垃圾焚燒滲濾液方案優(yōu)化說明(1)

1、垃圾焚燒滲濾液方案優(yōu)化說明一、項(xiàng)目概述1×12MW垃圾焚燒發(fā)電工程輔機(jī)設(shè)備項(xiàng)目滲濾液處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理水量為200m³/d，初步擬定采用“預(yù)處理+厭氧+兩級(jí)DTRO”工藝進(jìn)行處理，出水水質(zhì)要求達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)還應(yīng)滿足的水質(zhì)指標(biāo)有：城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)GB/T 18920 - 2002中城市綠化用水水質(zhì)，城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)GB/T l8921-2002。垃圾焚燒廠滲濾液是一種高濃度的有機(jī)廢水，經(jīng)預(yù)處理和厭氧處理后，滲濾液中的有機(jī)物、懸浮物、鹽分等含量仍然較高，一般COD任然會(huì)在500015000mg

2、/L，氨氮和總氮在15002500mg/L，懸浮物濃度在20006000mg/L，電導(dǎo)率在1000020000s/cm，后續(xù)直接采用兩級(jí)DTRO處理將存在較多的問題。首先兩級(jí)DTRO處理只是一種物理分離過程，并未對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解處理，而且因?yàn)楦邼舛鹊挠袡C(jī)物和懸浮物的存在，DTRO膜系統(tǒng)容易產(chǎn)生堵塞、產(chǎn)水量低、散發(fā)惡臭等現(xiàn)象。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生高倍濃縮的濃縮液將很難進(jìn)行在處理或處置,往往需要進(jìn)一步處理，會(huì)存在重復(fù)投資的風(fēng)險(xiǎn)?？紤]到國內(nèi)現(xiàn)有垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理的實(shí)際工程運(yùn)用情況，我公司建議對(duì)后端的兩級(jí)DTRO工藝改為“外置式MBR(反硝化+硝化+外置式UF）+NF/RO”工藝，可確保完全降解水中的

3、有機(jī)物生成CO2、H2O、N2、污泥等物質(zhì)，確保最終出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。后端的膜深度處理系統(tǒng)由于處理的是MBR的出水，污染物濃度較低，可考慮回噴焚燒爐爐膛處理，或后期采用蒸發(fā)、高級(jí)氧化等方法進(jìn)行處理。二、現(xiàn)有主體工藝及原理說明1、兩級(jí)DTRO工藝原理碟管式反滲透系統(tǒng)的核心是碟管式膜柱，DT膜柱具有開敞式通道，適用于高污染濃度水處理過程。由于膜片和導(dǎo)流盤之間設(shè)有比較寬敞的通道（4mm），使進(jìn)入膜組的廢水SDI值可以達(dá)到20。DTRO的特殊結(jié)構(gòu)及水力學(xué)設(shè)計(jì)使膜組易于清洗，避免了結(jié)垢和其他膜污染，從而使膜片壽命延長到3年以上。碟管式膜柱是通過兩端都有螺牙的不銹鋼管將一組水力碟片與反滲透膜緊密集結(jié)成筒狀而成

4、的。這種特殊的水力學(xué)設(shè)計(jì)使被處理的液體以最短的距離快速通過反滲透膜，然后180º逆轉(zhuǎn)到另一膜面，從而有效地避免了膜堵塞和濃度極化現(xiàn)象，成功地延長了膜片的使用壽命；清洗時(shí)也容易將膜片上的積垢洗凈，保證碟管式膜組適用于處理高渾濁度和高含砂系數(shù)的廢水。一根小膜柱直徑為200毫米，長1000毫米，由170個(gè)導(dǎo)流盤和169個(gè)膜片構(gòu)成；大膜柱直徑為200毫米，長1200毫米，由210個(gè)導(dǎo)流盤和209個(gè)膜片構(gòu)成。碟管式膜組的優(yōu)良性能依賴于品質(zhì)優(yōu)良的反滲透膜片和水力導(dǎo)流盤。這種膜片由兩張同心環(huán)狀反滲透膜組成，膜中間夾著一層絲狀支架，使通過膜片的凈水可以快速流向出口。這三層環(huán)狀材料的外環(huán)用超聲波技術(shù)焊

