膜分离与深度处理

垃圾渗滤液处理工艺路线与浓缩液处置:HJ 564-2010 参数全解与 GB 16889-2024 的新约束

2026年10月27日阅读 4赞 0

以 HJ 564-2010《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范(试行)》为唯一专项规范,给出浸出系数法水量公式(C1 0.5~0.8、C2 取 0.4~0.6 倍 C1、C3 0.1~0.2)、分年限典型水质(初期 COD 10 000~30 000、封场后氨氮 1 000~3 000 mg/L)、MBR 内置式与外置式表 2 参数、NF/RO 进水与通量参数(纳滤通量 15~20 L/(m²·h)、回收率不低于 80%;反渗透通量 10~15 L/(m²·h)、回收率不低于 70%),并算出约 44% 进水体积会成为浓缩液;再据 GB 16889-2024 说明回灌已被 7.5、7.6 条限制,9.2 节新开辟了进污水集中处理设施的厂外出路。

一、现行规范:HJ 564-2010 仍是唯一专项工程技术规范

垃圾渗滤液处理目前唯一的专项工程技术规范是HJ 564-2010《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范(试行)》(环境保护部 2010-02-03 批准、2010-04-01 实施,首次发布)。它由环境保护部科技标准司组织制订,适用于生活垃圾填埋场渗滤液处理工程,可作为环境影响评价、工程咨询、设计施工、环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。

需要同时注意:该规范为试行文本,且 4.1.4 条引用的排放标准 GB 16889 已经换版——GB 16889-2024《生活垃圾填埋场污染控制标准》(生态环境部 2024-07-23 批准、2024-09-01 实施,第二次修订,自实施之日起 GB 16889-2008 废止)已"调整了渗滤液进入污水集中处理设施处理的技术要求"。这是近两年渗滤液项目最重要的变化,下文第五节展开。

二、水量与水质:设计输入怎么取

水量方面,5.1.3 条给出经验公式法(浸出系数法):Q = I × (C₁A₁ + C₂A₂ + C₃A₃) / 1000。其中 I 为多年平均日降雨量(mm/d),A₁、A₂、A₃ 分别为作业单元、中间覆盖单元、终场覆盖单元的汇水面积;渗出系数 C₁ 一般宜取 0.5~0.8,C₂ 宜取(0.4~0.6)C₁,C₃ 一般取 0.1~0.2。条文注明:I 的计算在数据充足时宜按 20 年数据计取,数据不足 20 年时按现有全部年数据计取。

水质方面,5.2.1 条按填埋年限把渗滤液分为初期、中后期和封场后三类,表 1 给出的典型水质(单位 mg/L,pH 无量纲):

  • 初期渗滤液:BOD₅ 4 000~20 000;COD 10 000~30 000;氨氮 200~2 000;SS 500~2 000;pH 5~8。
  • 中后期渗滤液:BOD₅ 2 000~4 000;COD 5 000~10 000;氨氮 500~3 000;SS 200~1 500;pH 6~8。
  • 封场后渗滤液:BOD₅ 300~2 000;COD 1 000~5 000;氨氮 1 000~3 000;SS 200~1 000;pH 6~9。

关键特征是氨氮随填埋年限上升、有机物随填埋年限下降。封场后渗滤液氨氮可达 1 000~3 000 mg/L 而 BOD₅ 仅 300~2 000 mg/L,碳氮比严重失衡,这是老龄渗滤液处理难度远高于新鲜渗滤液的根本原因。5.2.2 条同时要求:水质确定宜以实测数据为基准并考虑未来变化趋势,无法取得实测数据时才参考表 1。

三、工艺路线:MBR + NF/RO 是主流,但规范给了三种组合

6.3.1 条推荐"预处理+生物处理+深度处理"组合工艺,也可采用"预处理+深度处理"或"生物处理+深度处理"。6.3.4 条明确:深度处理宜以纳滤和反渗透为主,处理对象主要是悬浮物、溶解物和胶体。

各段工艺参数如下。

预处理

6.4.1.1 条:水解酸化作为预处理时,水力停留时间宜为 2.5~5.0 h,pH 值宜为 6.5~7.5。6.4.1.2 条:混凝预处理时,药剂种类、投加量和投加方式应根据工艺情况、实验结果和药剂质量综合确定,常用药剂有硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁和聚丙烯酰胺(PAM)。

