垃圾滲出液設備

       滲濾液是垃圾在堆放和填埋過程中由于壓實、發酵等生物化學降解作用，同時在降水和地下水的滲流作用下產生一種高濃度有機或無機成份的液體。
       垃圾滲濾液水質復雜，含有多種有毒有害的無機物和有機物。其中有機污染經技術檢測有99種之多，還有22種已經被列入我國和美國國家環保署的重點控制名單，一種可直接致癌，五種可誘發致癌。除此之外滲濾液中還含有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物，磷酸醋，酚類化合物和苯胺類化合物等。
        根據國內眾多垃圾填埋場垃圾滲濾液處理工程的實踐經驗和掌握的垃圾滲濾液的水質特點，對滲濾液水質狀況作如下詳細介紹。
 
1.1垃圾滲濾液的特點
 
垃圾滲濾液具有污染物濃度高、成分復雜、變化極不穩定等特點，其主要特點如下：
l   水質波動大
  滲濾液水質隨時間變化較大，滲濾液水質的時變化系數、日變化系數一般高達200%和300%，且老齡填埋場的水質隨時間變化相對較大。
實踐證明，滲濾液水質在不同填埋時段差異大。通常填埋初期滲濾液呈黑色，可生化性能較好，易于處理；而隨著填埋時間的延長，滲濾液逐漸呈褐色，可生化性變差，且氨氮濃度明顯增加，越來越難以處理。因此任何一個垃圾填埋場，其滲濾液處理工藝的選擇不僅要滿足近期滲濾液的水質特征和處理要求，還要兼顧和適應運行期限變化后的滲濾液水質特征
l    生物可降解性（可生化性）隨填埋齡的增加而逐漸降低。
垃圾滲濾液中含有大量的有機污染物，一般而言，滲濾液中的有機物可分為三類：低分子量的脂肪酸類、腐殖質類高分子碳水化合物及水中等分子量的灰黃酸類物質。在填埋初期，滲濾液中大約90%的可溶性有機物是短鏈的可揮發性脂肪酸，其中以乙酸、丙酸和丁酸為主要成分，其次是帶有較多羥基和芳香羥基的灰黃霉酸；隨著填埋的時間延長，揮發性脂肪酸逐漸減少，而灰黃霉酸類物質的比重則增加。這種有機物組分的變化，意味著BOD5/COD的下降，即滲濾液可生化性的降低。大量的實踐證明，滲濾液中的BOD5一般在垃圾填埋后6個月至兩年左右年間逐步增加并達到高峰，此階段的BOD5多以溶解性有機物為主。
l    營養元素比例失衡
      滲濾液中NH3-H濃度高，而磷元素缺乏。垃圾滲濾液中的磷含量通常較低，尤其是受滲濾液Ca2濃度和總堿度水平的影響溶解性磷酸鹽濃度更低。滲濾液中NH3-H濃度在厭氧填埋進入產甲烷階段后不斷上升，其達到高峰值后延續很長的時間并直至zui后封場，甚至當垃圾填埋場穩定后仍達到相當高濃度，根據對國內部分大中型填埋場的水質調查，在相當長的一段時間內滲濾液的NH3-H仍保持在700~1800mg/L的高濃度。實驗證明滲濾液中的高濃度的NH3-H將降低脫氫酶和抵制微生物脫氮反硝過程使碳源顯得嚴重不足。
l     金屬離子含量低
       滲濾液中含有多種金屬離子，其濃度與所填埋垃圾的類型、組分和時間等密切相關。對僅填埋城市生活垃圾的填埋場滲濾液而言，其濃度較其他污染物低得多。據相關資料顯示，生活垃圾中的微量金屬溶出率很低，在水溶液中為0.5~5.0%，且垃圾本身對重金屬有較強的吸附能力。如國內某大型填埋場于1987年投入使用，1992年封場垃圾堆體表面覆蓋了0.5~1.0m厚的土層，其填埋場陳腐垃圾的重金屬含量遠高于新鮮垃圾，說明垃圾本身對金屬有較強的吸附能力；同時滲濾液帶出的重金屬含量約占垃圾帶入問題的0.5~6.5%，說明垃圾中的微量重金屬也只有很少一部分進入了滲濾液。
 
1.2滲濾液水質的影響因素
       垃圾滲濾液的水質特征除與外在的氣候變化、大氣降水、水文條件等因素有關外，主要取決于填埋方式（傳統厭氧性填埋、改良性厭氧填埋、準好氧性填埋、動態或靜態好氧性填埋等）和防滲方法，也取決于填埋場所處理的固體廢棄物的種類（建筑垃圾、生活垃圾、商業旅游垃圾、工業垃圾等）及其成分比例，以及垃圾填埋場的服務年限、垃圾壓實狀況和垃圾滲濾液收集、導排方式等多種因素。因此，垃圾滲濾液不僅是一種高濃度有機廢水，而且其水量變化很大，水質成分也較為復雜。其主要影響因素如下：
 
