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      垃圾滲濾液處理實例

      • 發布日期: 2017-11-18

      衛生填埋是目前國內外應用最廣泛的城市垃圾處置方式,填埋垃圾中有機物質分解產生的水和垃圾中的游離水、降水以及滲入的地下水,通過淋溶作用形成的垃圾滲濾液〔1〕,是一種含高濃度氨氮和難降解有機物、成分十分復雜、危害性大的廢水〔2〕,廢水中還含有重金屬和有毒污染物,如不妥善處理會對周圍環境及地下水造成嚴重污染。

      山西某固廢處置中心主要負責城市生活垃圾處理工程,填埋庫容為320萬m3,處理量為400 t/d。初建時,該固廢處置中心的滲濾液未設置廢水處理裝置,主要通過導排管收集排入調節池,后回噴至填埋場。隨著垃圾滲濾液的逐年增加,回灌工藝已無法對滲濾液進行有效處理,生活垃圾填埋場需增設廢水處理裝置,以達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 16889—2008)排放要求。

      1 水質與水量

      根據建設方提供資料、現場考察和處理后的有關要求〔3〕,經建設方確認后,設計水質和排放要求如表 1所示。滲濾液處理站的設計規模確定為100 m3/d,運行時間為24 h。

      垃圾滲濾液.處理實例

      2 工藝流程及特點

      垃圾滲濾液廢水成分復雜,其水質水量因填埋垃圾組成、規模大小、填埋方式、埋齡以及季節的不同會出現很大的差異,一直是工業廢水處理的難點。滲濾液的處理技術主要有物化法、生化法以及土地處理。目前,滲濾液的處理以生物法為主,處理效果較好的生物法主要有好氧處理、厭氧處理及好氧-厭氧結合的方法。研究表明,厭氧-好氧組合工藝處理垃圾滲濾液是一種經濟、有效的方法〔4〕,既能充分發揮厭氧生物法的優點,又能達到很好的生物脫氮效果。生化處理后廢水中的COD多為難降解有機物,反滲透技術可進行有效的深度處理〔5〕,確保出水水質穩定達標。結合工程實際情況綜合評估后,確定采用物化—生化—反滲透工藝處理該工程產生的垃圾滲濾液,設計主要工藝流程如圖 1所示。

      垃圾滲濾液.處理實例

       圖 1 廢水處理工藝流程

      垃圾滲濾液中SS較高,通過絮凝沉淀可對SS進行有效去除。選用聚合氯化鋁(PAC)作為絮凝劑,為去除滲濾液中含有的重金屬,同時投加石灰乳。廢水由提升泵泵入管道混合器使藥劑和滲濾液充分混合,之后流入沉淀池進行泥水分離。

      沉淀池上清液由管道泵泵入升流式厭氧反應器(UASB),內設氣、固、液三相分離器。待處理的廢水從反應器底部進入配水系統,與污泥床中的污泥進行混合接觸,污泥中的微生物分解廢水中的有機物,轉化為沼氣,經三相分離器將沼氣收集并分離出反應器,污泥沉淀后返回污泥床,出水經溢流堰排除。UASB可大幅度去除廢水中的有機物,減輕后續處理構筑物的處理負荷,減少工程投資。

      厭氧出水經收集系統自流入好氧生化系統:SBR反應池+外置式膜生化反應器(MBR)。

      SBR生化池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,無污泥回流系統。MBR是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術,利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住,使得系統內維持較高的微生物濃度,從而提高了反應裝置對污染物的整體去除效果,去除滲濾液中難降解的有機物和氨氮;并且該反應器可實現水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)分別控制,運行操作更加靈活。

      MBR分為內置式和外置式兩種。外置式MBR采用錯流式管式超濾膜,每條超濾環路設有循環泵,可使活性污泥在膜管中形成紊流狀態,從而避免了污泥在膜管中的堵塞,因此選用外置式MBR。

      為使出水能穩定達標,強化排水安全防護,方案最后設置了反滲透(RO)系統,其在壓力驅動下,借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質與溶劑分開,是有效的深度處理方式。反滲透裝置會產生20%~25%的濃縮液,濃縮液具有不可降解污染物濃度高、難處理等特點,處置不當會產生二次污染,考慮到本地區蒸發量大于降雨量的特點,可將濃縮液通過現有回噴系統回噴至垃圾堆體,不外排。

      2.1 預處理工藝

      調節池:滲濾液經導排管收集輸送到調節池,進行水質水量的調節。調節池利用填埋場現有構筑物,為有效地阻止臭氣自由揮發給大氣造成污染,減少雨水流進池內,減少污水的處理量,在滲濾液調節池上安裝浮蓋膜,浮蓋采用2.0 mm厚的HDPE膜,通過焊接成為覆蓋膜整體。調節池為鋼筋混凝土結構,共2座,尺寸為30 m×15 m×6 m,有效容積為4 750 m3,配備50GW10-10-0.75型號提升泵2臺(1用1備),同時調節池內沿池壁四周設置閉路氣體收集管系統,用于收集污水產生的氣體,然后高空排放。

      混凝反應裝置:均質后的滲濾液經提升泵流經管道混合器,與藥劑混合均勻后流入豎流沉淀池進行固液分離,在廢水流經管道混合器前通過加藥裝置分別計量投加PAC和石灰。配備DN 50管道混合器1臺;80 L的加藥裝置2臺,D 1.4 m×1.0 m加藥罐2個,ACS602型號加藥泵2臺,分別用于投加PAC和石灰。

