的去除率较低等。所以絮凝沉淀工艺即使有可观的处理效率，在选用时还是要慎重考虑。2.2.2反渗透反渗透经常用于渗滤液的后处理中，因其能够去除中等分子量的溶解性有机物，国内早期利用醋酸纤维膜进行的试验表明，CODcr的去除率可以超过80，虽然在运行过程中有膜污染的问题，但反渗透工艺作为后处理工艺设在生物预处理后或物化法之后，负责去除低分子量的有机物、胶体和悬浮物，可以提高
14、处理效率和膜的使用寿命。根据Ehrig在1989年的研究，一级反渗透工艺可使CODcr、BOD5和有机卤代物（AOX）的去除率达到80qc，但是氨氮和氯离子的去除率要达到较高水平则至少需要二级反渗透工艺。在英国垃圾渗滤液处理厂使用Rochems专利圆盘管反渗透系统对初级渗滤液处理，这种处理技术是由南亨伯塞德郡稳特顿填埋场所设计和生产的 Rochems离析膜系统。Rochems离析膜系统能够去除重金属、SS、氨氮、有害难降解的有机物，处理后的水质满足严格的排放标准。2.2.3活性炭吸附活性炭吸附工艺适用于处理填埋时间长的或经过生物预处理后的渗滤液，它能去除中等分子量的有机物质。20世纪70年代在
15、欧洲的实验室研究表明，CODcr的去除率为5060，若用石灰石作预处理，去除率可高达80，而活性炭处理了140床后去除效率将明显下降7。在生产性试验中，由于渗滤液水质水量多变等原因，出现了去除效率下降和活性炭被大量污染的现象。活性炭吸附工艺的主要问题是高额的费用。尽管如此，首先进行生物预处理，再将该工艺与絮凝沉淀工艺相结合时、能保证出水较低水平的CODCr和AOX。2.2.4化学氧化化学氧化工艺可以彻底消除污染物，而不会产生絮凝沉淀工艺中形成的污染物被浓缩的化学污泥。该工艺常用于废水的消毒处理，而很少用于有机物的氧化，主要是由于投加药剂量很高而带来的问题。对于渗滤液中一些难控制的有机污染物，化学氧化工艺可以考虑使用。目前用化学氧化法处理渗滤液的研究还处在实验室阶段，其主要的问题是处理费用太高，但对于垃圾填埋场封场后所）一生的小水量、低含量的难降解渗滤液处理还是有一定意义的。2.3 土地法用土地法处理渗滤液的主要形式是渗滤液回灌和土壤植物处理系统。在英国进行的渗滤液回灌生产性试验中发现，渗滤液回灌不仅因为蒸
