溧陽填埋場滲濾液處理提標(biāo)改造工程實例

鄭偉俊，朱衛(wèi)兵，涂勇，吳海鎖，李月中（.江蘇維爾利環(huán)保科技股份有限公司，江蘇常州35；.江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院，江蘇南京0036）

·環(huán)保與循環(huán)經(jīng)濟·

溧陽填埋場滲濾液處理提標(biāo)改造工程實例

鄭偉俊1，朱衛(wèi)兵1，涂勇2，吳海鎖2，李月中1
（1.江蘇維爾利環(huán)保科技股份有限公司，江蘇常州213125；2.江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院，江蘇南京210036）

摘要：溧陽垃圾填埋場滲濾液處理站結(jié)合新的排放標(biāo)準(zhǔn)進行提標(biāo)改造，采用兩級生化的膜生化反應(yīng)器和納濾/反滲透系統(tǒng)組合工藝處理滲濾液，系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定，達到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889- 2008）表2限值要求。

關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液；硝化反硝化；提標(biāo)改造

溧陽垃圾填埋場滲濾液處理站建于2006年，處理規(guī)模為100 m3/d，工藝路線為“調(diào)節(jié)池+水解酸化+厭氧+好氧硝化+二沉池+超濾+反滲透”，出水水質(zhì)執(zhí)行《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889- 1997)一級標(biāo)準(zhǔn)。隨著環(huán)保部要求新舊填埋場自2008年7月1日起執(zhí)行GB16889- 2008新標(biāo)準(zhǔn)，該填埋場滲濾液不僅處理的出水水質(zhì)不能達標(biāo)排放，而且存在滲濾液原水可生化性變差和老年化的問題[1]。隨著城市的擴大化，原處理規(guī)模也無法滿足實際滲濾液量的要求，鑒于此該處理站實施了提標(biāo)擴容改造工程。

1　原滲濾液處理站存在的問題

（1）設(shè)計進水水質(zhì)不合理。原滲濾液處理工藝設(shè)計進水水質(zhì)時沒有對滲濾液水質(zhì)進行實際測量，同時也沒有考慮季節(jié)變化，設(shè)計水質(zhì)與實際情況差距較大。當(dāng)時設(shè)計進水水質(zhì)與實際情況見表1。

表1　原設(shè)計水質(zhì)與實際情況的對比

（2）厭氧運行不正常。由于厭氧池中穿孔布水管堵塞現(xiàn)象嚴重，同時水解池和厭氧池污泥濃度明顯偏低，未形成懸浮污泥層，污泥濃度只有5g/L，達不到設(shè)計要求，有機污染物幾乎無降解，影響了厭氧的生化處理效果。

（3）二沉池不起作用。運行中發(fā)現(xiàn)二沉池池面附著大量浮泥，主要是中、老填埋場滲濾液水質(zhì)中有機污染物和氨氮濃度相對較高[2]，污泥膠體基質(zhì)解體而解絮，導(dǎo)致污泥膨脹形成的，可見二沉池沒有發(fā)揮其功能。

（4）膜處理系統(tǒng)無法正常運行。原超濾設(shè)計采用0.044微米孔徑的中空纖維膜，在二沉池的活性污泥中含有大量的有機物和氨氮，生化效果差；污泥膨脹嚴重，懸浮物含量高，使得中空纖維膜易堵塞污染，膜通量低，且不易清洗，使用壽命短，更換頻繁。原反滲透采用的常用苦咸水低壓反滲透膜元件，產(chǎn)水率低，出水水質(zhì)差，堵塞嚴重。同時，采用中空纖維膜超濾工藝，出水水質(zhì)不穩(wěn)定，污泥流失進入反滲透膜中，使膜元件受堵，使用不到3個月就因衰減不能出水而報廢。

2　提標(biāo)改造工程設(shè)計

2.1設(shè)計水質(zhì)、水量

本項目滲濾液處理規(guī)模擴建至200 m3/d。出水執(zhí)行《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889- 2008)中表2規(guī)定的水污染排放濃度限值[3]。

2.2工藝流程

改造后的工藝流程如圖1。

圖1　改造后的工藝流程圖

調(diào)節(jié)池的滲濾液通過水泵提升至均質(zhì)池進行水質(zhì)調(diào)節(jié)，再由生化進水泵提升進入外置式膜生化反應(yīng)器[4]中的一級反硝化池并自流至一級硝化池、二級反硝化池和二級硝化池。通過超濾進水泵將二級硝化池內(nèi)的活性污泥送至外置式超濾單元進行泥水分離。超濾濃縮液回流至一級反硝化池，超濾清液進入納濾單元，納濾清液出水再通過反滲透進一步深度處理后排放[5]。

