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垃圾焚燒廠垃圾滲濾液的深度處理

分類:環(huán)聯(lián)生態(tài) > 技術(shù)創(chuàng)新    發(fā)布時間:2018年11月6日 17:11    作者:涂海橋    文章來源:中國固廢網(wǎng)

  隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和人口的增多,生活垃圾的產(chǎn)生量也迅速地增長。根據(jù)《城市生活垃圾管理辦法》的要求,城市生活垃圾的治理實(shí)行減量化、資源化和無害化的原則,采用填埋、堆肥、焚燒等方法對生活垃圾進(jìn)行處理。但是無論采用何種方法,均會產(chǎn)生垃圾滲濾液,若不加處理而直接排入環(huán)境當(dāng)中,會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。本文以某垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的垃圾滲濾液為例,分析了垃圾滲濾液的深度處理工藝與技術(shù)。

  1 垃圾焚燒廠滲濾液特點(diǎn)分析

  1.1 滲濾液的水量特點(diǎn)

  垃圾滲濾液主要來源于儲運(yùn)過程中滲入雨水和地表水、垃圾發(fā)酵分解產(chǎn)生的水分和垃圾本身所含的水分,一般認(rèn)為滲濾液產(chǎn)量是垃圾處理量的10%~20%。滲濾液的產(chǎn)生量隨季節(jié)變化明顯,在冬季一般為生活垃圾量的8%~10%;夏季一般為生活垃圾量的12%~15%左右,暴雨時高達(dá)生活垃圾量的20%~25%。

  焚燒工藝的不同對滲濾液的產(chǎn)生量也存在一定的影響,使用循環(huán)流化床工藝的,垃圾經(jīng)過預(yù)處理后就直接進(jìn)入鍋爐焚燒,無需對垃圾進(jìn)行堆酵和儲存,因此產(chǎn)生的垃圾滲濾液會相對較少[1]。使用爐排爐工藝的,由于新鮮垃圾焚燒熱值較低,需要對生活垃圾進(jìn)行2~4d的堆酵后再進(jìn)行焚燒處理。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),堆酵48h析出的垃圾滲濾液量為生活垃圾中堆酵可析出的滲濾液量的99%。

  1.2 滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)

  通過對垃圾焚燒廠滲濾液水質(zhì)特性的分析可以看出,焚燒廠滲濾液主要有以下特點(diǎn):

 ?。?)垃圾滲濾液中不僅含有有機(jī)物,還含有油、氨氮、重金屬等污染物,水質(zhì)水分復(fù)雜,濃度變化大。

 ?。?)焚燒廠垃圾滲濾液大多是當(dāng)天產(chǎn)生的,未經(jīng)厭氧發(fā)酵、水解、酸化過程,內(nèi)含多種難降解有機(jī)物,具有COD、BOD5濃度極高、毒性大、難處理等特點(diǎn)。

 ?。?)垃圾滲濾液中的微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào),在系統(tǒng)調(diào)試啟動的時候,需要加入一定量磷酸二氫鉀,以補(bǔ)充磷營養(yǎng)元素。

  (4)垃圾焚燒廠滲濾液的氨氮值在1.2g/L以上。

  2 項目概況

  要求達(dá)標(biāo)產(chǎn)水量不低于308m3/d,即深度處理系統(tǒng)的總回收率不低于70%,出水水質(zhì)出水水質(zhì)執(zhí)行《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T19923-2005)中敞開式循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),濃水采用回噴焚燒處理,不考慮濃水單獨(dú)處理方案。

  項目設(shè)計采用“機(jī)械過濾+調(diào)節(jié)池+混合反應(yīng)沉淀池+厭氧系統(tǒng)+A/O系統(tǒng)+膜生物反應(yīng)器(TMBR)+納濾系統(tǒng)(NF)+反滲透系統(tǒng)(RO)”工藝,以滿足垃圾滲濾液水量變化大、較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力、高負(fù)荷處理能力、高氨氮處理能力、重金屬離子和鹽分含量高的問題。

  3 膜工藝設(shè)計

  3.1 膜生化反應(yīng)器

  大量的微生物(活性污泥)在膜生物反應(yīng)器內(nèi)與基質(zhì)(滲濾液中的可降解有機(jī)物等)充分接觸,通過氧化分解作用進(jìn)行新陳代謝以維持自身生長、繁殖,同時使有機(jī)污染物降解。膜組件對滲濾液和污泥的混合液進(jìn)行固液分離。污泥被濃縮后返回生物反應(yīng)器,從而避免了微生物的流失。膜組件相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝的二沉池,但是克服了傳統(tǒng)二沉池的很多缺點(diǎn)[3]。

