摘 要：介紹了我國(guó)的垃圾滲瀝液處理現(xiàn)狀，闡述了“厭氧+膜生物反應(yīng)器(MBR)+膜深度處理系統(tǒng)”的組合處理工藝。關(guān)鍵詞：垃圾焚燒發(fā)電廠;滲瀝液處理;中溫厭氧系統(tǒng);低能耗;膜生化反應(yīng)器;膜深度處理系統(tǒng)

生活垃圾焚燒發(fā)電廠屬于小型火力發(fā)電廠，文章針對(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電廠的滲瀝液處理工藝進(jìn)行分析，以利于提高滲瀝液處理工藝的合理性和高效性。

圖片來源與網(wǎng)絡(luò)

1 垃圾滲瀝液處理現(xiàn)狀

我國(guó)原生垃圾的主要特點(diǎn)是廚余物含量高、含水率高，故焚燒廠為提高熱值，通常將垃圾在貯坑中存放3～7天以瀝出水分。焚燒廠垃圾滲瀝液主要產(chǎn)生于垃圾貯坑，由垃圾在貯坑內(nèi)堆酵過程中瀝出的垃圾組分間隙水，有機(jī)質(zhì)腐爛生成水和部分分解吸附水組成。其與填埋場(chǎng)初期垃圾滲瀝液有很大的相似性，垃圾滲瀝液的產(chǎn)生量受進(jìn)廠垃圾的成分、水分貯存時(shí)間及天氣影響。其主要特征為：①有機(jī)物種類繁多，水質(zhì)復(fù)雜;②有機(jī)物含量高，在垃圾貯坑中由于揮發(fā)性酸的存在會(huì)產(chǎn)生較高的CODcr、BOD5，CODcr最高可達(dá)60000mg/L、BOD5最高可達(dá)35000mg/L;③氨氮含量高[1]。

由于對(duì)垃圾滲瀝液污染物成分及其污染水平的不了解，把垃圾滲瀝液作為一種高濃度有機(jī)廢水處理，建立了一批垃圾滲瀝液處理系統(tǒng)，氧化溝和傳統(tǒng)的好氧技術(shù)在這個(gè)時(shí)期應(yīng)用較為廣泛。但因其COD負(fù)荷過高，NH3-N負(fù)荷過高，曝氣量嚴(yán)重不足，滲瀝液所含堿度不能得到應(yīng)用，導(dǎo)致系統(tǒng)pH值過高，微生物生存條件喪失，處理后難以達(dá)到三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至難以連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

目前，國(guó)內(nèi)外滲瀝液處理工藝中，生化處理是主體，物化處理為預(yù)處理，膜處理為后續(xù)處理系統(tǒng)，而適合我國(guó)本土的垃圾滲瀝液處理工藝—“厭氧+膜生物反應(yīng)器(MBR)+膜深度處理系統(tǒng)”的組合工藝也得到了大范圍的成功應(yīng)用。

2 滲瀝液處理工藝的確定

在生化處理技術(shù)中，近年來興起的物理和生化相結(jié)合的膜生物反應(yīng)器(MBR)技術(shù)較為合理，其占地面積小，污泥負(fù)荷(F/M)低，剩余污泥量小，在國(guó)內(nèi)有較多處理垃圾滲瀝液的成功的工程實(shí)例，且越來越多占據(jù)著垃圾滲瀝液處理市場(chǎng)，但只能將COD降到500～1000mg/L，距出水指標(biāo)相距甚遠(yuǎn)，而且此時(shí)出水中污染物基本為難生物降解的污染物，為實(shí)現(xiàn)出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，必須采用納濾或反滲透或其組合工藝進(jìn)行深度處理。

根據(jù)目前全國(guó)各地建設(shè)的垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)、生活垃圾焚燒廠及生活垃圾綜合處理廠滲瀝液處理設(shè)施的試劑運(yùn)行情況，結(jié)合各方案的工藝特點(diǎn)對(duì)水質(zhì)波動(dòng)的適應(yīng)性、總投資及單位運(yùn)行成本等多方面進(jìn)行分析，經(jīng)過分析比較后，認(rèn)為“中溫厭氧反應(yīng)器+分體浸沒式膜生物反應(yīng)器+納濾(NF)”工藝組合處理法是建設(shè)工程優(yōu)選推薦方案。其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如下：適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝成熟可靠、技術(shù)先進(jìn);

