外置式MBR_反滲透_納濾_組合工藝在處理生活垃圾填埋場滲濾

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展、 人民生活水平的提高和城鎮(zhèn)化進程的加 快, 城市產(chǎn)生大量的生活垃圾。 衛(wèi)生填埋是當(dāng)前國內(nèi)外廣泛采用的 一種垃圾處理方法。 垃圾在填埋過程中會產(chǎn)生大量的高濃度有毒 有害垃圾滲濾液, 若滲濾液處理不當(dāng), 不僅會污染土壤和地表水 源, 甚至?xí)廴镜叵滤?因此, 采用合理工藝對垃圾滲濾液進行有 效的處理對保護生態(tài)環(huán)境有重要的意義。1. 垃圾滲濾液的來源及水質(zhì)特點1.1 垃圾滲濾液的來源垃圾填埋場滲濾液是指垃圾在堆放和填埋過程中由于發(fā)酵和 降水的沖刷、 地表水和地下水浸泡而濾出的污水。 垃圾滲濾液中污 染物主要有以下幾個來源:垃圾本身含有的大量可溶性有機物、 無 機物在雨水、 地表水或

2、地下水浸入過程中溶解而進入滲濾液; 垃 圾通過生物、 化學(xué)、 物理等作用產(chǎn)生的可溶性物質(zhì)進入滲濾液; 覆 蓋和周圍的土壤中進入滲濾液的可溶性物。1.2 垃圾滲濾液的水質(zhì)特點(1 滲濾液成分復(fù)雜。 垃圾滲濾液中含有多種有毒有害的有 機物和無機物, 除含有常規(guī)的污染物質(zhì)外, 還含有包括某些致癌、 促癌和輔助致癌物質(zhì)。 除此之外, 還含有難以生物降解的非氯化芳 香族化合物、 氯化芳香族化合物、 磷酸醋、 酚類化合物和苯胺類化 合物等。 尤其是當(dāng)生活垃圾和工業(yè)垃圾混合時, 成份更為復(fù)雜。 (2 滲濾液污染物濃度高。 一是有機物濃度高; 二是氨氮濃 度高, 一般高達幾百, 甚至幾千; 三是CODcr和B

3、OD 5濃度高, CODcr 最高可達幾萬, BOD 5最高可達幾千; 四是色度高且惡臭, 色度可高 達20004000倍, 并伴有極重的腐敗臭味。(3 水質(zhì)變化范圍大。 垃圾滲濾液的成分和產(chǎn)量隨季節(jié)、 時 間等變化情況較復(fù)雜。 一是產(chǎn)生量呈季節(jié)性變化, 雨季明顯大于旱 季。 二是污染物組成及其濃度隨填埋場年限的延長而變化。2. 垃圾填埋滲濾液污染控制技術(shù)簡介目前對垃圾滲濾液的處理方案主要有兩大類:一類是將滲濾 液經(jīng)一定的預(yù)處理后直接排入城市污水處理廠進行合并處理; 另 一類是對滲濾液進行單獨處理。 通常垃圾填埋場遠離城區(qū)而位于 偏遠山谷地帶, 滲濾液遠距離輸送費用較高且不經(jīng)濟, 且由于滲濾

4、液所特有的水質(zhì)及其變化特點, 易造成對污水處理廠的沖擊, 影 響甚至破壞城市污水處理廠的正常運行, 因此, 一般情況下垃圾滲 濾液單獨處理。 常見的處理方法如下:2.1 生物處理法(1 好氧生物處理。 好氧法是常用的廢水處理生物處理方法 之一, 主要有活性污泥法、 生物濾池、 生物轉(zhuǎn)盤、 生物接觸氧化等。 好氧處理法可有效地降低BOD、 COD和氨氮濃度。(2 厭氧生物處理。 厭氧處理方法包括上流式厭氧污泥床 (UASB 、 厭氧生物濾池 (AF 、 厭氧接觸法, 混合反應(yīng)器及厭氧塘 等。 厭氧處理的主要優(yōu)點是能耗少 、 操作簡單, 投資及運行費用低 廉, 產(chǎn)生的污泥量小。(3 厭氧-好氧組合

