垃圾渗滤液处理技术介绍及运行维护

垃圾渗滤液处理技术介绍及运行维护2018年9月第一章垃圾渗滤液简介第三章垃圾渗滤液处理各单元介绍目录第二章垃圾渗滤液处理技术综述第四章系统运行维护第五章污泥和浓缩液处理第六章水质在线监测简介垃圾渗滤液简介第一章主要来源：（1）降水的渗入，包括降雨和降雪；（2）外部地表水的流入；（3）地下水的渗入；（4）垃圾本身所含水分；（5）垃圾中有机物降解过程中产生的水分。一、垃圾渗滤液的定义及来源定义：垃圾在填埋和堆放过程中由于垃圾中有机物的分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水，通过淋溶作用形成的污水。二、垃圾渗滤液的特性主要特点水量水质变化大高氨氮高COD营养元素比例失调成分复杂高浓度有机废水高盐分有毒有害物质种类多垃圾渗滤液特性综述垃圾焚烧厂收集的主要是城镇居民生活垃圾，经过几天发酵腐熟以提高热值后沥出的液体，即俗称“渗滤液”。相对于垃圾填埋场而言，焚烧厂的渗滤液属新鲜的原生渗滤液，未经厌氧发酵、水解、酸化过程，污染物浓度高、成分复杂，内含如苯、萘、菲等杂环芳烃化合物、多环芳烃、酚、醇类化合物、苯胺类化合物、重金属等难降解化合物和无机盐，呈黄褐色或灰褐色。一般而言，垃圾渗滤液中CODCr、BOD5的浓度、BOD5/CODCr比随垃圾存放的“年龄”增长而降低。垃圾焚烧厂渗滤液的有机物污染物浓度很高。一般情况下，CODCr在30000～70000mg/L，BOD5在20000～45000mg/L，NH3-N在300～2000mg/L。除此之外，还有大量其他的金属、无机污染物，依各地方的具体情况不同而不同。垃圾焚烧厂渗滤液产生量及成份受诸多因素影响，具有很大的不确定性。由于季节、运输条件、运行管理等因素的影响，垃圾焚烧厂渗滤液的水量变化很大。一般情况下，冬季干旱季节水量较少，污染物浓度高；夏季多雨季节水量较多，污染物浓度较低。垃圾焚烧厂渗滤液属原生渗滤液，BOD5/CODCr≥0.4，可生化性较好，属较易生物降解的高浓度有机废水。对于处理系统而言，垃圾焚烧厂渗滤液中营养物比例失调，主要体现在相对COD、BOD指标而言，磷含量偏低，氨氮含量偏高。渗滤液处理常用浓度指标主要有色度浊度SS-悬浮固体COD-化学需氧量BOD-生物需氧量盐分-可溶性无机盐浓度氨氮总氮重金属离子三、渗滤液污染物指标及专用名词主要专用技术名词B/C比C/N比水力停留时间（HRT）污泥年龄（SRT）容积负荷污泥负荷（F/M比）表面负荷回收率/产水率吨水能耗污水的生化处理《污水综合排放标准》（GB8978-1996）生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)《城市污水再生利用工业用水标准》(GB/T19923-2005)序号项目单位污水综合一级排放垃圾填埋排放标准再生利用标准1生化需氧量（BOD5）mg/L2030≤102化学需氧量（CODcr）mg/L100100≤603悬浮物（SS）mg/L7030≤104氨氮(NH3-N以N计)mg/L1525≤15色度mg/L40306石油类mg/L55≤17浊度NTU5≤58总磷mg/L0.53≤19PH6-96-96-910氯离子Cl-mg/L≤25011总硬度（以碳酸钙计）mg/L≤45012总碱度（以碳酸钙计）mg/L≤35013溶解性总固体mg/L≤1000四、常用渗滤液处理排放标准垃圾渗滤液处理技术第二章一、生化处理■厌氧生化处理优点：负荷高，能耗低，改善原水可生化性，投资少，占地面积小。缺点：难以彻底降解有机物，对氨氮等指标去除效率不高常用形式：AF，ABR,UASB，EGSB，IC等■缺氧/好氧生化处理优点：高效降解污水中的有机负荷，还可以有效脱氮缺点：单纯好氧难以降解渗滤液中大分子有机物常用形式：A/O、A2/O、SBR、氧化沟、生物滤池、生物接触氧化等二、化学处理混凝沉淀高级氧化电解/电絮凝中和焚烧氧化还原三、物化处理吸附萃取结晶膜过滤常用物化处理方法1.有效去除中等分子量有机物；2.价格高，再生困难1.高效、管理简单，易于自控；2.