兩級DTRO工藝處理建制鎮(zhèn)垃圾滲濾液工程實例

杜宏偉

摘要：對云南省某建制鎮(zhèn)生活垃圾填埋場中滲濾液處理工程所采用的兩級DTRO工藝從工藝流程設計、處理效果、運行成本等方面進行介紹，該工程處理規(guī)模為15m3/d，運行結果表明，出水CODcr質量濃度不超過34mg/L，BOD5質量濃度不超過17mg/L，NH3-N質量濃度不超過8mg/L，TN質量濃度不超過10mg/L，SS質量濃度降至0mg/L，出水水質穩(wěn)定且滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）對滲濾液排放標準的要求。

Abstract： Using two-stage DTRO process to treat landfill leachate from a municipal solid waste landfill of a organic town in Yunnan province was introduced from the aspects of process design， treatment effect， operation cost and etc. The treatment scale is 15m3/d， running results show that the quality of effluent CODcr concentrations less than 34 mg/L， BOD5 concentration does not exceed 17 mg/L， concentration of NH3-N quality is no more than 8 mg/L， TN concentration is not more than 10 mg/L， SS concentration down to 0 mg/L. The effluent quality meets the "Standard for Pollution Control on the Landfill Site of Municipal Soil Waste" （GB16889-2008） requirements for leachate effluent quality.

關鍵詞：垃圾滲濾液；兩級DTRO工藝；反滲透；濃縮液回灌

Key word： landfill leachate；two-stage DTOR process；reverse osmosis；concentrated liquor reinjection

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）06-0110-03

0 引言

為推進云南省開展城鄉(xiāng)人居環(huán)境提升行動，省政府積極組織開展了全省建制鎮(zhèn)供水、污水和生活垃圾處理設施項目建設工作，以全省570個建制鎮(zhèn)為重點，以點帶面，示范引領，開展城鄉(xiāng)環(huán)境綜合治理工作。云南省地形多變，在三類基礎設施中，生活垃圾治理是最大難題，目前建成項目多為小規(guī)模垃圾填埋場，設施建設本著“共建共享”原則，以建制鎮(zhèn)為中心，覆蓋周邊服務范圍內的生活垃圾。垃圾填埋產(chǎn)生的滲濾液是一種污染物組份極為復雜的污水，具有BOD5、COD、重金屬及氨氮含量較高，微生物營養(yǎng)元素比例失調，水質水量波動大易受影響等特點[1]。因此，處理滲濾液最直接、最高效的方式是在填埋場區(qū)設置污水處理廠，就地排放、就地處理。在小規(guī)模的垃圾滲濾液處理工程中兩級DTRO一體化設備工藝可發(fā)揮巨大優(yōu)勢。通過工程實例分析，對今后云南省建制鎮(zhèn)生活垃圾滲濾液處理工程提供參考和借鑒意義。

1 工程概況

云南省某建制鎮(zhèn)圾填埋場庫區(qū)占地面積3.69萬m3，填埋庫容36.34萬m3，處理規(guī)模為45t/d，滲濾液處理站處理規(guī)模為15m3/d。填埋場處理垃圾包含集貿市場、居民生活、工業(yè)商業(yè)、公共場所等產(chǎn)生的垃圾，主要成份為廚余、灰渣以及廢舊布料、紙屑、玻璃、塑料制品等；生活垃圾含水率：25%～50%；容重：0.4～0.6t/m3，項目服務范圍內生活垃圾組成成分見表1。該建制鎮(zhèn)收運、處理的垃圾本身具有較高含水量，同時填埋分解反應會產(chǎn)生滲濾水，加之降雨入滲，便在填埋場區(qū)內產(chǎn)生大量滲濾液。由填埋場地質條件可知場區(qū)地下水埋藏較深，且設計時采用HDPE雙層防滲土工膜，故降雨入滲情況是產(chǎn)生滲濾液的決定性因素。本項目設計進、出水水質指標見表2。按GB 16889-2008《生活垃圾填埋場污染控制標準》[2]中所規(guī)定的排放要求來確定設計出水水質標準。

2 工藝設計

目前垃圾填埋場滲濾液處理工藝運用較多的有MBR+卷式納濾+卷式反滲透，兩級DTRO和MVC工藝，通過對3種工藝的流程特點、技術服務能力、運行效果、運行費用、運行管理、環(huán)境影響及建設周期等技術經(jīng)濟指標進行對比分析，從占地面積、投資運行費用、維護管理和系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面綜合考慮，確定該滲濾液處理工程采用兩級DTRO一體化設備和濃縮液回灌系統(tǒng)，具體工藝流程圖見圖1。

2.1 水量平衡計算

15m3/d兩級DTRO系統(tǒng)水量平衡計算見圖2。

2.2 預處理系統(tǒng)

滲濾液內存在各類鎂、鈣、硅、鋇等難溶鹽離子，故其pH值受垃圾性質、降雨狀況、填埋方式及填埋場結構、場齡等因素影響，這些難溶鹽離子經(jīng)過反滲透系統(tǒng)時被高度濃縮，極易在滲透膜表面結垢，為防止出現(xiàn)硫酸鹽垢和硅酸鹽垢現(xiàn)象，需在原水處理前對其pH值進行調節(jié)[3]。具體來說就是，在貯罐中加硫酸調節(jié)pH值，將原水加壓泵送至50μm精度的石英砂過濾器，出水后根據(jù)原水水質情況適量添加阻垢劑進入預處理膜柱最后一道保護屏障即10μm精度的芯式過濾器，通過兩次過濾來降低原水中SS的濃度。