工藝各段即相對(duì)獨(dú)立，又是一個(gè)有機(jī)整體，整套系統(tǒng)可做到全自動(dòng)化控制、無人值守;厭氧、MBR系統(tǒng)為低污泥產(chǎn)生工藝，少污泥或無污泥排放，在某種意義上真正實(shí)現(xiàn)了目前學(xué)術(shù)界正在研究的無污泥排放工藝，易于處理站運(yùn)行。

3 滲瀝液處理工藝流程

3.1 工藝流程說明

本工藝流程可分為以下幾個(gè)系統(tǒng)：①中溫厭氧系統(tǒng);②膜生化反應(yīng)器系統(tǒng);③膜深度處理系統(tǒng);④配套輔助系統(tǒng)。

3.2 主工藝流程如下

中溫厭氧系統(tǒng)+低能耗浸沒式膜生化反應(yīng)器+膜深度處理系統(tǒng)

(1)中溫厭氧系統(tǒng)：滲瀝液經(jīng)過調(diào)節(jié)池提升泵入?yún)捬醴磻?yīng)器。滲瀝液在厭氧狀態(tài)下，通過厭氧微生物的作用，使有機(jī)污染物依次完成水解、酸化、產(chǎn)氣等厭氧過程，使最終污染物絕大部分分解成甲烷氣體、水、氨氮、硫化氫、磷酸鹽、無機(jī)鹽等小分子物質(zhì)，為MBR系統(tǒng)提供較好的進(jìn)水條件。由于一年四季滲瀝液水質(zhì)水量變化很大，設(shè)計(jì)過程中必須考慮整個(gè)系統(tǒng)的適應(yīng)范圍，具有很強(qiáng)的耐負(fù)荷沖擊能力。

中溫厭氧系統(tǒng)由厭氧反應(yīng)器、換熱器、沼氣提純凈化裝置組成。入水形式采用UASB升流式，并設(shè)置內(nèi)循環(huán)，反應(yīng)器內(nèi)為半混合狀態(tài)，最上部為集氣區(qū)，向下依次為集水區(qū)、填料區(qū)、污泥區(qū)，最下部為布水區(qū)，經(jīng)布水器將進(jìn)入罐內(nèi)的滲瀝液均勻的分布于全罐，避免出現(xiàn)短流造成的厭氧生化處理不均勻。

(2)分體浸沒式MBR反應(yīng)器：MBR工藝由生化反應(yīng)器和超濾單元兩部分組成。

廢水的生物脫氮主要包括三個(gè)過程，即氨化、硝化、反硝化。硝化反應(yīng)：即廢水中的氨氮在好氧自養(yǎng)型微生物(統(tǒng)稱為硝化菌)的作用下被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程;反硝化反應(yīng)：即廢水中的亞硝酸鹽或硝酸鹽在缺氧條件下在反硝化菌(異養(yǎng)型細(xì)菌)的作用下被還原為氮?dú)獾倪^程。生化反應(yīng)器需采用前置反硝化，硝化后置，同時(shí)增加二級(jí)硝化反硝化。

本工藝的膜生物反應(yīng)器采用分體浸沒式超濾，完全實(shí)現(xiàn)了泥水分離，其處理主要工藝特點(diǎn)：高效固液分離，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)好而穩(wěn)定，可以完全去除SS，對(duì)細(xì)菌和病毒有很好的截留效果;污泥負(fù)荷(F/M)低，反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低，甚至可以達(dá)到無剩余污泥排放，從而節(jié)省污泥處理費(fèi)用和避免二次污染。

為降低能耗，硝化池內(nèi)曝氣采用微孔曝氣。在硝化池內(nèi)，通過高活性的好氧微生物作用，降解大部分有機(jī)污染物，同時(shí)將氨氮和有機(jī)氮氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽，超濾進(jìn)水兼有濃水回流的功能，即超濾進(jìn)水經(jīng)過超濾膜濃縮后，清液進(jìn)入下一處理系統(tǒng)，而濃縮液回流至反硝化池中，在缺氧的環(huán)境中，將硝酸鹽、亞硝酸鹽還原成氮?dú)馀懦?，從而達(dá)到脫氮的目的，反硝化池內(nèi)設(shè)液下攪拌裝置。