小分子截留率低；膜污染；能耗高；浓水处理困难四、如何选择合适的工艺前提：没有最好的工艺，只有最合适的工艺；1、达标产水；—根本2、花钱多少；—投资和运行3、维护简便；—轻松简便4、使用寿命；—抗风险5、大众接受；—平民化，会不会用，能否接受垃圾渗滤液处理各单元介绍第三章一、典型垃圾渗滤液工艺流程自贡垃圾焚烧渗滤液处理工艺流程图二、预处理调节系统主要作用：（1）水量和水质的调节，均衡水质、保持水量、水温；（2）水解酸化，提高可生化性。（3）缓冲冲击负荷，保证系统水质稳定性。预处理避免大颗粒物杂质进入调节池渗滤液循环，均量均质减轻后续构筑物的处理负荷三、厌氧系统主要形式：UASB，EGSB，IC等主要作用：（1）大颗粒COD降解成小颗粒COD，同时产生大量甲烷和CO2；（2）为后续AO系统做好预处理作用；（3）产生沼气使泥水充分混合，三相分离器使泥、水、气实现有效分离。（4）污泥流化状态，传质效率高，去除率高UASB、EGSB和IC厌氧设备比较表指标IC（内循环厌氧反应器）UASB（升流式厌氧污泥床反应器）EGSB（厌氧膨胀床反应器）设备成熟性较成熟（90年代发明）最成熟（70年代发明）较成熟（90年代发明）国内大多仿IC微生物温度范围要求℃35±335±335±3微生物pH范围要求6.8~7.26.8~7.26.8~7.2反应器脂肪酸含量要求mg/L≤45mg/l≤30mg/l≤40mg/l容积负荷10～245～88～20（kgCOD/m3/d）长径比4～81～33～5动力消耗情况较大一般较大COD去除效率85~90%85~90%85~90%毒性抑制的耐受力强一般强耐负荷冲击最强较强强维修维护较复杂简单较复杂进水分布器赌塞不堵塞不易堵塞不堵塞上流速度3~8m/h0.5~3m/h2~6m/h悬浮物（SS）要求较高（要求SS含量低）一般较高（要求SS含量低）UASB厌氧反应器特点升流式厌氧污泥床反应器（UASB）是集有机物去除及污泥（生物体）、水（废水）和气（沼气）三相分离于一体的集成化废水处理工艺，起工艺的突出特征是反应器中可培养形成沉降性能良好的颗粒污泥、形成污泥浓度极高的污泥床，使其具有容积负荷高，污泥截留效果好，反应器结构紧凑等一系列优良的运行特征。UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡。中温厌氧反应的温度一般保持在在35度左右，如果温度不在此范围内就必须采用加热恒温的方式来实现。一般利用垃圾焚烧发电厂的蒸汽通过换热器给反应器恒温，另设电加热作为备用加热恒温热源。UASB厌氧反应器三阶段理论简介第一阶段为水解发酵阶段：在该阶段，复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解成简单的有机物，如纤维素经水解转化成较简单的糖类，蛋白质转化为简单的氨基酸，脂类转化为脂肪酸和甘油等，继而这些简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类、参与这个阶段的水解发酵菌主要为专性厌氧菌和兼性厌氧菌。第二阶段为产氢产乙酸阶段，在该阶段中，产氢产乙酸菌除把乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等转化为乙酸和氢，并有CO2产生。第三阶段为产甲烷阶段。在该阶段中，产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2和CO2等转化为甲烷。UASB厌氧反应器优点UASB厌氧处理的优点：①应用范围广。好氧法因供氧限制一般只适用于中、低浓度有机污水的处理，而厌氧法既适于高浓度有机污水，又适于中、低浓度有机污水的处理。有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的，但对厌氧生物处理是可降解的。②能耗低。好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增加，而厌氧法不需要充氧，而且产生的沼气能量可以抵偿消耗的能量。③容积负荷高。反应器容积小，因此占地少。