博泰達(dá)水處理公司以某垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液為處理對象，介紹了預(yù)處理—UASB—A/O膜生物反應(yīng)器—NF的組合工藝的設(shè)計(jì)及運(yùn)行情況，以期為同類型廢水的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供參考。
1、工程概況
本滲濾液處理站服務(wù)范圍為現(xiàn)有垃圾焚燒廠垃圾成品庫和原生庫收集池內(nèi)滲濾液、地磅房和卸料平臺沖洗污水。根據(jù)本工程可研報(bào)告的論證及相關(guān)部門的批復(fù)，確定本項(xiàng)工程規(guī)模200m3/d。
參考國內(nèi)焚燒廠滲濾液典型水質(zhì)參數(shù)及根據(jù)同類地區(qū)同類型垃圾焚燒廠水質(zhì)參數(shù)確定本生活垃圾滲濾液處理站進(jìn)水主要水質(zhì)參數(shù)，見表1，出水水質(zhì)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)主要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
表1 滲濾液處理站設(shè)計(jì)水質(zhì)
2、處理工藝
2.1污水處理
本工程采用“預(yù)處理—UASB—A/O膜生物反應(yīng)器—NF”的污水處理工藝，工藝流程如圖1所示。
滲濾液進(jìn)入調(diào)節(jié)池前先經(jīng)過過濾和沉淀去除纖維絲和泥沙等無機(jī)物，并在調(diào)節(jié)池出口處加熱到厭氧要求溫度，然后在綜合罐中調(diào)節(jié)pH和營養(yǎng)元素、溫度等，再用泵提升進(jìn)入UASB底部。厭氧處理后的出水，進(jìn)入MBR系統(tǒng)進(jìn)一步處理。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本工程中將生化系統(tǒng)和超濾系統(tǒng)分別獨(dú)立設(shè)置。厭氧出水首先進(jìn)入A/O生化系統(tǒng)進(jìn)行硝化-反硝化脫氮。生化池出水進(jìn)入超濾工藝中進(jìn)行固液分離，產(chǎn)水進(jìn)入NF進(jìn)一步截留不可生化的大分子有機(jī)物及部分鹽分、納濾的清液。分離的污泥通過循環(huán)泵回流至生物反應(yīng)器內(nèi)，其中的污泥質(zhì)量濃度可達(dá)到10～15g/L，處理效率大幅度提高。納濾過程產(chǎn)生的濃縮液經(jīng)過絮凝后進(jìn)污泥濃縮池進(jìn)行處理。
2.2污泥處理
采用“污泥濃縮+污泥脫水+爐內(nèi)焚燒”的工藝處理污泥。系統(tǒng)中設(shè)置污泥處理系統(tǒng)，預(yù)處理系統(tǒng)、UASB、A/O膜生物反應(yīng)器、膜處理系統(tǒng)等產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥濃縮池處理后，再通過帶式壓濾污泥脫水機(jī)，脫水后污泥含水率低于75%，并通過焚燒爐進(jìn)行焚燒無害化處置。污泥濃縮池上清液和污泥脫水液則回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理。
3、主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)
(1)調(diào)節(jié)池。由于不同季節(jié)、不同時期垃圾堆放產(chǎn)生的滲濾液的水質(zhì)、水量波動較大，所以將其引入調(diào)節(jié)池中停留一定的時間，并通過預(yù)曝氣使廢水在池內(nèi)充分混合，以保證后續(xù)處理工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)節(jié)池尺寸為25m×20m×5m，整個調(diào)節(jié)池池底標(biāo)高-2.0m，池底設(shè)污泥斗，池頂標(biāo)高+3.0m。調(diào)節(jié)池配備2臺提升泵，Q=30m3/h，H=10m。
(2)綜合罐。廢水進(jìn)入UASB前先在綜合罐內(nèi)進(jìn)行預(yù)酸化，將其中的復(fù)雜大分子有機(jī)物水解成小分子物質(zhì)，并在酸化池(綜合罐)中設(shè)置回流、加熱、加藥系統(tǒng)，對污水進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，且可去除部分COD和BOD。綜合罐直徑5m，高5m，碳鋼防腐，總有效容積90m3。
