常州夾山垃圾填埋場滲濾液處理工程
以常州夾山垃圾填埋場滲濾液處理工程作為示范點,改進工藝、優化運行參數,建立技術工藝完善、能夠穩定達標且經濟合理可行的工程范例。
工藝流程說明
常州夾山垃圾填埋場滲濾液處理的工藝流程見圖1。
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滲濾液經過收集系統進入調節池后經提升泵抽送到膜生物反應器。膜生物反應器為分體式,包括生化反應單元和膜組件單元。生化反應單元由1個反硝化池和2個硝化池串聯而成,均為鋼筋混凝土結構池體。硝化池內曝氣采用射流鼓風曝氣,通過高活性的好氧微生物作用,大部分有機物污染物在硝化池內得到降解,同時NH3-N和有機氮氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽。膜單元設在池外單獨的處理車間內,MBR膜組件為管式聚氟偏二乙烯(PVDF)膜。
污水經膜組件分離后,清液進入NF系統,濃液回流到反硝化池,在缺氧環境中還原成氮氣排出,達到脫氮的目的。MBR清液通過納濾進水泵輸送到納濾設備中,納濾過程采用螺旋卷式膜,操作壓力為5~25bar,不可生化的大分子有機物和部分金屬離子被濾除,清液直接達標排放。納濾過程產生15%的濃縮液,排入到污泥儲池,與來自生物處理的剩余污泥合并后通過離心脫水機脫水,脫水后的干污泥去填埋場處置。上清液回流至調節池。
3.2示范工程擬解決的關鍵問題
在示范點原有垃圾滲濾液處理設施的基礎上,改進組合工藝,設計主要包括膜生化反應器、納濾和樹脂吸附3個主要工段。擬解決以下的關鍵問題:
(1)調節池二次污染防治問題;
(2)生物脫氮處理效果問題:高濃度的NH3-N對生物處理系統有一定的抑制作用,同時高濃度的NH3-N造成滲濾液中的C/N失調,致使生物脫氮難以進行,導致最終出水難以達標排放;
(3)生化膜的替代與維護保養問題:根據國外超濾膜在我國垃圾滲濾液處理上應用的實際效果,研究探索國產膜的應用和國外膜的維護保養,進1步降低工程投資和運行費用;
(4)深度處理出水的水質保證問題:納濾系統不要求富集鹽類。
3.3示范工程運行效果分析
項目于2006年9月完成施工進入試運行。經過連續1年半的監測發現,實際運行過程中垃圾滲濾液COD質量濃度在5320~22000mg/L之間,NH3-N質量濃度在1400~2300mg/L之間,TN質量濃度在1800~2400mg/L之間,TP質量濃度在10.5~21.0mg/L之間。在此情況下,MBR-NF工藝保持了極好的處理效果。運行一年來系統的COD,NH3-N,TN和TP的去除率見圖2~5所示。
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BR系統出水的COD質量濃度一直在1500mg/L以下,而運行后期出水則穩定在1000mg/L以下。整個運行期間MBR的平均出水COD質量濃度為945mg/L,平均COD去除率為94.6%。NF系統穩定運行后出水均能保持在100mg/L以下,均值為80mg/L,NF平均COD去除率達91.5%。系統總體COD去除率達99.5%。NH3-N的凈化主要通過MBR的生化凈化過程來實現,由于MBR能夠截留增殖緩慢的硝化細菌,大大提高了系統的硝化能力,MBR出水NH3-N質量濃度平均為6.9mg/L,已達到了排放標準。生化過程的NH3-N去除率高達99.5%。NF出水TN和TP質量濃度平均為57mg/L和0.5mg/L,達到了排放標準。
3.4運行成本分析
示范工程滲濾液日處理調節池滲濾液量247m3/d,年處理滲濾液量90155m3。年運行費用176萬元。運行單價為19.55元/m3,優于當前國內同類處理工程25~30元/m3的運行成本。系統的運行成本分析見表1。
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結論
MBR+NF的雙膜法工藝集成了高效生化反應和高效物理分離技術優勢整體處理效果優異常州夾山垃圾填埋場的運行實踐表明垃圾滲濾液的COD和NH3-N的平均去除率均達99.5%和的平均去除率達95%以上出水滿足GB16889-1997生活垃圾填埋污染控制標準的一級標準運行費用含膜折舊為19.55元/m3與國內其他處理工藝相比具有較好的技術經濟優勢在其他高濃度廢水的處理方面也具有極佳的推廣前景據有關專家估算在未來的3-5a內膜價格有望降為目前的5%-25%那將大大降低MBR的一次性投資與膜的更換費用,處理成本更優該組合工藝的出水可作為中水回用或綠化降塵等使用在中國水源匱乏的情況下自來水供水費及排污費仍有增加的趨勢因此可以預見膜生物反應器作為垃圾滲濾液處理技術并擴展到中水回用的領域將會愈來愈具有經濟、技術上的競爭優勢。

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