2011年7月1日，《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)開始啟用，而傳統(tǒng)的單一生化處理法已經(jīng)不能滿足出水要求，人們將目光轉(zhuǎn)向更為高效的膜分離技術(shù)。應(yīng)用于滲濾液處理的膜分離技術(shù)主要有超濾、納濾、微濾、反滲透等，多數(shù)滲濾液處理采用兩種或兩種以上的膜組合工藝來確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。目前國內(nèi)外滲濾液處理膜技術(shù)以MBR+NF/RO處理技術(shù)為主，傳統(tǒng)生化+納濾+反滲透的技術(shù)應(yīng)用于滲濾液處理的實(shí)際工程案例也有較多報(bào)道。  

MBR+NF/RO是近年發(fā)展較快的一種新型組合工藝，具有流程簡(jiǎn)單、投資低、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合中小城鎮(zhèn)垃圾滲濾液處理工程。結(jié)合東興市的降雨特點(diǎn)和滲濾液產(chǎn)量及水質(zhì)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)并構(gòu)筑了以中溫厭氧反應(yīng)器+MBR+NF/RO組合工藝為主的垃圾滲濾液處理站，其處理能力為200m3/d。  

該滲濾液處理站處理流程簡(jiǎn)單、占地面積小，且可根據(jù)實(shí)際進(jìn)、出水水質(zhì)靈活調(diào)整工藝組合。由于該地區(qū)降雨充沛，填埋初期滲濾液COD濃度為3000～4000mg/L，可不經(jīng)過中溫厭氧反應(yīng)器，直接進(jìn)入一體式MBR反應(yīng)池及后續(xù)處理工藝，處理效果顯著。  

1工程概況  

東興市衛(wèi)生填埋場(chǎng)改擴(kuò)建工程的填埋場(chǎng)場(chǎng)區(qū)占地面積為114655m2，總庫容為76．8×104m3。日處理垃圾為121t，2010年-2023年投入運(yùn)行，服務(wù)年限為14年。滲濾液處理站占地約2900m2，設(shè)計(jì)處理量為200m3/d，目前運(yùn)行良好。  

該填埋場(chǎng)采用改良型厭氧填埋工藝，滲濾液水質(zhì)濃度較傳統(tǒng)厭氧性填埋有所降低，可生化性也有所提高，設(shè)計(jì)填埋初期及中后期滲濾液進(jìn)、出水主要指標(biāo)見表1。  

2工藝流程  

垃圾滲濾液在滲濾液調(diào)節(jié)池中經(jīng)過一定時(shí)間的沉淀作用，去除廢水中部分懸浮物、有機(jī)污染物和重金屬離子;高濃度滲濾液通過潛污泵輸送至中溫厭氧反應(yīng)器，可降解部分COD、BOD5以及重金屬離子，中溫厭氧反應(yīng)器出水通過重力自流入一體式MBR反應(yīng)器;低濃度滲濾液直接經(jīng)調(diào)節(jié)池后進(jìn)入MBR反應(yīng)器;通過MBR反應(yīng)器中生物降解和膜過濾的綜合作用，進(jìn)一步去除廢水中難降解的有機(jī)污染物，去除NH3-N、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮和重金屬離子及大部分懸浮物;MBR的出水通過高壓泵輸入納濾設(shè)備，在納濾膜的過濾作用下，進(jìn)行脫色、去除剩余的難降解有機(jī)污染物和金屬離子;在納濾后串聯(lián)反滲透單元可以保證高氨氮情況下水質(zhì)達(dá)標(biāo)，最后再通過活性炭過濾器。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)中一般地區(qū)滲濾液排放限值。  

在實(shí)際運(yùn)行中，根據(jù)滲濾液進(jìn)水濃度選擇是否經(jīng)過中溫厭氧反應(yīng)器，根據(jù)納濾出水選擇是否串聯(lián)反滲透單元�；亓魑勰嘤蒑池回流至A池(見圖1)，剩余污泥利用水壓通過閥門控制排到污泥池;污泥池內(nèi)設(shè)置污泥泵將濃縮后的污泥輸送至垃圾填埋場(chǎng)填埋處理。  

3主要構(gòu)筑物、設(shè)備及設(shè)計(jì)參數(shù)  

3.1調(diào)節(jié)池  

綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)及地形條件，調(diào)節(jié)池有效容積為15233m3，設(shè)計(jì)水深為4．5m，可滿足需調(diào)節(jié)的滲濾液總量的需要。調(diào)節(jié)池池底標(biāo)高為15．00m，最高水位標(biāo)高為19．50m，截污壩的壩頂標(biāo)高為20．00m。內(nèi)設(shè)不銹鋼潛污泵2臺(tái)(1用1備，流量為7．0m3/h、揚(yáng)程為150kPa、功率為1．1kW)，運(yùn)行時(shí)間為20h/d。  