5、工藝。 由于垃圾填埋滲濾液是高濃度有機 廢水, 單獨采用厭氧或好氧處理往往難以達到排放要求, 目前通常 采用厭氧-好氧組合工藝, 既經(jīng)濟合理, 處理效率也高, 可有效地去 除COD、 BOD、 氮和磷。(4 氧化塘處理。 氧化塘可以是好氧塘, 也可以是厭氧塘或 兼性塘。 氧化塘處理具有運行費用低、 操作方便、 投資小等優(yōu)點。 2.2 物化處理法垃圾滲濾液和物化處理工藝主要包括混凝沉淀、 化學(xué)沉淀、 吸附、 吹脫、 膜分離等。 物化處理主要用于去除滲液中的氨氮、 重 金屬離子和難降解的有機物質(zhì), 以保證后續(xù)生物處理工藝的正常 運行; 用物化處理作為后續(xù)處理時, 可進一步提高出水水質(zhì), 保證 滲濾

6、液的達標排放。2.3 土地處理法土地處理法亦即土壤灌溉法, 主要是通過土壤顆粒的過濾、 離子交換、 吸附和沉淀作用去除滲濾液中的懸浮固體顆粒和溶解 成分 , 通過土壤的微生物作用使?jié)B濾液中的有機物和氨發(fā)生轉(zhuǎn)化, 通過蒸發(fā)作用減少滲濾液的發(fā)生量。2.4 垃圾滲濾液的其他新處理技術(shù)垃圾滲濾液的其他新處理技術(shù), 如常規(guī)處理-膜分離技術(shù)、 超 聲降解水體中有機污染物技術(shù)等。由于垃圾填埋場滲濾液水質(zhì)水量的復(fù)雜多變性, 采用單獨的 一種工藝往往難以達到理想的處理效果, 因此, 通常采用組合工藝 對垃圾滲濾液進行處理。3. “外置式MBR+反滲透/納濾” 工藝在處理生活 垃圾滲濾液中的應(yīng)用3.1 案例簡介“

7、外置式MBR+反滲透/納濾” 組合工藝在處理 生活垃圾填埋場滲濾液中的應(yīng)用楊智輝(河源市環(huán)境監(jiān)測站廣東河源517000摘要:本文對城市生活垃圾滲濾液水質(zhì)特點和影響因素進行了 分析 , 介紹了現(xiàn)階段國內(nèi)外在生活垃圾滲濾污染控制處理中 , 應(yīng)用較為 廣泛的工藝技術(shù), 探討了 “外置式MBR+反滲透/納濾” 組合工藝在處理生活垃圾填埋場滲濾液 中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:垃圾滲濾液 處理工藝 應(yīng)用50河源市某生活垃圾衛(wèi)生填埋場建設(shè)項目于2007年1月通過環(huán) 評審批; 總投資約2.45億元, 占地面積為331000m 2, 使用衛(wèi)生填埋 工藝, 填埋總?cè)莘e410萬m 3, 設(shè)計可填埋生活垃圾402萬噸, 使用年

8、 限為23年, 設(shè)計日填埋垃圾為483噸。 其中一期項目投資約1.2億 元, 占地面積為38999m 2, 庫容為40.87萬m 3, 最大填埋厚度29.4m, 填埋年限3年; 目前已運行2年。3.2 滲濾液處理工藝流程簡介3.2.1工藝流程簡介該填埋場滲濾液污水處理廠采用 “生化+物化” 處理方式, 采用 “外置式MBR+反滲透/納濾” 為主體工藝, 設(shè)計處理能力為300m 3/d。3.2.1.1外置式MBR系統(tǒng)MBR (膜-生物反應(yīng)器 為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機結(jié) 合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。 以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端 二沉池, 在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度, 提高生物處理有機

