二級(jí)DTRO工藝處理垃圾滲濾液工程實(shí)例

邵澤巖，馮燕，劉延芳

（昆明理工大學(xué) 建筑工程學(xué)院，昆明 650000）

二級(jí)DTRO工藝處理垃圾滲濾液工程實(shí)例

邵澤巖，馮燕，劉延芳

（昆明理工大學(xué) 建筑工程學(xué)院，昆明 650000）

云南省某鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活垃圾填埋場(chǎng)采用二級(jí)DTRO工藝處理滲濾液，其規(guī)模為30 m3/d，出水CODCr質(zhì)量濃度為31～58 mg/L，BOD5質(zhì)量濃度為16～27 mg/L，NH3-N質(zhì)量濃度為5～16 mg/L，TN質(zhì)量濃度為9～21 mg/ L，SS質(zhì)量濃度為4～9 mg/L。污染物指標(biāo)均低于GB 16889—2008《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中所規(guī)定水污染物的排放限值。介紹了處理工藝流程，并給出了主要工藝單元設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行成本。

垃圾滲濾液；DTRO工藝；濃縮液回灌；水量平衡

隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，人民生活水平的日益提高，城市中產(chǎn)生的垃圾量日益增加，成分也愈發(fā)復(fù)雜，造成了愈發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染。相較于其他處理技術(shù)，衛(wèi)生填埋具有技術(shù)成熟、管理和運(yùn)輸方便、處理費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，因此衛(wèi)生填埋也成為了目前國(guó)內(nèi)運(yùn)用最為普遍的垃圾處理技術(shù)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間堆放或填埋，生活垃圾會(huì)在雨水的沖淋、發(fā)酵或者地表水以及地下水的浸泡等作用下產(chǎn)生污水，這些污水被稱(chēng)為垃圾滲濾液。垃圾滲濾液的成分較復(fù)雜，并且難以被降解。季節(jié)、氣候、垃圾組成成分、填埋方式以及垃圾處于分解的不同階段等因素都會(huì)對(duì)垃圾滲濾液的水質(zhì)產(chǎn)生影響，各指標(biāo)的變化范圍極大。而且垃圾滲濾液組成成分復(fù)雜，并且其中含有大量的致病菌、病毒以及有毒重金屬等。垃圾滲濾液如果處理不得當(dāng)，可能會(huì)對(duì)地表水、地下水和土壤造成相當(dāng)嚴(yán)重的二次污染，危害生態(tài)環(huán)境，引發(fā)許多人體健康問(wèn)題［1-2］。

本文介紹了云南省某鎮(zhèn)垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液處理工藝，并給出了相關(guān)主要構(gòu)筑物的各項(xiàng)參數(shù)及運(yùn)行成本。

1 工程概況

云南省某鎮(zhèn)垃圾填埋場(chǎng)中的垃圾主要為生活垃圾，對(duì)垃圾填埋場(chǎng)服務(wù)人口規(guī)模、人均垃圾產(chǎn)量、服務(wù)年限等進(jìn)行分析計(jì)算，確定該填埋場(chǎng)的滲濾液處理規(guī)模為30 m3/d。垃圾滲濾液主要由生活垃圾滲濾形成，也有小部分為降雨轉(zhuǎn)化。本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水（調(diào)節(jié)池）、出水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)按GB 16889—2008《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》表2中所規(guī)定的水污染物排放限值來(lái)確定。

2 工藝設(shè)計(jì)

