生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理方案優(yōu)化研究

生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理方案優(yōu)化研究

1解壓覆巖中的水分垃圾廢水是指經(jīng)過(guò)處理后，由垃圾層過(guò)濾的廢水，如因壓力和生物效應(yīng)而累積的廢水。從滲濾液的生成機(jī)理來(lái)看，其主要來(lái)源有：降水、地表徑流、垃圾水分、垃圾覆蓋材料中的水分、垃圾降解生成水分、垃圾蒸發(fā)產(chǎn)生的水分等?，F(xiàn)階段，城市生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理一直是填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中非常棘手的問(wèn)題。滲濾液是液體在填埋場(chǎng)重力流動(dòng)的產(chǎn)物，主要來(lái)源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水目前，我國(guó)大部分城市都是采用衛(wèi)生填埋方式作為垃圾處理的基本方式，但其產(chǎn)生的垃圾滲濾液無(wú)論對(duì)環(huán)境還是對(duì)人，都會(huì)造成嚴(yán)重的影響。而且，如果滲濾液得不到妥善處理，就會(huì)造成水體和土壤的嚴(yán)重污染。2滲濾處理站的運(yùn)行分析2.1生態(tài)恢復(fù)階段以西南某垃圾生活垃圾填埋場(chǎng)為例，其建于2010年，設(shè)計(jì)庫(kù)容為72萬(wàn)m3，目前已經(jīng)庫(kù)滿進(jìn)入生態(tài)恢復(fù)階段。其場(chǎng)內(nèi)建有一套日處理規(guī)模為300m3/d的滲濾液處理站，分兩組設(shè)施進(jìn)行處理。其中一組采用的工藝為：中溫厭氧—缺氧—好氧—MBR—反滲透，另一組采用的工藝為DTRO膜處理。滲濾液處理站進(jìn)出水水質(zhì)情況詳見(jiàn)表1。2.2預(yù)處理段-反滲透滲濾液處理工藝流程如圖1所示。通過(guò)圖1可以看出，（1）垃圾滲濾液從調(diào)節(jié)池經(jīng)過(guò)提升泵進(jìn)入?yún)捬跎郎亻g，在厭氧升溫間將原水溫度提升至25℃以上，之后經(jīng)提升泵從UASB反應(yīng)塔（升流式厭氧污泥床）底部進(jìn)入；而在厭氧塔里上層污水通過(guò)泵再?gòu)南露舜蛉雲(yún)捬跛孕纬蓞捬跛?nèi)液體循環(huán)；由于原水中復(fù)雜難降解的有機(jī)物物料比較多，所以需要在厭氧段加以降解；經(jīng)過(guò)厭氧段的廢水再進(jìn)入缺氧階段，在缺氧段主要是好氧段回流的硝化液在缺氧環(huán)境中發(fā)生反硝化反應(yīng)，以此完成硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)獾倪^(guò)程(2）通過(guò)缺氧段的廢水進(jìn)入好氧池，在好氧池中活性污泥經(jīng)過(guò)有氧呼吸，進(jìn)一步將有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)物；之后通過(guò)MBR膜（一期使用的柱式MBR膜）去除大部分懸浮物和一定量的有機(jī)物，經(jīng)MBR膜后COD、氨氮分別有大約1500mg/L,500mg/L左右；然后，經(jīng)過(guò)MBR膜后污水再通過(guò)高壓泵進(jìn)入RO膜反滲透；而反滲透后COD會(huì)降到100mg/L以?xún)?nèi)，氨氮也會(huì)降到10～20mg/L；最后，一部分清水會(huì)進(jìn)入排放池，另一部分則返回到MBR產(chǎn)水池，和MBR膜產(chǎn)水混合后再進(jìn)一次RO膜，濃水進(jìn)入污泥濃縮池隨后回灌垃圾填埋場(chǎng)。(3）另一組廢水經(jīng)保安過(guò)濾器進(jìn)入反滲透系統(tǒng)原水箱，在原水箱中通過(guò)加硫酸調(diào)節(jié)pH值，原水箱的出水經(jīng)柱塞泵加壓后進(jìn)入石英砂過(guò)濾器，隨后進(jìn)入保安過(guò)濾器；而經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾器的滲濾液會(huì)直接進(jìn)入一級(jí)DT裝置，經(jīng)一級(jí)DT裝置內(nèi)的高壓泵、一級(jí)在線循環(huán)泵及膜柱的出水會(huì)分為兩部分-濃縮液和透過(guò)液；一級(jí)DT裝置產(chǎn)生的濃縮液經(jīng)輸送泵輸送至垃圾填埋場(chǎng)，透過(guò)液進(jìn)入二級(jí)STRO裝置再進(jìn)行進(jìn)一步處理；經(jīng)二級(jí)ST裝置內(nèi)的高壓泵及膜柱的出水也分為兩部分-濃縮液和透過(guò)液，二級(jí)ST裝置產(chǎn)生的濃縮液返回至反滲透系統(tǒng)原水箱，透過(guò)液進(jìn)入清水箱達(dá)標(biāo)排放。2.3ro工藝和生物處理工藝的比較該垃圾填埋場(chǎng)現(xiàn)有垃圾滲濾液的原水COD在6000～7000mg/L之間，氨氮在2000～3000mg/L之間，若只用傳統(tǒng)的生物處理很難達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)處理工藝基本可以分為“UASB+A/O+MBR膜工藝+RO反滲透”和“DTRO+RO反滲透”兩種處理工藝?！