生活垃圾焚燒廠中的一種滲濾液處理工藝

李艷兒　來(lái)先豪

摘 要：生活垃圾焚燒廠滲濾液是一種成分復(fù)雜、污染物濃度高、危害大的水源，采用“自動(dòng)細(xì)格柵+混凝沉淀+調(diào)節(jié)池+UASB+A/O+超濾+納濾”處理工藝處理該滲濾液是一種行之有效的處理工藝，具有系統(tǒng)穩(wěn)定、工藝先進(jìn)、出水水質(zhì)較好等特點(diǎn)。介紹了某生活垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處理工程實(shí)際應(yīng)用，著重分析了處理工藝的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和最終出水水質(zhì)情況。

關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液；生化處理；膜處理；滲濾液

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.096

某生活垃圾焚燒發(fā)電廠設(shè)計(jì)日焚燒垃圾800 t，建設(shè)規(guī)模為日處理生活垃圾800 t，滲濾處理規(guī)模為180 m3/d，采用“預(yù)處理+調(diào)節(jié)池+UASB+A/O+MBR+NF”工藝，出水水質(zhì)pH、COD、BOD5、氨氮等指標(biāo)執(zhí)行《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889—2008），出水進(jìn)入市政管網(wǎng)再進(jìn)入當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S。其中，生化工藝采用“自動(dòng)細(xì)格柵+混凝沉淀+調(diào)節(jié)池+UASB+A/O”處理工藝，可以降解大部分有機(jī)物，改善生化出水水質(zhì)。膜工藝采用“內(nèi)置式超濾膜+納濾”，可以攔截絕大部分殘留有機(jī)物、無(wú)機(jī)物等，使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

采用該工藝實(shí)現(xiàn)對(duì)生活垃圾滲濾液的無(wú)害化、資源化和減量化的“三化”處理目標(biāo)，環(huán)保效益和社會(huì)效益雙效顯著。

1 生化處理工藝介紹

1.1 生化處理工藝流程

由于垃圾滲濾液具有成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度高、氨氮濃度高、離子含量高和水質(zhì)、水量隨季節(jié)性變化大等特點(diǎn)，采用單純的膜工藝無(wú)法解決污染問(wèn)題，可通過(guò)生化處理工藝降解大部分有機(jī)污染物后，再通過(guò)膜工藝進(jìn)一步深化處理，從而實(shí)現(xiàn)垃圾滲濾液的再利用?！吧?膜”工藝也是目前垃圾滲濾液處理的主流工藝。系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)

項(xiàng)目 進(jìn)水?dāng)?shù)值 出水?dāng)?shù)值

pH 5～8 6～9

COD/（mg/L） 70 000 <100

BOD5/（mg/L） 35 000 <30

氨氮/（mg/L） 2 500 <25

SS/（mg/L） 20 000 <30

本工程的生化處理工藝為：自動(dòng)細(xì)格柵→混凝沉淀→調(diào)節(jié)池→UASB→A/O。

垃圾滲濾液經(jīng)儲(chǔ)坑收集后，首先用泵提升至格柵機(jī)，去除較大的垃圾雜物后自流進(jìn)入混凝沉淀池，進(jìn)一步去除大部分懸浮物，以免過(guò)多的懸浮物在調(diào)節(jié)池內(nèi)沉積，混凝沉淀池出水自流至調(diào)節(jié)池。

調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量和均勻水質(zhì)，以減少對(duì)處理系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢柘到y(tǒng)進(jìn)行混合攪拌，防止污泥沉積，同時(shí)避免空氣攪拌帶來(lái)溶解氧過(guò)高，造成后續(xù)厭氧不利的問(wèn)題。

調(diào)節(jié)池滲濾液經(jīng)泵提升進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器，厭氧系統(tǒng)分兩部分，即水解酸化段和厭氧產(chǎn)甲烷段。水解酸化段主要是通過(guò)高負(fù)荷厭氧污泥作用，降解滲濾液中的高濃度有機(jī)物質(zhì)，去除大部分CODcr，從而減少后段處理工藝負(fù)荷。在厭氧產(chǎn)甲烷段，水中的有機(jī)物通過(guò)甲烷菌等的作用，被分解為甲烷、CO2及大量的小分子直鏈烴，降低后續(xù)生化段的CODcr和BOD5負(fù)荷。UASB溫度采用中溫厭氧35 ℃左右，加熱采用蒸汽加熱。

經(jīng)UASB處理后，滲濾液自流進(jìn)入A/O處理單元，在缺氧池，通過(guò)兼氧菌進(jìn)一步分解及降解部分污染物質(zhì)，去除部分CODcr，同時(shí)進(jìn)行反硝化作用，使硝酸鹽和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓瑥亩_(dá)到生物脫氮的功能。缺氧池出水自流至好氧池，大量的好氧菌再進(jìn)一步分解及降解大部分污染物質(zhì)，去除大部分CODcr的同時(shí)進(jìn)行硝化作用，為更好地進(jìn)行反硝化奠定了基礎(chǔ)。

