垃圾渗滤液处理工艺的现状与分析

垃圾渗滤液

第21卷第3期 2005年5月

文章编号：1005-006X(2005)03-0038-03

电 站 系 统 工 程 Vol.21 No.3 Power System Engineering May, 2005

垃圾渗滤液处理工艺的现状与分析

周建华1 吕宏德2

（1.广州市市政工程设计研究院，2.广州大学市政技术学院）

摘 要：介绍了目前渗滤液处理常用的物理化学法、土地法和生物处理法，分析了组合工艺处理渗滤液应考虑低能耗、高浓度氨氮、

难降解有机物和色度、水质变化等几个方面，并对实际运行中的几种渗滤液处理工艺进行了分析。

关键词：渗滤液；处理工艺；生物处理

中图分类号：X703 文献标识码：A

Status and Analysis of the Garbage Leachate Treatment Process

ZHOU Jian-hua, LU Hong-de

Abstract: The physical and chemical process, land process and biological treatment process, which are often used in leachate treatment presently, were introduced. It was analyzed that the combined process treatment leachate should consider some factors: low energy consumption, ammonia nitrogen of high concentration, hard degradation organics and the change of chroma and water quality etc. Moreover, several kinds of penetration fluid treatment processes are also analyzed.

Key words: penetrating fluid；process treatment；biological treatment

近年来，城市生活垃圾的无害化处理在我国逐渐引起重视，越来越多的城市采用比较规范的卫生填埋方式来处理城市生活垃圾，部分城市从垃圾减量化和资源化的角度出发，采用焚烧和综合处理的方式处理。但均面临着垃圾渗滤液成分复杂、浓度高、难以处理和对环境影响大、易造成二次污染等问题。因此，急需对垃圾渗滤液进行经济有效处理。

垃圾渗滤液属于高浓度的有机废水，生化处理是较为经济有效的方式。厌氧处理技术，可节约能耗，降低运行成本；好氧方式，可使有机污染物得到彻底降解。因此，一般采用厌氧与好氧相结合的方式，又由于渗滤液中氨氮浓度高，还需结合脱氨工艺。

1.3.1 厌氧生化处理工艺选择分析

采用厌氧技术处理渗滤液，主要考虑的因素有：进水浓度高，水质不稳定、处理负荷经常变化，运行要求简易可靠，能节省运行费用。适合渗滤液处理的厌氧反应器主要如下：

(1) 上流式厌氧污泥床（UASB工艺）

UASB反应器具有结构简单、负荷率高、水力停留时间短、能耗低、不需污泥回流系统、抗冲击负荷能力强、污泥耐长时间饥饿状态能力强等优点，在国外尤其是欧洲应用较多。存在的缺点主要是操作管理要求高，启动时间长。与一般厌氧池相比，进水所允许的悬浮物浓度要低，出水悬浮固体含量较高。对设计与施工要求严格，目前国内对UASB高效运行的成功经验有限。

(2) 厌氧过滤器（AF工艺）

AF系统内可维持高浓度的生物膜量，具有较高的COD负荷率与去除率，处理时间短，水力负荷高，污泥停留时间长，产泥量少，不需回流，出水悬浮物低，可适应低温处理，管理简单，但基建投资大于UASB反应器。

(3) 上流式厌氧污泥滤床（UBF工艺）

UBF反应器在UASB反应器中加挂填料，集合了UASB和AF的优点，COD负荷率与去除率高，抗冲击负荷能力强、综合适应能力强，处理效果好，管理简单，但建设投资大。 1.3.2 好氧生化处理工艺选择分析

好氧处理工艺是降解有机污染物最彻底、最经济的处理

1 常规的渗滤液处理方法

1.1 物理化学方法

包括密度分离、化学混凝沉淀、湿式氧化、吸附法、电解氧化膜分离、活性炭吸附、蒸干法等多种方法[1]。与生物处理法相比，物化法不受水质水量的影响，出水水质比较稳定，尤其对BOD/COD比值较低（0.07～0.20）难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果；但其成本高，不宜于大量渗滤液的处理，相对应用较广的是蒸发与焚烧。在德国、荷兰、瑞士的一些垃圾填埋场以及广州的兴丰垃圾填埋场，则将膜法应用到渗滤液处理。 1.2 土地法

