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        2. 垃圾滲濾液的特點及處理技術

          • 發布日期:
          • 來源:昌海環保

          一、垃圾滲濾液特點分析

          滲濾液概述生活垃圾填埋場按照填埋氣組成等參數可以大致分為五個階段。

          第一階段為好氧階段,導氣管中引出的氣體主要為空氣,此時產生的滲濾液COD濃度較高,氨氮濃度較低,可生化性較好;

          第二階段為酸化階段,垃圾堆體中以酸化反應為主,填埋氣主要為氮氣、二氧化碳、氫氣,滲濾液水質與第一階段類似;

          第三階段為不穩定的產甲烷段,堆體中厭氧產甲烷菌開始逐漸成為優勢菌種,甲烷氣體的比重開始上升,滲濾液中的有機物開始下降,相反由厭氧分解蛋白質等含氮物質產生的銨鹽開始上升,滲濾液的可生化性下降;

          第四階段為穩定的產甲烷階段,填埋氣主要由二氧化碳和甲烷組成,滲濾液的可生化性已經比較差,易于生化的有機物急劇下降,以揮發性有機酸VFT(VFC)表示;到最后一個階段即結束階段,垃圾中的有機物已經分解殆盡,此時的滲濾液已不具備可生化性。

          其中滲濾液可生化性較好的前三個階段時間較短,只有三至五年,便進入了第四個階段,滲濾液的可生化性逐年下降,直至有機物含量降至零。1.2、滲濾液顯著特點

          (1)滲濾液前、后期水質變化大。滲濾液的水質變化幅度很大,它不僅體現在同一年內各個季節水質差別很大,濃度變幅可高達幾倍,并且隨著填埋年限的增加,水質特征也在不斷發生變化,如滲濾液的碳氮比、可生化性隨著填埋年限的增加而降低。通常在填埋初期,氨氮濃度較低,用生物脫氮就可去除滲濾液中的氨氮,但隨著填埋年限的增加,氨氮濃度不斷增加,COD不斷下降,最好采用物化法處理。

          (2)有機物濃度高。垃圾滲濾液中的CODcr和BOD5濃度最高可達幾萬毫克/升,與城市污水相比,濃度非常高。高濃度的垃圾滲濾液主要是在酸性發酵階段產生,pH值略低于7,低分子脂肪酸的COD占總量的80%以上,BOD5與COD比值為0.5~0.6,隨著填埋場填埋年限的增加,BOD5與COD比值將逐漸降低。

          (3)氨氮含量高。由于大部分填埋場為厭氧填埋,堆體內的厭氧環境造成滲濾中氨氮濃度極高,并且隨著填埋年限的增加而不斷升高,有時可高達1000~3000mg/l。當采用生物處理系統時,需采用很長的停留時間,以避免氨氮或其氧化衍生物對微生物的毒害作用。

          (4)營養元素比例失調。一般的垃圾滲濾液中BOD5/TP大都大于300,與微生物生長所需的磷元素相差較大,因此在污水處理中缺乏磷元素,需要加以補給。另一方面,老齡填埋場的滲濾液的BOD5/NH3-N卻經常小于1,要使用生物法處理時,需要補充碳源。

          (5)鹽份含量高。填埋場滲濾液通常含有大量的鹽份,總的含鹽量通常高達10000mg/L以上,采用膜處理會由于滲透壓過大造成產水率過低,采用生化處理會因為含鹽量過高造成啟動困難,運行不穩,甚至無法運行。

          (6)總氮以氨氮為主。由于大部分填埋場為厭氧環境,使得滲濾液中氮元素以氨氮為主,硝態氮極少,同時也意味著氨氮的去除的同時總氮也被去除。

          二、滲濾液處理技術概況

          2.1 MBR膜生物反應器+NF納濾

          MBR能夠使滲濾液中的主要污染物如CODCr、BOD5和氨氮等得到有效降解,100%生物菌體分離,大量工程實例結果表明CODCr去除率維持在70%~85%之間,氨氮的去除率維持在90%~99.8%之間,總氮的去除率為50%~99%。

          由于膜制造成本的不斷降低,近兩年,MBR已在垃圾滲濾液的處理中,廣泛應用。MBR膜應用于垃圾滲濾液比較傳統的工藝為:

