垃圾填埋场渗滤液处理工艺1、渗滤液处理工艺比选1.1 垃圾渗滤液的水质特点国内的垃圾填埋场主要以生活垃圾填埋为主,而且主要是以垃圾混合 收集和 混合填埋的方式进行,垃圾的组成成分复杂,所以垃圾渗滤液水质 具有高、杂、 变、难的特点木项目中填埋场己经进入中老龄,渗滤液水 质既具有填埋场渗滤 液的普遍性特点,又具备中老龄填埋场渗滤液的变化 特征1)污染物浓度高垃圾渗滤液的有机污染物浓度相当高一般新建垃圾填埋场垃圾渗滤 液的 CODcr 指标均会在 10000mg/l 以上,相比较常规的生活污水其污染物 浓度是其 20~80 倍木项目为中老龄填埋场渗滤液,因为垃圾填埋堆体底 部形成的矿化垃 圾层对有机污染物的降解作用,渗滤液有机污染物浓度显 著降低,可生化性变 差2)渗滤液组成成分复杂垃圾渗滤液组成成分复杂,其中含有大量有机酸、可溶性脂肪酸、氨 氮、蛋 白质、酚类物质、各种溶解盐、重金属离子和其它有机污染物3)氨氮及总氮浓度高由于国内收运的垃圾中含有较多的含氮有机质垃圾,所以填埋场渗滤 液中氨 氮和总氮浓度会特别高;而且会随着垃圾填埋龄限的增长逐步增 高一般新建的 垃圾填埋场产生的渗滤液中氨氮浓度会在 500〜1500mg/L 之间,总氮略高于氨 氮;中老龄填埋场渗滤液中氨氮浓度会上升到 1500mg/L〜2000mg/L 以上,沿海 等特殊地区可达到2500mg/L以上,总氮有可能突破3000mg/Lo相比排放标准及 其他水质,渗滤液的氨氮和总氮浓 度高是最显著的特点。
4)随着气候及填埋年限的变化大 随着降雨量的变化,产生的垃圾渗滤液的水质也会受到很大的影响; 不同填埋场由于垃圾的性质、垃圾填埋量等不同,产生的渗滤液水质具有 较大的 差异,有机污染物浓度的浓度可相差十几倍以上;即使是在同一填 埋场内,其渗 滤液水质也随着填埋年限的长短呈现较大的差异5)处理难度大 基于以上水质特点,垃圾渗滤液一直被公认为水处理行业中最难处理 的废水 之一而中老龄填埋场的渗滤液,由于可生化性差,碳氮比严重失 衡,其处理难 度比新建填埋场产生的渗滤液处理难度更高1.2工艺的基本要求 根据渗滤液水质特点分析,对选择的处理工艺有如下要求: 1、具有较强的抗冲击负荷能力2、对于高氨氮浓度具有针对性处理效果3、适应水质成分复杂的废水处理4、能保证出水水质的稳定5、能适应渗滤液水质水量变化6、在保证处理效果前提下尽量降低运行成本1.3Z艺比选1.3. 1渗滤液处理工艺由于渗滤液较高的污染物浓度和复杂的组成成分,单一的处理工艺不 可能满 足渗滤液处理的要求目前,常用一系列的工艺组合对渗滤液进行 处理采用保证 系统处理岀水水质的达标1、完全膜分离技术 在实际的工程应用中,对垃圾渗滤液进行简单的预处理后完全通过膜 系统对 其进行污染物的浓缩分离,形成一部分的水质较好的清液,目前使 用较多的主要 有DTRO工艺。
但由于膜系统运行过程中的影响因素很多,包括进水的水质浓度、进 水的温 度、含盐量、运行管理的水平等,所以完全膜分离技术难以保证系 统的稳定运行尤其是在冬季水温较低的情况下,膜通量会下降很大,系 统基木不能运行其次,由于膜系统进水浓度较高,其运行压力也非常的高,一般都在 60bar以上,较高的会达到 lOObar 以上;同时由于膜分离对氨氮等小分子 物质难以取 得较好的截留效果,所以完全膜分离技术的出水氨氮浓度要稳 定达标还需要结合些其他措施2、膜生物反应器+膜深度处理技术 