5、接，內(nèi)環(huán)開口，為凈水出口。導(dǎo)流盤表面有一定方式排列的凸點(diǎn)，使處理液形成湍流，增加透過速率和自清洗功能。導(dǎo)流盤將膜片夾在中間，但不對(duì)膜片產(chǎn)生壓力，使處理液快速切向流過膜片表面。滲透液在膜片中間沿絲狀支架流到中心拉桿外圍，借助于導(dǎo)流盤上的型橡膠墊圈與處理液隔離而流向不同的出口。碟管式膜片和導(dǎo)流盤DTRO處理系統(tǒng)的特點(diǎn)：1. DT膜組的結(jié)垢較少，膜污染減輕，使反滲透膜的壽命延長。DT的特殊結(jié)構(gòu)及水力學(xué)設(shè)計(jì)使膜組易于清洗，避免了結(jié)垢和其他膜污染，從而延長了膜片壽命。用于DT的膜片壽命可長達(dá)3年，甚至更長，這對(duì)一般的反滲透處理系統(tǒng)是無法達(dá)到的。2. DT處理系統(tǒng)安裝、維修簡單，操作方便，自動(dòng)化程度高。由

6、于DT系統(tǒng)采用的管道、零備件大多是標(biāo)準(zhǔn)件，安裝、維修比較方便。3. 保證產(chǎn)品質(zhì)量，DT系統(tǒng)的全部部件從系統(tǒng)核心部分的動(dòng)力系統(tǒng)、膜柱系統(tǒng)、儀器儀表，小到控制元器件、罐體、集裝箱等輔助設(shè)備均與國內(nèi)外知名品牌企業(yè)長期聯(lián)合制造。三、現(xiàn)有主體工藝存在問題1、 兩級(jí)DTRO工藝為一項(xiàng)膜分離處理技術(shù)，膜分離技術(shù)主要是利用過濾膜的微小過濾孔徑，在壓力作用下對(duì)混合液進(jìn)行濃縮分離得到部分濃度較低的產(chǎn)水和濃度較高的濃縮液。滲濾液中含有大量的有機(jī)物、懸浮態(tài)和膠體狀態(tài)的物質(zhì)，容易堵塞DTRO的砂濾及保安過濾器，甚至進(jìn)入DTRO組件造成系統(tǒng)堵塞、清洗頻繁等問題。 2、兩級(jí)DTRO工藝初期雖然出水額完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但是工藝本

7、身并不能實(shí)現(xiàn)垃圾滲濾液中污染物的去除，只是在高壓下簡單的物理分離過程，系統(tǒng)產(chǎn)生高倍的濃縮液含有極高濃度的有機(jī)物、氨氮、總氮和鹽分，此部分高倍濃縮液由于有機(jī)物濃度極高，現(xiàn)階段很難進(jìn)一步進(jìn)行有效處理或處置。后期如進(jìn)行蒸發(fā)、高級(jí)氧化處理，也需要進(jìn)一步去除濃縮液中的有機(jī)物，存在重復(fù)投資的風(fēng)險(xiǎn)。3、DTRO工藝目前的濃縮液產(chǎn)生比例為25%左右，滿負(fù)荷運(yùn)行下每天產(chǎn)生50噸左右的濃縮液（因?yàn)檫\(yùn)行中代碼錯(cuò)誤緊急停機(jī)造成的沖洗廢液還不計(jì)在內(nèi)）。因?yàn)閰捬醭鰜淼臐B濾液中幾乎所有的污染物集中在濃縮液中，故粘稠度很高，氣味十分惡劣，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用會(huì)逐年加大，且不可避免的產(chǎn)生臭味和堵塞等后續(xù)問題。4、為防止DTRO結(jié)垢問題