包括慢速渗滤液系统、快速渗滤液系统、表面满流、湿地系统、地下渗滤土地处理系统以及人工快速渗滤处理系统等多种土地处理系统。土地法主要通过土壤颗粒的过滤、离子交换吸附和沉淀等作用去除滤液中悬浮固体和溶解成分；通过土壤中的微生物作用使渗滤液中的有机物和氮发生转化，通过蒸发作用减少渗滤液的量。目前用于渗滤液处理的土地法主要是回灌法[2,3]和人工湿地法。 1.3 生物处理方法

收稿日期: 2005-01-03

周建华(1975-)，男，工程师。广州市，510060

垃圾渗滤液

第3期 周建华等：垃圾渗滤液处理工艺的现状与分析 39

方式。由于受厌氧机理的局限，单纯的厌氧处理难以将可生化降解的有机物完全处理；物理化学方式由于处理成本较高，仅可作为生化处理的辅助方法。同时，好氧处理不仅可以有效降解有机污染物，还可通过流程的安排进行硝化和反硝化来达到降解氨氮的目的，尽可能降低处理成本。且垃圾渗滤液的处理规模一般较小，成分复杂，因而要求处理工艺必须简单、灵活、安全可靠，抗冲击能力强。目前处理工艺技术成熟、较多应用于渗滤液处理的好氧生化处理工艺有氧化沟、SBR工艺、两段活性污泥法等。

氧化沟对初期渗滤液的处理效果较好，抗冲击负荷能力强，处理效果稳定，适应渗滤液水质的复杂变化。由于考虑脱氮，污水停留时间长，活性污泥增殖慢。甚至由于缺乏碳源，部分细菌呈内源呼吸状态而导致污泥减量，而氧化沟是连续流运行，污泥易流失。在运行上，对于长期的水质特点变化，运行操作上的调整有限，处理效果欠稳定。

SBR工艺集进水、反应、沉淀、排水于一池，具有工艺简单、节省费用、泥水分离效果好、耐冲击负荷、活性污泥高、运行费用低、可实现脱氮除磷等优点，因此在渗滤液处理上SBR应用较为广泛。针对渗滤液处理的SBR小试结果表明，填埋年限5年、进水COD为3 500～5 000 mg/L、NH3-N为180～300 mg/L时，出水COD为160～300 mg/L，去除率超过90%，NH3-N的硝化率达到95%，反硝化率达到55%。

两段活性污泥法与接触氧化等工艺基本原理相同，但接触氧化需要增加填料，导致单位构筑物投资加大，同时对水质变化的适应性比BR工艺差。

1.3.3 氨氮处理工艺选择分析

氨氮的处理方式有多种，如生物脱氮、吹脱、折点加氯、离子交换等。生物脱氮是最易接受的方式，和有机物的生化处理结合在一起，一方面去除了有机污染，同时又可降低氨氮，处理效果稳定，成本低。离子交换与折点加氯作为化学处理方式，可以彻底地处理氨氮，但成本偏高，操作要求严格，且对产生的废液需要进行二次处理。吹脱是较经济、简单、易于控制的方式，但排出的氨气可能需要吸附回收。

填埋场垃圾渗滤液，前期碳源比较充足，可以利用生化系统对氨氮进行硝化，后期进水水质恶化，氨氮浓度提高，原水碱度及碳源不足以维持硝化与反硝化运行条件，需要增加氨氮处理设施，一般采用吹脱方式进行辅助处理。

2 渗滤液处理组合工艺分析

由于垃圾成分复杂，渗滤液有机物浓度高、氨氮浓度高，存在较多难降解的有机物和色度物质，一般要采用厌氧、好氧、脱氨、深度处理、物化处理等多种工艺进行组合，以便在保证水质的前提下减小工程投资。考虑到渗滤液处理的难度与复杂性，应从以下几个方面考虑工艺组合： (1) 以低能耗降解有机污染物

一般选用厌氧与好氧相结合的处理工艺，厌氧单元能尽量减少能耗，尤其是对生化性较好的填埋初期渗滤液，厌氧工艺对有机物的去除可达60%～70%以上，并且在好氧前，对渗滤液进行厌氧处理可改善渗滤液的可生化性，将大分子、难降解的有机物降解成易于生化处理的小分子有机

