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增城市新塘镇陈家林地区生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理工程可行性研究报告

4.2.3 深度处理工艺选择分析

渗滤液的深度处理工艺包括混凝沉淀、化学氧化、吸附、蒸发、膜处理等技术。

由于经过生化处理后渗滤液剩余的COD基本都是难降解的溶解性物质，而一般混凝处理对于该类废水的去除率只有20%左右，并且污泥量较大，处理麻烦。

目前唯一可靠的深度处理只有膜处理技术。其它物化处理技术在渗滤液处理实际工程应用上还存在若缺乏生产性实验的数据支持以及相关的应用技术参数确认。

前文渗滤液处理技术总结已经描述：根据膜的孔径，膜处理可分为反渗透、超滤、纳滤以及微滤等。

由广州兴丰垃圾填埋场渗滤液处理厂的连续微滤系统(CMF)运行数据可知，生化处理后的出水经微滤系统处理后，CMF过滤出水的COD、氨氮浓度与生化出水相比变化不大，TSS下降较大，低于检测极限，当生化处理系统不能使得渗滤液达标排放时，微滤系统也难以满足进一步深度处理的要求。

有关膜技术应用于渗滤液处理的实验表明，超滤膜对生化处理后渗滤液的COD去除率不足25%，纳滤膜的COD去除率可以达到50～60%，反渗透膜则能够达到90％以上。

纳滤膜和反渗透膜均属于致密膜范畴，二者的分离机理也相同。但纳滤的截留界限仅为分子大小约为1nm的溶解组分，与反渗透相比，纳滤的最大优点是能使小分子盐随出水排出，避免盐份富集带来的不利影响。

纳滤膜和反渗透膜在动力消耗上相差较大，一般而言，纳滤系统所需压力大约为l5MPa左右，而反渗透系统则需要30～50MPa以上。

考虑到生化处理出水的氨氨指标已经达标，但部分难降解有机物尚不能去除，采用纳滤能进一步分离难降解的较大分子的有机物，确保出水COD达到排放要求。纳滤净化水回收率可达到90%，COD、重金属离子及多价非金属离子(如磷等)能够达到出水要求。和反渗透相比较，纳滤能够节省较多能耗。

纳滤系统产生的浓缩液产生量低于一般的反渗透系统，本项目封场前，浓缩液可回灌垃圾填埋场，封场后可考虑送往垃圾焚烧发电厂混入焚烧炉处理。

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5 污水处理工艺方案论证与比选

5.1 污水处理工艺选择原则

（1）由于垃圾填埋场各类污水来源不一，水质相差较大，因此，本项目需考虑针对不同的污水水质进行相应组合后处理，既可以避免不同性质废水混合后导致的部分流程构筑物与设备布置不合理，又可提高相应流程处理效率。

（2）垃圾渗滤液成份复杂，各种污染物浓度高。因此，要达到排放标准，应尽可能选择高效、低耗能的处理工艺。

（3）随着垃圾填埋场填埋时间的变化，垃圾渗滤液的水质也会随着变化，因此，选取的工艺必须有较强的适应性和操作灵活性，能在短时间内进行工艺参数调整，以适应水质的变化。

（4）选用的工艺尽可能简单、可靠，出水水质稳定，运营成本低，且管理方便。 （5）由于污水处理厂场地面积有限，而整个处理工艺流程中动力设备较多，因此，在设计中应尽量选择占地面积小，结构紧凑的处理工艺和设施。

通过对渗滤液处理各种方法和技术的分析，垃圾渗滤液成分复杂,仅采用单一的处理工艺难以达到理想的效果，须采用物化法、生物法、化学氧化法等各种方式的组合式工艺，才能有效处理垃圾渗滤液。结合本工程实际情况，渗滤液只能在场内建设独立的处理系统处理达标后排放。

本设计采用广州绿诚环保科技有限公司对广州市李坑垃圾填埋场（白云区太和镇）中试工程实测浓度（中期进水水质）作为渗滤液处理系统的进水水质，采用《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）特别排放限值和广东省《水污染物排放限值》（DB4426-2001）第二时段一级标准中严者作为渗滤液处理系统最终出水的水质要求。具体见表5.1-1。

表5.1-1 垃圾渗滤液处理系统设计指标（单位：mg/L） 类别 进水 出水* CODCr 5000～7000 60 BOD5 3000 20 SS 800 30 NH3-N 1200～1500 8 根据以上分析，本设计提出以下四种组合式工艺方案进行比选：

（1）物化+高频超声吹脱+CMBR处理工艺（CMBR超声波膜生物反应器技术） （2）UASB+O-A-A-O+纳滤处理工艺 （3）UASB+SBR+CMF+RO处理工艺 （4）MEFR+UASB+反硝化+MBR处理工艺

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5.2 方案一：物化+高频超声吹脱+CMBR处理工艺（CMBR超声波膜生物反应器技术）

5.2.1 工艺技术介绍

CMBR超声波膜生物反应器技术就是膜分离技术和循环载体生物膜法（生化技术）、低频超声波在线清洗技术和高频超声波超临界氧化及自由基降解技术结合在一起的高级污水处理专利技术。

该技术及装置是将超声波强化清洗及气穴超临界氧化技术与膜生物反应技术有机结合而开发的一种创新型超声波高级膜生化污水处理新工艺。该创新技术是针对国内外近年来开发的常规膜生物反应器技术（即常规Membrane Bio-Reactirs，简称MBR）在实际污水处理应用中存在的瓶颈和缺陷问题，以致难以推广而专门开发的一种创新型污水再生回用技术及装置；该CMBR技术解决了常规MBR工程应用中起关键作用的分离膜（超滤或微滤膜）容易被胶体物、溶解性微生物产物堵塞，使出水通量不稳定且随时间不断减小，在MBR运行中膜污染严重（主要是产生浓差极化现象和滤饼层、大分子溶解物污染），膜堵塞后加药清洗费用高，分离膜组全堵塞失效后导致分离膜更换频繁，膜更换费用高，系统维护麻烦，系统运行耗能大成本高的难题。

