前言
垃圾渗滤液是指在垃圾填埋过程中，由于雨水和地下水的渗透作用，使垃圾中的有机物和无机物溶解并形成的混合液体。由于渗滤液水质、水量的复杂多变性，结合现状提出有针对性的渗滤液处理方案和工艺。
一、工程背景
渗滤液处理设计规模为出水100m3/d，最终出水水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》 （GB16889-2008）的排放标准。处理后的污水排放标准主要指标为：PH 6~9、CODcr≤100mg/L、BODs≤30mg/L、SS≤30 mg/L、氨氮≤25 mg/L、TN≤40mg/L、TP≤3mg/L。
二、设计指标
进出水水质及主要污染物去除率表
单位mg/L
三、废水特点
1、垃圾渗滤液中的有机物浓度极高，CODcr可达上万，其成分复杂，有机物种类多。且随时间延长，B/C比逐渐降低，生物降解性减弱。
2、氨氮含量高、含盐量高。渗滤液的氨氮浓度可高达2000mg/L以上，远高于常规污水，造成C/N比例失衡。同时渗滤液中的氯化物、磷酸盐等盐类物质很高，一般含盐量高达10000mg/L。
3、金属含量高。垃圾渗滤液中含有多种金属离子，对微生物有较强的抑制作用。
4、色度深，悬浮物含量较高。
5、水质变化大。垃圾渗滤液的水质会随季节、气候及其垃圾的种类和数量的变化而变化。垃圾中转站渗滤液 B/C 比值一般较高，可生化性良好。
四、处理难点
1、高浓度有机物和氨氮：垃圾渗滤液中含有高COD和高浓度的氨氮。这些高浓度的有机物和氨氮使得传统的处理工艺难以达到排放标准，通常需要采用物化联合生化的组合处理工艺。
2、成分复杂：垃圾渗滤液的成分复杂，含有多种重金属和有机污染物，对生物处理过程有严重的抑制作用。此外，垃圾渗滤液中的盐分含量高，高渗透压影响膜法处理效率，导致传统生化处理系统启动困难。
3、水质水量变化大：垃圾渗滤液的水质和水量随季节的变化而变化，这对处理工艺的选择和运行带来了挑战。
4、处理成本高：垃圾渗滤液的处理需要高成本的碳源和营养素，如甲醇、葡萄糖等，且常采用纳滤或反渗透等膜处理工艺作为最后的深度处理，导致处理成本居高不下。
5、技术难点：由于垃圾渗滤液的成分复杂，处理过程中需要采用多步骤、多层次的净化流程，如预处理、混凝沉淀、厌氧处理、好氧处理及深度处理等，每个步骤都需要精确控制，以确保处理效果。
五、工艺设计思路
该垃圾渗滤液工艺方案设计思路如下：
（1）对高污染物去除率的考虑：如此高的去除率要求，采用一般的生化、物化处理技术根本无法实现，这主要是受污水中溶解性污染物的制约。因此，工艺方案采用了成熟的、具有稳定的物理截留去除能力的膜处理单元或采用长程的深度处理工艺，以确保对污染物的去除效果。
（2）对CODcr、NH3-N和TN 去除生化处理技术应用的考虑：对比膜和物化处理技术而言，污水的生化处理技术具有经济节能的特点，因此被广泛应用于污水处理工程。本工艺方案采用的生化处理段对渗滤液水质控制性指标CODcr、NH3-N和TN 具有针对性处理，主要包括：
① 水质水量调节段：利用调节池，对高浓度进水进行水质调整，同时对水量的变化也起到一定的调节作用。
② 物化处理段：通过混凝、沉淀的方式降低胶体悬浮物，同时进一步去除以悬浮物形式存在的COD。
③ 氨吹脱段：采用氨吹脱工艺对污水中的 NH3-N 进行脱除。
④ AAO段：A-A-O生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。在该工艺流程内，BOD、SS和以各种形式存在的氮和磷将一并被去除。
⑤ MBR处理段：采用MBR 处理技术，对污水进行泥水分离。
⑥ 臭氧氧化处理段：采用强氧化剂一臭氧对污水中的极难降解和不可降解有机污染物进行改性处理，以改变其可生化性，出水回流至生化处理段进步完成去除。
上述工艺组合，污染物处理针对性强，去除机理可靠，工艺设计合理，能够保证对控制性污染物取得良好的稳定去除效果。出水经MBR膜过滤后，为后续的NF+RO膜处理系统降低了负荷，对确保出水水质、水量，延长膜的使用寿命创造了必要的条件。
（3）对季节及水质变化引起的负荷冲击的考虑及应对措施：
♦ 水量的变化：季节变化引起进水流量增大主要是降雨量因素。除了处理工艺自身具有的流量负荷适应能力外，同时由于进水浓度的降低，也可调整处理量增大。
♦ 水质的冲击：根据采用工艺对主要污染物的去除机理特征，完全可以通过调整运行方式（如调整前端混凝沉淀池的投药量或调整生化段的充氧方式等来提高去除效率）加以适应并保证去除效果稳定可靠。
（4）对提高经济性采取措施的考虑：采用模块化、集成化工艺设计，节约占地减少工程投资。对渗滤液污染物采用具有较强处理针对性的工艺设计，在确保处理效率的同时，运行更经济。
