一、水质特点
垃圾渗滤液的产生受诸多因素影响,水量变化大且几乎无规律性。其主要来源于以下几个方面:1)降水的渗入;2)外部地表水的流入;3)垃圾本身含有的水分;4)微生物的厌氧分解产生的水;5)地下水的渗入。
各填埋场的渗滤液一般具有以下特点:
1)色、嗅:渗滤液均具有很高的色度,其外观多呈茶色、暗褐色或黑色,色度可达2000-4000倍(稀释倍数),垃圾腐败臭味极其明显;
2) pH:垃圾填埋初期,渗滤液的pH 在6-7之间,随着填埋时间的推移和填埋场的稳定,pH 可提高至7-8;
3) BOD、COD浓度: 填埋初期BOD、COD浓度较低,为数千mg/L,在填埋6个月至2.5年后,BOD可高达10000mg/L,COD可高达30000mg/L。此后浓度开始下降,但BOD浓度下降的速度要大于COD,直至6-l5年后达到稳定;
4)生物降解特性:填埋场前期BOD/COD值在0.4-0.5之间,生物降解性能良好;中、后期由于BOD、COD浓度的下降速度不同。BOD/COD 值逐渐降至最后的0. 05-0.2,生物降解性能逐渐变差;
5)悬浮物:浓度一般在300-1000 mg /L;
6)氨氮(NH3-N):氨氮浓度较高,一般在400mg/L左右,有时高达1000 mg/L,甚至更高;
7)重金属:由于生活垃圾分类收集和填埋场分捡不到位,致使许多重金属废物存在其中,导致渗滤液中的重金属含量增加。
MBR是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统,用膜滤替代传统活性污泥法中的二沉池。MBR膜孔径较大,通常在0.1um左右,主要功能是截留水处理微生物。MBR优点在于通过高效截留作用,使微生物完全截留在反应器内,不仅能够通过增加污泥浓度来提升处理负荷,而且避免了生长速率较慢的菌种的流失现象,丰富了反应器内的微生物群落结构,为各种难降解物质的微生物分解提供了稳定的菌种资源,从而大大提高了传统生化处理的净化效率,并能对污水进行高效的固液分离,解决了传统活性污泥工艺出水水质不稳定、污泥易膨胀等问题,具有许多其他生物处理工艺无法比拟的明显优势。而其不足之处在于对不可生化降解的污染物无法去除,因此根据不同情况, 后续可用活性炭吸附或纳滤作深度处理。
1) 处理水量:150m3/d
2) MBR类型:SINAP平板膜
3) 膜使用量: SINAP150型平板膜480片,膜面积720m2
4) 运行时间:2004年10月运行至今
5) 出水情况:COD≤400mg/L;BOD≤150mg/L;悬浮物≤100mg/L;浊度≤1NTU;pH:6-9;
6) 工艺流程如下:
三、项目二概况:
1) 处理水量:100 m3/d
2) MBR类型:SINAP平板膜
3) 膜使用量: SINAP150型平板膜320片,膜面积480 m2
4) 运行时间:2009年5月运行至今
5) 工艺流程如下:
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6)工艺流程简述:
1、垃圾渗沥液经格栅截留水中较大杂质和漂浮物后自流进入调节池,在池中进行水质、水量的充分调节。
2、调节池出水经泵提升至混凝沉淀气浮一体池。该池以混凝沉淀为主体单元,在池体上部增设气浮装置。池前端设有pH调节、药剂投加装置,后端出水设置pH调节装置,利用混凝、沉淀、气浮多重作用,为后续的生化处理提供有利条件。
3、混凝沉淀气浮一体池出水自流进入厌氧水解酸化池。在产酸菌作用下,将大分子有机物分解为小分子物质,便于产甲烷菌的进一步代谢。且由于产酸菌的水解酸化作用,污水中的悬浮固体浓度大大降低,解决了悬浮物质引起的厌氧反应器的堵塞问题,另外,由于产酸菌能改变毒物的结构或将其水解,使毒性减弱甚至消失,能有效的消除毒物对产甲烷菌的抑制作用。
4、水解酸化池出水用泵提升至UBF反应器中进一步处理。该反应器系统主要包括填料系统、三相分离器、布水系统等。该反应器将UASB与AF有效结合在一起,反应器污泥床有效容积大,保留生物的能力强,可获得更高的有机负荷,提高混合程度,并减少堵塞和短流;可充分发挥滤层有效截留污泥能力,减少污泥流失,使反应器启动速度加快;耐冲击负荷,处理效率高,运行稳定可靠。
5、UBF出水进入氨吹脱塔,这一单元的主要作用是进行氨氮的大幅去除,保证后续好氧的稳定运行,大大减小了好氧单元的池容,简化好氧运行条件。
6、氨吹脱塔出水进入组合好氧池。组合好氧系统为AO池与MBR的组合,池体分为A池、O池 ,均内置填料组件,O段出水内置膜组件。污水先在A池(即缺氧池)停留,使厌氧出水中有机物的理化性质得到改善,以便更适合好氧生物的代谢条件,A池出水进入O池(即好氧池),池内采用比表面积大的盾式组合填料以及软管型曝气系统,并内置膜逐渐控制出水,O池出水回流至A池,通过硝化反硝化作用进一步去除污水中的氨氮。
7、好氧池出水进入生物滤池,进一步降低废水中的COD,氨氮。
8、生物滤池出水进入消毒池,利用氧化、消毒双重作用进一步保证出水,污水在经氧化后,可有效降低色、嗅,并去除铁、锰、酚等有毒有害物质。此时出水已达《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)的二级排放标准。
9、系统各个单元,主要是混凝沉淀气浮一体池、好氧池、消毒池产生的污泥送入污泥浓缩池,污泥经浓缩后经板框机压滤,泥饼外运至填埋场填埋,压滤液回流至调节池进行再处理。
7)出水运行效果:
污水处理系统运行效果见表:
处理单元 | COD (mg/L) | SS(mg/L) | 氨氮(mg/L) | |||
浓度 | 去除率 | 浓度 | 去除率 | 浓度 | 去除率 | |
进水 | 13000 | / | 600 | / | 1800 | / |
调节池 | 13000 | / | 600 | / | 1800 | / |
混凝沉淀气浮池 | 9100 | 30% | 360 | 40% | 1440 | 20% |
氨吹脱塔 | 8190 | 10% | 360 | 0% | 288 | 80% |
水解酸化池 | 4914 | 40% | 216 | 40% | 288 | 0 |
UBF池 | 983 | 80% | 195 | 10% | 202 | 30% |
A/O+MBR | 147 | 85% | 97 | 50% | 20 | 90% |
生物滤池 | 110 | 25% | 68 | 30% | 15 | 25% |
消毒池 | 100 | 10% | 68 | 0 | 15 | 0% |
出水要求 | ≤100 | ≤70 | ≤15 |
由表可以看出,采用该处理工艺流程处理后的出水水质可以达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)的一级排放标准。因此,该污水处理工艺可行。
四、结论
从以上案例分析中我们可以看出:膜技术在处理中国垃圾渗滤液的高浓度、不稳定水质时表现出了较好的适应性,加之MBR系统处理技术的多样性和随机性满足了中国垃圾渗滤液水质复杂、市场上不同业主的多层次要求。能跟据不同出水水质要求而结合MBR与其他预处理及深度处理,从而解决业主的问题。
另一方面,随着中空纤维膜在处理垃圾渗滤液过程中出现的膜丝易断、污堵严重、出水不稳定、运行费用高等诸多问题,SINAP平板膜更进一步的显示出其在垃圾渗滤液处理工程中应用优势。