该CMBR工艺技术不仅具有常规膜生物反应器的所有优点，如出水水质好，容积负荷高，水力停留时间短，水力停留时间HRT和污泥排放时间SRT可单独控制，剩余污泥少，能够生物去氮除磷，耐受一定的水量、水质负荷冲击，避免微生物污泥流失，MLSS污泥浓度高，出水基本无悬浮物SS、微生物、病毒等污染物，结构紧凑，操作简单,占地少，而且还具有下几个关键创新技术竞争优势：

（1）超声波在线动态强化清洗技术及节涌流防堵技术； （2）集成漂悬膜分离技术；

（3）特种专用优势菌载体生化高效固定处理技术。

CMBR工艺适合于COD值高的高难度有机废水行业，该技术已经应用于霸州市垃圾渗滤液处理回用工程（200m3/d）和天津大港垃圾渗滤液处理回用工程（200m3/d）。

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5.2.2工艺流程

格 5.2.3 工艺流程说明

该工艺是垃圾渗透液废水由集水井经格栅截除废水中大部分漂浮物、颗粒胶、碎渣等固形物后，自流入加盖沉砂调节池，调节系统的水质、水量和调节PH值，使混合均匀、沉淀固形砂粒，以保护后续的污水处理设备处于安全运转状态和避免管道、泵阀堵塞。调节池设有污水提升泵和潜水搅拌器、液位浮球、污泥泵。

废水提升后经超声波超临界氧化装置将大部分氨氮吹脱去除80-90%，有机胶体和大分子变成小分子，放出CO2、N2气，废气NH3-N气通过吸附液槽吸收；废水加混凝剂搅拌后进入气浮池混凝反应区去除重金属离子、腐植酸、一部分大分子，经反应区后混凝物被产生的微气泡捕捉，由于重量减小自动上浮到气浮机表面形成浮渣，浮渣经刮渣机作用进入浮渣浓缩池浓缩沉淀，气浮机出水进入驯化好的复合工程优势菌LC1的厌氧ABR生化系统和驯化好的复合工程好氧优势菌LC2生化系统，CMBR超声波膜生物反应器内设计为三格区，分成加盖厌氧ABR生化、兼氧区和好氧膜过滤区，废水经过折流板厌氧ABR生化放出CH4气，收集的废气定期点燃火炬。废水经过兼氧区时产生优势菌反硝化作用放出N2气，废水流入好氧膜反应池后，首先废水中的胶体、小分子溶解物被循环流化床微孔悬浮球载体的高效专性好氧优势菌吸附降解放出CO2气，CODcr去除率为≥90%，降解后的废水经超滤膜过滤后，出水澄清,出水CODcr<50mg/L可达标排放，由于经过超滤，出水中微生物、细菌数量数量很少，所以消毒剂用量较少，消毒后的水回用，出水CODcr≤10～40mg/L。 5.2.4 各工艺单元预期处理率

表5.2-1 各阶段出水水质 水质指标 COD (mg/l) BOD5 (mg/l) TSS (mg/l) NH3-N (mg/l) 原水 7000 3000 800 1500 混凝沉淀 4200 2750 100 1425 高频超声吹脱 2950 1930 100 70 气浮 2050 1350 30 60 CMBR <50 <20 <10 <8 排放标准 60 20 30 8 低频超声清洗

渗滤液 栅调节池高频超声吹脱气浮 厌氧兼氧好氧// 超滤达标排放 排泥 广州市环境保护科学研究院

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5.3 方案二：UASB+O-A-A-O+纳滤处理工艺

5.3.1工艺技术介绍

该工艺通过UASB厌氧污泥床预处理后采用O-A-A-O反应池，沉淀后再通过纳滤设备处理后出水。

该工艺的硝化反应控制为部分亚硝化，可节省45％左右的供气量，节省动力消耗，降低运行费用。硝化和厌氧氨氧化在同一反应器中进行，产生的亚硝酸氮可以被及时转化，解除了过程的抑制；以厌氧氨氧化菌为自养菌对微生物进行厌氧氨氧化无需外加碳源，避免了传统脱氮工艺的反硝化过程在处理高氨低碳废水时需要外加碳源情况，节省了药剂投加费用。

在生物处理之后，设置了过滤－纳滤工艺，保证处理后的出水的达标情况。 5.3.2工艺流程

渗滤液

污泥储池 泵 垃圾填埋场 调 节 池 混凝沉淀 泵 氧O-A-A-OUASB反应器反应池沉淀池 纳滤 达标排放

5.3.3 工艺说明

渗滤液进水先通过UASB厌氧污泥床预处理后采用O-A-A-O反应池，沉淀后再通过纳滤设备处理后出水。高浓度氨氮是渗滤液处理的主要问题，传统的生物脱氮很难满足垃圾渗滤液处理的要求，O-A-A-O是将原来的两级硝化反硝化脱氮方式，改变为亚硝化－厌氧氨氧化。通过利用生物膜方法，实现了对垃圾渗滤液及相关高浓度氨氮废水的高效率自养生物脱氮。

作用机理：在好氧区，与短程硝化-反硝化原理相同，只是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，其反应式如下：

NH4+ + 3/2O2 ? NO2- + H2O + 2H+

在厌氧区，以NH4+为电子受供体，以NO3-或NO2-为电子受体，将NH4+，NO3-或NO2-转变成N2。其反应式如下：

NH4+ + NO2- ? N2+ 2H2O

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