8、，滲濾液用酸調(diào)整PH值再加壓進(jìn)入反滲透，由于正對(duì)高有機(jī)物濃度的厭氧出水進(jìn)行調(diào)酸處理，需要投加大量的酸，在處理過程中，雖然DTRO系統(tǒng)雖然處于密閉狀態(tài)，但原水箱及產(chǎn)水箱的呼吸口、人孔、檢修口及放空溢流口均會(huì)與大氣直接連通，車間彌漫著刺鼻的H2S等污染物的惡臭，長期接觸會(huì)影響工作人員的身體健康且造成一定空氣污染。4、 優(yōu)化主體工藝及原理說明4.1優(yōu)化工藝流程根據(jù)焚燒廠滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)，我公司設(shè)計(jì)采用的主體工藝流程為“預(yù)處理+厭氧+MBR(兩級(jí)A/O+外置式UF)+NF/RO”工藝。其中預(yù)處理系統(tǒng)主要包括“轉(zhuǎn)鼓格柵+初沉池+渦凹?xì)飧〕?調(diào)節(jié)池”，預(yù)處理系統(tǒng)與現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案類似，主要通過轉(zhuǎn)鼓格柵去除長

9、纖維狀懸浮物，并通過初沉和渦凹?xì)飧⊙b置去除水中的懸浮物和油脂類物質(zhì)，調(diào)節(jié)池起到了調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，同時(shí)還可以起到水解酸化的效果，提高滲濾液的可生化性能，利于后續(xù)生化處理。生化處理單元主要采用了“厭氧+MBR處理系統(tǒng)”，通過UASB厭氧反應(yīng)器去除滲濾液中大部分的有機(jī)物，再通過后續(xù)的MBR處理系統(tǒng)進(jìn)一步降解有機(jī)物，設(shè)置兩級(jí)A/O系統(tǒng)強(qiáng)化脫氮的效果。出水水質(zhì)一般可達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996中三級(jí)排放的要求，同時(shí)總氮可降低至4070mg/L。經(jīng)MBR系統(tǒng)處理后，滲濾液中可降解的有機(jī)物均已得到有效的降解，剩余的難降解有機(jī)物可通過NF和RO系統(tǒng)進(jìn)一步處理，出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。膜深度

10、處理系統(tǒng)所產(chǎn)生的濃縮液可根據(jù)原有設(shè)計(jì)方案進(jìn)行處置，此部分濃縮液有機(jī)物濃度較低，一般只有兩級(jí)DTRO濃縮液中的1/10左右。4.2MBR工藝原理說明膜生物反應(yīng)器工藝（簡稱MBR）是一種將膜分離技術(shù)和傳統(tǒng)生化方法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)。其最大的優(yōu)勢(shì)是可以通過對(duì)活性微生物的完全截留使生化系統(tǒng)的活性污泥濃度上限得到大大提高，同時(shí)可保證系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定。MBR系統(tǒng)的超濾部分?jǐn)M采用德國MEMOS公司的管式超濾膜，其過濾孔徑為0.03m,可以有效截留所有的微生物菌體和懸浮物。同時(shí)，超濾系統(tǒng)可以對(duì)大顆粒的有機(jī)污染物進(jìn)行截留，進(jìn)一步保證MBR系統(tǒng)出水的穩(wěn)定。本套超濾系統(tǒng)采用大流量高速循環(huán)的方式，膜管內(nèi)的水

11、力流速達(dá)到35m/s，可以有效的防止污染物的沉積，減少膜污染的風(fēng)險(xiǎn)，延長膜使用壽命。同時(shí)，系統(tǒng)設(shè)置嚴(yán)格的流量、溫度、壓力監(jiān)控，并培植清洗系統(tǒng)，可以保證系統(tǒng)在各種復(fù)雜的運(yùn)行條件下安全穩(wěn)定的工作。MBR的主要特點(diǎn)：主要污染物COD,BOD和氨氮有效降解，無二次污染；100%生物菌體分離；出水無細(xì)菌和固性物；反應(yīng)器高效集成，占地面積?。贿\(yùn)行費(fèi)用合理。污泥負(fù)荷(F/M)低，剩余污泥量??；根據(jù)國內(nèi)外多個(gè)類似工程和我公司實(shí)際工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，MBR系統(tǒng)采用的反硝化+硝化工藝可以很好的對(duì)滲瀝液廢水中的氨氮、有機(jī)污染物進(jìn)行有效脫除。其中氨氮的脫除率可達(dá)到99%以上，有機(jī)污染物脫除率達(dá)到92%以上。整個(gè)系統(tǒng)可以

