垃圾渗滤液工艺说明

1垃圾渗滤液处理工艺说明一、垃圾渗滤液的定义来源定义：垃圾在填埋和堆放过程中由于垃圾中有机物的分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水，通过淋溶作用形成的污水。主要来源（1）降水的渗入，包括降雨和降雪；（2）外部地表水的流入；（3）地下水的渗入；（4）垃圾本身所含水分；（5）垃圾降解过程中产生的水分。二、渗滤液处理工艺的选择2.1垃圾渗滤液的水质特点国内的垃圾填埋场主要以生活垃圾填埋为主，而且主要是以垃圾混合收集和混合填埋的方式进行，垃圾的组成成分复杂，所以垃圾渗滤液水质具有高、杂、变、难的特点。1）污染物浓度高垃圾渗滤液的有机污染物浓度相当高。一般垃圾渗滤液的CODcr指标均会在10000mg/l以上，相比较常规的生活污水其污染物浓度是其20~80倍。2）渗滤液组成成分复杂垃圾渗滤液组成成分复杂，其中含有大量有机酸、可溶性脂肪酸、氨氮、蛋白质、酚类物质、各种溶解盐、重金属离子和其它有机污染物。3）随着气候及填埋年限的变化大随着降雨量的变化，产生的垃圾渗滤液的水质也会受到很大的影响；不同填埋场由于垃圾的性质、垃圾填埋量等不同，产生的渗滤液水质具有较大的差异，有机污染物浓度的浓度可相差十几倍以上；即使是在同一填埋场内，其渗滤液水质也随着填埋年限的长短呈现较大的差异。4）处理难度大2基于以上水质特点，垃圾渗滤液一直被公认为水处理行业中最难处理的废水之一。2.2工艺的基本要求根据渗滤液水质特点分析，对选择的处理工艺有如下要求：1、具有较强的抗冲击负荷能力2、对于高氨氮浓度具有针对性处理效果3、适应水质成分复杂的废水处理4、能保证出水水质的稳定5、能适应渗滤液水质水量变化6、在保证处理效果前提下尽量降低运行成本2.3渗滤液处理工艺的选择根据比较和分析并结合渗滤液的水质特点，确定本工程选用生化工艺+膜深度处理工艺为主体工艺。1、生化工艺根据不同污水的水质特点，生化部分可以选择多种工艺形式。对处理对象以有机污染物为主而不存在氨氮去除任务的废水，常采用传统活性污泥法或生物接触氧化法作为生化处理工艺，对于污染物浓度高的废水还可以采用厌氧工艺进行前处理。而对于垃圾渗滤液这种氨氮和总氮浓度较高的废水，必须采用硝化/反硝化为主的生物脱氮工艺。为保证在反硝化过程中能充分利用污水中原有有机碳源，再结合本工程渗滤液水质情况，确定采用UASB+前置反硝化+一段硝化（A/O）的生化工艺。2、膜深度处理工艺膜深度处理工艺主要是浸没式超滤（MBR）处理工艺，根据本工程的出水水质要求，本工程选择PTFE材质的浸没式MBR膜。三、系统工艺流程3.1工艺流程图根据本工程的建设要求结合我公司的技术优势，设计采用生化+浸没式超滤的主体工艺，其主要流程如下：33.2流程说明渗沥液处理系统由四部分组成，包括：(1)预处理系统；（2）生化系统；（3）浸没式超滤膜系统；（4）剩余污泥、浓缩液处理系统。其主要处理流程及作用机理如下：来自填埋场内的渗滤液经收集管道进入调节池，用水泵提升，经过袋式过滤器（精度为400µm）去除较大颗粒物后进入UASB高效厌氧池。UASB出水再进入生化反应器，分为前置式反硝化和硝化两部分。在硝化池中，通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，在硝化池中，氨氮一部分通过生物合成去除，大部分在驯化产生的高效的硝化菌的作用下转变成为硝酸盐和亚硝酸盐，回流到反硝化池，在缺氧环境中还原成氮气排出，达到生物脱氮的目的。