MBR法处理垃圾渗滤液工程实例任鹤云

脚阴.明距朋阴E脆呱REING................解唬{鼓翁通狙壮Q趁娘羚逼狙通最黔叨任鹤云`李月中2(1上海市政工程设计研究院,上海20009;22德国维尔利环境工程(常州)公司,常州213000)摘要总结了混合收集的生活垃圾在不同填埋阶段渗滤液的水质参数。介绍了MBR工艺及其特点。利用MBR法处理200m3/d规模的垃圾渗滤液,生化部分采用峭化一反峭化工艺,膜分离部分采用超滤一纳滤工艺。出水cOD60mg/L,SS50nlg/IJ,N玩一N18.sn〕g/L,锌0.06m酬L,六价铬0.012mgI/J,重金属等未检出。关键词垃圾渗滤液MBR纳滤生活垃圾渗滤液浓度高,成分复杂,随填埋体的历时长短水质不同,处理困难。实践中虽有把渗滤液送入城市污水处理厂处理的实例,但一要注意渗滤液量与城市污水处理厂处理量的比例(有资料称,渗滤液进入污水处理厂的流量若不超过其处理能力的4%,不会影响污水处理过程和出水水质);二要注意渗滤液产生地与污水处理厂的距离以及输送渗滤液技术的可行性。城市生活垃圾填埋场(或其它形式的集中处理设施)由于选址等原因,往往与城市污水处理厂相隔较远,所以一般要求渗滤液单独处理,达到排放要求。在垃圾填埋场运行的第1至第5年里,渗滤液表现为含高浓度的有机酸,COD、Bol〕、氨氮浓度都很高,而pH低。由于低pH,重金属易溶解在渗滤液里。酸化阶段的渗滤液生化性能很好。随着时间推移,填埋场中产甲烷细菌逐渐占优势,将大部分有机酸转化成甲烷和二氧化碳,同时产生数量不多的硫化氢及氨气等。由于氨氮增多和有机酸的降解,pH升高,也使渗滤液中重金属浓度降低。我国的生活垃圾目前是混合收集,其成分受生活条件、收集方法、地区和季节的影响。新填埋场的垃圾渗滤液水质指标为;COI〕10000一60000mgI/。BOD5000一40000mg/IJ,551000一4000mg/I、,NH3一N1500一2600mg/L。经过多年的实践,单纯采用物理法、化学法或生化法处理渗滤液,往往难以达到目的,而且费用昂贵。采用活性污泥法处理,如没有适当的预处理,渗滤液中浓度过高的氨氮会抑制微生物的生长,致使污泥增长困难,甚至逐渐流失,污泥长时间得不到充足的基质而进入内源代谢阶段,最终造成微生物数量减少和活性降低。有资料介绍,渗滤液在进入活性污泥工艺处理前进行氨吹脱可以降低水中氨浓度。但这需要将废水的pH调至11以进入对数增殖期,反应器的去除负荷快速提高,到112d时,已达到0.9kgTN/(m“·d),远高于相同时间下低负荷培养试验获得的去除负荷。(2)高负荷法培养ANAMMOX微生物,在进入对数增长期后,其最大比增长速率为0.0774d一’,倍增时间为gd,低于tSrouS所获得的lId倍增时间。(3)高负荷启动过程中,亚硝酸盐氮经历了不明原因的积累升高过程,这可能是获得ANAMMOx活性所必须经历的过程,有待进一步研究。参考文献1杜兵,司亚安等.推流式固定化生物反应器培养ANAMMOX菌.中国给水排水.2003,19(7):62一652StrouSM,HeijnenJJ,KuenenJG.TheSequeneingbatehreaetorasapower王ultoolforthe跳udy员slow飞ygrowinganaerobieam-momium一oxidizingmieroorgan一sms.AppliedMierobiolBioteehnol,1998,50:589一596O电话:[phone]E一mail:ldiey@sohueom收稿日期:2004一7一736给水排水vo一30No.io2004DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2004.10.012瑶惊上,而为了适应后续生物处理,又需要加酸,将pH调回至7左右。根据上海及邻近地区垃圾填埋场渗滤液实测资料,渗滤液中碱度非常高,达到7000一80oomg/I了(以CaC姚计),所以在加碱调节pH时,很大一部分药剂用作了缓冲剂。