胡泊
摘要:垃圾焚燒廠滲濾液具有氨氮含量高、有機(jī)污染物濃度高、含鹽量高、組分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化波動(dòng)幅度大等特點(diǎn),本文分析了垃圾滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)及處理重點(diǎn)、難點(diǎn),并對垃圾滲濾液處理的處理工藝進(jìn)行比較,探索適合垃圾焚燒廠滲濾液處理的工藝路線。
關(guān)鍵詞:垃圾焚燒廠;滲濾液;處理系統(tǒng);工藝分析
一般垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲瀝液主要由垃圾倉、進(jìn)料斗以及預(yù)處理和卸料平臺(tái)等沖洗水構(gòu)成。垃圾焚燒廠滲濾液組分復(fù)雜,水質(zhì)水量變化大,處理難度較大,單一的處理工藝很難滿足要求,需根據(jù)實(shí)際情況將各種工藝組合,以獲得較好的處理效果和經(jīng)濟(jì)性。
1 水質(zhì)特點(diǎn)
垃圾滲濾液水質(zhì)具有以下特點(diǎn):
(1)有機(jī)污染物濃度高
垃圾焚燒廠滲濾液COD高達(dá)30000~70000mg/L,BOD5為10000~30000mg/L,氨氮高達(dá)1000~3000mg/L,屬高濃度有機(jī)廢水。
(2)鹽份含量高
滲濾液中的含鹽量常高達(dá)10000mg/L以上,采用膜處理會(huì)由于滲透壓過大造成產(chǎn)水率過低,僅采用普通生化處理會(huì)因?yàn)楹}量過高造成啟動(dòng)困難,運(yùn)行不穩(wěn),甚至無法運(yùn)行。
(3)水量與水質(zhì)變化波動(dòng)幅度大
滲濾液的產(chǎn)生量受垃圾收運(yùn)系統(tǒng)類型、垃圾組成、降雨等因素影響。滲濾液的日產(chǎn)量約為垃圾量的5%~40%,污染物濃度的變化幅度達(dá)到3~5倍。
2 處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)
(1)設(shè)計(jì)水量和水質(zhì)
準(zhǔn)確預(yù)測設(shè)計(jì)水量和水質(zhì)是工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),滲濾液的設(shè)計(jì)水量應(yīng)考慮垃圾的停留時(shí)間及當(dāng)?shù)亟涤炅康纫蛩?,也可參考同地區(qū)垃圾焚燒廠的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
(2)生化處理
垃圾焚燒廠滲濾液的COD、氨氮較高,直接采用好氧工藝曝氣系統(tǒng)耗能過高,因此應(yīng)先經(jīng)過厭氧反應(yīng)器降低有機(jī)污染物濃度后再進(jìn)行好氧處理。
(3)濃縮液處理
滲濾液膜處理系統(tǒng)濃縮液具有濃度高、難降解的特點(diǎn),有很大的處理難度。濃縮液一般采用膜工藝處理或蒸發(fā)處理工藝。
3 主流處理工藝比較
根據(jù)國內(nèi)多個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),垃圾滲濾液主流處理工藝一般采取如下工藝:
1)預(yù)處理+厭氧+兩級AO+外置式MBR+NF+RO。
2)預(yù)處理+厭氧+兩級AO+外置式MBR+STRO/DTRO。
(1)預(yù)處理系統(tǒng)
滲濾液進(jìn)入調(diào)節(jié)池之前經(jīng)過除渣預(yù)處理以除去粒徑大的固體顆粒物和其他雜物,采用格柵過濾機(jī)等固液分離設(shè)備,格柵機(jī)是目前國內(nèi)普遍采用的固液篩分設(shè)備。
(2)厭氧生化處理系統(tǒng)
目前常用的厭氧反應(yīng)器主要有UASB、AF、EGSB、UBF、IC等。
AF、UBF工藝適用于懸浮物濃度不高的污水,不適合滲濾液污水的懸浮物較高的特點(diǎn),長期運(yùn)行可能導(dǎo)致濾層堵塞;IC、EGSB工藝適用于成分單一、可生化性較好的污水且其穩(wěn)定性及維護(hù)要求較高,不適合垃圾滲濾液成分復(fù)雜的特點(diǎn)。