（5）对降低出水色度的考虑：本工艺方案对色度的去除主要通过臭氧催化氧化和膜处理单元完成。臭氧氧化对色度的去除效果是在完成污水改性处理中连带实现的，同时也明显降低了色度对膜处理单元运行经济性的影响。
（6）对改善渗滤液可生化性的考虑：本工艺方案主要通过强氧化剂臭氧对渗滤液进行催化氧化，使渗滤液中那些难降解甚至不可降解的大分子有机物、环状有机物、微生物自身代谢产物得以断链破环，使其改性，形成易于生物降解的物质，再进行生化处理，从而最大限度降解有机物。
六、工艺流程设计
1、垃圾渗滤液处理工艺流程框图如下:
2、工艺流程简述
本垃圾渗滤液处理站工程拟采用预处理（格栅/隔油/混凝沉淀）+生化处理（UASB+AO+MBR）+深度处理（O3催化氧化+NF+RO）工艺。垃圾渗滤液经格栅和隔油进入调节池收集后，经泵提升进入混凝沉淀池去除水中的SS等杂质，混凝沉淀池出水经泵提升到脱氨塔进行污水中NH3-N的脱除；预处理后进入到UASB+AO+MBR 生化处理部分，主要去除水中的COD 、TP、氨氨和总氮等污染物，并通过 MBR 膜进行泥水分离；其出水进入臭氧催化氧化池，对大分子COD进行改性，并进行部分回流至前段生化部分以提高去除效率；最后臭氧催化氧化池出水经NF+RO膜处理系统深度处理后出水达标排放。
七、核心工艺设计
1、氨吹脱工艺
吹脱工艺主要在吹脱塔进行，吹脱塔采用逆流操作，废水被提升到填料塔的塔顶，并分布到填料的整个表面通过填料往下流，与气体逆向流动，空气中氨的分压随氨的去除程度增加而增加，随气液比增加而减少。经气液交换后的气体从吹脱塔顶部到气液分离器分离后，根据具体情况进行有用物质的回收或处理。集于塔底的废水回用或排放。
2、UASB+A/O+MBR 生化组合工艺
渗滤液经泵提升进入厌氧UASB，去除大部分有机物，出水自流进入A/O/MBR膜生化处理系统，通过好氧微生物的作用去除水中的有机物，并通过硝化和反硝化去除垃圾渗沥液中的氨氮。采用MBR膜实现生化处理系统的泥水分离，截留污泥，提高微生物浓度，提高反应器的去除效率。
① UASB 负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。
② A/O的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。
③ MBR膜生物反应器内的污泥浓度可以达到6000～10000mg/L，处理效率大幅度提高，主要污染物COD、BOD和氨氮得到有效降解，出水水质好、占地少。使用该技术处理垃圾渗滤液可满足一般排放要求，与纳滤膜（NF）或卷式反渗透膜（RO）结合进行深度处理可满足更高的处理要求，出水可达国家排放标准。
3、臭氧催化氧化
经过MBR处理后的渗滤液，其中可生物直接降解的有机污染物已被基本去除，残余有机污染物多为微生物无法直接降解的大分子物质和微生物自身代谢产物，催化氧化处理的作用是利用强氧化剂臭氧将微生物无法直接降解的大分子物质和微生物自身代谢产物的分子链氧化断开，污染物变性形成生物能够直接降解的小分子物质，并回流至生化部分，以便进一步去除污染物，提高出水水质标准。
膜生化处理系统出水进入臭氧催化氧化系统，通过臭氧催化氧化还原反应，去除难生化降解的有机物。LCH、LCY的出水经增压泵增压，进入纳滤处理装置,进一步去除有机物和氨氮。纳滤的出水再进入反渗透,去除总溶固,最终出水达标排放。
4、NF及RO膜处理系统
臭氧催化氧化后的出水经增压泵增压，进入纳滤处理装置，进一步去除有机物和氨氮。纳滤出水再进入反渗透，去除总溶固，最终出水达标排放。
RO 反渗透处理工艺包括预处理工艺、膜分离工艺和膜的清洗工艺。其中预处理工艺是保证反渗透膜系统安全运行的必要条件，采用NF作为RO的预处理。分离工艺采用组件的不同组合方式以满足不同处理对象及不同产水量和不同出水水质的要求，膜组件组合采用一级二段式。膜的清洗是RO反渗透膜系统中的重要环节，在分离过程中，可溶性无机盐被浓缩，当超出溶解度时，无机盐被截留在膜表面形成硬垢，所以要适时对膜进行化学清洗以提高膜的回收率；此外细菌在膜分离过程中也被膜所截留，所以要适时对膜及系统进行杀菌；另外在进水中添加阻垢剂，也可减少或避免无机盐在膜上的结垢。反渗透膜的正常使用寿命为两年。
八、各工段处理效果分析
生活垃圾渗滤液处理站各工段处理效果预测表
九、工程总结
垃圾渗滤液作为一种成分复杂的高浓度难处理的有机废水，其投资及运行成本远高于一般城市生活污水或工业废水，主要原因是渗滤液中有机物、氨氮浓度极高，营养物比例失衡。从而导致垃圾渗滤液的处理工艺路径复杂，生物处置的停留时间较长，处理设施、设备投资极大，而垃圾渗滤液处理量一般较小，导致折旧维修费用高。
