垃圾滲濾液三級多級系列強(qiáng)化生物處理技術(shù)

1項目概況山東省濟(jì)南市城市垃圾焚燒發(fā)電廠每天產(chǎn)生約150噸垃圾滲濾液，主要由垃圾本身所含的水、垃圾發(fā)酵分解產(chǎn)生的水、雨水和儲運(yùn)過程中滲透的地表水組成[1]。滲濾液中有機(jī)物濃度極高，在水質(zhì)之間變化很大，生物降解性好，[2，3]。由于處理后的尾水需要直接排海，常規(guī)工藝難以達(dá)標(biāo)，建議采用預(yù)處理/生化處理/深度處理與三級多級串聯(lián)強(qiáng)化生物處理相結(jié)合的工藝。流出物水質(zhì)需要滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 18918-2002)一級標(biāo)準(zhǔn)的要求。本項目設(shè)計進(jìn)水指標(biāo)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

垃圾滲濾液

2處理工藝及設(shè)計參數(shù)

垃圾滲濾液

滲濾液 先進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量水質(zhì)，然后泵入預(yù)處理段的快速混合池，加入石灰調(diào)節(jié)其酸堿度至微堿性。之后，進(jìn)入一級反應(yīng)沉淀池和二級反應(yīng)沉淀池，分別加入混凝劑和絮凝劑。流出物被外部蒸汽加熱至約30℃，然后進(jìn)入生化段。

生化段由兩段式UBF段(厭氧段)和小型SBR段(好氧段)組成。在兩級UBF段，處理液從UBF反應(yīng)器底部進(jìn)入，依次通過厭氧污泥床和填料生物膜區(qū)。醉后，在反應(yīng)器頂部進(jìn)行固液氣三相分離。醉后，處理液自動流入脫氣沉淀池，去除甲烷和污泥。由UBF反應(yīng)器產(chǎn)生的甲烷通過氣體管道收集和儲存，用于發(fā)電或燃燒處理[4，5]。處理液進(jìn)入膜生物反應(yīng)器段，通過好氧處理進(jìn)一步降解有機(jī)物，出水排入超濾膜池，進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣強(qiáng)化生物處理[6】。作為嘴的基本污水指標(biāo)，酸堿度勢必成為供需熱點(diǎn)，這對于E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極等眾多制造商來說是一大好處。美國BroadleyJames作為美國BroadleyJamesE-1312的老牌制造商，必將為中國的環(huán)境保護(hù)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們生產(chǎn)的pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，檢測準(zhǔn)確。廣泛應(yīng)用于各級環(huán)保污水監(jiān)測及污水處理過程中。

生化段出水進(jìn)入雙膜段(納濾和反滲透)進(jìn)行深度處理，該段處理液中的難降解有機(jī)污染物通過膜[7]的篩選、截留和吸附去除，使醉后z終出水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)并直接排放入海。系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥通過污泥管道收集，然后進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行重力濃縮。濃縮污泥泵入離心脫水機(jī)機(jī)械脫水，脫水后的干污泥外運(yùn)或送往焚燒廠焚燒。

各處理單元的設(shè)計參數(shù)和主要設(shè)備見表2。

表2處理單元及主要設(shè)備材料設(shè)計參數(shù)

3工程調(diào)試

工程調(diào)試主要包括兩級UBF段厭氧調(diào)試和生化處理段序批式反應(yīng)器段好氧調(diào)試。

(1)兩段UBF段厭氧調(diào)試。接種厭氧消化污泥取自濟(jì)南市某城市污水處理廠(含水率約為80%)，按30t污泥、300t清水和30t滲濾液(化學(xué)需氧量約為5000毫克/升)的比例稀釋后，送入一級和二級UBF反應(yīng)器，并按M(化學(xué)需氧量):M(氮):M(磷)=1000: 7: 1的比例投加適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)分。

調(diào)試期間，在酸性環(huán)境下，控制一級UBF反應(yīng)器的酸堿度至約5，污泥培養(yǎng)時間至約7天；污泥在二級反應(yīng)器中的培養(yǎng)時間約為14天。當(dāng)在兩級UBF反應(yīng)器中觀察到CO2、CH4等氣體，并且檢測出水的化學(xué)需氧量顯著下降時，視為污泥接種

(2)好氧調(diào)試(2)丁苯橡膠工段。濟(jì)南某城市污水處理廠15t活性污泥(含水率約80%)經(jīng)粗濾后，進(jìn)入SBR好氧反應(yīng)池。稀釋后的二級UBF反應(yīng)器出水(BOD5控制在500毫克/升左右)注入反應(yīng)池進(jìn)行射流曝氣，溶解氧控制在1毫克/升。在連續(xù)曝氣4小時無進(jìn)水后，停止曝氣，通過沉淀換水。在這樣的操作12天后，連續(xù)供給少量水，并且在污泥回流系統(tǒng)的連續(xù)曝氣和連續(xù)操作的動態(tài)條件下進(jìn)行污泥馴化。在此過程中，隨著UBF反應(yīng)器流出物流入量的增加，相應(yīng)微生物的數(shù)量逐漸增加，直到所有流入物都是UBF流出物。

