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        2. 方案中心

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          垃圾滲濾液高濃度難降解處理技術方法

                保定某生活垃圾填埋場于2001年建成并投入使用,預計使用年限15 a。該垃圾填埋場設計總庫容372萬m3,日處理垃圾1 000余m3,局部垃圾填埋厚度已達20多m。在垃圾填埋處理過程中,場區產生了大量垃圾滲濾液,其中不但含有多種有毒有害污染物,還含有大量難降解有機物,若處理不當會給周圍環境造成很大的危害。為了避免垃圾填埋產生二次污染,同時減少垃圾填埋降塵噴淋時的優質水取用量,采用中溫厭氧/生物脫氮/MBR/NF/RO組合工藝對垃圾滲濾液進行處理,并將處理出水回用于場區降塵等雜用用途,為場區污染零排放奠定了基礎。
           

          1、進水水質和排放標準

                該垃圾填埋場采用厭氧填埋工藝,滲濾液水質波動幅度大、濃度高且可生化性較差,根據建設方提供的水質數據,并結合其他相似工程的進水水質狀況,對滲濾液處理站進水水質采取保守設計;同時,要求處理后的出水水質達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 16889—2008)相應標準,其主要指標的進水水質及出水標準見表 1。

          2、工藝流程
           

                目前國內外見諸報道的以膜工藝為核心的滲濾液處理技術,取得了較好的處理效果。結合該垃圾處理項目滲濾液產量及水質實際情況,采用中溫厭氧/兩級生物脫氮/MBR/NF/RO組合工藝對垃圾滲濾液進行處理,該滲濾液處理工藝流程見圖 1。

                來自垃圾填埋場的滲濾液自流進入調節池,在調節池中均化水量水質;之后,由潛污泵提升進入中溫厭氧反應器,可分解滲濾液中的大部分有機物,CODCr、BOD5得到初步降解,并提高滲濾液的可生化性;出水自流進入兩級脫氮系統,經過反硝化—硝化—再反硝化—再硝化的系列反應,將水中高濃度的氨氮轉化為硝態氮最后轉化為氮氣排除,同時有機物也得到大幅降解(為提高脫氮效果,設置硝化液回流系統);完成脫氮的滲濾液自流進入浸沒式MBR系統,通過MBR系統中生物降解和膜過濾的綜合作用,進一步去除滲濾液中難降解有機物及大部分懸浮物,以滿足NF系統的進水要求;MBR出水經自吸泵輸入NF系統,將大部分CODCr、BOD5、二價離子及色度截留;NF系統后設置反滲透系統,濾除納濾系統無法截留的一價鹽離子以及剩余的氨氮、CODCr、BOD5等污染物,同時將滲濾液色度進行脫除。出水水質優于《生活垃圾填埋場污染物控制標準》(GB 16889—2008),可將其回用于場區除塵等雜用用途。

                厭氧系統產生的沼氣輸送至場區沼氣發電站。MBR系統和反滲透系統產生的濃縮液回流至調節池再處理。滲濾液處理系統產生的剩余污泥經濃縮脫水后輸送至垃圾填埋場進行衛生填埋處理。

          3、 工程設計 
           

          3.1 調節池

                根據建設方實測水量數據,并考慮未來垃圾填埋量,該垃圾滲濾液處理規模按150 m3/d算。

                由于垃圾滲濾液水量水質不均勻,綜合考慮經濟、地形條件,設計調節池有效容積150 m3,有效水深4.5 m,停留時間為24 h,以保障后續處理系統穩定運行。為避免調節池內部產生死角以及固體顆粒沉淀,在調節池對角設置推進式潛水攪拌器2臺,功率為5.5 kW;調節池末端設置滲濾液提升泵(Q=7.5 m3/h,N=2.2 kW),1用1備。調節池設置池蓋以避免雨水混入并防止臭氣擴散。

          3.2 中溫厭氧系統

                設鋼制外保溫中溫厭氧反應器1座,尺寸為D 8.6 m×10 m,有效容積為300 m3,停留時間為48 h,內置纖維填料層。進水通過在厭氧反應器底部的環形開孔布水管布水,布水管面向池底開孔,每10 cm開1個直徑為8 mm的孔洞,每相鄰兩個孔洞之間呈45°角。配置厭氧循環管道泵(Q=108 m3/h,N=7.5 kW),1用1備。配套換熱裝置(熱源為垃圾填埋場區集中供熱系統),以保障中溫厭氧系統在寒冷季節的生化反應效率。