          MBR(外置式膜生化反應器)+二級納濾(NF)/RO 工藝。

          2.2 工藝流程如圖

          MBR+NF+RO

          2.3 進出水水質如圖

          滲濾液處理工藝效果分析


          2.4 MBR+NF工藝可能出現的問題

          出水水質不穩定:由于MBR膜生物反應器對外界溫度要求高,溫度過低會導致MBR膜生化反應不到位,出水COD高于NF/RO的進水要求,從而導至COD、氨氮出水不達標。

          運行成本高:由于垃圾滲濾液中含有大量的易結垢離子,運行時需要加入大量的藥劑來阻止結垢。

          膜易堵塞:傳統的卷式納濾、反滲透膜流道窄,對源水要求高,而垃圾滲濾液成份復雜,極易造成膜堵塞。昌海環保通過對膜系統的設計工藝改進,目前已基本解決此問題。

          三、DTRO工藝處理垃圾滲濾液

          3.1 碟管式反滲透技術的發展歷程

          DTRO技術源于德國,1988年,DTRO系統進入滲濾液處理市場,第一座DTRO設備處理垃圾滲濾液工程在德國Ihlenberg建成。到1997年,DTRO在歐洲、美洲、遠東等國家或地區已有200多個成功的工程實例,占反滲透法處理滲濾液市場的75%。到1999年,市場份額為80%。

          3.2 碟管式反滲透系統簡介

          DTRO膜組件構造與傳統的卷式膜截然不同,膜柱是通過兩端都有螺紋的不銹鋼管將一組導流盤與反滲透膜緊密集結成筒狀而成的。碟管式膜組的優良性能依賴于品質優良的反滲透膜片和導流盤,導流盤表面有一定方式排列的凸點,使處理液形成湍流,增加透過速率和自清洗功能,導流盤將膜片夾在中間,使處理液快速切向流過膜片表面。

          DTRO膜片介紹

          3.3 碟管式反滲透處理系統工藝流程

          根據不同的進水水質、出水要求及工程成本,垃圾滲濾液處理系統可采用:

          3.3.1 兩級DTRO:目前采用較多的是兩級DTRO工藝,一般來講可以達到《生活垃圾填埋場污染控制標準(GB16889-2008)》排放標準,滿足中水回用要求;

          3.3.2 單級DTRO:單級DTRO主要用于污染指標較低的滲濾液;如年齡比較大的垃圾填埋場。

          3.3.3 單級MBR+單級DTRO/DTNF :MBR+單級DTRO/NF適合處理可生化性較好的滲濾液類型,如新建的垃圾填埋場。

          3.3.4 DTNF與DTRO組合等工藝.在出水指標允許的條件下,還可以應用DTNF,或使用DTRO與DTNF組合系統,既滿足去除率又可去除部分單價鹽類.

          兩級碟管式DTRO膜處理垃圾滲濾液數據如下:

          DTRO膜處理垃圾滲濾液數據

          典型兩級DTRO工藝流程如下:

          DTRO工藝流程


          3.3.5 DTRO處理垃圾滲濾液的特點

          1)出水水質好,反滲透膜對各項污染物都具有極高的去除率,出水水質好;

          2)出水穩定,不受外界的干擾膜系統是個密閉的系統,不受外界的干擾,所以系統出水水質達標,不受可生化性等因素的影響。

          3)運行靈活DT膜系統是基于物理分離的設備,操作十分靈活,可以連續運行,也可間歇運行,能根據水量來調節設備的連接方式,可以串聯或者并聯設備;

          4)建設周期短,調試、啟動迅速DT膜系統的主要是靠機械來完成,組裝快,能夠迅速的運達施工現場。

          5)自動化程度高,操作運行簡便DT膜系統采用自動化控制的方式,系統帶有在線監測、控制系統,PLC可以根據傳感器參數自動調節,適時發出報警信號,對系統形成保護,操作人員只需根據操作手冊查找錯誤代碼排除故障,對操作人員的經驗沒有過高的要求;

          6)占地面積小,DT膜系統為集成式安裝,附屬構筑物及設施也是一些小型構筑物,占地面積很小。

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