物。好氧工艺则可保证最大程度地去除有机物，并可根据不同水质进行运行参数的调整，提高运行效果，降低运行成本。

(2) 高浓度氨氮的去除

填埋场渗滤液的浓度较高，并且主要体现为氨氮，必须作为一个主要水质特征进行考虑。常用的脱氮方法有：生物脱氮法、折点加氯法、离子交换法、氨吹脱法等。需根据水质特点和处理要求选择氨氮的去除方式。

(3) 难降解有机物与色度的去除

渗滤液处理技术的真正难度在于难降解有机物与色度的去除。根据国内外的研究和渗滤液处理工程的实际经营，即使前期可生化性较好的渗滤液，一般常规方法难以将COD降解到200 mg/L以上，残留的主要为难降解有机物，且二级生化处理出水水质呈现浅黄色。到后期，出水COD将超过300 mg/L，因此需采用物化方式进一步处理。一般的物化处理方式采用混凝沉淀和二氧化氯消毒结合可以满足渗滤液排放标准。若排放标准要求高，需有针对性地进行深度处理，包括超滤、反渗透、化学氧化、蒸发等，但一次性基建投资和处理成本高。

(4) 渗滤液水质变化较大

由于垃圾性质的复杂性，即使同一年内各个季节水质差别也很大。因此，需针对不同时段不同的水质特征，调整运行参数。

3 渗滤液处理工艺的选择

在实际工程中，应根据以下实际情况和原则确定处理工艺：渗滤液原水水质、渗滤液排放去向和排放标准；渗滤液前后期的水质差异；主体处理工艺采用生化处理工艺，包括厌氧和好氧技术并适当结合物化处理，如氨吹脱、混凝等；明确传统的常规工艺处理渗滤液的局限，若需达到一级排放标准，应采用深度处理技术，如膜法。

南方某填埋场的渗滤液处理站采用调节池→厌氧生物滤池→氧化沟→沉淀池→兼性塘→混凝沉淀→出水的工艺。初期渗滤液出水COD可达到250 mg/L以下，氨氮和BOD5均可满足二级标准；但随着时间的延续，渗滤液水质可生化性逐渐降低，碳氮比降低，处理站运行效果变差，出水难以达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）中的二级排放标准。

南方某渗滤液处理站采用调节池→UASB系统→SBR系统→微滤（CMF）→反渗透（RO）→出水工艺，出水水质良好，完全达到了回用水的水质标准，但投资和运行成本较高。

图 渗滤液处理工艺流程图

垃圾渗滤液

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电 站 系 统 工 程 2005年第21卷

表 填埋场渗滤液处理站平均处理效果数据表

进水

原水 UASB出水 SBR出水

·9 305 BOD5/mg·L-1 19 650 5 896 75 氨氮/mg·L-1 2 409 SS/mg·L-1465

33 945 474 75 色度（稀释倍数）

780 465

64 为此，对南方某市的渗滤液处理站进行改造，采用如图所示的氨吹脱、厌氧和好氧工艺处理已运行10多年的填埋场渗滤液，取得了良好效果，平均处理效果数据见表。垃圾综合处理厂和焚烧厂渗滤液的水质类似于填埋场初期生化

（上接第37页）MW机组），加装SCR脱硝装置后，需要对原机组进行适当改造。主要涉及的方面如下：

(1) 烟道的改造

原锅炉烟气是从省煤器直接进入空预器，而加装脱硝装置后，增加了烟道和SCR反应器，烟气的走向和负压将产生变化，对于烟道的设计将产生影响，烟道加强筋须加强。由于空间有限，SCR部分烟道的布置和支吊将较难，应充分考虑。而且，由于省煤器出口处三向膨胀量均很大，在设计SCR进口烟道时最好用非金属膨胀节吸收膨胀量。

(2) 空气预热器的改造

在某些情况下，SCR系统会产生NH4HSO4和(NH4)2SO4，对空气预热器粘污、堵塞。为不影响机组的正常运行，要对空气预热器要进行适当的改造。比如对空预器冷段蓄热元件波形、板材厚度及高度进行修改；对空预器冷段蓄热元件材料，吹灰器形式变化（采用高压水冲洗），增加冲洗水泵。

