1、垃圾滲濾液處理擴建工程工藝方案比選廣州市興豐垃圾衛生填埋場位于廣州市中心東北方向約38km的丘陵山地中，占地面積84 公頃，填埋庫容達 2000 萬 m3。是我國第一座在技術和管理上全面與國際接軌的垃圾填埋場，它采用了高標準的建設，并將其營運承包給知名的境外專業公司。該場于2000 年 11 月開始建設，于 2002 年 8 月一期工程建成并投入營運，運行一年多來，取得了良好的環境效益和社會效益。興豐場原設計的進場垃圾接納量平均為 3000 T/d ，垃圾滲濾液處理能力為565 m3/d ，主要工藝設計參數如表1 所示。由于廣州市規劃中的其它垃圾處理設施不能如期建成，在相當長的一段時間內興豐場

2、將承擔6000 T/d 的處理任務，因此滲濾液處理設施的擴建勢在必行。擴建后滲濾液總處理能力必須達到1200 m3 /d ，場區自北向南流水經谷口排入金坑河，再流至興豐填埋場東南方向大約900 m 的總庫容達 1850 萬 m3的金坑水庫。由于下游金坑水庫功能環境較為敏感，因此興豐場滲濾液處理出水必須達到回用水標準。表 1 一期工程滲濾液處理系統設計指標（單位：mg/L）類別COD CrBOD 5SSNH 3-NTP進水20000120002000210060出水 *5010510-* 注：實際處理后水質均達到回用水標準。1 擴建工程滲濾液水量水質標準1.1滲濾液水量根據興豐場運行1 年多來滲

3、濾液產生量、廣州降雨量和垃圾填埋方式等綜合考慮確定垃圾量增加至6000 t 以上時，滲濾液處理水量將增加650 m3/d 。1.2滲濾液進水水質和出水水質滲濾液進水水質和出水水質采用采用表1 中的參數。2 擴建工程處理方案選擇原則（ 1）擴建工程工藝必須達到現有滲濾液處理廠的處理能力和處理效果，保持最終出水穩定地達到回用水水質標準；（ 2）選擇工藝盡可能簡單、技術可靠、管理方便、運行高效低耗的處理流程，并盡可能降低工程投資。（ 3）由于滲濾液水質變化幅度大，選取的工藝必須有較強的適應性和操作上的靈活性，具有一定的抗沖擊負荷能力，并且能夠容易進行改造，以適應水質的變化。3 擴建工程處理工藝方案介

4、紹3.1 方案一： UASB+SBR+CMF+RO處理工藝工藝流程現滲濾液處理采用的工藝方案為UASB+SBR+CMF+RO，見圖 1。工藝說明滲濾液由調節池泵入均衡池，進行水質水量的均衡和 pH調節，均衡池出水進入 UASB反應池中，在反應池中 COD負荷為 1015 kgCOD/m3d， BOD降解可達 75%， COD降解可達 70%。經厭氧后滲濾液進入 SBR 池，在此利用生物反應進行 BOD5、COD以及 NH3-N的去除，停留時間為 10.5d ，反硝率： 4.51gNO3/kgVS S.h (20 °C)。SBR 反應期的操作以好氧，缺氧交替運作，在好氧情況下，微生物會

5、產生硝化作用；在缺氧情況下，微生物會進行反硝化作用以去除氨氮3 。為了防止高氨氮濃度對生化系統可能產生的抑制，SBR系統采用了高污泥齡設計(30d) ，這較生活污水處理廠的設計為長，可保證反應器中數量足夠且性能隱定的硝化和反硝化菌，使微生物在反應器中的停留時間大于硝化和反硝化菌的最小世代期。高污泥齡設計還可去除較難生化的有機物。經生化處理后的滲濾液進入連續微濾（CMF）系統，此系統作為反滲透系統的前處理，采用0.2 m中空纖維膜，隔除滲濾液中大于0.2 m的固體、細菌和不溶性的有機物。經生化和微濾處理的滲濾液進入RO反滲透系統， RO系統采用寬幅螺旋卷式復合膜，設計最大工作壓力：35 Bar

6、，最大回收率為80%，清洗周期為 12 星期，預期膜的工作壽命為穩定的絮凝體再運至填埋場進行填埋處理。12 年。 RO出水可直接進行回用，濃縮液經化學沉淀后形成該工藝的技術特點是：（ 1） UASB能耗低效率高，與 SBR相結合的工藝是既經濟又靈活去除有機物及氨氮的有效方式；（ 2）高效的 SBR處理體系是生物脫氮的關鍵，它將各種形態的氮最終轉化為 N2，徹底解決了滲濾液中的氮污染問題；（ 3） CMF RO深度處理系統可確保出水水質穩定達標；（ 4）剩余污泥量小。各階段的出水水質表 2各階段出水水質水質指標原水UASBSBR微濾反滲透COD (mg/l)20,0006,000<700&

