荣成市生活垃圾渗滤液零排放处理工艺

王晓明 秦华阳

摘要：简单介绍了垃圾渗滤液特点及一般处理工艺，对荣成市固废综合处理与应用产业园有限公司的垃圾渗滤液处理项目进行详细介绍，主体工艺包括：前端预处理的“过滤+上流式厌氧污泥床（UASB）+膜生物反应器（MBR系统）+纳滤系统”;深度处理的“中水回用三级反渗透，浓缩液处理中DTRO、物料膜及MVR系统相结合等”;终端产物与垃圾焚烧项目联合处置工艺。

关键词：渗滤液;零排放;处理工艺

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）09-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.062

Zero discharge treatment technology of domestic waste leachate in Rongcheng City

Wang Xiaoming， Qin Huayang

（Rongcheng Solid Waste Comprehensive Treatment and Application Industrial Park Co.， Ltd.， Weihai Shandong 264300，China）

Abstract： The characteristics and general treatment process of landfill leachate are briefly introduced. The landfill leachate treatment project of Rongcheng Solid Waste Comprehensive Treatment and Application Industrial Park Co.， Ltd. is introduced in detail. The main process includes： front-end pretreatment of “filtration + Upflow Anaerobic Sludge Bed （UASB） + Membrane Bioreactor （MBR system）.+ Nanofiltration system; advanced treatment of “three-stage reverse osmosis for reclaimed water reuse， combination of DTRO， material membrane and MVR system in concentrate treatment”; combined treatment process of end products and waste incineration project.

Key words：Leachate;Zero discharge;Treatment process

1 背景

随着社会经济的快速发展，垃圾分类的有效推行，我国各地废物治理越趋规范化、标准化。荣成市作为山东省垃圾分类先行者，不仅前端分类方面尤为突出，在后端垃圾渗滤液处理率也趋近于100%。2018年10月荣成市固废综合处理与应用产业园有限公司（以下简称：荣固园）渗滤液深度处理项目建成投产，形成以生活垃圾焚烧发电项目为核心，配套进行固、液、气三废的处理，按照行业最严环保标准对城乡生活垃圾等固体废弃物进行处理和循环再利用，实现固体减量95%，液体零排放、气体近零排放。

2 渗滤液特点及处理工艺

生活垃圾渗滤液一般为附带强恶臭的黑褐色粘稠状液体。水质污染物复杂多变，处理难度较高。以荣成市渗滤液污染物为例，COD一般为30000～55000mg/L，BOD5最高可达35000mg/L，生活性良好;氨氮浓度较高，一般在2500mg/L;渗滤液偏酸性，重金属离子与盐分含量较高，电导率一般在30000μs/cm以上。

目前，国内渗滤液常见处理工艺包括：（1）氨吹脱+生物处理（A+O）+混凝沉淀+砂滤+超滤+纳滤[1]。（2）厌氧发生器UBF+膜生物反应器+超滤+纳滤+反渗透[2]等。上述两种工艺模式对高浓度有机污染物和氨氮处理效率较高，虽能使出水达标排放，但因膜的截留作用会生产生占原液体积1/8～1/6的浓缩液。若未得到有效的处理将会对周围环境造成二次污染。因此，合理的渗滤液零排放运作模式在国内并未有效实现。

现阶段，荣固园渗滤液年处理量近20万吨，处理工艺采用前端预处理、深度处理、终端产物处置三部分结合运作模式。

3 前端预处理

近年来，我国垃圾渗滤液处理有不少成功案例，其中采用厌氧-好氧组合工艺的包括武汉市流芳垃圾填埋场[3]、深圳下坪垃圾填埋场[3-4]。参考其处理方式，荣固园渗滤液前端预处理工艺采用“过滤+上流式厌氧污泥床（UASB）+膜生物反应器（MBR系统）+纳滤系统”，设计规模为680t/d（220+240+220t/d），处理效率达75%。渗滤液中不可溶性物质通过调节池沉淀等进行初步去除，设置螺旋格栅机对水中大的悬浮物进行截留，较大程度的降低污水的悬浮物浓度，防止管道堵塞。

UASB主要针对高有机污染物浓度和高悬浮物浓度的特点，在反应器内培养高浓度厌氧活性污泥，利用厌氧生物将有机物降解为小分子物质，如沼气、水。厌氧系统设计采用中温厌氧，正常运行温度35℃左右。

MBR系統主要针对氨氮浓度高废水，包括硝化池、反硝化池、管式超滤系统。在微生物作用下，有机物分解转化为CO2、H2O等小分子物质;NH3和总氮物质经过水解、硝化、反硝化的作用过程最终转化为N2排放到空气中;其他一部分有机物质分解和吸收被微生物利用进行增殖，并最终以生化剩余污泥的形式排出系统。

经过上述工艺可生化降解部分已基本去除，剩余部分为难降解有机物，无法通过一般生化方法进行处理。因此，物理分离成为有效手段，采用过滤孔径为1nm的美国陶氏纳滤膜，在一定压力作用下，部分清水和小分子物质透过膜形成清液（中水），剩余的物质和水形成浓缩液。经过前端处理工艺的产水率可达75%，满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）中表2[5]排放要求，可以进入市政污水管道。