9、 負荷, 膜生物反應(yīng)器因其有效的截留作用, 可保留世代周期較長的 微生物, 可實現(xiàn)對污水深度凈化。垃圾滲濾液水質(zhì)經(jīng)調(diào)節(jié)均衡后進入兩級生物脫氮系統(tǒng), 通過 反硝化和硝化從源頭上保障了對氨氮進行有效的去除和降解。 脫 氮后進入超濾系統(tǒng), 通過超濾膜的過濾作用實現(xiàn)泥水分離, 超濾 膜代替了 傳統(tǒng)的二沉池, 實現(xiàn)了活性污泥中的凈化水和微生物菌體 的完全分離, 使微生菌群被完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi), 使得系統(tǒng)內(nèi) 能夠維護較高微生物濃度和較長的污泥齡, 由此產(chǎn)生的好氧微生 物對滲濾中的有機物具有極高的降解能力; 污泥回流到生化池以提 高池中污泥濃度, 部分污泥作為剩余污泥排入污泥濃縮池, 濃縮池 為間歇式重

10、力濃縮池, 兩池交替運行, 上清液回流均衡池, 污泥則 由污泥泵提升至脫水系統(tǒng)后進入填埋區(qū)填埋處理。3.2.1.2 深度處理系統(tǒng) (納濾/反滲透 超濾出水排入超濾清水池, 進入深度處理系統(tǒng); 深度處理采 用納濾和反滲透相結(jié)合的方式。 納濾是一種以壓力差為推動力, 介于反滲透和超濾之間的截留水中粒徑為納米級顆粒物的一種膜 分離技術(shù), 用表面孔徑為納米級的半透膜脫除以二價離子為主的 鹽類和相對分子質(zhì)量300以上的大多數(shù)有機物的過程。 納濾膜大多項目 CODcr BOD 5氨氮 總氮 SS 滲濾液原水 75323992764883566 MBR出水 185373.825.537去除率 97.599.

11、199.599.498.9納濾/反滲透 系統(tǒng)出水 1531.321.884去除率 91.991.9 總處理效果 99.899.999.899.899.3排放標準 501051510從反滲透膜衍化而來, 如CA、 CTA膜、 芳族聚酰胺復(fù)合膜和磺化聚 醚砜膜等, 但與反滲透相比, 其操作壓力更低, 因此納濾又被稱作 “低壓反滲透” 或 “疏松反滲透” 。 反滲透又稱逆滲透, 一種以壓 力差為推動力, 從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。 對膜一側(cè)的料 液施加壓力, 當(dāng)壓力超過它的滲透壓時, 溶劑會逆著自然滲透的方 向作反向滲透。 從而在膜的低壓側(cè)得到透過的溶劑, 即滲透液; 高 壓側(cè)得到濃縮的溶液,

12、 即濃縮液。 反滲透膜能截留水中的各種無機 離子、 膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì), 從而使水質(zhì)得到凈化。3.2.2工藝流程圖表1 廢水水質(zhì)及處理效果情況51523.3 廢水水質(zhì)及處理效果在該垃圾填埋場實際填埋量達到設(shè)計填埋量約85%的工況負 荷下, 對該場滲濾液處理情況連續(xù)監(jiān)測兩天, 每天監(jiān)測四次, 主要 污染物化學(xué)需氧量、 五日生化需氧量、 氨氮、 總氮、 懸浮物的日平 均濃度及處理效果情況見表1。表1監(jiān)測結(jié)果表明, 廢水經(jīng)MBR系統(tǒng)處理后, 主要污染物化學(xué) 需氧量、 五日生化需氧量、 氨氮、 總氮、 懸浮物去除效果明顯, 但由 于滲濾液濃度高、 水質(zhì)復(fù)雜且不穩(wěn)定, 出水未能完全達標排放, 需 要進