在目前垃圾渗滤液处理行业中,膜生物反应器+膜深度处理技术己经 成为一 级排放标准下的主流工艺,目前运用较多的主要有 MBR+NF/RO 工 艺MBR (包括•生化系统和超滤膜系统)与纳滤系统、反渗透系统的不同工艺 组合,可以使渗滤液处理岀水水质达到一些较高的排放标准要求 MBR 工艺通过 超滤膜对生物菌体的完全截留保证生化系统能具有相当高的 污泥浓度,实现水力 停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,保证了各种世代周期较长的微生 物能在系统内大量繁殖这种数量巨大、生物 相繁多的生物反应器可以保证对各 种复杂水质成分污水的处理效果,同时 具有较强的抗冲击负荷能力。
MBR 系统的产水己经具有了比较好的水质条件,再进入膜深度处理系 统对其 中的大分子污染物进行有效截留深度膜处理系统的出水水质可以 达到相关排放 标准的要求对 MBR+NF/R0 和 DTROI 艺进行比较,可以得出:分项 MBR+NF/RO DTRO 处埋效果达标达标分项 MBR+NF/RO DTR0 占地而积较少更少抗污染性能较强更强运停要求生化不能停可灵活启停运行情况—年四季稳定运行冬季不能运行污染物去除生物去除口填口70%80%膜损坏可能节点少,不易渗漏节点多,易渗漏投资较高(6~9万/t)更高(厂12万/t)运行费用相同、电费较高相同、药剂、膜费较高清洗周期r个月—周市场认同度普遍般4. 3.2各工艺段的比选根据比较和分析并结合渗滤液的水质特点,确定木工程选用膜生物反 应器+ 膜深度处理的主体工艺1、生化工艺根据不同污水的水质特点,MBR工艺中生化部分可以选择多种工艺形式对 处理对象以有机污染物为主而不存在氨氮去除任务的废水,常采用 传统活性污泥 法或生物接触氧化法作为生化处理工艺,对于污染物浓度高 的废水还可以采用厌 氧工艺进行前处理而对于垃圾渗滤液这种氨氮和总氮浓度较高的废水,必须采用硝化/ 反硝化 为主的生物脱氮工艺。
针对木项目的岀水水质要求,结合当前最新 的技术,设计 生化系统采用两级A/0设计,一级A/0系统中充分利用污水中原有有机碳源进行 生物脱氮,二级A/0中利用外部投加碳源增强系统对总氮的去除效果,保证MBR 产水的总氮接近达标;进而保证两级纳滤产水 能稳定达标2、膜深度处理工艺 膜深度处理工艺主要采用两级纳滤及辅助的物料膜处理工艺在 MBR 产水中 总氮能接近达标的情况下,两级纳滤产水能稳定达标再利用物料 分离膜对一级 纳滤的浓缩液进行处理,浓缩其中的腐植酸和胶体;物料膜 产水回到生化系统, 物料膜浓缩液作为最终浓缩液单独处理2、工艺流程设计及说明2. 1工艺流程图冷却换热系统—100m7h■外部碳源投加MBR系统—级 反硝化MBR系统—级 硝化渗滤液调节池时 袋式过滤器—1 小\r174m7d剩余污泥MBR系统—级反硝化MBR系统一级硝化174m7d8倍以上硝化液回流均匀回灌 到填埋场污泥池二级纳滤系统10m7d浓缩液罐<10m7d均匀回灌 到境埋场W 2.2 工艺流程说明设计木项目采用“外置式MBR (两级A/0+管式超滤)+两级纳滤/物料 膜”的主体工艺,具体如下:渗滤液经收集后进入到渗滤液调节池,再通过泵提升后经过 0. 4mm 过 滤精度的袋式过滤器后进入生化系统。