对于吹脱中的气相与液相的介质交换装置也有许多要求,有时在工程中难以达到。所以,希望能有一种工艺简单,处理效率高,工程易一于实施的方法来处理渗滤液。在考虑工艺选择时应具有下述特点:①具有很高的氨氮去除能力;②高负荷的污水处理能力;③能够适应不同季节,不同年限渗滤液浓度的变化,能保证出水水质的稳定性。近年来,已在国内外使用的MBR法是比较理想的方法之一。1MBR法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,可使生化反应器内的污泥浓度从3一59I/J提高到20一309l/,使反应效率提高,出水无菌体及悬浮物。工艺流程为:渗滤液~调节池一筛网~MBR池一贮存池一出水。MBR的主要特点:主要污染物COD、BOD和氨氮有效降解,无二次污染;100%生物菌体分离;出水无细菌和固形物;工程占地面积小;剩余污泥量小;无需脱臭装置;运行费用较低。垃圾渗滤液经MBR处理,一般能满足间接排放要求,如出水需达到直接排放标准,根据不同情况,后续可用活性炭吸附或纳滤(N)F作深度处理。与反渗透相比,纳滤的最大优点是能使大部分盐随出水排出,避免盐的富集带来不利影响。2工程实例及技术方案2.1工艺描述某垃圾渗滤液处理工程的规模为200m3/d,渗滤液经过收集管进入调节池,调节池是利用原建成的容积约840Om3废水池,渗滤液先汇集于此,经过长时间的停留,发生厌氧水解。为避免调节池敞口散发臭气,池面用HDPE覆盖,与空气隔绝。然后用污水泵以9.8m3/h(折算为235m3/d)的流量将污水抽送到生化池。生化池包括反硝化池和硝化池,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,并使氨氮和有机氮氧化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,达到脱氮的目的。硝化和反硝化的布置采泪前置反硝化形式。渗滤液进入1座容积为175衬的反硝化池,而后进入2座容积各为270m3的硝化池。硝化后以6一9倍的回流量回至反硝化池脱氮。经过生物反应后的混合液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达到209/IJ。经过不断驯化形成的微生物菌群,对渗滤液中难生物降解的有机物也能逐步降解。该填埋场渗滤液BOD/COD、0.5,可生化性较好,COD设计去除率90%。渗滤液中的氮源,部分被生物合成,其它在硝化池内氧化为硝酸盐和亚硝酸盐,并在反硝化中还原为氮气而去除,NH:一N设计去除率99%。生化池采用高效内循环射流曝气系统,氧利用率可高达30%。MBR的剩余污泥量很少,排泥量20m3d/左右,可去填埋场处置。与传统生化处理工艺相比,混合流通过超滤(UF)系统进行固液分离,将粒径大于0.02肛m的颗粒、悬浮物等截留在系统内,超滤出水清澈。有单独循环泵以产生较大的过滤通量,避免膜管堵塞。超滤最大压力为0.6MaP,膜管由清洗泵冲洗,清洗后的清洗水在膜环路中循环回到清洗槽,直到充分清洗,每3个月加化学药剂清洗一次。为r达到更好的出水水质,超滤后出水可再进入纳滤系统,截留那些不易降解的大分子有机物,使出水col〕降到120mgI/J以下或更低的水平,出水稳定达标。处理过程中的纳滤系统采用特殊纳滤膜和工艺设计,可使盐随净化水排出,不会出现盐富集现象。纳滤净化水回收率85%,最大压力为3.5MaP。纳滤产生浓缩液量为1.5m3/h,将采用混凝沉淀进一步处理。采用具有混凝和吸附作用的复合型混凝剂,(C)D去除率可达70%以上,产生污泥5m3,d/,回填埋场处置。上清液回调节池,通过调节池的长时间水解酸化作用,可改善其生化处理性能不会产生有机物的富集现象。采用该工艺处理某填埋场渗滤液,适应性强,能确保不同季节不同水质条件下,出水稳定达标。特给水排水vo一30No.io200437宙月r印`附,【“八,阴`阶`峨〔R一旧.................