西安市江村沟垃圾填埋场渗滤水处理技术研究

郭延明¹  马龙宝¹  刘珍祥¹  叶小渝¹  徐兵²  丁海荣³

（1.西安市环境保护研究所；2.西安高新开发区环境监测中心；3.江苏宜兴荣盛达环保公司）

　　摘  要：本文就西安市江村沟垃圾填埋场渗滤液污染问题，通过现场调查及布点监测，基本弄清了“渗滤液”的复杂成份。为了使垃圾渗滤液经处理达标排放，经过对多种方案的比较及实验室小试，提出了解决“垃圾渗滤液”的实施方案，供各方参考、决策。

　　关键词：垃圾渗滤液；处理技术；研究

　　1  概述

　　垃圾填埋场污水主要包括垃圾渗滤水、生活污水等，其中垃圾渗滤水水量较大，成份复杂，处理繁复。垃圾渗滤水是否经过处理是衡量垃圾填埋场能否达到卫生填埋场标准的重要指标。

　　2  污水来源

　　（1）垃圾堆场渗滤液主要来源于三方面：一是垃圾本身所含的水分；二是垃圾中有机物的分解产生的水分；三是大气降水。大气降水是决定渗滤水产生量的主要因素。

　　（2）生活污水来源于场内员工日常生活产生的污水。

　　3  污水性质

　　垃圾渗滤水在垃圾填埋场污水中所占的比例很大，垃圾填埋场渗滤水的性质受垃圾成分、季节、降水量、填埋工艺、填埋时间等因素的影响，具有以下特点：

　　（1）渗滤水成分复杂，含有多种污染物。其中主要含有大量有机物、细菌、病原体和一些有毒、有害物质。

　　（2）污染物浓度很高，一般渗滤液COD的含量可达到20000～40000mg/L，处理难度较大。

　　（3）垃圾渗滤液浓度、水量与季节关系很大，不同月份其浓度可相差数十倍，旱季和雨季的水量可相差数百倍。特别是在暴雨季节，渗滤水浓度变化更大。

　　（4）垃圾中含有一定量的重金属离子和难生物降解有机物。

　　4  工程规模

　　（1）本工程渗滤水产生量为300～500m³/d(西安市环境监测站提供)。考虑一定量的余留，污水处理站处理规模按528m／d设计，处理24h连续运行，处理量为22m³/h。

　　（2）西安市环境监测站2001年8月22日实际监测的水质数据，见表1。

表1  江村沟垃圾填埋场垃圾渗滤液水质数据

　　（3）设计处理水质

　　设计出水水质采用GB l6889—1997和GB 5084—1992中的二级排放标准，详见表2。

表2  设计出水水质        单位：mg／L(PH值、总大肠菌群数除外)

　　5  设计处理工艺流程

　　根据以上水质水量特点，垃圾堆场渗漏液处理采用以下处理工艺，如图1。

　　（1）废水收集池

　　由于垃圾堆场渗漏废水渗出点分散，水量变化极大，所以必须设置废水收集池。废水收集池有效容积一般按垃圾堆场最大径流量的6～12h水量来考虑，在保证后续处理设施尽量连续、稳定运行的同时仍可提供一定的缓冲容积，使当后续处理设施或设备修整、故障而无法继续处理时，渗漏废水不溢出废水收集池，以避免特殊情况下渗漏废水对周围环境构成危害。废水收集池最好集中设置成一座，以减少提升泵的数量和拦污设备数量，实际情况需要时，也可分散设置多座。

　　在废水收集池进水口处应设置拦污设备，以防止大水量时废水和部分垃圾的混杂液进入废水收集池，造成处理单元设施和提升泵的堵塞。

　　（2）初次沉淀池

　　由于垃圾堆场渗漏废水或多或少会含一定量的泥砂等固体小颗粒杂质，使拦污设备无法阻挡而进入废水收集池后的处理工序，干扰处理效果，所以必须设置固液分离设施，一般采用沉淀池进行固液分离，泥砂等比水重的固体小颗粒杂质在沉淀池中沉淀，上清液流入后续处理工序，从而达到分离固体小颗粒，减少对处理效果的影响。小规模时，初次沉淀池可采用平流式或竖流式；大规模时，可采用平流式或辐流式，表面最大负荷值一般取1～1.5m³/m²•d。