为提高氧的利用率，采用特殊设计的曝气机构，保证氧的利用率高达35％；超滤UF采用孔径0.1µm的浸没式中空纤维膜（日本进口）,膜生化反应器通过超滤膜分离净化水和菌体，污泥回流可使生化反应器中的污泥浓度高达15-30g/L，经过不断驯化调节池渗滤液反硝化罐硝化罐浸没超滤系统50m3/d80m3/d袋式过滤器50m3/d50m3/d板式换热器冷却塔射流曝气系统工艺流程图出水储槽达标排放干污泥运至指定地点污泥脱水UASB4形成的微生物菌群，对渗沥液中难生物降解的有机物也能逐步降解。系统出水无菌，无悬浮物，可以达标进入管网。处理系统运行中，会产生一定量剩余活性污泥和浓缩液，为避免引起二次污染，需对其进行无害化处理。生化系统产生的剩余污泥定期定量排入污泥池，上清液回流至调节池，污泥经泵提升回灌至填埋区，通过液位控制浓缩液回灌泵进行回灌填埋区处理。由于整套系统都采用密闭容器形式，所有只有很少量的污水本身的恶臭气体散出，对周围环境影响不大。而在系统运行中主要产生的气体为生化产生的CO2气体、硝化反硝化产生的N2气体等，两种气体均为空气中的固有成分，对环境基本无影响。根据计算，设计水质条件下，以上系统设计将保证系统的总产品水回收率在72%以上，且系统产水稳定达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）中表2标准的要求。3.3主要工艺可行性说明1、UASB高效厌氧池经袋式过滤器过滤处理后，出水进入UASB高效厌氧池，在厌氧工况下，发生酸化和腐化反应，使污水中大分子物质降解为小分子物质，难降解物质转化为易降解的物质，同时产生甲烷和二氧化碳。颗粒化厌氧污泥的培养：在UASB高效厌氧池中污泥颗粒化程度与活性是影响UASB处理效率的关键，因此有必要对其活性污泥的颗粒化程度进行严格的把关。而本工艺对活性污泥颗粒化的培养主要从以下几方面着手：Ⅰ：严格控制进入UASB厌氧池中污水的成份及营养，（适量的营养元素C：N：P=200：5：1，控制有毒物质的浓度，保持pH=6.5～7.5，补充适量的微量元素：Ca2+、Fe3+）。Ⅱ:准确设计出反应器的结构和参数，UASB中主要的组成部分三相分离器有其良好的水力混合、三相分离特性，从而培养出活性高、沉降性能好的颗粒化活性污泥。Ⅲ：UASB进水采用多管多点布水系统，使进水在反应器底部均匀分配并采用适当的上流速度使反应器内细小、分散的污泥冲洗出，确保各单位面积的进水量基本相同，有利于颗粒化的完成，从而避免死角所造成死污泥堆积的情况发生。5Ⅳ：在UASB高效厌氧池启动过程中，以化粪池底泥作为菌种，启动初期将渗滤液按比例进入处理系统，并及时提高负荷，使微生物得到足够的营养，能更好地形成颗粒化污泥。Ⅴ：在污泥床水力搅拌的同时，充分考虑水力搅拌与产生沼气搅拌对进水与污泥混合的影响，防止局部产生酸化现象。由于废水在厌氧池进行厌氧反应后产生沼气，若进行处理后回收利用，则投资大，收效甚微，在此，我公司建议对厌氧池产生的沼气进行自行燃放处理，从而节省成本且避免二次污染。2、A/O脱氮工艺A/O脱氮工艺是一个基于生物脱氮理论的系统工艺，通过各类微生物在不同阶段的生化降解、转化作用将污水中的含氮物质最终转化为N2排出，并同时降解、转化、去除部分其他有机物。其主要作用过程如下：①氨化作用含氮有机物+O2好氧菌、氨化菌小分子有机物+CO2+NH3②硝化作用NH4++1.83O2+1.98HCO3-硝化菌0.021C5H7NO2+1.041H2O+1.88H2CO3+0.98NO3-③反硝化作用6NO3-+5CH3OH反硝化菌5CO2+3NH3+7H2O+6OH-本工艺将反硝化反应器放置在系统之前，所以又被称为前置反硝化生物脱氮系统。在反硝化缺氧池中，回流污泥中的反硝化细菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流硝化液中的大量硝氮（NOX-N）还原成N2，而达到脱氮目的。