膜生化反應(yīng)器中產(chǎn)生的剩余污泥部分從超濾濃縮液中或二級硝化池排入污泥濃縮池，經(jīng)離心脫水后泥餅回填埋區(qū)，脫水清液輸送至二級反硝化池。納濾濃縮液和反滲透濃縮液[6]經(jīng)混凝沉淀預(yù)處理后直接回灌[7]填埋場。

2.3主要構(gòu)筑物工藝參數(shù)

2.3.1水質(zhì)預(yù)處理系統(tǒng)

調(diào)節(jié)池：利用原有構(gòu)筑物，有效容積6000m3，倒梯形結(jié)構(gòu)，上部尺寸80 m×40 m，池體平均深度6.5 m。為防止調(diào)節(jié)池內(nèi)滲濾液惡臭氣體對周邊環(huán)境造成二次污染，本次改造過程中在調(diào)節(jié)池上部表面采用2 mm厚的HDPE膜覆蓋。在調(diào)節(jié)池的四周設(shè)置DN150的PE穿孔花管，錨固在調(diào)節(jié)池壁體，將沼氣導(dǎo)排至調(diào)節(jié)池外。在膜下設(shè)置浮球并串聯(lián)，通過浮球的浮力將HDPE膜托起；在膜上采用PE管壓重，防止沼氣壓力較大時將膜頂起。同時在膜上形成凹槽，利于雨水匯集導(dǎo)排。

均質(zhì)池：利用原有沉淀池進行改造，池頂增設(shè)玻璃鋼蓋板封閉池面；尺寸為6.7 m×3.5 m×6.0 m，設(shè)計有效水深5.0 m，停留時間12 h。

2.3.2膜生化反應(yīng)器系統(tǒng)

膜生化反應(yīng)器系統(tǒng)由生化和超濾兩部分組成。生化部分設(shè)計成兩級。利用原厭氧池和好氧硝化池改建為一級反硝化池，新建一級硝化池及二級反硝化和二級硝化池。設(shè)計二級反硝化和二級硝化為生物深度脫氮處理單元。當(dāng)一級反硝化和硝化脫氮不完全時，在二級反硝化和二級硝化池中進行強化脫氮反應(yīng)。

一級反硝化池：利用原有水解厭氧組合池，尺寸為6.1 m×13.4 m×6.0 m，設(shè)計有效水深5.0 m，池頂增設(shè)玻璃鋼蓋板封閉整個池面，拆除原攪拌器，池內(nèi)重裝液下攪拌器2臺，每臺功率2.2 kW。

一級硝化池:新建1座，尺寸為16.6 m×8.3 m×9.5 m，有效水深8.0 m，池內(nèi)設(shè)射流曝氣器2臺，PP材質(zhì)；池外設(shè)射流水泵1臺，流量為360 m3/h，揚程13 kPa，功率18.5kW。

二級反硝化池：新建1座，尺寸為3.9m×5.5m×9.5m，有效水深8.0m，池內(nèi)設(shè)液下攪拌器2臺,每臺功率1.5kW。

二級硝化池：新建1座，尺寸為3.5 m×5.5 m×9.5 m，有效水深8.0 m，池內(nèi)設(shè)射流曝氣器1臺，PP材質(zhì)；池外設(shè)射流水泵1臺，流量為90 m3/h，揚程13 kPa，功率5.5kW。

原中空纖維超濾設(shè)備報廢，新增超濾集成裝置1套，處理量200m3/d。配備德國berghof公司的8英寸管式超濾膜，分離粒徑為20nm，數(shù)量6支，串聯(lián)使用。內(nèi)循環(huán)泵1臺，循環(huán)流量為275m3/h，揚程45kPa，功率45kW。

2.3.3輔助系統(tǒng)

供氣單元：原鼓風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)壓不能滿足新設(shè)計的要求，報廢處理。新增羅茨鼓風(fēng)機3臺，2用1備，每臺風(fēng)量為1500 Nm3/h，風(fēng)壓為8m水柱，功率75 kW。鼓風(fēng)機安裝于頂棚及內(nèi)墻壁采取了吸聲處理的風(fēng)機房內(nèi)。