2.3 兩級DTRO系統(tǒng)

滲濾液處理工藝為兩級反滲透膜系統(tǒng)，經(jīng)過芯式過濾器的滲濾液直接進入第一級反滲透高壓柱塞泵，為使膜柱具有平穩(wěn)的高壓脈沖力，每臺泵后設置一個減震器。第一級反滲透系統(tǒng)設置兩組串聯(lián)方式連接的減震器，各組處理污染物的濃液依次增加[4]。原水進入第一級反滲透的第一組膜柱減震器后，經(jīng)高壓泵直接供水；在第二組膜柱后配備一臺在線循環(huán)泵以產(chǎn)生足夠的流量和流速來防止膜污染[5，6]。第二級反滲透系統(tǒng)設置一組減震器，處理第一級透過水，由于其進水電導率低，回收率高，僅用高壓泵即可以滿足要求，故不需設置在線增壓泵。反滲透處理后分兩部分出水，第一級透過水排向二級反滲透系統(tǒng)，此時濃縮液排入濃縮液儲存池，第二級透過水排入凈水貯罐回收利用，產(chǎn)生的濃縮液再次返回第一級反滲透系統(tǒng)重復處理步驟。

2.4 清水脫氣及pH值調節(jié)

反滲透膜可以脫除溶解性離子，但對溶解在滲濾液中的氣體卻起不到去除作用，這些氣體的酸堿度很可能影響到反滲透膜產(chǎn)水的pH值，使其不能滿足排放要求[7]。因此只需在脫氣塔中加微量的堿液脫除透過水中溶解的酸性氣體，出水pH值就能顯著上升，即可達到排放要求。

2.5 濃縮液回灌

一級反滲透處理的濃縮液進入到濃縮液池，濃縮液的產(chǎn)量為3.75t/d，濃縮液將暫時存放在濃縮液儲存池內，達到一定量后啟動螺桿泵（此處配置兩臺螺桿泵，一用一備），將濃縮液回灌至填埋庫區(qū)內的濃縮液回灌塘內；同時，當兩級DTRO系統(tǒng)檢修停機不能正常工作或者旱季時，滲濾液可以通過濃縮液回灌系統(tǒng)回灌至填埋庫區(qū)，達到減量或者應急處理要求。

3 處理效果

本項目兩級DTRO系統(tǒng)通過采用高截留率反滲透膜提高對小分子有機物的截留率，在滲濾液進入系統(tǒng)前將pH值調至6.1～6.5，一方面防止無機鹽的結垢，另一方面使得滲濾液中游離態(tài)的氨與加入的硫酸形成二價氨鹽，提高對氨氮的去除率。同時，注意控制進水溫度對膜截留率的影響，溫度每升高10°C，去除率只會下降0.5%～1.0%，反之會提高0.5%～1.0%。系統(tǒng)建成經(jīng)調試運行后，對工程出水水質進行監(jiān)測，得到各工藝段污染物去除效果見表3。

4 項目投資及運行成本分析

本項目垃圾填埋區(qū)投資1320.64萬元，滲濾液處理區(qū)投資219.95萬元，滲濾液日處理運行成本為38.92元，具體分析見表4。

5 結語

采用兩級DTRO工藝進行小規(guī)模滲濾液處理，將垃圾填埋場作為污染物最終消納場所，充分利用填埋場資源，節(jié)省占地面積和建設投資，避免二次污染擴散。該工藝能夠保證出水水質穩(wěn)定，耐沖擊負荷能力強，運行達標排放；維護操作工作標準化便于管理，節(jié)省運行成本，是云南省建制鎮(zhèn)小規(guī)模垃圾填埋場滲瀝液處理工程的最佳選擇。

參考文獻：

[1]陳秀鵑.兩級DTRO工藝在小規(guī)模生活垃圾滲濾液處理中的應用及特點分析[J].科技創(chuàng)新導報，2014（11）：49.

[2]GB16889-2008，生活垃圾填埋場污染控制標準[S].

[3]付曉，郭毓麒，焦陽，等.小型生活垃圾填埋場滲濾液處理技術路線探究[J].山西建筑，2016（15）：123-124.

[4]曹皖.碟管式反滲透（DTRO）處理垃圾滲濾液的工程實例[J].中國科技博覽，2011（29）：321.

[5]李娟，劉陽，盧海威，等.兩級DTRO工藝在小規(guī)模垃圾滲濾液處理中的應用及特點[J].安徽農業(yè)科學，2011（35）：21926-21928.

[6]陳雙.分體式MB與DTR組合工藝在生活垃圾填埋場滲濾液處理中的應用[J].城市建設理論研究，2014（31）：2844-2845.

[7]遲軍永.在小規(guī)模垃圾滲濾液處理中兩級DTRO工藝的應用及特點[J].地球，2012（12）：129-130.