~--...........丫恒别是该工艺具有一定的超前性,既适合目前渗滤液可生化性较好的情况,也适合今后渗滤液可生化性下降的情况。大量工程实例表明,即使对于BOD/C(〕D小于0.2的老填埋场渗滤液,MBR与纳滤处理也能使出水OCD、BOD和NH3一N达标。2.2主要工艺设计参数(见表1一表4)表1废水水量和水质表5各工艺设计处理效果项项目目水量/m3/hhhCOD/mg/LLLB〔〕D/gm/LLLNH3一N/mg/LLL进进水水9.88820000001000000150000MMMBRRR出水水9.888200000100001555去去去除率/%%%%%900099999999NNNFFF出水水83331200020001555去去去除率/%%%%%94448000000设设计参数数进水水出水水流流量/m3ddd/2000020000CCCOD/mg/LLL200000015000BBBOD/gm/LLL1000000(3000CCCOD/BODDD2:lll(2555NNNH3一N/mg/LLL1500006一999PPPHHH6一99999表6实际处理效果表2生化处理设计参数项项目目设计参数数温温度/℃℃2555MMMLSS/kg/m3332000氨氨氮负荷/吨NH3一N/(kgMLSS·d)))0.0222CCCOD负荷/kgCOD/(kgMLss·d)))0.2777硝硝化池/m3332义27000反反硝化池/m3331X17555剩剩余污泥产泥系数/kgMLsS/kgCODDD0.1555剩剩余污泥量/kg/ddd43111曝曝气系统统内循环射流曝气气需需空气量/m3/hhh424222项项目目进水水出水水eeeOD/mg/LLL30740一370800020一6000BBBOD/mg/LLL17900一2040000未检出出SSSS/mg/LLL713一1691115000NNNH3一N/mg/LLL1029一12200013.0一18.888PPPHHH6.5一6.6666.7一6.888铜铜/mg八八未检出出未检出出铅铅/mg/LLL未检出出未检出出锌锌/mg/LLL0.07一0.1000未检出一0.0666锅锅/mg/LLL未检出出未检出出六六价铬/mgIII/0.010一0.022220.004一0.01222表3超滤设计参数项项目目设计参数数)项目目设计参数数膜膜过滤形式式交错流流…UF道数/道道222流流量/m3/hhh98881每道膜管/根根555设设计膜过滤通量/L/(.h时)))8555{总膜管数`根根1000单单位膜管面积/mZ/根根11.666}膜过滤总面积/澎澎11666表4纳滤设计参数项项目目设计参数数}项目目设计参数数膜膜材料料有机膜膜}膜面积/mZZZ45000流流量/m3/hhh9.888}NF道数/道道222设设计通量J//(h·mZ)))1888}每道膜管/根根9992.3各工艺处理预期效果(见表5)3工程效果该工程已于2003年12月建成投产,通过环保部门的验收,实测资料见表6。4几个令人关注的问题4.1硝化反应的温度问题在污水的硝化处理中,微生物的活动与水温有很大关系。水温低于10℃,硝化菌很不活跃,5℃以下硝化菌生长几乎停止。所以如何保证污水硝化反应的适当温度很关键。高浓度的生物膜法在进行硝化反应时,由于污水浓度很高,处理过程中产生的生物能和机械能的释放可提高污水温度,使水温达到25℃左右。文中所述垃圾填埋场的渗滤液处理实践,证明了这一点。但是在夏季水温较高时,为避免生物处理温度过高,需要降温,使水体保持适当的温度。4.2好氧反应器的充氧污水生物处理的好氧反应部分,由于活性污泥浓度很高,达到20一309八J,为常规活性污泥法的5一7倍,对充氧要求也很高,常用的微孔细泡扩散管效果不好。较好的方法是采用特制的循环射流曝气装置,由鼓风机供风给射流器,通过射流器将氧传递至水中。③电话:[phone]修回日期:2004一9一638给水排水vo一30No.io2004