7、lt;60040BOD 5 (mg/l)12,0003,000<200<1508TSS (mg/l)2,000500<110<11NH 3-N (mg/l)2,1001,890<50<5083.2方案二：蒸發 +RO處理工藝工藝流程工藝說明滲濾液由調節池泵入預處理池，通過投加臭氧對氨氮與低分子有機物進行預處理，出水經沉淀后進入熱交換器。預處理后滲濾液用泵送入兩個熱交換器進行預熱，交換器同時作為蒸發器濃縮液和冷凝水的冷卻器。預熱后的滲濾液進入進水池，然后提升進入蒸發器。在蒸發器內，滲濾液通過噴頭噴灑在高溫的管束外表面而蒸發成蒸氣，蒸氣經收集后通過離心壓縮機壓縮

8、進入管束，從而產生持續的蒸發循環。同時滲濾液噴灑到管束外表面對管束中的蒸氣起到降溫作用而使管道內蒸氣冷凝。管道中形成的冷凝水收集后進入脫氣器中，減少易揮發有機成分，冷凝液用泵從脫氣器經過冷凝液冷卻器進入暫存池。經蒸發處理的滲濾液進入RO反滲透系統， RO系統采用寬幅螺旋卷式復合膜，設計最大工作壓力為35Bar ，最大回收率為 80%，清洗周期為 12 星期，預期膜的工作壽命為12 年。 RO出水可直接進行回用。蒸發器底部所收集的濃縮液及 RO濃縮液用循環泵輸送入濃縮液冷卻器對進水進行預熱，冷卻后的濃縮液進入焚燒爐焚燒。該工藝的技術特點是：（ 1）全部采用物化工藝處理，進水水質波動對處理效果基本

9、無影響；（ 2）剩余污泥量小；（ 3）濃縮液可以得到徹底的處置，無須回灌。各階段的出水水質和處理效率表 3各工段處理效率表工程COD Cr(mg/l)BOD 5(mg/l)TSS(mg/l)NH 3-N(mg/l)進水200001200020002100蒸發器出水5002501520去除率97.5%97.9%99.299.0%出水40818RO去除率92.0%96.8%93.3%60.0%出水要求50105103.3方案三： MBR+UF+NF處理工藝方案工藝流程工藝說明滲濾液由調節池泵入生化池，生化池包括硝化池和反硝化池，在硝化池中，通過高活性的好氧微生物作用，降解大部分有機物，并使氨氮和有

10、機氮氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽，回流到反硝化池，在缺氧環境中還原成氮氣排出，達到脫氮的目的。 MBR反應器通過超濾膜分離凈化水和菌體，污泥回流可使生化反應器中的污泥濃度達到 20g/l ，經過不斷馴化形成的微生物菌群，對滲濾液中難生物降解的有機物逐步降解。 MBR生化系統 COD設計去除率 90%，NH3-N設計去除率 99%。采用特殊設計的高效內循環射流曝氣系統，氧利用率可高達 25%。MBR的剩余污泥量小，每天排泥量按不同運行期 ( 前，中，后 ) 為 110 50 m3/d 左右。 MBR出水無菌體和懸浮物，進入納濾系統進一步深化處理，出水穩定達標排放，濃縮液則回灌至填埋場。納濾系統采用特殊

11、納濾膜和工藝設計，可使鹽隨凈化水排出，不會出現鹽富積現象，納濾凈化水回收率可達到 85%。納濾濃縮液量 3.7 m3/h ，為節省投資及運行費用可將濃縮液回灌至填埋場處置。采用該工藝處理滲濾液，適應性強，能確保不同季節不同水質條件下，出水穩定達標。在國外大量工程實例中發現，即使對于 BOD/COD小于 0.2 的老填埋場滲濾液，經過 MBR與納濾后也能使 COD、 BOD和 N H4-N達標排放。該工藝主要特點：（ 1）反應器體系中生物濃度高，達到 20g/L ，對難生物降解的有機物及氨氮的去除效率高；（ 2）污泥穩定性強，粘度低，易脫水，不易腐敗變質。（ 3）出水不存在致病菌污染問題。各階段

12、的出水水質和處理效率表 4 各工段處理效率表工程CODCr(mg/l)BOD 5 (mg/l)NH3-N(mg/l)MBR進水20000120002100出水20001008去除率90.0%99.2%99.6%NF出水40108去除率98.0%90.0%0 %要求總排濃度5010103.4方案四： DT-RO處理工藝工藝流程工藝說明滲濾液由調節池泵入儲罐中進行 pH 調節，控制 pH 在 66.5 之間。經 pH 調節的滲濾液加壓泵入砂濾器，砂濾器可根據壓差自動進行反沖洗，反沖洗水進入濃縮液儲存池。經過砂濾的滲濾液泵入筒式過濾器，經過濾后的滲濾液由柱塞泵輸入第一級反滲透（ RO）系統。一級 R

