“厭氧發(fā)生器UBF+膜生物反應(yīng)器+超濾+納濾+反滲透”工藝在生活垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理中的應(yīng)用

史 謙

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計院，甘肅 蘭州 730050）

1 概述

蘭州市中鋪子生活垃圾焚燒發(fā)電廠項目，位于蘭州市皋蘭縣中河鎮(zhèn)羅官村肖家窯。日處理設(shè)計總規(guī)模3000噸/日，一期日處理垃圾能力為2000噸。主要建設(shè)生活垃圾無害化處理發(fā)電項目。項目垃圾處理采用世界領(lǐng)先的“爐排爐”技術(shù)，將配置3臺700t/d爐排爐，2臺20MW的汽輪發(fā)電機(jī)，每年可處理生活垃圾約73萬噸，扣除自用電外，平均每年可向電網(wǎng)供電約1.74億kWh。本工程產(chǎn)生生活污水100m3/d，滲濾液300 m3/d，共計約400 m3/d的廢水。

蘭州市生活垃圾焚燒發(fā)電項目的建設(shè)，遵循蘭州市“生態(tài)立市”的發(fā)展方針，符合蘭州市規(guī)劃城市綜合配套能力，改善環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高居民生活條件。項目的實施將最大限度的實現(xiàn)蘭州市生活垃圾的無害化、減量化、資源化。

2 滲濾液進(jìn)出水水質(zhì)

2.1 設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)

由于蘭州地區(qū)雨水較少，生活垃圾含水量很低，因此滲濾液具有如下特點，為高濃度有機(jī)廢水；氨氮含量高；水中鹽分含量高；水量、水質(zhì)隨季節(jié)變化較大[1]，具體見表1。

2.2 設(shè)計出水水質(zhì)

處理后出水水質(zhì)要求達(dá)到《城市污水再生利用，工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T19923—2005）中敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)（換熱器為非銅質(zhì)）[2]。主要出水指標(biāo)如表2。

3 工藝流程

圖1 工藝流程圖

4 工藝原理

4.1 厭氧系統(tǒng)

厭氧處理系統(tǒng)是利用厭氧微生物的代謝過程，在不需要氧氣的條件下將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為大量沼氣、水以及少量的細(xì)胞物質(zhì)[3]。

表1 設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)

表2 設(shè)計出水水質(zhì)

表3 厭氧系統(tǒng)進(jìn)出水COD去除率

由于垃圾焚燒廠所產(chǎn)生的滲濾液是新鮮滲濾液，COD濃度較高，其值在25000mg/L～60000mg/L之間。MBR生化系統(tǒng)中的微生物不能承受如此高的COD濃度，嚴(yán)重會導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰。為解決此問題，在MBR生化系統(tǒng)前增加UBF厭氧處理工藝，對COD進(jìn)行預(yù)處理。表3為厭氧系統(tǒng)COD進(jìn)出水濃度及去除率。

4.2 膜生物反應(yīng)器

本工程采用了前置反硝化和二級硝化的工藝，并且增加了硝酸鹽回流系統(tǒng)。當(dāng)一級硝化脫氮不完全時，可通過二級硝化進(jìn)行深度脫氮反應(yīng)，同時啟動硝酸鹽回流泵，根據(jù)化驗數(shù)據(jù)調(diào)整回流比，從而起到良好的脫氮效果，脫氮效率可以達(dá)到99%以上。

膜—生物反應(yīng)器工藝綜合了膜處理技術(shù)和生物處理技術(shù)的優(yōu)點。超濾膜組件作為泥水分離單元，可以完全取代二次沉淀池。可以分別控制水力停留時間和污泥停留時間。表4為MBR系統(tǒng)進(jìn)出水污染物濃度及去除率。

4.3 納濾、反滲透、濃縮液減量化系統(tǒng)

4.3.1 納濾系統(tǒng)

納濾分離作為一項新型的膜分離技術(shù)，在很低的壓力下，具有較高的脫鹽性能。納濾過程對當(dāng)價離子和分子量低于200的有機(jī)物截留較差，而對二價和多價離子及分子量介于200-500之間的有機(jī)物，有較高的脫除率，膜的分離控制在1nm到10nm左右，納濾處理水量470m3/d，清液回收率可達(dá)到85%。納濾運行壓力在5～13bar之間。

表4 MBR系統(tǒng)進(jìn)出水污染物去除率

4.3.2 反滲透

反滲透膜孔徑小，在0.1～1nm之間，工作壓力在8～45bar之間。能分離粒經(jīng)小于1nm的物質(zhì)，脫鹽效果非常好，反滲透處理水量420m3/d，清液回收率達(dá)到75%～80%之間。

4.3.3 納濾濃縮液減量化系統(tǒng)

對納濾濃縮液再進(jìn)行一次處理，其壓力在5～20bar之間。清夜得率在50%之間，清液回流到超濾清液罐繼續(xù)處理，起到濃縮液減量化的目的。

5 主要設(shè)計參數(shù)

表5 厭氧系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)

表6 MBR系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)

表7 納濾系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)

表8 反滲透系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)

表9 二級納濾系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)

厭氧系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)見表5，MBR系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)見表6，納濾系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)見表7，反滲透系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)見表8，二級納濾系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)見表9。

6 運行效果

該工程自2016年正式投入運行以來，運行效果良好，達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)。滲濾液處理站實際進(jìn)出水水質(zhì)（2017.1.5～2017.3.27）如表10。

表10 滲濾液處理站實際進(jìn)、出水水質(zhì)

7 結(jié)論與建議

1）蘭州中鋪子生活垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液處理項目，采用的“厭氧發(fā)生器UBF+膜生物反應(yīng)器+超濾+納濾+反滲透”工藝，運轉(zhuǎn)靈活，節(jié)約能耗，出水穩(wěn)定可靠；可為其他類似工程提供參考。

2）該工藝運行成本低，處理每噸水耗電量為15度左右，藥劑費用為每噸2元左右。

3）出水水質(zhì)達(dá)到GB19923-2005《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》中敞開式循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（換熱器為非銅質(zhì)）。處理后的尾水全部利用，真正達(dá)到零排放，充分實現(xiàn)廢水資源化利用。