　　（3）混凝气浮池

　　垃圾堆场渗漏废水含有一定量的重金属离子或不溶、难生物降解有机物，这些物质能对后续处理工艺产生抑制作用，所以在进入后续厌氧、缺氧、好氧生化处理前必须有选择地去除，减轻后续处理的负荷，改善后续处理条件和提高后续处理的效果。对重金属离子或不溶、难生物降解有机物的去除也可采用混凝沉淀法，但难生物降解有机物比重一般较轻，所以采用混凝沉淀法时效率很低，所以我们采用混凝气浮法。该法首先利用助凝和混凝反应剂与废水充分混合，发生絮凝作用后，混合液在接触区与溶气释放器产生的微小气泡发生吸附作用，通过气泡的上升及聚合达到相互凝聚的效果，最终实现泥水分离。此法在处理重金属离子或不溶、难生物降解有机物时效果显著。混凝气浮池额定处理量可按照平均处理量的1～1.5倍来确定。

　　（4）调节均质池

　　垃圾堆场渗漏废水污染物平均浓度较高，可生化性较好。处理生化性较好的高浓度有机废水的一般方法是采用先厌氧后好氧的生物处理方法。本工艺也采用此法，但因厌氧处理法对废水的稳定性、温度、pH值、操作运行等要求很高，所以混凝气浮池出水直接进入厌氧处理器时可能会使厌氧处理无法达到最佳处理效果。必须对进入厌氧处理的水质、水量进行自然和人为的调节，使之达到基本的厌氧处理条件，所以设置调节均质池，在调节均质的同时也起到水量收集的作用，减少提升泵的启动频率，延长泵的使用寿命，方便调试、运行和管理。调节均质池有效容积可按气浮6～8h的处理量来考虑。

　　（5）厌氧反应器

　　处理高浓度的垃圾渗漏废水一般方法均应采用厌氧处理器，利用厌氧菌对废水酸化、降解、去除能力来降低好氧处理的生物负荷，提高可生化性。厌氧处理器形式有很多种，最先进的厌氧处理器是内循环厌氧反应器。利用厌氧自身产生的CH₄、CO₂、H₂S等气体形成气提作用，使污泥床保持一定的厚度，提高厌氧污泥和废水的接触时间，达到增强处理效果的目的。其它如UASB法是利用机械方式来保持污泥床的厚度，容易使污泥胶体化，降低污泥的沉降性而使厌氧污泥随废水流出厌氧反应器，使污泥浓度降低，最终影响处理率。厌氧反应必须保护绝对的厌氧环境、适度的pH值、一定的温度和较高的有机负荷。氧化还原电位控制在+100mV～+400mV之间；pH值一般控制在6.5～7.5（最佳为6.8～7.2）之间；温度控制在35℃或55℃左右，温差不超过±2℃；有机物负荷在5～10kgCOD/m³·d。

　　（6）缺氧反应池

　　设置缺氧反应池的目的是提高废水的酸化水解能力，同时为好氧硝化后的缺氧反硝化做准备，以消除氮和磷的富营养化污染。缺氧反应池有效容积一般取平均处理量4h的流量体积。

　　（7）好氧接触池

　　处理有机污染废水最经济有效的方法是好氧生化法。好氧生化法主要有活性污泥法、生物膜法、批处理法等几种，我们对比了各种好氧生化法的优缺点后，确定了以生物膜法为主要处理理论，固定床生物接触氧化工艺来处理本类废水。

　　固定床生物接触氧化法属于生物膜法，该工艺配固定床填料，具有负荷高、不产生污泥膨胀、设施体积小、运行稳定可靠、管理方便等优点。

　　生物接触氧化法具有以下特点：

　　①由于填料的比表面积大，池内充氧条件好，生物接触氧化池内单位容积的生物的固体量高于活性污泥池及生物滤池，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷；

　　②由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，生物接触氧化法可不设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理方便；

　　③由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；

　　④由于生物接触氧化池内生物固体量多，当有机物容积负荷较高时，其F/M(F为有机基质量，M为微生物量)比可以保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法。