3.2中溫厭氧反應(yīng)器  

設(shè)中溫厭氧反應(yīng)器1座，鋼制，外保溫，尺寸為￠6m×10m，有效容積為160m3，停留時(shí)間為20h，容積負(fù)荷為6kgCOD/(m3·d)，內(nèi)置纖維填料層。  

通過在其底部的環(huán)形開孔布水管布水。布水管用磚砌支墩固定于池底，面向池底開孔。每20cm開一個(gè)直徑為10mm的孔洞，每?jī)蓚�(gè)孔洞之間呈45%傾角方向。配置水管道泵1臺(tái)(流量為11．5m3/h、揚(yáng)程為112kPa、功率為0．75kW)，配套電加熱裝置，N=16kW。  

3.3MBR反應(yīng)器  

MBR反應(yīng)器為聯(lián)體鋼筋混凝土地下式構(gòu)筑物，共分三個(gè)部分:缺氧池(A池)、好氧池(O池)和膜分離池(M池)。反應(yīng)器總尺寸為16m×15m×3．05m，有效水深為2．5m。A池有效容積為300m3，O池有效容積為238m3，M池有效容積為62m3。好氧池(O池)曝氣由鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)(2臺(tái)，1用1備，P=49．0kPa、Qs=6．98m3/min、N=11kW)。  

M池另外配鼓風(fēng)機(jī)為膜組件供氣，在膜分離單元的下部裝微孔曝氣器，該曝氣管氧利用率高，氣泡分散均勻，氣泡直徑為3mm左右，與滲濾液接觸面積增大，具有很高的氧氣傳遞效率。氣源由一臺(tái)反沖洗鼓風(fēng)機(jī)提供(P=58．8kPa、Qs=4．8m3/min、N=7．5kW)。  

M池內(nèi)設(shè)中空纖維微濾膜組件一套。采用旭化成MUNC-620A膜，高結(jié)晶性聚偏氟乙烯(PVDF)材質(zhì);膜通量為6L/(h·m2)，實(shí)際膜總面積為1680m2;孔徑為0．1μm;最大透膜壓力為300kPa;pH值范圍為1～10;標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)過濾水量為0．2～0．7m3/d。膜分離液通過抽吸泵排出(Q=9m3/h，吸程=80kPa，H=300kPa，功率為2．2kW)。  

3.4納濾裝置  

采用納濾成套設(shè)備，處理能力為6m3/h;配納濾高壓泵1臺(tái)，Q=10m3/h，H=1．7MPa，功率為15kW，電源為380V，55Hz;配納濾增壓泵1臺(tái)，Q=10m3/h，H=200kPa，功率為2．2kW。  

設(shè)納濾車間1座，磚混結(jié)構(gòu)，尺寸為8．0m×6．0m。  

3.5反滲透裝置  

采用卷式反滲透成套裝置，配清洗設(shè)備、電控設(shè)備、機(jī)座各一套;配進(jìn)水泵2臺(tái)，TSWA臥式多級(jí)離心泵，Q=18m3/h，N=7．5kW，揚(yáng)程為800kPa。機(jī)座清洗泵2臺(tái)，Q=25m3/h，N=15kW，揚(yáng)程為800kPa。  

3.6污泥泵井和污泥濃縮池  

污泥泵井與濃縮池均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸分別為3．0m×3．0m×3．0m和3．0m×3．0m×6．2m。污泥泵井配污泥泵一臺(tái)，Q=15m3/h，H=70kPa，N=0．75kW。污泥濃縮池配污泥泵一臺(tái)，Q=15m3/h，H=220kPa，N=2．2kW;濃縮后污泥直接由污泥泵抽回至填埋場(chǎng)庫區(qū)。  

4系統(tǒng)運(yùn)行與控制關(guān)鍵點(diǎn)  

4.1MBR反應(yīng)器運(yùn)行控制  

缺氧段(A池)與好氧段(O池+M池)運(yùn)行過程中的基本參數(shù)控制如表2所示。  

滲濾液水質(zhì)成分復(fù)雜，進(jìn)水氨氮濃度很高，微濾膜對(duì)氨氮去除作用很小，要使出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，只有通過生化作用對(duì)其進(jìn)行降解，一旦系統(tǒng)的生化性能出現(xiàn)問題，膜污堵速度較生化性能良好時(shí)更快，恢復(fù)難度更大，出水很難達(dá)標(biāo)。因此，需根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)水選擇性添加碳源，提高廢水的可生化性。運(yùn)行初期，滲濾液C/N達(dá)4．5左右，缺氧段不需要投加碳源。隨著填埋場(chǎng)運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，滲濾液中的碳、氮比例將會(huì)失調(diào)。若碳源不足，每天向MBR缺氧段投加一定量的甲醇，廢水可生化性會(huì)逐漸變好。  

