渗沥液处理厂一般由调节池、渗沥液主体处理构筑物与设备以及附属配套工程等组成。渗沥液主体处理构筑物与设备包括预处理系统、生物处理系统、深度处理系统、污泥及浓缩液处理系统等,这些系统组成的常规渗沥液处理工艺流程见图1。预处理的目的是去除氨氮(NH3-N)和无机杂质,改善渗沥液可生化性;生物处理主要用于降低化学需氧量、氨氮等有机指标的浓度,是渗沥液能够得到有效处理的基础;深度处理主要使各项指标浓度降低至满足国家排放标准,包括膜处理工艺和高级氧化等处理工艺。对于膜处理深度处理工艺所产生的浓缩液,可采用再浓缩、蒸发等处理工艺。污泥处理主要是实现污泥的浓缩、脱水,经脱水后宜与城市污水厂污泥或填埋场垃圾一并处置。
配套工程主要包括厂内建(构)筑物、供配电、采暖通风、给排水、消防、道路、运行管理设施、检测与控制等。
图1 常规渗沥液处理工艺流程
预处理的处理对象主要是氨氮和无机杂质,可改善渗沥液的可生化性。预处理多采用厌氧、混凝沉淀等方法,以改善渗沥液的可生化性。生物处理单元的处理对象主要是可生物降解的有机污染物、氮和磷等。中国以膜生物反应器(MBR)或多级厌氧-好氧生物处理为主。深度处理的对象主要是难以生物降解的有机物和溶解物等。可采用膜法、吸附法、高级氧化和机械蒸发等。其中膜法主要采用纳滤和反渗透等方法;高级氧化主要采用芬顿(fenton)试剂氧化法和臭氧氧化法等。渗沥液处理过程产生的浓缩液可采用蒸发、高级氧化或其他适宜的方式处理。渗沥液处理过程产生的剩余污泥,经脱水后宜与城市污水厂污泥或填埋场垃圾一并处置。
中国渗沥液处理厂的建设起步较晚,采用的处理工艺的发展经历了3个阶段。第一阶段是在20世纪90年代初期,其处理工艺主要参照城市污水的处理方法,以生物处理为主,经简单预处理之后的渗沥液并入市政污水处理厂;第二阶段是在90年代中后期,根据渗沥液的水质特点,如氨氮浓度高等,采取了脱氮措施,所用的处理工艺包括氨吹脱或生物脱氮等,仍以经预处理之后进入市政污水处理厂协同处理为主;第三阶段是在2008年以后,随着新的生活垃圾污染排放标准的颁布实施,渗沥液必须经处理后达标排放,不再允许排入市政污水处理厂协同处理,这时仅靠生物处理就无法达标,必须在生物处理的基础上增加深度处理工艺。
《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)颁布实施之后,中国渗沥液排放标准中的大部分污染物排放限值明显严于欧、美、日等发达国家和地区,如化学需氧量(CODcr)排放标准明显严于德国和美国,接近日本水平;总氮、总汞、总镉、总铬和六价铬同样也比其他国家标准要严格很多。从中国各行业比较,垃圾处理行业的渗沥液主要污染物排放指标限值明显严于化工、医药等其他行业的废水处理排放指标限值。严格的排放标准促进了中国填埋场渗沥液处理行业的发展,但也带来了一些问题,如很多地区无法全量处理所产生的渗沥液,膜处理工艺所产生的浓缩液难以得到有效处理等。
图2 某填埋场渗沥液处理厂厌氧处理系统
图3 某填埋场渗沥液处理厂生化处理系统
图4 某填埋场渗沥液处理厂污泥脱水系统
图4 某填埋场渗沥液处理厂浓缩液蒸发设备;
图5 某填埋场渗沥液处理厂不同工艺段出水