13、O系統膜通量為 12L/m2·h，凈水回收率為 80%，設計操作壓力為 60bar 。滲出液進入二級 RO裝置，濃縮液排至濃縮液儲存池。二級 RO系統回收率為 90%，膜通量為 34.6L/m2 ·h，設計操作壓力為 50bar 。滲出液進入脫氣裝置，濃縮液則排至砂濾器的進水端。膜組的反沖洗在每次系統關閉時進行，清洗由系統自動控制，清洗后的液體排入濃縮液儲存池中。為避免濃縮液回灌時長期將高濃度的氨氮在垃圾填埋場不斷積累循環，在濃縮液儲存池設置脫氮系統，通過化學沉淀法將滲濾液中的 NH3-N轉化為 MgNH3PO4.6H2O沉淀，沉淀后形成的結晶性狀穩定，可以直接隨濃縮液回灌

14、到填埋場，也可以分離出來做肥料。該工藝的技術特點是：（ 1）預處理比較簡單，且不需設生化處理單元；（ 2） DT-RO膜組的結垢較少，膜污染減輕，使反滲透膜的壽命延長；（ 3）安裝、維修簡單，操作方便，自動化程度高；（ 4） DT-RO系統可擴充性強，可根據需要增加一級、二級或高壓膜組。各階段的出水水質和處理效率表 5方案四處理效率表進水二級反滲透出水截留率BOD(mg/L)12000<599.9COD(mg/L)20000<2099.9NH 3-N(mg/L)2100<599.9SS(mg/L)2000<299.94 擴建工程處理工藝方案選擇4.1方案比較以上四個滲濾

15、液擴建工程處理工藝方案匯總比較詳見表6。表 6 工藝方案比較方案一方案二方案三方案四工程UASB+SBR+CMF+ROEV+ROMBR+UF+NFDT-RO一、工藝技術比較基本工原水 PH 調節 UASB SBR反滲透生產回原水 EV 蒸發器反原水 MBR 生物膜反應器原水砂濾器二級藝流程用滲透生產回用超濾納濾生產回用反滲透生產回用處理原生化處理與反滲透相結合物理處理與反滲透相生化處理與納濾相結合采用單純反滲透工藝理結合進水水抗沖擊負荷能力強，進水水質對其影響較小，厭不依賴于生物處理，環境因素和進水參數變化對不依賴于生物處理，質影響氧后出水有機物濃度大幅降低，對SBR 池的處理抗沖擊負荷能力強

16、，沖擊較小。可通過調節蒸氣壓力適應進水負荷的變化。濃縮液回灌或燃燒處理，較徹底，對環境及填埋濃縮液回灌或燃燒處濃縮液場運行影響較小。理，較徹底，對環境及填埋場運行影響較處理小。工藝運有較多的工程及運行經驗，運行管理較為復雜。有較多的工程及運行經驗，運行管理較為行比較方便。滲濾液在生化階段會產生一定的有害氣體及臭滲濾液在蒸發階段會環境效味，對大氣環境有一定的影響。產生一定的有害氣體益及臭味，對大氣環境有一定的影響。二、經濟比較生物系統影響較大，可通過抗沖擊負荷能力強，調節回流量適應進水負荷的可通過調節反滲透壓變化。力適應進水負荷的變化。濃縮液回灌或化學沉淀形成濃縮液回灌或化學沉穩定的結晶而去除，

17、殘留物淀形成穩定的結晶而對環境及填埋場運行有一定去除，殘留物對環境的影響。及填埋場運行有較大的影響。有較多的工程及運行經驗，有較多的工程及運行運行管理比較復雜。經驗，運行管理較為簡單。滲濾液在生化階段會產生一對大氣環境影響較定的有害氣體及臭味，對大小。氣環境有一定的影響。工程總4800 萬元4400 萬元4700 萬元4200 萬元投資運行費19.78 元/ m321.52 元/ m322.24 元/ m320.28 元 /m3用分析4.2推薦方案從各方案的工藝特點、對水質波動的適應性、總投資以及單位運行成本等方面進行分析，并考慮各方案的環境效益、經濟效益等綜合因素，經過綜合比選后認為方案一為優選推薦方案。其理由如下：（ 1）滲濾液先進行生化處理，該工藝具有較強的適應性和操作上的靈活性，可以適應不同時期的處理需要，經生化處理后的滲濾液進入微濾及反滲濾系統進行深度處理，出水達到回用水標準后可在填埋場內作生產性回用水。（ 2）采用 UASB+SBR工藝，有機負荷高，抗沖擊負荷能力強，進水水質對其影響較小，厭氧后出水有機物濃度大幅降低，對 SBR池的處理沖擊較小，充氧設備的能耗較小。（ 3）采用生化處理與反滲透相結合，處理后出水可以達到回用水水質標準，在填埋場內作生產性回用，具有良好的環境效益，節省了生產用水的費用，降低了填埋場的直接運行成本。（ 4）此工藝