2.1 DTRO工藝流程

在該垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝比選時(shí)，比較了UASB-MBR-NF-RO工藝與二級(jí)DTRO工藝，這2種工藝在云南省內(nèi)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理中應(yīng)用較多。由于該鎮(zhèn)的填埋場(chǎng)規(guī)模較小，而二級(jí)DTRO工藝系統(tǒng)為集成系統(tǒng)，構(gòu)筑物布置緊湊，占地面積較?。辉谔盥竦暮笃陔A段，滲濾液的可生化性較差，二級(jí)DTRO工藝為純物理方法，不受其影響；另外二級(jí)DTRO工藝對(duì)原水水質(zhì)的適應(yīng)能力更強(qiáng)，維護(hù)管理起來(lái)也更加方便［3］，故本工程采用二級(jí)DTRO處理工藝，具體流程見(jiàn)圖1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)Tab.1 Design influent and effluent water quality

圖1 二級(jí)DTRO處理工藝流程Fig.1 Process flow of two-stage DTRO

由于垃圾滲濾液的pH值會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間和環(huán)境影響而變化，為了防止鈣、鎂、鋇等難溶鹽在膜表面結(jié)垢，在反滲透前對(duì)原水進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)池的出水進(jìn)入原水罐并加硫酸調(diào)節(jié)pH值后，出水加壓通過(guò)石英砂過(guò)濾器和芯式過(guò)濾器來(lái)降低SS的濃度。膜系統(tǒng)為兩級(jí)反滲透，芯式過(guò)濾器出水經(jīng)過(guò)一級(jí)反滲透處理，出水再進(jìn)行二級(jí)反滲透處理。由于一些溶解性氣體存在于透過(guò)液中，而且它們無(wú)法被反滲透膜去除，這些氣體會(huì)造成最后出水pH值低于排放標(biāo)準(zhǔn)，故二級(jí)DTRO系統(tǒng)透過(guò)液進(jìn)入脫氣塔，去除透過(guò)液中的溶解性的酸性氣體。出水進(jìn)入清水罐，由安裝在排出管中的pH值傳感器來(lái)判斷出水的pH值，并且自行調(diào)節(jié)計(jì)量泵的頻率以調(diào)節(jié)加堿量，使得最終出水pH值能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)［4］。

對(duì)于使用膜技術(shù)處理滲濾液的必然產(chǎn)物濃縮液，處理的方法有控制回灌、固化、焚燒、真空干燥、蒸餾干燥等，其中回灌法與其他的處理方法相比，在設(shè)備投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用上都低廉得多，更為經(jīng)濟(jì)。滲濾液的回灌就是讓已經(jīng)流出的中間產(chǎn)物再回到之前的生物反應(yīng)中繼續(xù)參與生物降解的過(guò)程。

2.2 水平衡計(jì)算

30 m3/d二級(jí)DTRO處理系統(tǒng)水量平衡計(jì)算見(jiàn)圖2。

圖2 30 m3/d二級(jí)DTRO水量平衡計(jì)算Fig.2 Water balance calculation of 30 m3/d two-stage DTRO

3 主要工藝單元設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）滲濾液調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池容積為6 000 m3，底面積為1 750 m2，深6 m，最高水位為4.5 m，地下排放管為DN 400 mm HDPE給水管，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有2臺(tái)型號(hào)SP3A-9的浮船式潛水泵（1用1備），Q=1.5 m3/h，H=15 m，P=0.55 kW。池底鋪設(shè)2.5 mm厚的 HDPE膜，邊坡鋪設(shè) 1.5 mm厚的HDPE膜。

（2）過(guò)濾預(yù)處理單元。所采用的砂濾器精度為50μm。砂濾器進(jìn)、出水端都有壓力表，當(dāng)兩端壓差超過(guò)0.25 MPa時(shí)，執(zhí)行反洗程序。根據(jù)實(shí)際水質(zhì)情況在芯式過(guò)濾器前加入一定量的阻垢劑防止硅垢或硫酸鹽結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生，芯式過(guò)濾器精度為10μm。