      沉淀池:選用豎流式沉淀池,中心進水管進水,由周邊出水,靠空氣壓力進行排泥。沉淀池是預處理的重要組成部分,主要去除廢水中細小的懸浮物、膠體污染物質和重金屬。雙面搪瓷結構,共1 座。尺寸為3.82 m×4.2 m,有效容積為34 m3,HRT 為5 h,配備50GW10-10-0.75型號污泥泵1臺,50GW10-10-0.75型號管道泵2臺(1用1備)。

      2.2 生化處理工藝

      UASB反應器:沉淀池出水泵入升流式厭氧反應器UASB,厭氧將原污水中非溶解性有機物轉變為溶解性有機物,將難降解的有機物轉化為易生物降解的有機物,提高廢水的可生化性。地上式,雙面搪瓷結構,共1座。設計處理流量5 m3/h,容積負荷2.29 kg/(m3·d),平面尺寸D 6.11 m×8.4 m,HRT 55 h,配備50GW10-10-0.75型號內循環泵1臺,用于污泥循環。

      SBR反應池:厭氧處理后滲濾液自流入SBR生化池。由鼓風曝氣機間歇式曝氣,曝氣4 h,停曝2 h,循環進行。雙面搪瓷結構,共1座。尺寸為D 4.58 m×4.2 m,HRT 為 14 h,配備SBR曝氣裝置1套,50GW10-10-0.75型號回流泵1臺,將MBR反應器的污泥回流至SBR反應池。

      外置式MBR反應器:MBR采用膜組件進一步去除廢水中的有機物,強化生物反應。膜組件采用單排式膜架,尺寸為1.73 m×0.875 m×2.3 m,反應器采用中空纖維超濾膜,底部設有孔管,孔徑為3 mm,用以沖洗膜和曝氣。玻璃鋼結構,共1座。尺寸為3 m×3 m×3 m,容積為22 m3,HRT為4.5 h,配備膜組件1組,膜面積共計125 m2。

      2.3 污泥處理工藝

      污泥濃縮池可有效降低污泥含水率,從而大大降低污泥的體積,降低后續處理的負荷,但濃縮的污泥含水率仍然較高,需進行污泥脫水。沉淀池、厭氧池、MBR產生的污泥經管道收集排入污泥池,濃縮處理后的污泥經板框壓濾機脫水后外運到填埋場填埋,壓濾液、濃縮池上清液回流至調節池再處理。玻璃鋼結構,共1座。污泥處理量為1 m3/h,尺寸為3 m×3 m×3 m,濃縮時間為10 h,配備50GW10-10-0.75型號污泥泵2臺(1用1備)。

      2.4 深度處理工藝

      RO系統:生化處理后的廢水進入RO系統,進一步純化廢水。設計采用RO-40型反滲透裝置1套,包括:提升泵、保安過濾器、高壓泵、反滲透組件、配套儀表、閥門、管件及本體組架以及加藥、清洗設備等。配備80 L的加藥裝置1臺,D 1.4 m×1.0 m加藥罐1個,ACS602型號加藥泵1臺,用于投加鹽酸。

      清水池:MBR出水由自吸泵提升至清水池。清水池內設置1臺反沖洗水泵,用于MBR和反滲透裝置的沖洗以及加藥罐的用水。玻璃鋼結構,共1座。平面尺寸為 3 m×3 m×3 m,配備CDL4-30型號反沖洗泵2臺(1用1備),CDL4-4型號自吸泵2臺(1用1備)。

      2.5 控制系統

      2.5.1 PLC自控系統

      整個系統采用“集中監測、分散控制”的方式。工業控制計算機作為中央操作工作站,用1臺工控機和DCS組態軟件組態。根據工藝要求,控制系統的控制范圍是:廢水生化處理系統(加藥系統、各類水箱、各類水泵及故障監控等)。

      2.5.2 控制間

      控制間內設置PLC自控系統、配電柜、水質監測儀、反滲透出水監測儀,控制和監測水質的變化情況。輕鋼結構,共1間。平面尺寸為2.7 m×10 m×3.0 m。

      3 運行效果

      工程調試及運行結果表明,系統運行穩定,出水水質達到了《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889—2008)排放標準。處理達標后的中水,部分送至廢物廠綜合利用,剩余部分回用于垃圾填埋場生產用水(包括填埋區抑塵灑水、道路灑水、洗車用水)和廠區綠化用水。工藝各單元COD和NH3-N處理效果如表 2所示。

      垃圾滲濾液.處理實例

      4 成本分析

      工程總投資799.99萬元,其中土建工程118.35萬元,設備和材料費用537.08萬元,其他114.56萬元。運行成本為:人工 8元/t,電費5元/t,藥劑費0.615 4元/t,膜更換費用0.783 8元/t,合計噸水運行費用14.40 元。

      5 結 論

      生化法輔助絮凝沉淀預處理和反滲透深度處理可有效去除垃圾滲濾液中的污染物,可達到回用相關標準,并具有適應性強、效果明顯、運行穩定的優勢。該工程運行后,大大減輕了該項目對周邊環境的影響,具有顯著的環境效益、社會效益和較好的經濟效益。

      低能耗、高負荷的UASB與SBR相結合的處理工藝是有效去除垃圾滲濾液中有機物及氨氮的方式,是該系統工藝的主體處理工藝。

      滲濾液廢水在生化蒸發階段會產生一定的有害氣體及臭味,對大氣環境有一定的影響。

      該系統采用PLC自控系統,自動化程度高,操作簡單,管理方便,可實現自動遠程控制,該工藝靈活性好,占地面積小,易于在土地面積有限的廠區推行。

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