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卫生填埋是目前国内外应用最广泛的城市垃圾处置方式,填埋垃圾中有机物质分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及渗入的地下水,通过淋溶作用形成的垃圾渗滤液〔1〕,是一种含高浓度氨氮和难降解有机物、成分十分复杂、危害性大的废水〔2〕,废水中还含有重金属和有毒污染物,如不妥善处理会对周围环境及地下水造成严重污染。
山西某固废处置中心主要负责城市生活垃圾处理工程,填埋库容为320万m3,处理量为400 t/d。初建时,该固废处置中心的渗滤液未设置废水处理装置,主要通过导排管收集排入调节池,后回喷至填埋场。随着垃圾渗滤液的逐年增加,回灌工艺已无法对渗滤液进行有效处理,生活垃圾填埋场需增设废水处理装置,以达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)排放要求。
1 水质与水量
根据建设方提供资料、现场考察和处理后的有关要求〔3〕,经建设方确认后,设计水质和排放要求如表 1所示。渗滤液处理站的设计规模确定为100 m3/d,运行时间为24 h。
2 工艺流程及特点
垃圾渗滤液废水成分复杂,其水质水量因填埋垃圾组成、规模大小、填埋方式、埋龄以及季节的不同会出现很大的差异,一直是工业废水处理的难点。渗滤液的处理技术主要有物化法、生化法以及土地处理。目前,渗滤液的处理以生物法为主,处理效果较好的生物法主要有好氧处理、厌氧处理及好氧-厌氧结合的方法。研究表明,厌氧-好氧组合工艺处理垃圾渗滤液是一种经济、有效的方法〔4〕,既能充分发挥厌氧生物法的优点,又能达到很好的生物脱氮效果。生化处理后废水中的COD多为难降解有机物,反渗透技术可进行有效的深度处理〔5〕,确保出水水质稳定达标。结合工程实际情况综合评估后,确定采用物化—生化—反渗透工艺处理该工程产生的垃圾渗滤液,设计主要工艺流程如图 1所示。
图1 废水处理工艺流程
垃圾渗滤液中SS较高,通过絮凝沉淀可对SS进行有效去除。选用聚合氯化铝(PAC)作为絮凝剂,为去除渗滤液中含有的重金属,同时投加石灰乳。废水由提升泵泵入管道混合器使药剂和渗滤液充分混合,之后流入沉淀池进行泥水分离。
沉淀池上清液由管道泵泵入升流式厌氧反应器(UASB),内设气、固、液三相分离器。待处理的废水从反应器底部进入配水系统,与污泥床中的污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解废水中的有机物,转化为沼气,经三相分离器将沼气收集并分离出反应器,污泥沉淀后返回污泥床,出水经溢流堰排除。UASB可大幅度去除废水中的有机物,减轻后续处理构筑物的处理负荷,减少工程投资。
厌氧出水经收集系统自流入好氧生化系统:SBR反应池+外置式膜生化反应器(MBR)。
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