4.2MBR膜污染與清洗  

在運(yùn)行過程中，通過膜機(jī)架底部曝氣產(chǎn)生的氣泡及水流，使膜絲充分抖動(dòng)對(duì)膜進(jìn)行擦洗。同時(shí)采用間歇運(yùn)行方式，自吸泵抽吸13min，停止2min，可防止膜孔堵塞，使長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行成為可能。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，采用恒定流量辦法，抽吸負(fù)壓可通過電接點(diǎn)式壓力表讀取，MBR膜片操作負(fù)壓為0．01～0．03MPa，當(dāng)操作負(fù)壓＞0．05MPa時(shí)，需對(duì)MBR膜片及時(shí)進(jìn)行清洗。一般運(yùn)行到30天，即使負(fù)壓未超過0．05MPa，也要進(jìn)行清洗。  

清洗方法:將MBR膜片從膜架上取下，用清水對(duì)MBR膜片表面進(jìn)行沖洗，除去MBR膜片表面附著的活性污泥;再用0．5%的NaClO溶液浸泡1h，殺死附著在膜表面的細(xì)菌;然后用5%～10%的NaOH溶液將MBR膜片浸泡2h，除去附著在MBR膜片表面的有機(jī)物和膠體物質(zhì)，再用清水對(duì)MBR膜片進(jìn)行沖洗，MBR膜片通量即可恢復(fù)。  

4.3NF/RO運(yùn)行與控制  

在NF/RO裝置中采用大量在線監(jiān)測(cè)儀表及時(shí)對(duì)各部位水質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤和自動(dòng)調(diào)整，以最大限度地延長(zhǎng)膜的使用壽命;進(jìn)水濁度控制在1．0NTU以內(nèi)，以降低膜的清洗頻率，延長(zhǎng)膜的使用壽命。在進(jìn)水水質(zhì)濃度不高時(shí)，納濾出水即滿足出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)即可關(guān)閉后續(xù)的反滲透單元，降低管理難度和能耗，節(jié)約運(yùn)行成本。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求的進(jìn)水條件見表3。

5運(yùn)行結(jié)果  

從2011年4月起調(diào)試2個(gè)月，穩(wěn)定運(yùn)行至今。各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果見表4，均達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)的表2標(biāo)準(zhǔn)。  

6工藝優(yōu)勢(shì)  

①運(yùn)行能耗低  

本工藝采用厭氧處理，以減輕后續(xù)好氧處理的負(fù)荷，降低運(yùn)營成本。電耗是好氧工藝的主要費(fèi)用，在本工藝中選用氧利用率較高的膜式微孔曝氣器，氧的利用率一般可達(dá)到30%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他曝氣裝置曝氣的氧利用率。選擇能耗較低的一體式MBR，動(dòng)力消耗為0．2～0．4kW·h/m3，僅約為分置式的1/10。  

②操作靈活  

運(yùn)行初期，低濃度滲濾液無需經(jīng)過中溫厭氧反應(yīng)器，可直接進(jìn)入MBR及納濾處理單元。在納濾裝置的基礎(chǔ)上增加反滲透裝置，使系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)得到保障。由于納濾出水已經(jīng)過一次脫鹽，因此反滲透系統(tǒng)所需壓力就會(huì)很小，反滲透膜得到一定的保護(hù)，產(chǎn)水率相對(duì)也能提高。另外，若納濾出水滿足出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，即可關(guān)閉后續(xù)的反滲透單元，降低能耗，節(jié)約運(yùn)行成本。  

③二次污染少  

本工藝采用生化處理和物化處理相結(jié)合的方法，利用中溫厭氧、MBR能比較徹底地降解污染物的特點(diǎn)，使污染物數(shù)量減少、危害程度降低。該工藝產(chǎn)生的污泥量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于其他工藝特別是單純使用物化處理的工藝，產(chǎn)生的少量污泥可以采取回灌的措施控制其對(duì)環(huán)境的危害。  

7結(jié)語  

該滲濾液處理站處理工藝充分發(fā)揮微濾、納濾反滲透三種膜工藝的功能互補(bǔ)性，保證了膜部件的穩(wěn)定高效運(yùn)行，組合方便，可操作性強(qiáng)。  

一體式MBR較傳統(tǒng)分置式MBR，具有占地面積小、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，適合作為中小型垃圾滲濾液站處理工藝。動(dòng)力消耗為0．2～0．4kW·h/m3，僅為分置式的1/10左右。  

工程實(shí)踐表明，采用MBR+NF/RO工藝對(duì)填埋初期垃圾滲濾液處理效果顯著，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)中表2規(guī)定的排放限值。

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