          3.3 脫氮系統

                考慮滲濾液高氨氮的水質特點,設計反硝化前置的兩級硝化反硝化脫氮系統,滲濾液重力自流依次通過由一級反硝化池、一級硝化池、二級反硝化池、二級硝化池串聯組成的脫氮系統,各池參數及配套主要設備見表 2。

           

                 脫氮系統的內回流系統將二級硝化池消化液回流到一級反硝化池,一方面稀釋脫氮系統的進水,另一方面利用滲濾液中溶解性碳源進行反硝化,從而實現生物脫氮和除碳的雙重目的。反硝化池內設潛水式攪拌器進行混合攪拌,使滲濾液和活性污泥充分接觸和混合,同時保證池內溶解氧低于1.5 mg/L,維持良好的脫氮環境。

          3.4 MBR系統

                浸沒式MBR裝置置于室內的膜處理車間,處理水量按7.5 m3/h設計,另外,配套鼓風機(Q=2m3/min,N=5.5 kW)為膜組件供氣。該MBR系統設計及運行參數見表 3。

              

                膜分離液通過抽吸泵(Q=7.5 m3/h,N=0.75 kW,1用1備)排出,濃液通過回流泵(Q=37 m3/h,N=2.2 kW)排入污泥濃縮系統。

          3.5 NF系統

                NF系統與MBR系統統一置于室內的膜處理車間,NF裝置2套,其型號為JL-NF-09,處理水量為7.5 m3/h,配套循環泵(Q=7.5 m3/h,N=1.5 kW)1用1備,增壓泵(Q=4.0 m3/h,N=4.0 kW)1臺,化學清洗系統(Q=17.5 m3/h,V=1 m3)1套,加藥系統(Q=9.6 L/h,N=0.55 kW)2套。

          3.6 RO系統

                RO系統置于室內的膜處理車間,RO裝置2套,其型號為JL-RO-09,處理水量為7.5 m3/h,配套供水泵(Q=7.5 m3/h,N=0.75 kW)1用1備,增壓泵(Q=7.5 m3/h,N=18.5 kW)1臺,清洗系統(Q=18 m3/h,V=1 m3)1套,加藥系統(Q=4 L/h,N=0.02 kW)3套。

          3.7 出水池

                出水池為鋼筋混凝土結構,主要用于儲存RO裝置出水,對已達到國家排放標準的出水,可直接達標排放也可以回用于填埋場區,有效容積75 m3。

          3.8 輔助構筑物

                輔助構筑物主要包括污泥脫水系統、膜系統清洗池、中控室和化驗室等。

                污泥脫水系統包括地上式鋼筋混凝土結構污泥濃縮池(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備,污泥脫水系統(Q=4 t/h)1套,污泥脫水加藥系統(流量可調0~1 m3/h)1套。

                膜處理車間、中控室、化驗室、藥庫等合建為綜合處理工房,外形尺寸為26.7 m×8.1 m×5.4 m,框架結構,地上一層。

            4 運行效果

                本滲濾液處理工程于2013年4月正式投產以來主要指標的運行監測數據見表 4,出水水質均達到了設計標準。

           

          5、 經濟分析

                本滲濾液處理工程總投資約1 209萬元,其中設備購置費968萬元,土建工程費用141萬元,安裝及調試費用58萬元,其他費用42萬元。本項目耗電量0.8 kW•h/m3,耗水量0.04 m3/m3。按年運行365 d、人均工資4萬元/a計,滲濾液處理費用為23.24元/m3,主要費用情況見表 5。

             

          6、結論

                采用中溫厭氧/兩級生物脫氮/MBR/NF/RO系統組合工藝處理滲濾液,各系統分工明確,能夠大幅削減碳排放;同時,具有抗沖擊負荷能力高、污泥齡長、容積負荷高、污泥產量低、出水水質好等優點。目前垃圾滲濾液處理系統運行穩定,出水水質能夠達到《生活垃圾填埋場污染物控制標準》(GB 16889—2008),可以回用于場區雜用,是場區實現污染零排放的關鍵措施。

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