厌氧

6.4.2.2 条:采用升流式厌氧污泥床法(UASB)时,常温范围宜为 20~30 ℃、中温范围宜为 30~38 ℃;容积负荷(COD)宜为 5~15 kg/(m³·d);pH 值宜为 6.5~7.8;应设置生物气体利用或安全燃烧装置。

好氧与 MBR

6.4.3.2 条与表 2:膜生物反应器分内置式与外置式。内置式宜选用板式微滤/超滤膜组件或中空纤维微滤/超滤膜组件,外置膜宜选用管式超滤膜组件。温度宜为 20~35 ℃;进水 COD 宜为 1 000~20 000 mg/L。表 2 参数:

  • 内置式:MLSS 8 000~10 000 mg/L;BOD₅ 污泥负荷 0.08~0.30 kg/(kg·d);硝态氮污泥负荷 0.05~0.25 kg/(kg·d);剩余污泥产泥系数 0.10~0.30 kg/kg。
  • 外置式:MLSS 10 000~15 000 mg/L;BOD₅ 污泥负荷 0.20~0.60 kg/(kg·d);硝态氮污泥负荷 0.05~0.30 kg/(kg·d);剩余污泥产泥系数 0.10~0.30 kg/kg。

6.4.3.3 条(氧化沟):进水 COD 宜为 2 000~5 000 mg/L;污泥负荷(BOD₅/MLSS)宜为 0.05~0.20 kg/kg;MLSS 宜为 3 000~5 500 mg/L;污泥龄宜为 15~30 d;池深宜为 3.50~5.00 m。6.4.3.4 条(纯氧曝气):氧气浓度不宜低于 90%;溶解氧宜为 10~20 mg/L;MLSS 宜为 10 000~20 000 mg/L;进水 COD 宜为 1 000~6 000 mg/L;HRT 宜为 12~24 h。

深度处理

6.4.4.1 条(纳滤):进水悬浮物不宜大于 100 mg/L,进水电导率(20 ℃)不宜大于 40 000 μS/cm;温度宜为 8~30 ℃;pH 宜为 5.0~7.0;纳滤膜通量宜为 15~20 L/(m²·h);水回收率不得低于 80%。

6.4.4.2 条(反渗透):进水悬浮物不宜大于 50 mg/L,进水电导率(20 ℃)不宜大于 25 000 μS/cm;温度宜为 8~30 ℃;pH 宜为 5.0~7.0;反渗透膜通量宜为 10~15 L/(m²·h);水回收率不得低于 70%。

这两条回收率下限意味着什么,必须算清楚:一套 NF 回收率 80%、RO 回收率 70% 的串联系统,总产水率约 56%,约 44% 的进水体积变成浓缩液。浓缩液量从来不是可以忽略的副产品。

四、浓缩液:规范只给了方向,没有给参数

6.5.5.2 条(条文编号对应"污泥及浓缩液处理")规定:纳滤和反渗透工艺产生的浓缩液宜单独处理,可采用焚烧、蒸发或其他适宜的处理方式。这是 HJ 564-2010 关于浓缩液的全部技术内容——只写了"宜单独处理"和三种方向,没有给出任何设计参数:蒸发的形式选择、蒸发比、蒸发冷凝液的氨氮水平、焚烧的掺烧比例,规范一概未涉及。

工程上长期用填埋场回灌来消化浓缩液,但这条路已被新标准堵住。GB 16889-2024 的 7.5 条:填埋生活垃圾产生的渗滤液采用回灌方式处置时,不应对填埋场的稳定性造成不利影响;当渗滤液导排不畅导致无法满足稳定性要求时,应立刻停止渗滤液回灌。7.6 条:渗滤液回灌时应采取措施减少恶臭气体影响;不应采用表面喷洒等表面回灌方式;采用竖井回灌或水平管回灌时,应采取措施防止回灌井(管)的恶臭散逸。

这两条的实际影响是:回灌从"默认出路"降级为"受严格约束的出路",且回灌的浓缩液会不断累积盐分与难降解有机物,本身也不解决污染物去向问题。设计文件中若仍以回灌作为浓缩液唯一处置方式,需要专门论证其长期可行性。

污泥方面,6.5.5.1 条:渗滤液处理中产生的污泥宜与城市污水处理厂污泥一并处理,当进入垃圾填埋场填埋处理或单独处理时,含水率不宜大于 80%。

五、GB 16889-2024 打开的新出路:进污水集中处理设施

GB 16889-2024 前言明确本次修订"调整了渗滤液进入污水集中处理设施处理的技术要求",9.2 节给出完整规定:

