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新型垃圾渗滤液处理工艺——厌氧-好氧-两级DTRO技术分析

更新日期:2017年3月29日 大字 小字
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 一、垃圾渗滤液特点
    垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵、雨水冲刷和地表水、地下水浸泡而渗滤出来的污水。来源主要有四个方面:垃圾自身含水、垃圾生化反应产生的水、地下水的反渗和大气降水,其中大气降水具有集中性、短时性和反复性,占渗滤液总量的大部分。渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,一般来说有以下特点:
    1、水质复杂,危害性大:不仅含有大量多种有机物,同时含有大量溶解性固体,如钠、钙、氯化物、硫酸盐等;  
    2、COD、BOD浓度高及氨氮含量高,并且随填埋时间的延长而升高;   
    3、水质变化大;垃圾渗滤液随着填埋时间及降雨等因素,水质变化较大;
    4、金属含量较高:垃圾渗滤液中含有十多种金属离子,并且随着垃圾填埋场的填埋时间发生变化,其中铁和锌在酸性发酵阶段较高;
    5、渗滤液中的微生物营养元素比例失调:主要是C、N、P的比例失调。
    对垃圾渗滤液的水质特点进行分析总结,垃圾渗滤液处理难点主要在于氨氮浓度较高、可生化性差等方面。

二、国内外垃圾渗滤液处理现状
    由于垃圾渗滤液受外界降水、生物发酵等多种因素的影响,属于成分复杂且水质、水量变化大的高浓度有机废水,其处理一直是水处理领域的一个世界性的难题。目前,国内外针对垃圾渗滤液处理的研究主要集中在高浓度氨氮的去除以及深度处理两个方面。常见垃圾填埋场渗滤液处理工艺有以下几种,见表2-1。

由此可见,传统的生物垃圾渗滤液处理工艺虽然成本较低,但水力停留时间较长、占地面积较大、出水水质达不到相关要求。目前处理垃圾渗滤液一般是将生物法、物化法、膜技术、DTRO碟管式反渗透膜法以及其他方法进行组合,尤其是DTRO碟管式反渗透膜技术在垃圾渗滤液方面的应用越来越广泛,出水效果好,但同时也存在膜成本高、寿命短、易受污染等问题。
三、新型垃圾渗滤液处理工艺——厌氧+好氧+两级DTRO技术
    1、工艺内容新型垃圾渗滤液处理工艺——厌氧+好氧+两级DTRO技术工艺流程如下:
    1)由于垃圾渗滤液水质水量变化较大,渗滤液经格栅除较大的悬浮物后进入调节池,调节池来储存渗滤液,用以调节渗滤液处理厂进水的水质和水量。
    2)经调节池调节水质水量后,渗滤液自UBF(上流式污泥床过滤器)底部布水器均匀进入进行厌氧处理,UBF反应器内主要由布水器、污泥层和填料层构成。反应器内环境适宜为:温度25-30摄氏度pH6.5-7.8,容积负荷5-15kg/COD(m3.d)等。在UBF反应器处理中厌氧微生物分解有机物过程中能产生大量的甲烷、二氧化碳等气体,其中甲烷占75%-85%,可回收利用,在UBF反应器上部设置集气罩,收集产生的甲烷气体。
    3)经过UBF厌氧分解及反硝化反应后,渗滤液进入好氧型BAF反应器,同时对反应器底部进行曝气,溶解氧DO控制在3-5mg/L。反应器内填充聚氨酯基填料,适宜微生物生长和繁殖,并且特殊的大孔网状结构可使反应器形成内部厌氧、中部兼氧、外部好氧的微环境。使得硝化菌、反硝化菌能共同存在于反应器内,可发生同步硝化反硝化反应,去除有机物和氨氮。
    4)通过UBF和BAF厌氧+好氧生化处理,渗滤液中的有机物大量被降解,再利用两级DTRO(碟管式反渗透)进行深度处理。渗滤液通过膜堆与外壳之间的间隙后通过导流通道进入底部导流盘中,被处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜,料液流经过滤膜的同时,透过液通过中心收集管不断排出。浓缩液最后从进料端法兰处流出,进入浓缩液池。

3技术优势
    1)厌氧UBF、BAF、DTRO反应器抗冲击负荷能力强、进水水质波动对其影响较小。
    2)UBF反应器内,下方是高浓度颗粒污泥组成的污泥床,上部是填料及其附着的生物膜组成的填料层,不仅使得渗滤液与污泥、填料充分接触,增大降解效率,而且上层的填料层可有效防治污泥流失,同时UBF反应器处理时能产生大量甲烷可作燃料,能回收大量能源。
    3)BAF内部形成厌氧+兼氧+好氧环境,可同时进行硝化反硝化,有效去除氨氮及总氮,占地面积小,通常为常规处理工艺占地面积的1/5-1/10,并兼有过滤功能,可减轻后续DTRO膜堵塞,延长膜的使用寿命。
    4)通过碟管式反渗透膜(DTRO)将渗滤液分为浓缩液(污染物含量极高)和清水(含少量盐)两部分占地面积小、自动化程度高、对运行管理人员要求较低。
    5)套处理系统启动时间较快,能耗低。
四、展望与结论
    新型垃圾渗滤液处理工艺——厌氧+好氧+两级DTRO技术是在目前应用较多两级DTRO处理垃圾渗滤液的基础上进行技术改进,既保留了两级DTRO技术的优点,启动快、适应性强、运行稳定等优势,同时,弥补两级DTRO处理垃圾渗滤液的不足之处,不仅能去除垃圾渗滤液中的有机物、悬浮物等污染物,还能有效地去除氨氮及总氮,保证出水达标排放,适应于垃圾渗滤液的深度处理,但同时该技术在实际工程应用中也要不断的改进,以适应工程的实际需求。