(3)UASB。UASB反應(yīng)塔尺寸D10m×12m，現(xiàn)場制作，總有效容積900m3。設(shè)計(jì)流量200t/d，容積負(fù)荷(以COD計(jì))為5kg/(m3˙d)，COD去除率50%~70%。UASB通過三相分離器進(jìn)行沼氣收集，收集管通過水封至100m3的氣柜。本沼氣利用系統(tǒng)分為兩部分，一部分為沼氣加熱系統(tǒng)，通過沼氣燃燒加熱清水，熱水通過換熱器循環(huán)加熱污水，提高UASB塔內(nèi)的水溫。第二部分為自動點(diǎn)火系統(tǒng)，將多余的沼氣通過自動點(diǎn)火火炬放空燃燒。UASB系統(tǒng)的主要設(shè)備見表2。
表2 UASB系統(tǒng)主要設(shè)備規(guī)格型號
(4)A/O膜生物反應(yīng)器。超濾膜采用日本住友電工聚四氟乙烯超濾膜，共1056m2，88支膜，分成4組膜組件設(shè)于MBR池中。生化系統(tǒng)Q=200m3/d，工作時間按24h計(jì)算，平均流量8.3m3/h。A池尺寸為20m×6.0m×5.5m，半地下鋼混防腐結(jié)構(gòu)，有效容積600m3。O池尺寸為20.0m×20.0m×5.5m，半地下鋼混防腐結(jié)構(gòu)，有效容積2000m3。該系統(tǒng)的主要設(shè)備如表3所示。
表3 A/O膜生物反應(yīng)器主要設(shè)備規(guī)格型號
(5)NF。NF系統(tǒng)由15個膜元件組成，每一個膜元件擁有32.2m2膜過濾面積;每5個膜元件組成一根膜管，共3根膜管。納濾系統(tǒng)最大壓力為1.5MPa，并配套清洗系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)。納濾凈化水回收率85%，濃縮液經(jīng)過絮凝后進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)。納濾濃縮液經(jīng)過濃縮沉淀處理后，大部分二價離子及50%左右的COD被吸附去除，上清液回到調(diào)節(jié)池中。NF系統(tǒng)采用GE品牌膜。單套處理量200m3/d。
(6)污泥濃縮池?？偽勰嗔抗烙?jì)15m3/d(考慮到污泥量較少，將UASB厭氧污泥和生化污泥一起濃縮處理)，停留時間24h。設(shè)計(jì)尺寸為4.0m×4.0m×5.5m，鋼混防腐結(jié)構(gòu)。污泥處理系統(tǒng)主要設(shè)備規(guī)格見表4。
表4 污泥處理系統(tǒng)設(shè)備規(guī)格型號
4、系統(tǒng)運(yùn)行情況
該組合工藝經(jīng)過90d的調(diào)試運(yùn)行后，達(dá)到200m3/d的處理量，其在滿負(fù)荷運(yùn)行階段(1個月)測得的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的平均值如表5所示。
表5 各系統(tǒng)的處理效果
由表5可以看出，該工藝可以很好地處理焚燒廠的垃圾滲濾液，出水可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
5、運(yùn)行成本分析
本工程調(diào)試結(jié)束后，投入正常運(yùn)行的運(yùn)行費(fèi)用如表6所示。
表6 單位水處理成本分析
博泰達(dá)水處理公司認(rèn)為，以處理1kgCOD的運(yùn)行費(fèi)來比較工藝的經(jīng)濟(jì)性較為科學(xué)。本工程中處理1kgCOD平均費(fèi)用為0.57元，而城市污水廠每去除1kgCOD的運(yùn)行費(fèi)(包括折舊費(fèi))為0.8~1.2元?？梢?，該組合工藝處理垃圾焚燒廠的垃圾滲濾液具有較好的經(jīng)濟(jì)性。
6、結(jié)論
(1)采用預(yù)處理—UASB—A/O膜生物反應(yīng)器—NF的組合工藝處理某生活垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液，取得了較好的效果，出水各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
(2)有機(jī)物和SS主要在UASB及前序工藝中去除，而A/O膜生物反應(yīng)器+NF對NH4+-N的去除較為明顯。
(3)與城市污水廠生活污水處理的運(yùn)行費(fèi)用相比，該工藝具有較好的經(jīng)濟(jì)性。
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