UASB是在垃圾滲濾液處理行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的厭氧處理工藝,COD的去除率約為70%[1],具有適應(yīng)性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、運(yùn)行維護(hù)簡單等特點(diǎn),并在工程運(yùn)用中積累了大量的設(shè)計(jì)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(3)MBR系統(tǒng)
MBR系統(tǒng)包括一級反硝化和硝化池、二級反硝化和硝化池、曝氣系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)等。
垃圾滲瀝液首先在缺氧段進(jìn)行反硝化反應(yīng),去除部分COD;然后進(jìn)入硝化段,大部分有機(jī)污染物在其中得到降解,NH3-N被氧化成亞硝酸鹽或硝酸鹽。二級硝化段出水進(jìn)入MBR膜(外置式超濾膜),膜的截留作用可使兩級A/O+MBR處理系統(tǒng)中的污泥濃度高達(dá)10~15g/L以上,并延長污泥泥齡,對滲瀝液中難生物降解有機(jī)物也有較好的降解功能。同時(shí)外置式MBR膜將進(jìn)行泥水分離,出水進(jìn)入膜深度處理系統(tǒng)。
(4)納濾系統(tǒng)+反滲透系統(tǒng)的深度處理工藝
經(jīng)過外置式MBR超濾膜后的出水進(jìn)入納濾系統(tǒng)。經(jīng)納濾膜的截留,去除水中大部分COD、BOD和SS。納濾膜僅對2價(jià)離子和大分子有機(jī)物有很高的截留率。因此,可以保證對COD有較高的去除率,又避免了污堵問題,延長了系統(tǒng)的使用壽命。納濾處理后的出水進(jìn)入反滲透系統(tǒng),反滲透系統(tǒng)不僅可有效地去除水中殘余的COD和NH3等,也能去除水中的有機(jī)物、溶解性固形物。
MBR+NF/RO組合工藝系統(tǒng)具有出水效果穩(wěn)定、水質(zhì)好、自動(dòng)化程度高、操作簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)。該工藝路線對于 COD 氨氮和總氮的去除率均可達(dá) 99.5%以上,電耗、藥劑、膜更換、污泥等直接處理成本約為25~30元/t[2]。
(5)STRO/DTRO的深度處理工藝
STRO/DTRO采用開放式流道膜元件,設(shè)計(jì)清液產(chǎn)率約為80%。根據(jù)對某生活垃圾填埋場滲濾液“DTRO+卷式RO”工藝處理實(shí)際效果,COD 去除率在 99.7% 以上;氨氮去除率在 98.4% 以上[3]。對于電導(dǎo)率小于20000 μs/cm,要求回收率不大于 80% 時(shí),運(yùn)行壓力可以采用2~4 MPa;對于電導(dǎo)率高于30000 μs/cm,要求回收率大于 80%時(shí),則運(yùn)行壓力可達(dá)12 MPa [4]。
與NF/RO組合工藝系統(tǒng)相比,DTRO系統(tǒng)回收率高,組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,系統(tǒng)一次性投資大,運(yùn)行成本高;STRO系統(tǒng)回收率高,寬流道設(shè)計(jì),不易堵塞,系統(tǒng)一次性投資大,運(yùn)行成本較高,設(shè)備維護(hù)方便。兩級DTRO的運(yùn)行成本約40元/t[5]。
4 結(jié)語
通過分析垃圾焚燒廠滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)及處理重點(diǎn)、難點(diǎn),在分析以上幾種垃圾滲濾液處理工藝路線的基礎(chǔ)上,探索適合垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處理的工藝路線,選擇出合理、安全、可靠的處理系統(tǒng)。
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(作者單位:中節(jié)能(北京)節(jié)能環(huán)保工程有限公司)