60t/d垃圾中轉站滲濾液處理方案分析

宋貝貝

摘要：本文主要分析了某垃圾中轉站滲濾液相關技術與工藝，主要分析了本工程滲濾液處理工藝和設備設計，根據(jù)中轉站垃圾滲濾液的特點，選擇技術先進、工藝可靠、性價比高的工藝，在工藝設計中采用完善的設施和設備，來消除處理時產生的臭味、飛沫等二次污染問題;采用低噪音處理設備;二次污染的治理應滿足相關國家標準 。

關鍵詞：垃圾中轉站;滲濾液;技術分析

1、主體工藝技術分析

1.1 垃圾滲濾液的特性分析

垃圾滲濾液的有機物可分為三種： ①低分子量的脂肪酸;②中等分子量的灰黃霉酸類物質;③高分子量的碳水化合物類物質、腐殖質類。

垃圾滲濾液的特性如下：

（1）有機污染物種類繁多，水質復雜 垃圾滲濾液中含有大量的有機物，含量較多的有機烴類及其衍生物、酸酯類、醇酚類、酮醛類和酰胺類等。

（2）污染物濃度高和變化范圍大 垃圾滲濾液的這一特性是其他污水所無法比擬的，其中的BOD5和COD濃度最高可達每升幾萬亳克，主要是在酸性發(fā)酵階段產生，pH達到或略低于7，此時BOD5和COD比值為0.5～0.6。

（3）水質水量變化大 垃圾滲濾液水質水量變化大，主要體現(xiàn)在以下方面：

★產生量隨季節(jié)變化大，雨季明顯大于旱季;

★污染物組成及其濃度也隨季節(jié)變化;

（4）金屬含量高 垃圾滲濾液中含有10多種金屬離子，由于國內垃圾不像國外某些城市那樣經(jīng)過嚴格的分類和篩選，所以國內城市垃圾滲濾液的金屬離子濃度與國外某些城市垃圾滲濾液中金屬離子濃度有差異。

（5）氨氮含量高 城市垃圾滲濾液是一種組成復雜的高濃度有毒有害有機廢水，其中高NH3-N濃度是城市垃圾滲濾液的重要水質特征之一。

（6）其他特點 滲濾液在進行生物處理時會產生大泡沫，不利于處理系統(tǒng)正常運行。

1.2 厭氧處理系統(tǒng)

厭氧生物處理的有目的運用已有近百年的歷史。但直到近20年來，隨著微生物學、生物化學等學科發(fā)展和工程實踐的積累，新的厭氧處理工藝不斷被開發(fā)出來，克服了傳統(tǒng)工藝的水力停留時間長，有機負荷低等特點，使它在理論和實踐上有了很大進步，在處理高濃度有機廢水方面取得了良好效果。

厭氧生物處理有許多優(yōu)點：能耗少，操作簡單，投資及運行費用低廉，產生的剩余污泥量少。

厭氧生物處理技術有上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧過濾器（AF）、上流式厭氧復合反應器（UBF）、厭氧折流板反應器（ABR）、厭氧塘等，根據(jù)本項目垃圾滲濾液特點，選擇上流式厭氧污泥床（UASB）的處理工藝。

1.3 生化MBR系統(tǒng)

本工藝中采用的是MBR膜生物反應器，系為實現(xiàn)脫氮，生化部分通常分為硝化、反硝化兩段，通過控制溶解氧、堿度、污泥齡等條件實現(xiàn)除碳、硝化及反硝化作用，對水中的有機污染物、氨氮等進行分解利用。

1.4 AOP（高級氧化）系統(tǒng)

臭氧高級氧化組合技術，針對垃圾滲濾液的生化出水或其NF/RO膜處理濃縮液，采用一段、兩段或三段AOP（臭氧高級氧化）技術，使難降解有機物得到徹底去除。

該組合技術各段AOP處理的目的并不相同。第一段AOP1處理，主要目的是提高滲濾液生化出水的可生化性（B/C比），同時去除一部分COD。隨臭氧投加量增加，滲濾液中BOD呈先升高后降低趨勢，一般在BOD較高階段為最佳投加點，B/C比可獲得較大提高，從0左右升至0.1-0.2。從原理上講，通過AOP1處理可以使一些較易斷鍵的難降解有機物被斷鍵，由大分子變成小分子而成為可生化有機物（BOD）。若經(jīng)過AOP1處理后仍未達到處理要求，仍有相當一部分難降解有機物不能被臭氧氧化，也不能被微生物去除，則還需進行第二（及第三）段AOP處理，并提高AOP氧化能力，如臭氧與雙氧水形成羥基自由基（·OH），使這部分難降解有機物獲得徹底降解。