4 深度处理

前端预处理产生的中水、浓缩液、污泥、沼气均进行深度处理。中水进入中水回用系统，设计处理规模可达510t/d，包括一、二、三级反渗透装置，回收率分别70%、40%、80%。一、二级装置膜选用美国陶氏XC70组件，通量≤9LMH;三级装置膜选用美国陶氏BW30FR-400/34组件，通量≤18LMH;出水水质达到《城市污水再生利用 工业用水水质》（GBT 19923-2005）中工艺与产品用水标准，进入清水池暂存，浓液进入浓水池，再经后续终端处置。

浓缩液进入浓缩液处理系统，主要设备包括碟管式反渗透（DTRO）、物料膜、机械式蒸汽再压缩技术（MVR）、单级反渗透。DTRO设计处理量170t/d，系统回收率65%，装置为提高回收率，克服膜污染，采用浓缩内循环模式，膜组件部分浓水直接回到该组件或该段的进口，并与进水相混合，从而保证膜表面过滤流速。物料膜设计处理量120t/d，系统回收率95%，孔径相对较大，理论切割分子量为800D，仅对大分子有机物有截留作用，主要分理出水中的腐殖酸类物质。其他的富里酸、小分子有机物、盐分都能通过膜元件。MVR系统设计处理量120t/d，系统回收率90%，系统对高含盐量和高有机污染物的去除具有很好的效果，只有少量易挥发物质会进入到冷凝水（产品水）中，冷凝水经过单级反渗透处理即可进入清水池。

渗滤液处理过程中产生的生化剩余污泥密闭传输至污泥干化系统，采用蒸汽与污泥隔离烘干，含水率可降至20%以下，经检测干污泥完全满足入炉焚烧条件（收到基高位发热量6.36MJ/kg，干燥基高位发热量7.85MJ/kg，收到基低位发热量5.56MJ/kg）。通过专业密闭运输车辆送至炉膛焚烧;冷凝污水引入调节池，烟气余热加热除盐水，后引入锅炉作为一次风源。

渗滤液产生的沼气经过净化装置直接进入炉膛进行焚烧发电，烟气经过烟气净化装置排入大气。

5 终端产物处置

清水池经过深度除盐系统，即一、二级反渗透、EDI装置，处理规模可达480t/d，出水满足达到《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》（GB12145-2016） 标准，直接应用于垃圾焚烧电厂锅炉补给水，盐分较高的浓水部分与中水继续混合再循环;浓水池剩余部分（53.7t/d）应用于炉渣冷却，减少使用自来水;根据多年来各地实践经验，MVR系统蒸发残留母液出路困难[6]，但此项目母液（17.4t/d）与垃圾焚烧飞灰、螯合剂进行稳定固化，送至填埋场直接填埋处置，最终实现污水零排放，浓缩产物结晶盐，采用PE袋打包封存送至填埋场。

6 结束语

近年来，生活垃圾无害化处理水平进一步提高，但积存与新产渗滤液仍未得到妥善解决，相当数量的渗滤液处理设施急需改造，处理工艺未与实际环境结合，最佳处理模式仍有待考究。笔者认为未来值得关注和需要完善的几个问题有：

（1）荣固园渗滤液生化处理模式目前运作良好，但运作模式不适用于填埋场日趋老龄化的渗滤液水质;氨氮浓度维持在较高状态，可生化性降低，使得前期有效的生化处理设施运作困难，成本加大，无法维持长久。未来如何不依托生化处理，单以物理分离技术处理渗滤液或许成为重点研究对象。

（2）深度处理部分其他设备相比MVR系统问题较小，MVR系统虽可对浓缩液实现大规模减量化，但设备自身仍存在结垢、堵塞等问题，需经常进行清洗才能得以保证连续高效运行。同时，为克服各环节相互影响程度，必须考虑做好各设施定期检查、检修工作，预留足够容积的应急污水池，避免后端问题影响前端生产。

（3）该渗滤液工程运行将近1年。运行成本包括固定成本与可变成本，固定成本包括人工费、维修费及其他费用，可变成本包括电、燃油、水、蒸汽、药剂及其他费用，每吨处理费合计上百元。虽然荣固园实现污水零排放的目标，但处理成本远高于普通进入市政污水处理厂的渗滤液处理设施的运行成本，如何降低处理成本且实现零排放运作模式是首要任务。

（4）荣固园渗滤液零排放项目利用园区集群效应，实现中水回用，母液与飞灰螯合固化，浓液冷却炉渣，污泥、沼气入炉焚烧等，如单独渗滤液处理站要有如此成果实在困难。因此，未来零排放处理模式还需进一步研究。

参考文献

[1]胡蝶，陈文清，垃圾渗滤液处理工艺实例分析[J].水处理技术，2011，37（3）：132-135.

[2]史谦，“厌氧发生器 UBF+ 膜生物反应器 + 超滤 + 纳滤 + 反渗透”工艺在生活垃圾焚烧发电厂渗滤液处理中的应用[EB OL].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2931.TU.20180910.1813.066.html，2018，09，10.

[3]侯文俊，余健，孙江.垃圾渗滤液处理技术的新进展[J].中国给水排水，2003，19（11）：22-24.

[4]孟了，陈石，彭易华.深圳市下坪渗滤液处理厂的自控系统[J].中国给水排水，2002，18（9）：73-75.

[5]GB16889-2008[S]，生活垃圾填埋場污染控制标准.

[6]区藏器，李穗中.MVR处理垃圾填埋渗滤液的合理途径[J].广州环境科学，2011，26（1）：17-19+22.

收稿日期：2019-07-12

作者简介：王晓明（1983-），男，汉族，学士，产业园副经理，工程师，研究方向为化学水处理。