(3)納濾處理系統(tǒng)：滲瀝液經(jīng)過MBR生化系統(tǒng)處理后，出水無菌體和懸浮物，進(jìn)入膜深度處理系統(tǒng)。

膜是以一定的形式限制或傳遞組分，用來分開兩相的一薄層物質(zhì)，它可以是固態(tài)的或者液態(tài)的。膜技術(shù)作為一種先進(jìn)的、當(dāng)代新型的分離技術(shù)，是多學(xué)科交叉的產(chǎn)物，與傳統(tǒng)的分離技術(shù)比較，它具有高效、節(jié)能、無變相、過程易控制、操作方便、環(huán)境友好、便于放大、易于與其它技術(shù)集成等優(yōu)點(diǎn)。

納濾膜孔徑在1nm以上，能截留納米級(jí)的(0.001微米)的物質(zhì)。納濾膜的操作區(qū)間介于超濾和反滲透之間，其主要特點(diǎn)是能截留有機(jī)物等大分子物質(zhì)，同時(shí)可以允許大部分鹽分通過，避免了濃水回流導(dǎo)致的鹽分積累對(duì)系統(tǒng)造成不利影響。

納濾是一種錯(cuò)流過濾，即給水流在過濾過程中被分為淡水流(產(chǎn)水流)和含濃縮溶質(zhì)或顆粒雜質(zhì)的濃水流，大量的溶質(zhì)和雜質(zhì)被濃水帶走。

(4)濃縮液處理系統(tǒng)：濃縮液的來源及產(chǎn)生量。各種生化處理與膜處理相結(jié)合的處理模式現(xiàn)已成為垃圾滲瀝液處理的流行趨勢(shì)。本工程中膜處理主要應(yīng)用的是納濾，同時(shí)也就存在著處理濃水的處置問題。

濃縮液的處理方式。目前的濃水處置主要采取：將濃水再噴灑到填埋場(chǎng);直接將濃水回調(diào)節(jié)池循環(huán)處理。以上這幾種做法，都存在著難以生化的有機(jī)物質(zhì)在處理系統(tǒng)中累積，從而影響膜處理效果的問題。

建議采用的濃水處理方式為：將納濾濃水因其含鹽量較低，而且各項(xiàng)污染指標(biāo)濃度均不高，只是腐殖酸類難降解物質(zhì)較多，故進(jìn)行簡(jiǎn)單高級(jí)氧化后提高其可生化性后回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行再處理。

3.3 滲瀝液處理車間布置

根據(jù)污水處理的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)、垃圾滲瀝液處理工藝特點(diǎn)等平面布置特遵從以下原則：占地面積小;布局緊湊;外形美觀;可靠實(shí)用。

(1)綜合處理車間。綜合處理工房主要包括配電室、控制室、化驗(yàn)室、儲(chǔ)藏室、換熱工房、污泥脫水工房、濃水處理間、儲(chǔ)酸室、加藥間及膜處理車間。

(2)室外建構(gòu)筑物。室外建構(gòu)筑物主要包括厭氧罐、反硝化罐、硝化罐、污泥濃縮池、清液池、污泥池及回用水池。

(3)高程布置。污水處理生化處理工段(從厭氧到MBR機(jī)組)的高程布置依次降低，實(shí)現(xiàn)了完全自流，不需要另外使用提升設(shè)備，最大化地實(shí)現(xiàn)了降低能耗。

綜合處理車間內(nèi)污水處理部分包括了MBR工段、NF工段。這部分的進(jìn)出水基本處在同一高程。是現(xiàn)有膜處理工藝最適合的方式。

4 結(jié)束語

從滲瀝液處理要求以及環(huán)境敏感性、經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益等方面進(jìn)行綜合評(píng)估，“中溫厭氧反應(yīng)器+分體浸沒式膜生物反應(yīng)器+納濾(NF)”處理工藝技術(shù)先進(jìn)、可操作性強(qiáng)，完全符合工程提出的要求。該套系統(tǒng)具有很高的CODcr和NH3-N去除能力及高負(fù)荷處理能力，而且能夠適應(yīng)不同季節(jié)的滲瀝液水質(zhì)水量的波動(dòng)。系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可調(diào)節(jié)性，輕松應(yīng)對(duì)不同季節(jié)、不同種類的滲瀝液濃度、水量的波動(dòng)，確保出水水質(zhì)水量穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒蓮花,王寶貞,居德金,等.城市生活垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液處理的試驗(yàn)研究[J].給水排水,1996,(5):13-14+2.

[2]杜昱,王進(jìn),李君,等.垃圾滲瀝液處理工藝分析[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2012,(2):29-31.

來源:《工程技術(shù)研究》  作者:季冉等

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