④剩余污泥少，而且污泥浓缩、脱水性能好。好氧法每去除1kgCODcr,将产生0.4-0.6kg生物量，而厌氧法去除1kgCODcr,只产生0.02-0.1kg生物量，其剩余污泥量只有好氧法的5%-20%。此外，消化污泥在卫生上和化学上都是较稳定的，因此剩余污泥的处理和处置简单，运行费用低，甚至可作为肥料利用。UASB厌氧反应器优点⑤氮、磷营养需要量较少。好氧法一般要求BOD5：N：P为100：5：1，而厌氧法要求的BOD5：N:P为300~500：5:1，因此厌氧法对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。⑥厌氧处理过程有一定的杀菌作用。可以杀死污水、污泥中的寄生虫卵、病毒等。⑦厌氧活性污泥可以长期贮存。厌氧反应器可以季节性或间歇性运转，在停止运行一段时间后，能迅速启动。UASB厌氧反应器缺点UASB厌氧生物处理也存在下列缺点：①厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧生物处理的启动时间比好氧生物处理长。②出水往往达不到排放标准，故一般在厌氧处理后串联好氧处理。③厌氧处理系统操作控制因素较为复杂和严格，对有毒有害物质的影响敏感。④厌氧处理系统操作不当很容易产生跑泥现象，降低处理系统的处理效率。影响厌氧消化效率的因素1、温度。常温消化（10~30℃）、中温消化（35℃左右）和高温消化（54℃左右）。2、PH值和酸碱度。甲烷菌生长最适宜pH值为6.8-7.2，低于6或高于8时，生长将受到抑制。产酸菌对pH不及甲烷菌敏感，其适宜的pH值范围也较广，在4.5-8之间。由于产酸菌与产甲烷菌是共生关系，为了维持两者之间的平衡，避免产生过多的酸，应保持厌氧反应器的pH值在6.5-7.5（最佳6.8-7.2）的范围内。在实际运行中，挥发脂肪酸（VFA）数量的控制比pH值更为重要，因为有机酸累积至足以降低pH值时，厌氧消化的效率显著降低，正常运行的厌氧消化中，挥发酸（以醋酸计）一般在200-800mg/L之间，如果超过2000mg/L,产气率将迅速下降，甚至停止产气。挥发酸本身不毒害甲烷菌，当挥发酸数量多，氢离子浓度的提高和pH值的下降则会抑制甲烷菌的生长。pH值低，可投加石灰或碳酸钠。投加石灰比较便宜，但应注意不能加得太多，以免产生CaCO3沉淀。3、营养比。污泥（或污水）中有机物的碳氮比（C/N）对厌氧处理过程有很大的影响，如C/N太高，则组成细菌的N量会不足，消化液中的重碳酸盐浓度低，缓冲能力差，pH值容易下降；反之，如果C/N太低，即N量过高，铵盐会大量积累。pH值可上升到8以上，也会抑制细菌的生长。一般认为，COD：N：P=200：5：1，C/N以（10-20）：1为宜，消化效果较好。4、搅拌。在污泥厌氧或高浓度有机污水的厌氧发酵过程中，定期进行适当的搅拌是很重要的，搅拌有利于新投人的新鲜污泥（或污水）与熟污泥（或称消化污泥）的充分接触，使反应器内的温度、有机酸、厌氧菌分布均匀，并能防止消化池表面形成污泥壳，以利沼气的释放。搅拌可提高沼气产量和缩短消化时间。搅拌方法包括气体搅拌、机械搅拌、泵循环等。5、有机负荷负荷率是表示消化装置处理能力的一个参数。负荷率有三种表示方法：容积负荷率、污泥负荷率、投配率。反应器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物量，称为容积负荷率，单位为kg/m3·d。有机物量可用COD、BOD、SS和VSS表示。反应器内单位重量的污泥在单位时间内接纳的有机物量，称为污泥负荷率，单位为kg/kgMLSS·d。投配率是指日进入的污泥量与池子容积之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留时间(投配率的倒数就是生污泥在消化池中的平均停留时间）。厌氧生物处理的有机物负荷较好氧生物处理更高，一般可达5~10kgCOD/m3.d，甚至可达50~80kgCOD/m3.d；无传氧的限制；可以积聚更高的生物量。产酸阶段的反应速率远高于产甲烷阶段，因此必须十分谨慎地选择有机负荷；高