垃圾渗滤液高浓度难降解处理方法

Posted 2023-01-14 系统

篇首语：临文乍了了，彻卷兀若无。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了垃圾渗滤液高浓度难降解处理方法相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

　　保定某生活垃圾填埋场于2001年建成并投入使用，预计使用年限15 a。该垃圾填埋场设计总库容372万m3，日处理垃圾1 000余m3，局部垃圾填埋厚度已达20多m。在垃圾填埋处理过程中，场区产生了大量垃圾渗滤液，其中不但含有多种有毒有害污染物，还含有大量难降解有机物，若处理不当会给周围环境造成很大的危害。为了避免垃圾填埋产生二次污染，同时减少垃圾填埋降尘喷淋时的优质水取用量，采用中温厌氧/生物脱氮/MBR/NF/RO组合工艺对垃圾渗滤液进行处理，并将处理出水回用于场区降尘等杂用用途，为场区污染零排放奠定了基础。

　　1 进水水质和排放标准

　　该垃圾填埋场采用厌氧填埋工艺，渗滤液水质波动幅度大、浓度高且可生化性较差，根据建设方提供的水质数据，并结合其他相似工程的进水水质状况〔1, 2〕，对渗滤液处理站进水水质采取保守设计;同时，要求处理后的出水水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)相应标准，其主要指标的进水水质及出水标准见表 1。

2 工艺流程
　　
目前国内外见诸报道的以膜工艺为核心的渗滤液处理技术，取得了较好的处理效果〔3, 4〕。结合该垃圾处理项目渗滤液产量及水质实际情况，采用中温厌氧/两级生物脱氮/MBR/NF/RO组合工艺对垃圾渗滤液进行处理，该渗滤液处理工艺流程见图 1。

　　来自垃圾填埋场的渗滤液自流进入调节池，在调节池中均化水量水质;之后，由潜污泵提升进入中温厌氧反应器，可分解渗滤液中的大部分有机物，CODCr、BOD5得到初步降解，并提高渗滤液的可生化性;出水自流进入两级脱氮系统，经过反硝化—硝化—再反硝化—再硝化的系列反应，将水中高浓度的氨氮转化为硝态氮最后转化为氮气排除，同时有机物也得到大幅降解(为提高脱氮效果，设置硝化液回流系统);完成脱氮的渗滤液自流进入浸没式MBR系统，通过MBR系统中生物降解和膜过滤的综合作用，进一步去除渗滤液中难降解有机物及大部分悬浮物，以满足NF系统的进水要求;MBR出水经自吸泵输入NF系统，将大部分CODCr、BOD5、二价离子及色度截留;NF系统后设置反渗透系统，滤除纳滤系统无法截留的一价盐离子以及剩余的氨氮、CODCr、BOD5等污染物，同时将渗滤液色度进行脱除。出水水质优于《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB 16889—2008)，可将其回用于场区除尘等杂用用途。

　　厌氧系统产生的沼气输送至场区沼气发电站。MBR系统和反渗透系统产生的浓缩液回流至调节池再处理。渗滤液处理系统产生的剩余污泥经浓缩脱水后输送至垃圾填埋场进行卫生填埋处理。

　　3 工程设计

　　3.1 调节池

　　根据建设方实测水量数据，并考虑未来垃圾填埋量，该垃圾渗滤液处理规模按150 m3/d算。

　　由于垃圾渗滤液水量水质不均匀，综合考虑经济、地形条件，设计调节池有效容积150 m3，有效水深4.5 m，停留时间为24 h，以保障后续处理系统稳定运行。为避免调节池内部产生死角以及固体颗粒沉淀，在调节池对角设置推进式潜水搅拌器2台，功率为5.5 kW;调节池末端设置渗滤液提升泵(Q=7.5 m3/h，N=2.2 kW)，1用1备。调节池设置池盖以避免雨水混入并防止臭气扩散。

　　3.2 中温厌氧系统

　　设钢制外保温中温厌氧反应器1座，尺寸为D 8.6 m×10 m，有效容积为300 m3，停留时间为48 h，内置纤维填料层。进水通过在厌氧反应器底部的环形开孔布水管布水，布水管面向池底开孔，每10 cm开1个直径为8 mm的孔洞，每相邻两个孔洞之间呈45°角。配置厌氧循环管道泵(Q=108 m3/h，N=7.5 kW)，1用1备。配套换热装置(热源为垃圾填埋场区集中供热系统)，以保障中温厌氧系统在寒冷季节的生化反应效率。