總之，臭氧高級氧化組合技術通過一段、兩段或三段AOP處理，氧化能力呈逐段加強趨勢。前段以提高B/C比為主，直接去除COD為輔;后段以直接去除COD為主，提高B/C比為輔，從而經(jīng)濟有效地對垃圾滲濾液的難降解有機物進行徹底去除。本項目根據(jù)水質分析后選擇一段AOP處理。

2、工藝流程及說明

2.1 工藝流程簡圖

本項目擬采用“預處理+厭氧+兩級A/O+外置式超濾（UF）+AOP”為主體的工藝處理流程。

2.2 工藝流程描述

中轉站垃圾滲濾液經(jīng)預處理后進入調節(jié)池，在調節(jié)池均質均量后由提升泵進入?yún)捬醴磻?，在厭氧環(huán)境下，反應器內的水解細菌、產酸細菌和產甲烷細菌利用水中的有機污染物進行生物活動，水中的難溶有機污染物首先被分解為可溶性大分子物質，再被分解為小分子有機酸，最后被分解為二氧化碳、甲烷和水等小分子物質，實現(xiàn)污染物的去除。產生的沼氣收集后焚燒。厭氧設排泥管，需要排泥時利用排泥泵將污泥排放至污泥池。

厭氧出水自流進入?yún)捬醭恋沓?，厭氧沉淀池出水?jīng)生化進水泵提升后進入兩級硝化反硝化系統(tǒng)，滲濾液依次流經(jīng)反硝化池及硝化池，通過硝化液回流，在交替缺氧、好氧條件下，滲濾液中的剩余有機物、氨氮、硝態(tài)氮等得到降解去除。生化系統(tǒng)的泥水混合物通過超濾系統(tǒng)分離后，清液進入膜系統(tǒng)進行深度處理，濃縮污泥（硝化液）部分回流至A/O系統(tǒng)，部分排入污泥池。

經(jīng)外置式膜生化反應器處理的超濾出水進入后續(xù)的AOP深度處理系統(tǒng)，混凝沉淀池中投加混凝劑，使水中膠體顆粒易于相互碰撞和附聚搭接而成為較大顆?；蛐躞w，進而從水中分離出來，減輕后續(xù)臭氧高級氧化工藝段處理負荷?；斐梁蟮某鏊M入AOP反應塔，利用臭氧極強的氧化能力，對污水進行處理，降解部分有機物質，并使得難分解有機物轉變?yōu)榭缮》肿拥囊追纸庥袡C物，再通過生物炭濾池，充分利用活性炭的吸附以及活性炭層內微生物有機分解的協(xié)同作用，達到廢水深度處理目的。

3、工藝系統(tǒng)及設備設計

3.1 預處理系統(tǒng)

預處理系統(tǒng)主要設備為螺旋格柵機，能有效分離粒徑>1mm的雜質，將污水中的較細漂浮物、懸浮物和沉積物提取出來，并經(jīng)傳輸壓榨后排出。

3.2 厭氧系統(tǒng)

厭氧系統(tǒng)由厭氧反應器、三相分離系統(tǒng)、厭氧布水系統(tǒng)、集水系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等組成。

厭氧系統(tǒng)采用中溫（設定溫度為30-35℃）厭氧工藝。

厭氧系統(tǒng)設置回流措施（防止出水帶泥現(xiàn)象）和加熱系統(tǒng)（滿足冬天正常運行的需要）。滲瀝液來水和循環(huán)水經(jīng)布水系統(tǒng)分別均勻進入?yún)捬跸到y(tǒng)內，在厭氧系統(tǒng)底層，料液和高濃度污泥充分混合，進行水解產酸、產甲烷反應。固液氣經(jīng)三相分離器后進行分離，上清液經(jīng)過出水系統(tǒng)流入MBR系統(tǒng)，沼氣經(jīng)沼氣收集系統(tǒng)后焚燒處理。厭氧系統(tǒng)產生剩余污泥經(jīng)排泥泵定期排入污泥池。

