[发明专利]一种中老龄垃圾渗滤液的处理方法及其处理系统

说明书

本发明公开了一种中老龄垃圾渗滤液处理方法及其处理系统，包括原水预处理、双膜耦合净化处理、透过液生化处理以及浓液微电解回灌厌氧处理；该处理方法及系统对于中老龄垃圾渗滤液处理效果好，处理效率高、占地面积小且抗水质冲击负荷能力强，在可控的氨氮浓度下碳源消耗量小，运行成本低，提高了渗滤液的可生化性。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种中老龄垃圾渗滤液处理方法及其处理系统。

背景技术

随着经济的快速发展、城市化进程的加快以及人们生活质量的逐步提高，城市生活垃圾产量也快速增长，对生态环境的压力日益加剧，垃圾减量化、资源化和安全处置成为现代城市发展的热点环境问题。垃圾卫生填埋是解决这一问题的重要手段。但是垃圾卫生填埋的一个重要问题就是存在渗滤液的二次污染。垃圾渗滤液水质复杂，氨氮浓度高、有机物浓度高，微生物营养元素比例失调、重金属含量高、毒性大。

随着填埋场使用年限的延长,渗滤液的水质将发生变化。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值较低,其中易生物降解的挥发性脂肪酸含量较高,一般可占总有机碳的60％～70％,COD和BOD₅浓度较高,且BOD₅/COD的比值较高,氨氮浓度为1000mg/L左右,同时各类重金属离子的浓度也较高；另一类是“中老龄”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值较接近中性,COD和BOD₅浓度较低,且BOD₅/COD的比值较低,而NH₄-N浓度较高,重金属离子则开始下降,氨氮浓度高是垃圾渗滤液的重要特征之一，也是导致处理难度增大的一个重要原因。由于目前多采用厌氧填埋技术，因而渗滤液中的氨氮浓度在填埋场进入产甲烷阶段后不段上升，达到峰值后延续很长时间直至最后封场，甚至当垃圾填埋场稳定后仍可达到相当高的浓度。高浓度的NH₄-N使得渗滤液的C/N过低,微生物营养元素比例严重失调,且有机碳缺乏难以进行有效的硝化和反硝化。随着场龄的延长,渗滤液向着中性和弱碱性转化,重金属离子形成碳酸盐或氢氧化物沉淀,且垃圾在降解过程中生成大分子类腐殖质也易于重金属离子形成稳定的螯合物,其浓度开始下降,渗滤液水质性状随场龄的延长不断变化,可生化降解性越来越差,氨氮浓度却逐步升高。5年以下填埋龄的渗滤液中易生物降解的挥发性脂肪酸含量较高，一般可占总有机碳的60％-70％，B/C比值较高，一般在0.4-0.8之间，氨氮浓度为1000mg/L左右。5年以上的中老龄渗滤液中易生物降解的有机物比例会明显下降，其B/C比值一般为0.1-0.2，氨氮浓度不断升高，碳氮比降低，给渗滤液的处理带来了困难。鉴于中老龄垃圾渗滤液的特殊水质，其经济有效的处理已经成为一个世界性难题。

从2011年7月1日起，我国现有的所有渗滤液处理出水按新标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)执行，新标准对COD，总氮、重金属及外运处理等方面提出了更为严格的要求，根据渗滤液的水质特点，有机物、氨氮和总氮是国家排放标准规定的几个主要去除目标，它决定了渗滤液处理工艺的建设成本和运行费用。2010年4月1日起实施的《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范》(HJ 564-2010)以及2011年1月1日起实施的《生活垃圾渗沥液处理技术规范》(CJJ150-2010)，均提出了“生化处理+膜过滤”的原则性处理流程。目前大多数垃圾填埋场滤液处理工艺为以下两种：全膜过滤(DTRO)工艺和“生化处理+膜过滤”工艺，其中“生化处理+膜过滤”工艺中同样以RO(反渗透)作为深度处理末端工艺。对于中老龄垃圾填埋场由于渗滤液可生化性差，故“全膜过滤(DTRO)工艺”作为主流工艺，渗滤液通过两级DTRO达标排放，浓液回灌至垃圾填埋场。对于难生物降解的有机物和无机盐类在系统内积累，反渗透系统进水浓度会越来越高。含盐量越高渗透压越高，进水压力不变的情况下，产水量将降低。同时，膜的使用寿命大大降低，甚至无法正常运行。而且氨氮在整个闭路循环系统里未得到有效处理，浓度越来越高，高氨氮浓度在堆体的碱性状态下非离子化的NH₃浓度增高毒性增强，抑制垃圾堆体中的厌氧微生物对有机物的持续降解，随着场龄的增长，环境风险越来越高。