　　3.3 脱氮系统

　　考虑渗滤液高氨氮的水质特点，设计反硝化前置的两级硝化反硝化脱氮系统，渗滤液重力自流依次通过由一级反硝化池、一级硝化池、二级反硝化池、二级硝化池串联组成的脱氮系统，各池参数及配套主要设备见表 2。

脱氮系统的内回流系统将二级硝化池消化液回流到一级反硝化池，一方面稀释脱氮系统的进水，另一方面利用渗滤液中溶解性碳源进行反硝化，从而实现生物脱氮和除碳的双重目的。反硝化池内设潜水式搅拌器进行混合搅拌，使渗滤液和活性污泥充分接触和混合，同时保证池内溶解氧低于1.5 mg/L，维持良好的脱氮环境。

3.4 MBR系统

　　浸没式MBR装置置于室内的膜处理车间，处理水量按7.5 m3/h设计，另外，配套鼓风机(Q=2m3/min，N=5.5 kW)为膜组件供气。该MBR系统设计及运行参数见表 3。

膜分离液通过抽吸泵(Q=7.5 m3/h，N=0.75 kW，1用1备)排出，浓液通过回流泵(Q=37 m3/h，N=2.2 kW)排入污泥浓缩系统。

3.5 NF系统

　　NF系统与MBR系统统一置于室内的膜处理车间，NF装置2套，其型号为JL-NF-09，处理水量为7.5 m3/h，配套循环泵(Q=7.5 m3/h，N=1.5 kW)1用1备，增压泵(Q=4.0 m3/h，N=4.0 kW)1台，化学清洗系统(Q=17.5 m3/h，V=1 m3)1套，加药系统(Q=9.6 L/h，N=0.55 kW)2套。

　　3.6 RO系统

　　RO系统置于室内的膜处理车间，RO装置2套，其型号为JL-RO-09，处理水量为7.5 m3/h，配套供水泵(Q=7.5 m3/h，N=0.75 kW)1用1备，增压泵(Q=7.5 m3/h，N=18.5 kW)1台，清洗系统(Q=18 m3/h，V=1 m3)1套，加药系统(Q=4 L/h，N=0.02 kW)3套。

　　3.7 出水池

　　出水池为钢筋混凝土结构，主要用于储存RO装置出水，对已达到国家排放标准的出水，可直接达标排放也可以回用于填埋场区，有效容积75 m3。

　　3.8 辅助构筑物

　　辅助构筑物主要包括污泥脱水系统、膜系统清洗池、中控室和化验室等。

　　污泥脱水系统包括地上式钢筋混凝土结构污泥浓缩池(3.0 m×3.0 m×6.8 m)1座，污泥提升泵(Q=15m3/h，N=2.2 kW)1用1备，污泥脱水系统(Q=4 t/h)1套，污泥脱水加药系统(流量可调0～1 m3/h)1套。

　　膜处理车间、中控室、化验室、药库等合建为综合处理工房，外形尺寸为26.7 m×8.1 m×5.4 m，框架结构，地上一层。

　　4 运行效果

　　本渗滤液处理工程于2013年4月正式投产以来主要指标的运行监测数据见表 4，出水水质均达到了设计标准。

5 经济分析
　　
本渗滤液处理工程总投资约1 209万元，其中设备购置费968万元，土建工程费用141万元，安装及调试费用58万元，其他费用42万元。本项目耗电量0.8 kW·h/m3，耗水量0.04 m3/m3。按年运行365 d、人均工资4万元/a计，渗滤液处理费用为23.24元/m3，主要费用情况见表 5。。

　　6 结论

　　采用中温厌氧/两级生物脱氮/MBR/NF/RO系统组合工艺处理渗滤液，各系统分工明确，能够大幅削减碳排放;同时，具有抗冲击负荷能力高、污泥龄长、容积负荷高、污泥产量低、出水水质好等优点。目前垃圾渗滤液处理系统运行稳定，出水水质能够达到《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB 16889—2008)，可以回用于场区杂用，是场区实现污染零排放的关键措施。