冷卻單元：新增冷卻系統(tǒng)1套，主要將生化過程中產(chǎn)生的熱量先通過板式換熱器將其轉(zhuǎn)移到循環(huán)水系統(tǒng)中，再由冷卻塔通過循環(huán)水將熱量移出至大氣，使生化池中溫度夏季保持在36～38℃范圍。冷卻單元配備板式換熱器1臺，換熱面積為150 m2。方形橫流式低噪音型玻璃鋼冷卻塔1座（JN－250L/S型）。污泥泵及冷卻水泵各1臺，流量皆為250 m3/h，揚程15 kPa，功率22 kW。

2.3.4膜深度處理系統(tǒng)

原反滲透系統(tǒng)報廢處理，新增膜深度處理系統(tǒng)包括納濾和反滲透兩部分。可根據(jù)出水水質(zhì)的實際運行效果確定串聯(lián)或并聯(lián)運行方式，在達標(biāo)排放的前提下，盡可能保證較大的出水量和較低的運行成本。

納濾集成裝置1套，處理量200m3/d；進水泵1臺，流量為10m3/h，揚程30kPa，功率3.0kW；增壓泵1臺，流量為10m3/h，揚程180kPa，功率7.5kW；設(shè)計有3支標(biāo)準(zhǔn)6芯8英寸耐壓膜殼，膜殼內(nèi)分別裝填5支、5支、4支納濾膜元件，膜元件選用陶氏NF270型卷式膜；每支膜殼設(shè)有獨立的循環(huán)泵，流量為15m3/h，揚程30kPa，功率3.0kW。

反滲透集成裝置1套，處理量200m3/d。進水泵1臺，流量為10 m3/h，揚程30 kPa，功率5.5 kW；增壓泵1臺，流量為10 m3/h，揚程680 kPa，功率18.5 kW；設(shè)計有3支標(biāo)準(zhǔn)6芯8英寸耐高壓膜殼，每支膜殼內(nèi)裝填5支陶氏SW30型卷式膜元件。每支膜殼設(shè)有獨立的循環(huán)泵，流量為15 m3/h，揚程30 kPa，功率5.5 kW。

2.3.5污泥和濃縮液處理系統(tǒng)

污泥處理系統(tǒng)主要采用離心脫水單元，脫水后產(chǎn)生含水率約為80%的泥餅，送回填埋場回填處置。污泥泵選用單螺桿泵，流量5～8 m3/h，揚程30 kPa，功率2.2 kW。離心機1臺，脫水能力5 m3/h，LW 250DA型，總功率為14 kW；PAM制備裝置1臺，功率1.5 kW。

濃縮液預(yù)處理系統(tǒng)采用混凝沉淀預(yù)處理單元，設(shè)計混凝反應(yīng)池和混凝沉淀池各1座，鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為3.0m×2.2 m×5.0 m，池內(nèi)設(shè)置雙漿攪拌機1臺，總功率4 kW，處理量為35m3/d。

3　工程調(diào)試運行

3.1生化調(diào)試

生化調(diào)試時，分別向反硝化和硝化池中注入清水至4m高左右，由常州夾山填埋場滲濾液處理站取得經(jīng)脫水后的含有硝化菌的活性脫水干污泥，經(jīng)現(xiàn)場配制成污泥濃度為15 g/L左右的混合液，打入一級硝化池內(nèi)并使各生化池水位平衡。當(dāng)一級硝化池液位高約6m時，停止投加活性污泥，對硝化池進行悶曝氣培菌。根據(jù)池內(nèi)DO值控制曝氣量，經(jīng)過3～5天曝氣后，通過菌檢微形動物活性及數(shù)量正常后，向一級反硝化池內(nèi)加入滲濾液，并開啟超濾進水泵，利用超濾濃縮液輸送實現(xiàn)反硝化、硝化系統(tǒng)管路循環(huán)，同時每天對超濾清液出水進行COD和NH3- N指標(biāo)檢測，約8～10天菌檢發(fā)現(xiàn)，微形動物活性增強，數(shù)量增加，活性污泥出現(xiàn)分層，COD和NH3- N化驗數(shù)據(jù)明顯下降，此時逐步加大進水量提高負荷，并啟動超濾系統(tǒng)實現(xiàn)固液分離，完成接種生化調(diào)試培菌工作。