12、全年運(yùn)行，并能保證處理效果的穩(wěn)定，系統(tǒng)的膜使用壽命保證達(dá)到5年以上。4.3二級(jí)A/O生物脫氮技術(shù)原理說明A/O生物脫氮工藝主要基于氨化硝化反硝化的氨氮生物降解反應(yīng)過程，具體如下：氨化作用過程：以氨基酸為例， RCHNH2COOH+ O2 RCOOH+ CO2 + NH3硝化作用過程: NH4+2O2 NO3+2H+H2O +305440KJ/mol反硝化作用過程: 2NO2+6H+ N2+2H2O+2OH2NO3+10H+ N2+4H2O+2OH根據(jù)生物脫氮反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論，硝化反應(yīng)影響因素如下：1）有機(jī)碳源：由于硝化細(xì)菌屬于自氧型細(xì)菌，所以要求混合液的有機(jī)碳濃度不宜過高。如過高，將使硝化細(xì)菌不

13、能成為優(yōu)勢(shì)菌群，影響反應(yīng)速率；2）污泥齡：由于硝化細(xì)菌增長較慢，必須保證系統(tǒng)較高的污泥齡。污泥齡一般在硝化細(xì)菌世代時(shí)間的三倍以上，必須大于10d；3）溶解氧：硝化反應(yīng)溶解氧必須大于2mg/l，較高的溶解氧可以提高硝化反應(yīng)的速率；4）溫度：在535范圍內(nèi)，硝化反應(yīng)的速率隨溫度升高而加快。溫度每升高10，速率提高一倍；5）PH：硝化反應(yīng)適宜的PH為7.58.5,并要求適量的堿度；6）C/N比：處理系統(tǒng)的BOD負(fù)荷低于0.15BOD5/(gMLSS·d)，處理系統(tǒng)的硝化反應(yīng)才能正常進(jìn)行；較低的BOD負(fù)荷可以保證硝化反應(yīng)的順利進(jìn)行；7）有毒物質(zhì)：對(duì)硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的有害物質(zhì)主要有重金屬，

14、高濃度的NH4+-N、NOX-N絡(luò)合陽離子和某些有機(jī)物。反硝化反應(yīng)影響因素如下：1）有機(jī)碳源：反硝化菌為異養(yǎng)型兼性厭氧菌，所以反硝化過程需要提供充足的有機(jī)碳源。一般認(rèn)為，當(dāng)污水中BOD5/TN值35 時(shí)，即可認(rèn)為碳源是充足的，不需外加碳源，否則應(yīng)投加葡糖糖（CH3OH）作為有機(jī)碳源；2）PH：反硝過程最適宜的pH 值范圍6.57.5，不適宜的pH 值會(huì)影響反硝化菌的生長速率和反硝化酶的活性；由于反硝化反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生堿度，這有助于將pH 值保持在所需范圍內(nèi)，并可補(bǔ)充在硝化過程中消耗的一部分堿度；3）溫度：反硝化反應(yīng)的適宜溫度為2040；根據(jù)阿累尼烏斯方程qD(T)=qD(20)·(T-20

