垃圾渗出液设备

       渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等生物化学降解作用，同时在降水和地下水的渗流作用下产生一种高浓度有机或无机成份的液体。
       垃圾渗滤液水质复杂，含有多种有毒有害的无机物和有机物。其中有机污染经技术检测有99种之多，还有22种已经被列入我国和美国国家环保署的重点控制名单，一种可直接致癌，五种可诱发致癌。除此之外渗滤液中还含有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物，磷酸醋，酚类化合物和苯胺类化合物等。
        根据国内众多垃圾填埋场垃圾渗滤液处理工程的实践经验和掌握的垃圾渗滤液的水质特点，对渗滤液水质状况作如下详细介绍。
 
1.1垃圾渗滤液的特点
 
垃圾渗滤液具有污染物浓度高、成分复杂、变化极不稳定等特点，其主要特点如下：
l   水质波动大
  渗滤液水质随时间变化较大，渗滤液水质的时变化系数、日变化系数一般高达200%和300%，且老龄填埋场的水质随时间变化相对较大。
实践证明，渗滤液水质在不同填埋时段差异大。通常填埋初期渗滤液呈黑色，可生化性能较好，易于处理；而随着填埋时间的延长，渗滤液逐渐呈褐色，可生化性变差，且氨氮浓度明显增加，越来越难以处理。因此任何一个垃圾填埋场，其渗滤液处理工艺的选择不仅要满足近期渗滤液的水质特征和处理要求，还要兼顾和适应运行期限变化后的渗滤液水质特征
l    生物可降解性（可生化性）随填埋龄的增加而逐渐降低。
垃圾渗滤液中含有大量的有机污染物，一般而言，渗滤液中的有机物可分为三类：低分子量的脂肪酸类、腐殖质类高分子碳水化合物及水中等分子量的灰黄酸类物质。在填埋初期，渗滤液中大约90%的可溶性有机物是短链的可挥发性脂肪酸，其中以乙酸、丙酸和丁酸为主要成分，其次是带有较多羟基和芳香羟基的灰黄霉酸；随着填埋的时间延长，挥发性脂肪酸逐渐减少，而灰黄霉酸类物质的比重则增加。这种有机物组分的变化，意味着BOD5/COD的下降，即渗滤液可生化性的降低。大量的实践证明，渗滤液中的BOD5一般在垃圾填埋后6个月至两年左右年间逐步增加并达到高峰，此阶段的BOD5多以溶解性有机物为主。
l    营养元素比例失衡
      渗滤液中NH3-H浓度高，而磷元素缺乏。垃圾渗滤液中的磷含量通常较低，尤其是受渗滤液Ca2浓度和总碱度水平的影响溶解性磷酸盐浓度更低。渗滤液中NH3-H浓度在厌氧填埋进入产甲烷阶段后不断上升，其达到高峰值后延续很长的时间并直至zui后封场，甚至当垃圾填埋场稳定后仍达到相当高浓度，根据对国内部分大中型填埋场的水质调查，在相当长的一段时间内渗滤液的NH3-H仍保持在700~1800mg/L的高浓度。实验证明渗滤液中的高浓度的NH3-H将降低脱氢酶和抵制微生物脱氮反硝过程使碳源显得严重不足。
l     金属离子含量低
       渗滤液中含有多种金属离子，其浓度与所填埋垃圾的类型、组分和时间等密切相关。对仅填埋城市生活垃圾的填埋场渗滤液而言，其浓度较其他污染物低得多。据相关资料显示，生活垃圾中的微量金属溶出率很低，在水溶液中为0.5~5.0%，且垃圾本身对重金属有较强的吸附能力。如国内某大型填埋场于1987年投入使用，1992年封场垃圾堆体表面覆盖了0.5~1.0m厚的土层，其填埋场陈腐垃圾的重金属含量远高于新鲜垃圾，说明垃圾本身对金属有较强的吸附能力；同时渗滤液带出的重金属含量约占垃圾带入问题的0.5~6.5%，说明垃圾中的微量重金属也只有很少一部分进入了渗滤液。
 
1.2渗滤液水质的影响因素
       垃圾渗滤液的水质特征除与外在的气候变化、大气降水、水文条件等因素有关外，主要取决于填埋方式（传统厌氧性填埋、改良性厌氧填埋、准好氧性填埋、动态或静态好氧性填埋等）和防渗方法，也取决于填埋场所处理的固体废弃物的种类（建筑垃圾、生活垃圾、商业旅游垃圾、工业垃圾等）及其成分比例，以及垃圾填埋场的服务年限、垃圾压实状况和垃圾渗滤液收集、导排方式等多种因素。因此，垃圾渗滤液不仅是一种高浓度有机废水，而且其水量变化很大，水质成分也较为复杂。其主要影响因素如下：
 