生化系统主要由两级 硝化反硝化及超 滤系统组成由于在射流循环、硝化液回流等过程中 形成的完全混合作用, 所有系统可看作一个整体其中硝化罐向管式超滤系统进水、硝化液冷却回 流、射流循环需要通过泵提升完成,其余全部自流MBR系统的硝化液回流 主要通过硝化液回流泵完成;管式超滤系统浓液向反硝化池的回流,在超滤 循环压力作用下完成 MBR 系统的生化池是有机污染物降解的主要场所在 微生物作用下,有机物分解转化为CO:、H: 0等小分子物质;NHs和总氮 物质经过水解、硝化、反硝化的作用过程最终转化为N?排放到空气中;其它 一部分有机物质分解和吸收被微生物利用进行增殖,并最终以生化剩余污泥 的形式排出系统两级 A/0 工艺主要是针对渗滤液中氨氮浓度高,出水标 准 中氨氮和总氮要求高的特点,通过在第二级 A 池内补偿碳源以强化 生化脱氮 以保证最终产水达标硝化液在管式超滤系统循环压力作用 下形成一部分超 滤产水,压力作用下自流进入超滤清液箱在 MBR 系 统形式保证高污泥浓 度、高污泥量的条件下,系统对有机污染物的去 除率在 95%以上;强化生物 脱氮作用下,系统对氨氮去除率保证在 98. 5%以上,总氮去除率在98%以上。
针对 MBR 系统正常运行需要,设 置冷却系统和泡沫预警系统等辅助设施冷 却系统主要是为维持生化 系统 36°C 左右的运行温度由于厌氧产水温度 较高,而好氧生化系统在处理过程会产生大量生化热能;如不进行冷却则好 氧生化系统会因温度不断升高而导致微生物过热死亡泡沫预警系统主要是 在生化系统不稳定,泡沫大量产生的情况下通过对溢流泡沫进入泡沫池形成 液位高度的测定,在自控上实现报警和降低曝气量等控制措施,并提醒操作 管理人员行消泡经过 MBR 工艺处理后的污水中可生化降解物质已基本去除,剩余 物质 主要为难降解有机物,无法再通过一般的生化方法进行处理本方案设计采 用两级纳滤+物料分离膜处理技术对其进一步处理MBR岀水进入一级纳滤 系统,其核心是在通过美国陶氏化学公司的抗污染纳滤膜,在13bar左右的 压力下对污水进行浓缩分离纳滤采用浓水内循环两段式系统,回收率保证 在82%以上一般情况下,纳滤产水可以满足岀水水质要求,达标排放一 级纳滤系统浓缩液进入物料分离膜系统,通过物料膜的分离作用将浓缩液中 的腐植酸、胶体等大分子物质提取岀来形成最终的浓缩液,物料膜产水中剩 余小分子物质和盐分,可回到生化系统中继续处理。
通过该设计,可以最大 程度上减少 浓缩液产量,提高系统的清液产率,最终可到 93. 3%以上特殊情况下,利用第二级纳滤系统对一级纳滤产水进行处理,进一步提高产品水质量二级纳滤产水达标排放,浓缩液可回到一级纳滤的前端继续 处理物料膜系统产生的最终浓液可通过垃圾表而回喷等方式进行处 理,也可用于荒山绿化处理系统运行中,会产生一定量剩余活性污泥,为避免引起二次污染,需对其进行无害化处理生化系统产生的剩余污泥定期定量排入污泥池污泥采用叠螺脱水的方式进行脱水固化,干泥含水率小于 80%再进入填埋区卫 生回填;脱水清液回到生化系统中继续处理直至 达标排放由于整套系统都采用密闭容器形式,所有只有很少量的污水本身 的恶 臭气体散出,对周围环境影响不大而在系统运行中主要产生的气体为生化 产生的C02气体、硝化反硝化产生的弘气体等,两种气体均为空气中的固有 成分,对环境基本无影响根据计算,设计水质条件下,以上系统设计将保证系统的总产品水回收 率在 93%以上,且系统产水稳定达到《生活垃圾填埋污染控制 标准》(GB16889-2008)中表2标准的要求。