15、),當(dāng)溫度在2040之間，溫度越高，反硝化速率越快。4）溶解氧：系統(tǒng)中溶解氧保持在0.5mg/L以下時(shí)，反硝化反應(yīng)才能正常進(jìn)行。根據(jù)以上分析，采用2級(jí)A/O工藝對(duì)滲瀝液進(jìn)行處理，在遠(yuǎn)期水質(zhì)變化后通過向反硝化池中投加葡糖糖物質(zhì)補(bǔ)充有機(jī)碳源，強(qiáng)化系統(tǒng)的脫氮效果。4.4NF/RO工藝原理說明納濾/反滲透處理工藝作為常用的水處理手段，已經(jīng)在許多水處理行業(yè)中得到成功應(yīng)用。膜分離技術(shù)主要是利用過濾膜的微小過濾孔徑，在壓力作用下對(duì)混合液進(jìn)行濃縮分離得到部分濃度較低的產(chǎn)水和濃度較高的濃縮液。其作用的理論基礎(chǔ)是膜對(duì)物質(zhì)的選擇透過性，即清水及小分子物質(zhì)允許透過，大分子物質(zhì)及顆粒物質(zhì)被全部截留。膜分離技術(shù)可以有效的

16、對(duì)水中的污染物截留濃縮并得到較為潔凈的產(chǎn)品水。根據(jù)理論分析，納濾膜的切割分子量等級(jí)為200D，即納濾膜110nm過濾孔徑可以保證膜對(duì)分子量大于200D的物質(zhì)顆粒有90%以上去除率。反滲透工藝采用的反滲透膜元件的過濾孔徑為0.1nm，孔徑約為納濾膜孔徑的1/10。一般認(rèn)為，反滲透膜切割分子量等級(jí)為20D，對(duì)有機(jī)物顆粒和鹽份物質(zhì)具有更高的去除效果。系統(tǒng)采用了完整的過程監(jiān)控設(shè)計(jì)，并配套設(shè)置了膜清洗系統(tǒng)，可以有效保證系統(tǒng)能長期穩(wěn)定的運(yùn)行。同時(shí)，本設(shè)計(jì)采用的膜元件均為卷式膜，其具有單位容積內(nèi)膜比表面積大且不易發(fā)生堵塞的優(yōu)勢(shì)，在水處理行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛。由于卷式膜具有較大的過流通道，所以膜污染的速率被大大

17、降低。本系統(tǒng)采用膜過濾方式為錯(cuò)流過濾，即過濾產(chǎn)水流向與濃縮液流向不在同一平面上，這樣可以有效的減少過濾過程中污染物對(duì)膜的污染。5、 技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比選 根據(jù)現(xiàn)有焚燒發(fā)電廠滲濾液處理系統(tǒng)普遍采用的處理工藝及我公司在垃圾滲濾液上的工程經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)以200m³/d厭氧出水為例，對(duì)后端“兩級(jí)DTRO”和“MBR(兩級(jí)A/O+外置式UF)+NF/RO”工藝進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的比較，詳細(xì)見下表：序號(hào)分項(xiàng)MBR（兩級(jí)A/O+UF)+NF/RO兩級(jí)DTRO備注處理效果達(dá)標(biāo)排放達(dá)標(biāo)排放相同占地面積較少（1500m²）更少（1000m²）兩級(jí)DTRO更少抗污染性能較強(qiáng)更強(qiáng)DTRO的抗污染性能較卷式NF/RO強(qiáng)，但DTRO處理的對(duì)象有機(jī)物濃度較卷式NF/RO高1020倍，且高濃度的有機(jī)廢水粘度較高，所以使用壽命差不多都是3年，且DTRO更容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象運(yùn)停要求生化不能停厭氧不能停由于前段厭氧工藝不能停止，所以實(shí)際都不能停止運(yùn)行情況一年四季穩(wěn)定運(yùn)行冬季不能運(yùn)行由于前段厭氧一般溫度要求在35度左右，所以一般都能正常運(yùn)行污染物去除生物去除隔離、進(jìn)入濃縮液DTRO沒有真正去除污染物，后續(xù)濃縮液處理、處置困難回收率7075%75%80%DTRO的回收率略高膜損壞可能節(jié)點(diǎn)少，不易滲漏節(jié)點(diǎn)多，易滲漏DTRO更容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象二次污染無二次污染惡臭嚴(yán)重、酸霧味重DTRO由于處理的對(duì)象有機(jī)物濃度高，