A. 垃圾成分对渗滤液水质的影响
         垃圾填埋场渗滤液水质受垃圾成分影响大，渗滤液中的CODer、BOD5主要由厨余中有机物产生，垃圾中厨余含量的高低直接影响渗滤液
         CODer、BOD5浓度的高低。由于每个城市的生活水平、生活习惯各不相同，垃圾成分差别较大，致使填埋场渗滤液中的CODer、BOD5浓度从数千mg/L到数万mg/L之间变化。
B.填埋时间对渗滤液水质的影响
    渗滤液的水质不仅与垃圾组成有关，而且随填埋时间也有很大变化，变化情况如下：
a.调整期
       在填埋初期，水分逐渐积累尚且有氧气存在，厌氧发酵作用及微生物作用缓慢，本阶段渗滤液水量较少。
b.过渡期
      本阶段水分达到饱和容量，垃圾及渗滤液中的微生物逐渐由好氧转变为兼氧性及厌氧性，开始形成渗滤液，在渗滤液中可测到挥发性有机酸。
c.酸形成期
      渗滤液中，大多成分为挥发性有机酸，PH值下降，CODer浓度*，BOD5/CODer为0.4~0.6，可生化性好，颜色很深，属于初期的渗滤液。
d.成熟期
          此时垃圾渗滤液中可利用的成分已大大减少，细菌的生物稳定作用趋于停止，并停止产气，系统由无氧状态缓慢转为有氧状态，自然环境得到恢复。
         采用填埋的方法处理城市垃圾，实际上是一个垃圾的填充、覆土和压实的多次循环过程，填埋场的各个部分有各自的物理、化学和生物活动条件。随着填埋场使用年限的延长，渗滤液的水质量将发生变化。垃圾渗滤液通常可根据填埋场的“年龄”分为两大类：一类是“年轻”的渗滤液，其填埋时间在5年以下，所产生的渗滤液水质特点是PH值低，BOD5和CODer浓度很高，且BOD5/CODer的比值较高，可生化性较好，另一类“年老”的渗滤液，其填埋时间在5年以上，所产生的渗滤液的主要水质特点是PH值接近中性，BOD5和CODer浓度较低，且BOD5/CODer的比值较低，可生化性较差，而NH4-N浓度很高。
C.防渗方法及填埋工艺对渗滤液水质的影响
         防渗方法不同对渗滤液出水水质也有影响，如果填埋场外设有截洪沟排除场外地表径流，场底铺设HDPE衬垫，即较好地控制了地表径流的地下水进入填埋场。渗滤液出水中有机物浓度相对较高，如果填埋场采用一般的粘土衬垫或采用帷幕灌浆工艺防止渗滤液污染地下水，地表径流截流效果不佳，这些情况都会使渗滤液浓度降低。
         另外，若填埋库区采用改良型厌氧卫生填埋，部分空气可通达渗滤液收集管口进入库底渗滤液收集主盲沟，可有效改善渗滤液水质，其出水水质浓度明显下降。
 
1.3渗滤液水质
     一般国内大中城市，由于生活水平较高，生活垃圾中有机物含量较高，因此，原生垃圾渗滤液水质浓度都非常高。如下表所示：
 
                                                                                      表1 部分城市原生垃圾渗滤液水质  单位：（mg）

          为了保护水体环境不受垃圾渗滤液影响，结合以上垃圾渗滤液水质状况综合分析和国内众多垃圾渗滤液处理工程经验，拟定处理技术设计方案，确保生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理站出水*达到国家规定排放标准。
 
垃圾渗滤液处理工艺流程

       渗滤液工艺的选择直接关系到各项指标能否达到处理要求，关系到工艺是否合理，管理是否方便及运行成本的高低。垃圾渗滤液中的COD、BOD、氨氮浓度很高，本项目重点在于如何经济、高效的降解COD、BOD以及氨氮，达到排放要求。

       目前用于处理垃圾渗滤液的方法有很多。生物法有活性污泥法、生物接触氧化法、A/O法、生物流化床等。物化法主要有混凝沉淀、气吹脱法、吸附、反渗透、化学氧化等。但在技术选择上，渗滤液又不同于一般的生活污水，其特殊性决定了采用常规的生物处理单元和常规的设计参数难以达到理想的处理效果，单独采用一种处理工艺很难达到处理要求，而且会造成处理费用高等。因此，垃圾渗滤液时常采用硝化+反硝化+MBR+NF+RO处理工艺。

       来自填埋场调节池内的渗沥液，首*入混凝沉淀器来去除胶体悬浮物以及Hg、Gr等重金属，减少对后续生化系统的抑制，同时对后续的NF/RO膜有一定的保护作用，延长膜的使用寿命。

       混凝沉淀出水提升至内置式MBR系统，在A/O生化反应器，生化去除可生化有机物和氨氮及总氮。然后进入中沉淀池沉淀，并将污泥回流A池，减轻膜池的污泥负荷，对膜的保护起到一个很重要的作用。膜生化反应池内放置浸没式膜组件，利用膜的截留作用将SS及污染物截去，活性污泥回流至A池，防止污泥流失。

       MBR出水进入精密过滤器，去除MBR未去除的细小悬浮物质，作为纳滤的预处理装置，然后通过纳滤去除大部分的COD、BOD、TN、SS、大肠菌群和色度等，出水进入反渗透系统，通过反渗透膜去除COD、BOD、NH3-N、TN、SS、重金属等污染物后，出水达标排放。

       反渗透系统产生的浓缩液回到纳滤的进水池进一步处理；纳滤系统的浓缩液回灌到调节池，生化产生的剩余污泥，排入污泥反应池，进行板框压滤后填埋处理，上清夜回到生化系统进一步处理。