13、行深度處理; 經(jīng)深度處理 (納濾/反滲透 后, 各項污染物濃度 進一步降低。 滲濾液在經(jīng) “外置式MBR+反滲透/納濾” 組合工藝處 理后達標排放, 化學(xué)需氧量、 五日生化需氧量、 氨氮、 總氮、 懸浮物 去除率均可達99%以上。4. 結(jié)論由于垃圾填埋場滲濾液廢水水量大、 有機物濃度高、 色度高、 組份復(fù)雜、 水質(zhì)變動范圍大的特點, 采用單一的生物處理法或化學(xué)處理法往往難以取得較好的處理效果。垃圾填埋場滲濾液廢水處理實例表明, “外置式MBR+反滲透 /納濾” 組合工藝具有COD及BOD去除能力高、 脫氮能力高效、 管理簡 便、 剩余污泥量少、 對水質(zhì)水量驟變適應(yīng)能力強等特點, 運用此工 藝處

14、理垃圾填埋場滲濾液廢水, 處理效果好, 運行穩(wěn)定, 且各項指 標均能穩(wěn)定達標, 值得在垃圾滲濾液廢水處理中推廣使用。參考文獻:1 李穎. 垃圾滲濾液處理技術(shù)及工程實例. 中國環(huán)境科學(xué)出 版社. 2008. 82 沈東生. 生活垃圾填埋生物處理技術(shù). 化學(xué)工業(yè)出版社環(huán) 境科學(xué)與工程出版 中心. 20033 趙慶良. 李偉光. 特種廢水處理技術(shù). 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版 社. 20044 劉宏遠等. 生活垃圾填埋場滲濾液水質(zhì)變化研究. 浙江林 業(yè)科技. 2004(2 精密度和準確度實驗重復(fù)性測試, 根據(jù)標準工作曲線中編號4的標準樣品進行平行 測試, 11次平行測定的結(jié)果為 :0.138、 0.133、

15、 0.127、 0.119、 0.128、 0.126、 0.125、 0.136、 0.124、 0.132、 0.119, 標準偏差為0.6%, 有較 好的重復(fù)性。用本方法及原標準方法對七個不同工業(yè)廢水水樣進行對比測 試, 結(jié)果如表2。從表2可以看出, 本方法及原標準方法對同一水樣做七次測 試, 其相對標準偏差小于4.5%, 由此可見, 本方法及原標準方法對 實際水樣的測試結(jié)果在可接受的偏差范圍內(nèi)。用不同濃度的標樣及自配標準液分別用本方法及原標準方法 進行測試, 其結(jié)果如表3由表3可以看出同, 本方法測定結(jié)果相對誤差均在4.2%內(nèi), 可 見本方法也具有較好的準確性。(3 干擾及其消除鐵與顯

16、色劑形成棕色化合物, 可用檸檬酸掩蔽, 鎳、 鈷與顯色 劑形成綠黃色以至暗綠色, 可用EDTA掩蔽。 鉍與試劑呈黃色, 當(dāng)含 量為銅的兩倍以下時, 干擾在440nm吸收極小, 可忽略, 錳顯色呈微 紅色, 但不穩(wěn)定, 微量時放置一段時間, 可退去, 含量高時加入鹽 酸羥胺消除干擾。3. 結(jié)論本方法在原標準方法基礎(chǔ)上, 采用縮減樣品量和試劑用量, 采用具塞的密閉比色管代替分液漏洞, 減少毒性高的四氯化碳用量的方法, 在水樣的對比測試中結(jié)果同樣具有良好的精密性, 準確 性和適應(yīng)性, 而且能節(jié)省試劑、 減少工作強度和萃取時間 (由原來的不少于2分鐘, 減少為1分鐘 , 如果應(yīng)用便攜式分光光度計 , 更 可以進行現(xiàn)場快速測定, 是一種準確可行的方法。參考文獻:1 水質(zhì) 銅的測定 二乙基二硫代氨基 甲酸鈉分光光度法 (HJ 48520092 國家環(huán)保總局、 水和廢水監(jiān)測分析方法 編委會編的 水 和廢水監(jiān)測分析方