(3) 引风机的改造

由于增加了脱硝装置，将引起引风机出力的增加。阻力的增加主要由以下几部分组成：SCR反应器（主要为催化剂）阻力、SCR反应器进出口烟道阻力。增加的阻力之和大约为1 000 Pa。空气预热器增加的阻力大约为200 Pa。因此，引风机应考虑大约增加1 500 Pa的压头来满足增加脱硝装置后所引起的阻力增加。

(4) 锅炉钢结构和基础的变化

增加了脱硝装置后，原锅炉的钢结构除了要满足烟道、一次风机、送风机等的荷载之外，还要将柱子延伸至脱硝装置满足脱硝反应器和烟道的支吊。因此，对原锅炉的钢架构要重新计算并适当加强。在某些电厂中，对炉后和除尘器前的钢架改造将较困难。

整个脱硝装置的荷载大约为1 000多t，基础应作相应变化。

2.2 对未建成电厂预留脱硝装置的建议

如对未建成的电厂机组加装脱硝装置，除对2.1所述的在建电厂时未考虑加装脱硝装置的机组改造须考虑的问题外，还要考虑以下问题：

(1) 锅炉辅机（一次风机、送风机)位置的变更。为了使柱网、钢梁等对脱硝装置和烟道等的布置和支吊方便易行，应该合理布置一、二次风机，使柱网、钢梁等能够满足要求并节约钢材。

性较好的渗滤液，小试结果表明图中所示的处理工艺可以满足其排入下水道的出水水质标准。 □

参 考 文 献

[1] 张海伦. 垃圾渗滤液的处理. 能源研究与应用[J]. 2001(1): 44～45. [2]

Robinson H D, Mans P J. The treatment of leachates from domes tic waste in landfill sites [J]. Journal of the Water Pollution Control Federation, 1995, 57: 30～38. [3]

何莲生, 赵勇胜, 李海杰. 垃圾填埋场渗滤液循环处理方法初探[J]. 勘察科学技术, 2001(2): 3～5.

编辑：康 德

(2) 预留脱硝装置空间。在布置空预器、烟道等时，要给脱硝装置留出足够的空间。对于600 MW机组，推荐预留20 m×30 m×20 m的空间。

(3) 除尘器前钢结构、基础的设计

对于一个确定机组，在加装脱硝装置时，脱硝率越高则所需要的催化剂越多，那么脱硝装置的荷载越大。随着环保要求不断提高，在将来建设的电厂中，要充分考虑到脱硝装置的脱硝效率要足够高（高于90%），对于典型的600 MW锅炉，增加脱硝装置后要考虑1 000～2 000 t荷载的增加，设计钢结构和基础时要相应考虑。

也可以在除尘器前烟道顶部建成一个“平台”，将来加装脱硝装置时就不需要对下部设备、柱网等进行改造，脱硝装置的柱网在此平台上作起。

(4) 仪控和电气部分

对所增加的脱硝装置，可以采用独立的DCS、PLC、或者纳入到机组DCS进行控制。纳入到机组DCS是最经济的方法。脱硝装置的控制点大约300多点，因此，机组DCS要留出足够的余量。

脱硝装置的厂用电一般包括混和风机、氨泵、液氨蒸发器（如采用电加热）耗电。在设计时要考虑电源接出的位置，并大约预留500 kW的负荷余量。

(5) 氨区的预留

由于用纯氨成本最低，因此脱硝剂一般采用纯氨。氨罐一般有大约1.5 MPa的压力，而且，氨属于乙类可燃气体，因此要有一个相对独立的氨区。应根据氨的存储量和氨罐的大小、压力等确定氨区的具体大小。

3 总 结

目前，在国内已经有几个发电公司的大型在建电厂锅炉在进行脱硝工程，据了解，大部分采用SCR技术。在大型机组中，从技术上加装脱硝装置是可行的。在文中已经介绍了加装脱硝装置需要注意的问题和对相关装置的影响。 □

参 考 文 献

[1] 浙江省电力设计院．浙江国华宁海发电厂#4机组脱硝工程可行性研究报告[R]. 2004.

[2]

黄伟. 燃煤电厂NOx污染及其控制技术[J]. 电力环境保护, 2004(3): 22～23.

[3] 国家环境保护总局, 等. 火电长大气污染物排放标准[S].

编辑：巨 川

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rkzm.html