好氧池曝氣采用管式微孔曝氣方式，較盤式曝氣的充氧量高，進(jìn)一步提高了微生物的處理效率，且能有效減少池面泡沫的產(chǎn)生。

滲濾液經(jīng)過(guò)A/O處理后，通過(guò)內(nèi)置式超濾膜進(jìn)行泥水分離。本系統(tǒng)使用的是中空纖維膜，MBR技術(shù)的引進(jìn)取代了傳統(tǒng)工藝中的二沉池，同時(shí)通過(guò)截留滲濾液中的活性污泥而大大提高了水中MLSS的濃度（10～15 g/L），從而大大提高了生化處理效率，減小了池容。

1.2 生化處理運(yùn)行參數(shù)

表2 UASB和A/O運(yùn)行參數(shù)

項(xiàng)目 UASB運(yùn)行參數(shù) A/O運(yùn)行參數(shù)

進(jìn)水 出水 進(jìn)水 出水

pH 5～7 7～7.5 7～7.5 7.5～8.5

COD/（mg/L） 53 400～68 000 6 030-9 800 6 030～9 800 378～490

BOD5/（mg/L） 25 300～33 200 3 430～4 400 3 430～4 400 58～66

氨氮/（mg/L） 1 570～2 390 1 623～2 450 1 623～2 450 <15

溫度/℃ 30～35 30～35 30～35 16～35

UASB和A/O運(yùn)行參數(shù)如表2所示。從表2可知，UASB降解了絕大部分COD、BOD5有機(jī)物，A/O則繼續(xù)降解COD、BOD5，并通過(guò)硝化反硝化進(jìn)行脫氮。

2 膜處理工藝介紹

2.1 膜處理工藝流程

膜系統(tǒng)工藝采用“內(nèi)置式超濾+納濾”處理工藝。內(nèi)置式超濾膜采用日本進(jìn)口POREFLON膜，納濾膜采用美國(guó)DOW膜。超濾膜通過(guò)抽吸泵出水，產(chǎn)水進(jìn)入超濾產(chǎn)水池，再通過(guò)納濾進(jìn)水泵提升進(jìn)入納濾系統(tǒng)進(jìn)行處理。根據(jù)產(chǎn)水量、跨膜壓差變化來(lái)判斷膜清洗條件，定期對(duì)超濾膜、納濾膜進(jìn)行化學(xué)清洗。內(nèi)置式超濾膜為間歇式運(yùn)行方式，運(yùn)行9 min，停1 min；納濾膜為連續(xù)運(yùn)行。合格的納濾產(chǎn)水排入市政管網(wǎng)。

2.2 膜處理技術(shù)參數(shù)

膜技術(shù)參數(shù)如表3所示。從表3可知，超濾膜材料為PTFE，經(jīng)過(guò)親水性處理具有良好的抗污染性能，且具有較好的耐pH、耐化學(xué)性能。納濾膜材料為聚酰胺復(fù)合膜，膜面積大、產(chǎn)水通量大，且具有較好的耐pH、耐溫性能。

表3 膜技術(shù)參數(shù)

項(xiàng)目 超濾 納濾

膜材料 PTFE 聚酰胺復(fù)合膜

膜類型 內(nèi)置式 卷式膜

單支膜面積/m2 12 37

膜長(zhǎng)度/mm 2 410 1 016

pH耐受范圍 1～14 3～10

最大耐溫/℃ 40 45

2.3 膜處理運(yùn)行參數(shù)

由于超濾膜均孔徑為0.2 um，能截留部分COD、BOD5和幾乎所有的菌膠團(tuán)等。納濾平均截留分子量在300 D，允許硬度成分中等通過(guò)，其他鹽分中等或較高程度通過(guò)，具有較低的滲透壓和操作壓力，也被稱為“低壓反滲透膜”，可以進(jìn)一步攔截COD、BOD5等。從2014-04投入運(yùn)行至今，膜系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)分析如圖1所示。

從圖1可知，“超濾+納濾”工藝對(duì)COD、BOD5有較好的去除效果，其中對(duì)COD的去除率在80.8%～83.7%之間，對(duì)BOD5的去除率在72.4%～77.8%之間。出水清澈、無(wú)異味。

3 結(jié)束語(yǔ)

本滲濾處理工程至2014-04投入運(yùn)行至今，對(duì)各主要進(jìn)出水水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，COD和BOD5通過(guò)生化和膜工藝得以降解、攔截而去除，氨氮主要是通過(guò)生化系統(tǒng)降解。膜出水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。雖然垃圾滲濾液水質(zhì)隨季節(jié)、成分的變化而變化，但采用“自動(dòng)細(xì)格柵+混凝沉淀+調(diào)節(jié)池+UASB+A/O+超濾+納濾”工藝，通過(guò)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的累積、合理的設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的運(yùn)行使得生活垃圾焚燒廠運(yùn)行穩(wěn)定、出水達(dá)標(biāo)，為滲濾液處理提供了一種可行的處理工藝。

圖1 膜系統(tǒng)對(duì)COD、BOD5的去除效果

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：王霞〕