  • 9.2.1 条:填埋场水污染物排入污水集中处理设施的,应与运营单位就水质水量、排入方式、监测监控、信息共享、应急响应、违约赔偿、争议解决等内容协商一致,签订具备法律效力的书面合同。污水集中处理设施包括城镇污水处理厂和工业污水处理厂。
  • 9.2.2 条:处理后的渗滤液应均匀排入,不应影响污水集中处理设施正常运行和处理效果。
  • 9.2.3 条:a) 渗滤液应通过污水干管排入城镇污水处理厂;不能直接排至污水干管的,需通过单独排水管道排至污水干管;b) 应通过单独排水管道排入工业污水处理厂;c) 水污染物应执行表 4 规定的排放限值。

这一条对工程的意义在于:它第一次为渗滤液(不只是浓缩液)提供了一条有标准可依的厂外出路,但把责任前移到了合同与均量化管理上。"均匀排入"和"不影响正常运行"是运行指标,不是一次性设计指标,需要配套调节与计量设施。

此外,10.2.2 条要求填埋场应对渗滤液处理设施排放口实施在线监测;5.3 节要求防渗衬层上的渗滤液深度不大于 30 cm。

六、运行与验收:规范强制要求的监测项

7.1 条要求试运行期间至少检测:各处理单元 pH 值、温度、溶解氧;各单元进出水 SS、COD、BOD₅、氨氮、总氮、总磷;进出水总汞、总砷、总镉、总铅、总铬、六价铬和粪大肠菌群;纳滤和反渗透工艺进水、产水、浓缩液的电导率或含盐量以及浊度;各单元膜组件前后压力及压降。

9.1.7 条:根据水质变化,纳滤和反渗透应采取 pH 值调节、投加阻垢剂等化学品、合理控制运行参数等必要措施,以有效避免膜组件的结垢及污染。

8.3.3 条要求性能试验统计全厂技术经济指标:COD 去除总量、COD 去除电耗(kW·h/kg)、污水处理运行成本(元/t)。这三项是渗滤液项目横向对标的核心口径。

4.1.3 条是硬性布置要求:在填埋区与渗滤液处理设施间必须设置渗滤液调节池。6.2.3 条:调节池属于厂区恶臭污染源之一,应加盖密封并采取臭气处理措施。4.1.5 条:主要设备应有备用,并具有防腐性能。

七、清单与"应由试验确定"的部分

  1. 水质优先取实测,缺实测才用表 1 分年限取值;老龄渗滤液重点校核碳氮比;
  2. 按 6.3.1 条定工艺组合,深度处理按 6.3.4 条以 NF/RO 为主;
  3. 用 6.4.4.1 与 6.4.4.2 的回收率下限(80%、70%)反算浓缩液量,并把它作为独立单元设计;
  4. 浓缩液处置方案不得只写回灌——GB 16889-2024 的 7.5、7.6 条已设限制,宜同步评估 9.2 节的厂外出路;
  5. 膜系统按 9.1.7 条配置 pH 调节与阻垢剂投加,按 7.1 条 d)、e) 项配置电导率与压降监测;
  6. 排放口按 GB 16889-2024 10.2.2 条实施在线监测。

无规范值、应由试验确定的参数包括:NF/RO 的实际回收率(规范只给下限,实际值受进水水质与膜污堵速率约束)、浓缩液蒸发的蒸发比与冷凝液氨氮水平、焚烧掺烧比例、膜清洗周期与药剂配方、阻垢剂投加量。HJ 564-2010 对这些均未给出数值,本文亦不提供推荐值。

本文工艺参数取自 HJ 564-2010(环境保护部 2010-02-03 批准、2010-04-01 实施,试行)第 5、6、7、8 章;排放标准与回灌、厂外排放要求取自 GB 16889-2024(2024-09-01 实施,代替 GB 16889-2008)。GB 16889-2024 表 2 直接排放限值与表 4 间接排放限值的具体数值,请以正式标准文本为准。

关键词:垃圾渗滤液浓缩液MBR纳滤反渗透膜通量回收率回灌HJ 564-2010GB 16889-2024

参考资料

  1. HJ 564-2010《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范(试行)》(环境保护部 2010-02-03 批准、2010-04-01 实施)
  2. GB 16889-2024《生活垃圾填埋场污染控制标准》全文(2024-07-23 批准、2024-09-01 实施,代替 GB 16889-2008,含 7.5/7.6 条回灌要求与 9.2 节间接排放要求)
  3. GB 16889-2024 标准信息页(全国标准信息公共服务平台:发布日期、实施日期、代替标准与起草单位)