  膜生物反應(yīng)器(MBR)主要由膜組件和生物反應(yīng)器兩部分組成,根據(jù)組合方式可分為外置式和內(nèi)置式(浸沒式)。對于垃圾滲濾液處理而言,內(nèi)置式膜生化反應(yīng)器的使用將會產(chǎn)生較多問題,因此,本項目設(shè)計采用外置式膜生化反應(yīng)器。

  管式超濾膜進(jìn)水泵將好氧池內(nèi)滲濾液泵至管式超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行固液分離和濃縮,濃縮液回流到厭氧池,多余部分流至污泥儲存池。管式超濾膜系統(tǒng)設(shè)有2個環(huán)路,每個環(huán)路設(shè)有4根德國特里高公司生產(chǎn)的直徑為8mm、內(nèi)表面為PVDF的管式超濾膜,每個環(huán)路有單獨(dú)的循環(huán)泵,沿膜管內(nèi)壁提供一個需要的流速,從而形成紊流,產(chǎn)生較大的過濾通量,避免膜管堵塞。經(jīng)管式超濾膜處理后的水,經(jīng)檢測合格后進(jìn)入納濾系統(tǒng)[4]。

  3.2 納濾系統(tǒng)

  外置式膜生物反應(yīng)器生物總反硝化率超過99%,出水的氨氮、總氮等已經(jīng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。但是難生化降解的有機(jī)物形成的COD和色度仍然超標(biāo)。由于管式超濾膜出水不含懸浮物和可生物降解的有機(jī)物,設(shè)計采用納濾膜對管式超濾膜出水進(jìn)行深度處理,以去除難生化降解的有機(jī)物、色度。

  納濾膜是介于反滲透和超濾之間的一種新型的壓力驅(qū)動型膜分離技術(shù)。它具有兩個特性:水中的分子量為數(shù)百的有機(jī)小分子成分具有分離性能;對于不同價態(tài)的陰離子存在道南效應(yīng)。納濾膜對一價離子不作截留,因此納濾膜可以在把不可降解的大分子有機(jī)物截留在濃縮液中隨濃水排出。

  納濾膜的實(shí)際操作壓力在7bar左右,能耗較低,因此納濾膜的運(yùn)行能耗較低。本項目納濾系統(tǒng)設(shè)有兩條環(huán)路,環(huán)路內(nèi)設(shè)有一支耐壓膜殼,耐壓膜殼內(nèi)設(shè)有4支美國GE公司生產(chǎn)的卷式納濾膜元件,清液產(chǎn)率可達(dá)到85%以上。

  3.3 反滲透系統(tǒng)

  反滲透系統(tǒng)是本流程中最主要的脫鹽裝置,它具有極高脫鹽能力,能阻擋所有溶解性鹽及分子量大于100 的有機(jī)物,但允許水分子透過,反滲透復(fù)合膜脫鹽率一般大于98%。采用反滲透膜能有效截留垃圾滲濾液中溶解態(tài)的有機(jī)和無機(jī)污染物、鹽分,使出水滿足要求。

  反滲透膜在垃圾滲濾液處理的應(yīng)用中,根據(jù)形式可分為有碟管式反滲透膜和卷式反滲透膜。由于碟管式反滲透膜運(yùn)行壓力高達(dá)70~120bar、單支膜過濾面積較小,導(dǎo)致投資成本和運(yùn)行能耗較高,占地面積較大,因此設(shè)計采用卷式反滲透膜作為納濾膜的后處理,完全可以滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。本項目反滲透系統(tǒng)設(shè)有一條環(huán)路,環(huán)路內(nèi)設(shè)有三支耐壓膜殼,耐壓膜殼內(nèi)設(shè)有12支美國陶氏公司生產(chǎn)的卷式反滲透膜元件,清液產(chǎn)率可達(dá)到80%以上。

  4 結(jié)論

  垃圾滲濾液經(jīng)處理后滿足冷卻循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)要求,用于補(bǔ)充冷卻循環(huán)水、綠化、渣池、配置石灰乳等途徑,既解決了排水問題,又節(jié)約了水資源的消耗,同時削減了污染物的排放量。

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