3.2膜濾系統(tǒng)調(diào)試

（1）超濾系統(tǒng)：超濾進水泵將硝化池內(nèi)的污水通過進水分布管輸送到超濾集成設(shè)備的膜組件中，在超濾循環(huán)泵的作用下，使污水在超濾膜組件中形成一定的流速，清液透過膜管壁后匯集流入清液罐中，超濾濃縮液回流到反硝化池中。

（2）納濾和反滲透系統(tǒng)：打開系統(tǒng)電源開關(guān)，PLC控制器開始運行，系統(tǒng)的水位、壓力檢測信號有顯示。依次開啟進水泵、循環(huán)泵和高壓泵，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)濃水閥，達到規(guī)定的流量和壓力后進入正常運行狀態(tài)。當(dāng)納濾和反滲透系統(tǒng)串聯(lián)使用時，反滲透系統(tǒng)對納濾清液進一步深度處理達標(biāo)排放；當(dāng)納濾和反滲透系統(tǒng)并聯(lián)使用時，反滲透系統(tǒng)處理對象為超濾清液。

3.3系統(tǒng)運行效果

該工程經(jīng)過一段時間調(diào)試后進入穩(wěn)定運行期，處理效果可靠。表2中列出2014年2月11～25日系統(tǒng)進出水水質(zhì)的平均檢測結(jié)果。

表2　各系統(tǒng)污染物平均處理效果

由表2可知，有機污染物及NH3- N的去除主要體現(xiàn)在膜生化反應(yīng)器系統(tǒng)上，在超濾系統(tǒng)出水中NH3- N指標(biāo)雖已達標(biāo)，但TN濃度仍然很高，因此需依靠NF和RO系統(tǒng)作深度處理后脫除水中的TN。

4　經(jīng)濟效益分析

該工程總投資約1566萬元，其中土建投資為450萬元，設(shè)備及安裝調(diào)試費用為839萬元，折合噸水投資約7.83萬元/噸。

運行期間電耗約3300 kW·h/d，電價按1.00元/ （kW·h）計，則電費為16.50元/m3；藥劑費用包括葡萄糖、酸堿和膜清洗劑等共計3.66元/m3；運行人員11人，人均工資為5萬元/a，人工費用為7.53元/m3；不包括維修和膜更換費用，噸水直接運行費用為27.69元/m3。

5　結(jié)論

溧陽垃圾填埋場滲濾液處理站采用兩級生化的膜生化反應(yīng)器和納濾/反滲透系統(tǒng)組合工藝，系統(tǒng)出水水質(zhì)達到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889- 2008）表2限值要求。

改造過程中，通過改變生化、硝化、反硝化生物脫氮系統(tǒng)，調(diào)整超濾膜的結(jié)構(gòu)形式，增加了納濾和反滲透系統(tǒng)，將生物脫氮和物理過濾相結(jié)合，保證了總氮效果。采用混凝沉淀對膜處理的濃縮液進行預(yù)處理，經(jīng)濟合理地解決了濃縮液回灌過程中重金屬富集的問題。

該改造項目工藝流程先進，出水水質(zhì)穩(wěn)定，達標(biāo)排放，可供其它填埋場滲濾液處理提標(biāo)改造借鑒。

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doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2015.01.024

中圖分類號：X703

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1008- 553X（2015）01- 0085- 04

收稿日期：2014- 07- 11

作者簡介：鄭偉俊（1959-），男，江蘇常州人，工程師，主要從事垃圾滲濾液處理研發(fā)及工程施工管理工作，0519- 85125884，13861221800，zhengweijun@jswelle.com。

Upgrading and Reconstruction Project Case in Liyang Landfill Leachate Treatment Station

ZHENG Wei-jun1, ZHU Wei-bing1, TU Yong2, WU Hai-suo2, LI Yue-zhong1
（1.Jiangsu WELLE Environmental Co.,Ltd., Changzhou 213125，China 2.Jiangsu Provincial Academyof Environmental Science, Nanjing 210036，China）

Abstract:Liyang landfill leachate treatment station was doing upgrading and reconstruction by adopting two- stage biochemical MBR and NF/RO system combined process to treat leachate to satisfy the requirements of neweffluent standard. The quality of effluent is stable and can reach the limit requirements of table 2 in Pollution Control on the Landfill Site of Municipal Solid Waste (GB16889- 2008).

Key words:Landfill leachate; simulataneous nitrification denitrification(SND); upgradingand reconstruction