癠ASB+A/O+MBR膜工藝+RO反滲透”工藝是在生物處理的基礎(chǔ)上將滲濾液中的有機(jī)物、氨氮等降解到一定程度，然后加壓通過(guò)反滲透膜后穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。該工藝的重心是在前端的生物處理上，在運(yùn)營(yíng)中要時(shí)刻關(guān)注污泥活性及微生物菌群的生長(zhǎng)環(huán)境，以保證在生物處理階段能夠達(dá)到穩(wěn)定的去除率。如果生物處理效果不是很理想，在RO階段也可以通過(guò)控制產(chǎn)水量來(lái)提升出水水質(zhì)?！癉TRO+RO反滲透”是純物理工藝目前該滲濾液的整體處理效果已經(jīng)趨于成熟，經(jīng)過(guò)近三年出水水質(zhì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，COD穩(wěn)定控制在50mg/L以?xún)?nèi)，NH2.4運(yùn)營(yíng)成本分析2.4.1投加藥劑的使用現(xiàn)填埋場(chǎng)垃圾滲濾液原水的碳源不夠，在運(yùn)行過(guò)程中需要補(bǔ)充碳源（甲醇、葡萄糖），而硝化反應(yīng)會(huì)消耗原水中的堿度，在運(yùn)行過(guò)程中也需要添加小蘇打以補(bǔ)充硝化過(guò)程消耗的堿度。生化系統(tǒng)需要投加藥劑的使用量及價(jià)格如表所示2。在膜系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，除了添加葡糖糖、甲醇和小蘇打以外，還要在進(jìn)RO膜前投加鹽酸調(diào)節(jié)pH，進(jìn)DT膜前投加硫酸調(diào)節(jié)pH，進(jìn)RO反滲透膜前投加鹽酸調(diào)節(jié)pH，為防止硫酸調(diào)節(jié)會(huì)有絮狀物產(chǎn)生發(fā)生堵膜，還要在膜運(yùn)行過(guò)程中投加阻垢劑和亞硫酸氫鈉還原劑等。其藥劑使用量及價(jià)格詳見(jiàn)表3。2.4.2ro系統(tǒng)運(yùn)行成本MBR膜采用圓柱式模24組，每組約配備1000根膜絲，傳統(tǒng)簾式膜1300mRO膜選用日本進(jìn)口反滲透膜，一組RO膜共有三節(jié)，每節(jié)配備五支膜，每支膜更換的成本在3500元左右，全部更換成本約為52500元。二組RO膜共有21支膜，生化MBR膜后反滲透共有12支膜，DTRO后反滲透共9支膜，采用的反滲透膜跟一組一致，每支3500元，全部更換成本在73500元左右。DTRO膜是整個(gè)處理系統(tǒng)成本最高的處理設(shè)備，目前共有59束模組運(yùn)行，每束模組里共有206個(gè)膜片，207片導(dǎo)流盤(pán)，導(dǎo)流盤(pán)與膜片交叉相繼疊放，每片導(dǎo)流盤(pán)上配兩個(gè)小膠圈。每束膜地更換成本在27000元左右，全部膜組更換的成本在160萬(wàn)左右，一般三到五年更換一次。2.4.3分組工作時(shí)間滲濾液處理站設(shè)一名站長(zhǎng)、一名班長(zhǎng)，9名操作工人，兩套系統(tǒng)分別為兩人一組，每組工作48小時(shí)，休息48小時(shí)。其中站長(zhǎng)、班長(zhǎng)的人工成本在6000到8000元，操作工人的人工成本約每人4000元。根據(jù)近三年統(tǒng)計(jì)，滲濾液處理站運(yùn)行中每年的設(shè)備維修費(fèi)用大約在80萬(wàn)元到100萬(wàn)元之間。2.5膜池及藥劑的使用，確保正確在滲濾液運(yùn)行期間，RO反滲透膜出水端鋼管發(fā)生兩次裂管事件，分析可能是在洗膜時(shí)酸洗、堿洗后未及時(shí)用清水沖洗或未及時(shí)運(yùn)行產(chǎn)水導(dǎo)致產(chǎn)生腐蝕，此外進(jìn)出水端壓力偏高也是原因之一，事故產(chǎn)生時(shí)壓力達(dá)到了1.7MPa，而正常RO膜的進(jìn)出水端運(yùn)行壓力一般要求控制在1.5MPa以?xún)?nèi)。另外，在藥劑使用方面，開(kāi)始運(yùn)行階段在生化段采用的是小蘇打（NaHCO由于運(yùn)行成本控制及高濃度氨氮可能對(duì)生化系統(tǒng)產(chǎn)生抑制作用等原因，滲濾液處理站生化效果并不是很好，特別是好氧段泡沫較多，現(xiàn)滲濾液處理站在運(yùn)行中采用消泡劑消除好氧以及MBR池的泡沫，但消泡劑中含有的油脂會(huì)對(duì)膜產(chǎn)生不利影響。考慮在MBR膜池的出水管上分一支小支管，支管上加設(shè)噴頭，利用噴出的MBR產(chǎn)水來(lái)消除泡質(zhì)。輪班機(jī)制基本為每組兩人，工作48小時(shí)，休息48小時(shí)。這種輪班方式由于連續(xù)工作時(shí)間較長(zhǎng)，容易導(dǎo)致員工在夜間疏忽職守或者連續(xù)工作導(dǎo)致第二天工作精力不足，工作效率降低?？梢圆捎梅謨山M，一組白班一組夜班，白班夜班一月交替一次的方式進(jìn)行。既能夠彌補(bǔ)夜間工作的缺陷，又能降低由于夜間疏忽職守導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)。3垃圾填埋的穩(wěn)定化研究現(xiàn)有的滲濾液處理方法多種多樣，各具特色，在實(shí)際應(yīng)用中要因地制宜的來(lái)選擇處理方法。且不同地域的地理位