A. 垃圾成分對滲濾液水質的影響
         垃圾填埋場滲濾液水質受垃圾成分影響大，滲濾液中的CODer、BOD5主要由廚余中有機物產生，垃圾中廚余含量的高低直接影響滲濾液
         CODer、BOD5濃度的高低。由于每個城市的生活水平、生活習慣各不相同，垃圾成分差別較大，致使填埋場滲濾液中的CODer、BOD5濃度從數千mg/L到數萬mg/L之間變化。
B.填埋時間對滲濾液水質的影響
    滲濾液的水質不僅與垃圾組成有關，而且隨填埋時間也有很大變化，變化情況如下：
a.調整期
       在填埋初期，水分逐漸積累尚且有氧氣存在，厭氧發酵作用及微生物作用緩慢，本階段滲濾液水量較少。
b.過渡期
      本階段水分達到飽和容量，垃圾及滲濾液中的微生物逐漸由好氧轉變為兼氧性及厭氧性，開始形成滲濾液，在滲濾液中可測到揮發性有機酸。
c.酸形成期
      滲濾液中，大多成分為揮發性有機酸，PH值下降，CODer濃度*，BOD5/CODer為0.4~0.6，可生化性好，顏色很深，屬于初期的滲濾液。
d.成熟期
          此時垃圾滲濾液中可利用的成分已大大減少，細菌的生物穩定作用趨于停止，并停止產氣，系統由無氧狀態緩慢轉為有氧狀態，自然環境得到恢復。
         采用填埋的方法處理城市垃圾，實際上是一個垃圾的填充、覆土和壓實的多次循環過程，填埋場的各個部分有各自的物理、化學和生物活動條件。隨著填埋場使用年限的延長，滲濾液的水質量將發生變化。垃圾滲濾液通常可根據填埋場的“年齡”分為兩大類：一類是“年輕”的滲濾液，其填埋時間在5年以下，所產生的滲濾液水質特點是PH值低，BOD5和CODer濃度很高，且BOD5/CODer的比值較高，可生化性較好，另一類“年老”的滲濾液，其填埋時間在5年以上，所產生的滲濾液的主要水質特點是PH值接近中性，BOD5和CODer濃度較低，且BOD5/CODer的比值較低，可生化性較差，而NH4-N濃度很高。
C.防滲方法及填埋工藝對滲濾液水質的影響
         防滲方法不同對滲濾液出水水質也有影響，如果填埋場外設有截洪溝排除場外地表徑流，場底鋪設HDPE襯墊，即較好地控制了地表徑流的地下水進入填埋場。滲濾液出水中有機物濃度相對較高，如果填埋場采用一般的粘土襯墊或采用帷幕灌漿工藝防止滲濾液污染地下水，地表徑流截流效果不佳，這些情況都會使滲濾液濃度降低。
         另外，若填埋庫區采用改良型厭氧衛生填埋，部分空氣可通達滲濾液收集管口進入庫底滲濾液收集主盲溝，可有效改善滲濾液水質，其出水水質濃度明顯下降。
 
1.3滲濾液水質
     一般國內大中城市，由于生活水平較高，生活垃圾中有機物含量較高，因此，原生垃圾滲濾液水質濃度都非常高。如下表所示：
 
                                                                                      表1 部分城市原生垃圾滲濾液水質  單位：（mg）

          為了保護水體環境不受垃圾滲濾液影響，結合以上垃圾滲濾液水質狀況綜合分析和國內眾多垃圾滲濾液處理工程經驗，擬定處理技術設計方案，確保生活垃圾填埋場垃圾滲濾液處理站出水*達到國家規定排放標準。
 
垃圾滲濾液處理工藝流程

       滲濾液工藝的選擇直接關系到各項指標能否達到處理要求，關系到工藝是否合理，管理是否方便及運行成本的高低。垃圾滲濾液中的COD、BOD、氨氮濃度很高，本項目重點在于如何經濟、高效的降解COD、BOD以及氨氮，達到排放要求。

       目前用于處理垃圾滲濾液的方法有很多。生物法有活性污泥法、生物接觸氧化法、A/O法、生物流化床等。物化法主要有混凝沉淀、氣吹脫法、吸附、反滲透、化學氧化等。但在技術選擇上，滲濾液又不同于一般的生活污水，其特殊性決定了采用常規的生物處理單元和常規的設計參數難以達到理想的處理效果，單獨采用一種處理工藝很難達到處理要求，而且會造成處理費用高等。因此，垃圾滲濾液時常采用硝化+反硝化+MBR+NF+RO處理工藝。

       來自填埋場調節池內的滲瀝液，首*入混凝沉淀器來去除膠體懸浮物以及Hg、Gr等重金屬，減少對后續生化系統的抑制，同時對后續的NF/RO膜有一定的保護作用，延長膜的使用壽命。

       混凝沉淀出水提升至內置式MBR系統，在A/O生化反應器，生化去除可生化有機物和氨氮及總氮。然后進入中沉淀池沉淀，并將污泥回流A池，減輕膜池的污泥負荷，對膜的保護起到一個很重要的作用。膜生化反應池內放置浸沒式膜組件，利用膜的截留作用將SS及污染物截去，活性污泥回流至A池，防止污泥流失。

       MBR出水進入精密過濾器，去除MBR未去除的細小懸浮物質，作為納濾的預處理裝置，然后通過納濾去除大部分的COD、BOD、TN、SS、大腸菌群和色度等，出水進入反滲透系統，通過反滲透膜去除COD、BOD、NH3-N、TN、SS、重金屬等污染物后，出水達標排放。

       反滲透系統產生的濃縮液回到納濾的進水池進一步處理；納濾系統的濃縮液回灌到調節池，生化產生的剩余污泥，排入污泥反應池，進行板框壓濾后填埋處理，上清夜回到生化系統進一步處理。