　　（8）二次沉淀池

　　经过好氧接触氧化工艺处理后的出水含有一定量的脱落生物膜和其它前处理未去除的细颗杂质，所以废水必须再次进行固液分离。脱落的生物膜沉降性良好，并可以吸附细颗粒杂质和其它污染物，我们仍采用沉淀池来进行固液分离。本沉淀池的效果涉及到后续过滤器的处理负荷。后续过滤器的处理负荷应尽可能低，所以本沉淀池分离效果应明显且彻底。与初次沉淀池相比，本沉淀池应取较低的表面负荷，一般表面最大负荷值取0.7m³/m²·h左右。

　　（9）中间集水池

　　因后续过滤方式采用高效率的机械过滤方式，所以二次沉淀池的出水应进行收集。为此特设置中间集水池，方便机械过滤器的供水泵工作。为使该过滤提升泵不频繁启动，要求本集水池的有效集水容积不小于过滤提升泵最大流量时的30min出水量。

　　（10）机械过滤器

　　好氧接触氧化处理后的废水中，SS部分就是有机物。为使最终出水中SS含量一定能达到排放要求，并尽可能降低出水中剩余有机物的排放量，二次沉淀池的出水还需进行过滤处理。过滤器采用高效率的单流式机械过滤方式，根据水量，滤速一般取7～10m³/m²·h。

　　（11）接触消毒池

　　出水中含大量致病菌、病毒、有害细菌，根据环境保护的一般要求，本类废水最终出水必须进行消毒处理。消毒方式一般采用经济有效的氯剂接触消毒方式，接触时间在0.5～1.5h之间。

　　（12）出水排放池

　　经过上述各工序处理后的出水已可以直接达标排放。消毒池出水也可以用来灌溉、冲洗等，考虑节约水资源因素，设置出水排放池。出水排放池可收集一部分或全部处理出水，以作其它用途。出水排放池大小可根据需要确定。

　　（13）污泥集泥池

　　沉淀池淀池污泥、厌氧池剩余污泥、机械过滤器反冲污泥等也含有大量有害菌，需要妥善处理和处置。因排泥点较分散，必须设置集泥设施。污泥集泥池有效容积一般为污泥提升泵1h最大出泥体积流量。

　　（14）污泥浓缩池

　　各类污泥在排出时呈高含水率的液态，污泥含水率在97%～99%之间。体积如此庞大的污泥若直接进行干化、压滤等处理效率必定很低，效果也不会理想，所以必须设置污泥浓缩池。污泥浓缩池有效容积一般大于4h的平均处理流量。

　　（15）浓缩污泥井

　　浓缩后的污染可以和垃圾一起堆放，所以本工艺中不再考虑污泥的深度处理设备和设施。污泥浓缩池浓缩的污泥必须定期清理，因周期较短，每次清理的污泥数量有限，所以考虑设置浓缩污泥井，将污泥浓缩池清理的浓缩污泥进行集中后定期统一排放，以降低人工操作劳动强度和操作频率。浓缩污泥井有效容积一般约8～12m³。

　　以上即为垃圾堆场渗漏水的一般处理工艺，具体设计参数应根据实际的水质、水量和变化情况另作确定。

　　参考文献：

　　[1]  贝拉G·利普泰克主编，水污染及处理，环境工程乡册，中国建筑工业出版社

　　[2]  张自杰主编，环境工程手册水污染防治卷，高等教育出版社，1996

　　[3]  冯敏主编，工业水处理技术，海洋出版社，1992

　　[4]  贺延龄，废水的厌氧生物处理，中国轻工业出版社，1998

The technology and Research of Treating Percolation Liquid in Filling and Burying Site of Garbage in Jiang Village Ditch Xi’an

Guo Yangming¹ , Ma Longbao¹ Liu Zhenxiang¹, Ye Xiaoyu¹, Xu Bing², Ding Hairong³

( 1.The Environmental Protection Institute of Xi’an city;2.3.Rong sheng Da Environmental Protection Company of yixing，Jiangsu Province)

　　Abstract：We have basically made dear in this article about the pollution Problems of percolation liquid in filling and burying site of garbage in Jiand Village Ditch，Xi’an City，and also through

　　investigation at present and arranging points to control and measure we have made clear abort the complex chemistry if‘‘percolation 1iquid”．In order to gain goals and discharge the 1iquid．which iS treated，we put out the plan solving、、garbage percolation liquid’’after comparing many plans and doing experiments in the lab．We offer you thiS plan for reference and making decisions．

　　Key Words：Garbage percolation liquid treating technology research