（3）二級(jí)DTRO系統(tǒng)。一級(jí)、二級(jí)DTRO系統(tǒng)參數(shù)見(jiàn)表2。

（4）濃縮液處置系統(tǒng)。濃縮液處理量為 6.5 m3/d，采用回灌至填埋區(qū)的方式進(jìn)行處理，濃縮液經(jīng)回灌泵提升，經(jīng)過(guò)DN 50 mm的回灌管道至庫(kù)區(qū)回灌系統(tǒng)，回灌泵Q=10 m3/h，H=50 m，P=4.0 kW，1用1備。回灌系統(tǒng)采用表面回灌，設(shè)置回灌點(diǎn)4個(gè)，每個(gè)回灌點(diǎn)服務(wù)面積不小于 200 m2。

表2 DTRO膜系統(tǒng)參數(shù)Tab.2 Parameters of DTRO membrane system

4 運(yùn)行效果

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，二級(jí)DTRO工藝對(duì)降低垃圾滲濾液中各污染物指標(biāo)的效果非常理想，運(yùn)行期間出水CODCr質(zhì)量濃度為31～58 mg/L，BOD5質(zhì)量濃度為16～27 mg/L，NH3-N質(zhì)量濃度為5～ 16 mg/L，TN質(zhì)量濃度為9～21 mg/L，SS質(zhì)量濃度為4～9 mg/L。各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足GB 16889—2008表2中所規(guī)定的限值。另外，二級(jí)DTRO系統(tǒng)出水可以被用作洗車(chē)、澆灑道路、綠化噴淋以及作為廠區(qū)的消防水源，進(jìn)一步節(jié)約了水資源。

5 運(yùn)行成本

二級(jí)DTRO工藝運(yùn)行成本分析見(jiàn)表3。

表3 二級(jí)DTRO工藝運(yùn)行成本分析Tab.3 Two-stage DTRO process operating cost analysis

6 結(jié)語(yǔ)

采用二級(jí)DTRO工藝處理垃圾滲濾液，工藝出水水質(zhì)穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)出水均低于GB 16889—2008表2中所規(guī)定的水污染物排放限值。利用回灌方式消納分解有機(jī)污染物，在對(duì)滲濾液的處理過(guò)程中是一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的環(huán)節(jié)。二級(jí)DTRO工藝運(yùn)行成本低于其他垃圾滲濾液處理方式。

［1］肖峰.淺談垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝和方式［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2008，33（8）：187-191.

［2］黃瀟.城市生活垃圾滲濾液處理技術(shù)研究進(jìn)展［J］.懷化學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，31（5）：93-96.

［3］李娟，劉陽(yáng).兩級(jí)DTRO工藝在小規(guī)模垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用及特點(diǎn)［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（35）：21926-21928.

［4］程峻峰，鄭啟萍，徐得潛.二級(jí)DTRO工藝在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用［J］.工業(yè)用水與廢水，2014，45（4）：63-65.

Project example of two-stage DTRO process treating landfill leachate

SHAO Ze-yan，F(xiàn)ENG Yan，LIU Yan-fang
（College of Civil and Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650000，China）

Using two-stage DTRO process to treat landfill leachate from a municipal solid waste landfill of a town in Yunnan province，the treatment scale was 30 m3/d，the mass concentrations of CODCr，BOD5，NH3-N，TN and SS in the effluent water were 30，31-58，16-27，5-16，9-21 and 4-9 mg/L respectively，which lower than the water pollutant emission limit required in GB 16889—2008 Standard for Pollution Control on the Landfill Site of Municipal Solid Waste.The flow of the said process was introduced；besides，the design parameters and operating cost of the main treatment units were also provided.

landfill leachate；DTOR process；concentrated liquor reinjection；water quantity balance

X705

B

%1009-2455（2016）05-0073-03

邵澤巖（1991-），男，浙江余姚人，研究生，主要研究方向?yàn)槲鬯幚恚娮有畔洌?83476424@qq.com；通訊作者：馮燕（1968-），女，云南昆明人，副教授，碩士，主要從事水處理技術(shù)研究，（電子信箱）1572902514@qq.com。

2016-07-04（修回稿）