然后再在后续的好氧池中进行有机物的生物氧化、有机氮的氨化及氨氮的硝化等生化反应，所以，A/O工艺具有如下优点：①流程简单、构筑物少、只有一个混合液回流系统，基建费用可大大降低；②充分利用原水中的碳源，降低了运行费用；③A/O工艺的好氧池在缺氧池之后，可使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质；④缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷。同时缺氧池中进行的反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求的一半左右。63、MBR工艺膜生物反应器工艺（简称MBR）是一种将膜分离技术和传统生化方法进行有机结合的新型水处理技术。其最大的优势及特点是可以通过对活性微生物的完全截留使生化系统的活性污泥浓度上限得到大大提高，同时可以保证系统出水的水质稳定性。MBR系统的超滤部分拟采用日本住友电工的PTFE浸没式超滤膜，其过滤孔径为0.1μm,可以有效截留所有的微生物菌体和悬浮物。同时，超滤系统可以对大颗粒的有机污染物进行截留，进一步保证MBR系统出水的稳定。PTFE材质浸没式MBR的主要特点：（1）PTFE膜运行能耗很低，运行方便，操作简单；（2）PTFE膜可以在含油的污水中进行运行，且通量稳定；（3）提高生化污泥浓度，减少生化池容积，同时减小其他生化设备投资，增加生化系统稳定性，降低整体污水站投资；（4）质量保证，质保5年不断丝，5年内保证膜通量可恢复90%以上，同时无断丝（人为因素除外），实际寿命可达10年以上；（5）膜产品抗污染性好、污泥浓度高、清洗频率低，从而生化池容积可以适当放小；（6）膜丝抗拉强度高，使用寿命长，降低膜折旧成本；（7）膜系统耐强酸强碱，化学清洗对膜通量恢复彻底；（8）可干式保存，降低膜系统需承担的风险，同时不怕油等污染物干扰，轻松应对污水水量、水质的变化；（9）可以将MBR膜系统很好的与生化系统有机结合在一起，减少生化污泥的排放，同时加强生化处理效果；7（10）占地面积小，工艺流程短，出水水质稳定，且系统自动化程度较高，操作简便，减少人为因素对系统的影响，同时相对造价相比其他膜产品更低；（11）由于PTFE膜耐强酸强碱，可以进行在线清洗维护，通量恢复彻底，不需要槽外清洗，因此不需要另外安装起吊装置。根据国内外多个类似工程和我公司实际工程实践经验证明，MBR系统采用的反硝化+硝化工艺可以很好的对渗滤液废水中的氨氮、有机污染物进行有效脱除。其中氨氮的脱除率可达到98%以上，有机污染物脱除率达到92%以上。整个系统可以全年运行，并能保证处理效果的稳定，系统的膜使用寿命保证达到5年以上。系统采用了完整的过程监控设计，并配套设置了膜清洗系统，可以有效保证系统能长期稳定的运行。根据我公司多个工程实际运行经验证明，采用PTFE材质浸没式MBR作为渗滤液处理后段的深度处理，可以稳定保证系统产水的水质。3.4系统处理效果设计根据我公司工程经验，对各工艺段污染物去除效果预计如下：项目指标处理量（m³/d）CODcr(mg/L)SS(mg/L)调节池出水50200001500生化系统出水50800-去除率/回收率100%96%-MBR系统出水504801.5去除率/回收率100%40%99.9%汇总出水标准去除率/回收率100%96%99.9%根据以上处理效果设计，系统最终产品水能够达到《综合排放标准》GB8978-1996三级标准。8部分工程照片：UASB厌氧反应器UASB厌氧反应器9反硝化/硝化罐MBR膜生物反应器10MBR膜生物反应器进出水对比污泥脱水机