設備性能參數(shù)如下表所示：

6.3 MBR-生化系統(tǒng)

厭氧出水經(jīng)沉淀池提升泵進入膜生化反應器。MBR-生化系統(tǒng)由一級反硝化、硝化罐，二級反硝化、硝化罐組成。

傳統(tǒng)A/O脫氮工藝中的A代表缺氧反硝化段;O代表好氧硝化階段，在好氧段異氧微生物和氨氧化微生物，以溶解氧為電子受體，以有機物和氨氮為電子供體，發(fā)生了氧化還原反應，將有機物和氨氮分別轉化為水、二氧化碳和硝酸鹽。在缺氧段，反硝化菌以將硝酸鹽（NO3?）為電子受體完成呼吸作用以獲得能量，并且將硝態(tài)氮轉化為N2，實現(xiàn)氮的去除。

設備性能參數(shù)如下表所示：

3.4 MBR-超濾系統(tǒng)

MBR-生化系統(tǒng)出水經(jīng)由超濾系統(tǒng)進水泵提升進入超濾系統(tǒng)實現(xiàn)泥水分離，超濾系統(tǒng)采用外置管式超濾膜，超濾出水排入超濾清液池，濃縮液（泥水混合物）一部分回流至反硝化池，一部分作為剩余污泥排放，剩余污泥進入污泥池。

超濾進水泵出水通過袋式過濾器后進入超濾集成裝置。超濾膜為直徑為8mm，內表面為高分子有機聚合物的管式錯流超濾膜，膜分離粒徑為30nm。超濾系統(tǒng)設有循環(huán)泵，該泵在沿膜管內壁提供一個需要的流速，從而形成紊流，避免堵塞。

設備性能參數(shù)如下表所示：

3.5 AOP系統(tǒng)

AOP系統(tǒng)主要由AOP反應裝置、BAC生物處理裝置及臭氧發(fā)生裝置、液氧存儲裝置組成。

3.5.1 AOP反應裝置

MBR超濾系統(tǒng)產水在混凝沉淀池中加藥沉淀，去除水中膠體顆粒，出水進入AOP反應裝置，利用臭氧極強的氧化能力，對污水進行處理，降解部分有機物質，并使得難分解有機物轉變?yōu)榭缮》肿拥囊追纸庥袡C物。

AOP是整個系統(tǒng)的核心反應單元之一，利用臭氧極強的氧化能力，對污水進行處理，初步降解部分有機物質，并使得難分解有機物（例如不飽和酸、多環(huán)芳香族有機物等）轉變?yōu)榭缮》肿拥囊追纸庥袡C物，同時利用臭氧分解后產生的氧，使水中溶解氧充足，為后端的BAC生物處理系統(tǒng)創(chuàng)造有利條件。

3.5.2 BAC生物處理系統(tǒng)

生物活性炭技術即為利用顆?；钚蕴烤薮蟮谋缺砻娣e及發(fā)達的空隙機構對水中有機物及溶解氧有很強的吸附特性，將其作為生物載體代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生物填料，并充分利用活性炭的吸附以及活性炭層內微生物有機分解的協(xié)同作用，達到廢水深度處理目的。就處理對象而言，臭氧氧化的是大分子憎水性有機物、活性炭吸附的主要對象是中間分子量的有機物質、而微生物是去除小分子親水性有機物，三者相互補充。

生物活性炭的優(yōu)點還在于先吸附后降解的獨特作用機理，使污染物停留時間與水利停留時間異值，在同等水利停留時間條件下，污染物的停留時間更長，因而處理效果更好。另外難生物降解的有機物質往往不能被微生物吸入氧化分解，需要經(jīng)過細菌胞外酶的作用水解后方可被微生物利用，生物活性炭法恰好適應了這個特點。

3.6污泥處理系統(tǒng)

本項目中，污泥主要來源四部分：

1）預處理系統(tǒng)排泥;

2）厭氧系統(tǒng)排泥;

3）MBR系統(tǒng)產生的剩余活性污泥。

4）混凝沉淀產生的化學污泥。

預處理系統(tǒng)/厭氧系統(tǒng)/混凝沉淀排泥通過排泥泵排入污泥池，MBR排泥通過超濾系統(tǒng)的濃液回流支管直接排入污泥濃縮池。

污泥在污泥濃縮池進行污泥重力濃縮處理，上清液排入集水池;濃縮后的污泥經(jīng)污泥進料泵提升進入污泥脫水系統(tǒng)。為保證脫水效果，在污泥脫水機進口通過絮凝劑投加裝置投加高分子絮凝劑，脫水泥餅含水率低于80%，脫水污泥外運處置。

設備性能參數(shù)如下表所示：

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