活性污泥馴化成功約20天。增加SBR槽的進(jìn)水，增加負(fù)荷，增加曝氣量，直到溶解氧達(dá)到2mg/L，醉z終使曝氣池的污泥濃度和運(yùn)行負(fù)荷達(dá)到設(shè)計值，此時sv30 <70%，MLSS約為7500 mg/l，污泥馴化時，氮源充足，無需補(bǔ)充；由于微生物的持續(xù)消耗，磷源和碳源需要補(bǔ)充。從經(jīng)濟(jì)角度看，本項目分別選用磷酸氫二鈉(工業(yè)級，P2O5為45%)和工業(yè)淀粉，添加比例為m (c): m (p)=(100-200): (0.8-1.0)。

4組合工藝各處理單元的運(yùn)行效果

(1)組合工藝的整體運(yùn)行效果。項目穩(wěn)定運(yùn)行后，所有出水水質(zhì)均符合 標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 18918-2002)的要求。操作效果見表3。

(2)預(yù)處理段的運(yùn)行效果。預(yù)處理段的去除機(jī)理主要是化學(xué)反應(yīng)。石灰(質(zhì)量分?jǐn)?shù):4%) 先加入到快速混合罐中，并將酸堿度控制在8.5-9.0，為一級和二級反應(yīng)沉淀池提供堿性環(huán)境，并為后續(xù)厭氧段和好氧段提供堿性。

之后，在一級反應(yīng)沉淀池和二級反應(yīng)沉淀池中分別加入混凝劑(5質(zhì)量%鐵鹽)和絮凝劑(1%~2質(zhì)量%聚丙烯酰胺)。在兩者的共同添加下，原水中的大分子有機(jī)顆粒、懸浮顆粒和膠體物質(zhì)經(jīng)過架橋吸附、混凝吸附等反應(yīng)，去除處理液中的部分有機(jī)物，化學(xué)需氧量去除率為25.00%。同時，在堿性環(huán)境中，處理液中的羥基與NH4在離子平衡中反應(yīng)(羥基-NH4 NH3‖H2ONH 3‖H2O)。出水水箱被密封蒸汽加熱后，原有的平衡被破壞，產(chǎn)生大量NH3-H2O并揮發(fā)，從而部分去除處理液中的NH4，NH3-N去除率為14.81%。

(3)生化處理工段的運(yùn)行效果。生化段由兩級UBF反應(yīng)器和序批式活性污泥法串聯(lián)組成，可以達(dá)到強(qiáng)化生物處理的效果，是組合工藝的核心工藝段。

預(yù)處理后的廢水從UBF反應(yīng)器底部進(jìn)入，以螺旋上升的形式流經(jīng)生物反應(yīng)區(qū)。處理液中的有機(jī)物 先在生物反應(yīng)區(qū)被高濃度有機(jī)顆粒污泥分解(大分子有機(jī)物被分解成小顆粒物質(zhì)，如乙酸)，然后通過附著在厭氧生物膜上的填料區(qū)被進(jìn)一步截留、吸附和厭氧分解[8]。

經(jīng)過兩級UBF反應(yīng)器后，有機(jī)物和CO2、CH4等被大量去除。生成，化學(xué)需氧量去除率可達(dá)96.55%。丁苯橡膠段的進(jìn)水為UBF段脫氣沉淀池出水，具有良好的生物降解性?；瘜W(xué)需氧量的去除主要是通過[9，10]的好氧作用。活性污泥和超濾膜好氧降解后，該段出水化學(xué)需氧量降至200毫克/升以下，化學(xué)需氧量去除率達(dá)到78.79%。

生化段系統(tǒng)的進(jìn)水與部分SBR池回流污泥混合進(jìn)入一級UBF反應(yīng)器，回流污泥中的亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮利用進(jìn)水中的有機(jī)碳源在一級UBF反應(yīng)器中脫氮，同時進(jìn)行厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)。

二級UBF反應(yīng)器通過脫氮和微生物進(jìn)一步降解剩余的有機(jī)物

(5)經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。項目總投資約1200萬元，核算后實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用為2580元/天，平均每噸水處理費(fèi)用為17.20元，其中電費(fèi)6.50元/m3，化學(xué)品2.85元/m3，人工3.60元/m3，日常維護(hù)維修2.45元/m3，折舊1.80元/m3。

5結(jié)論

城市垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液中化學(xué)需氧量和氨氮濃度高，常規(guī)工藝難以達(dá)標(biāo)。作者采用預(yù)處理、生化處理和深度處理相結(jié)合的工藝，即三級多級串聯(lián)強(qiáng)化生物處理。工程運(yùn)行實(shí)踐表明，處理效果良好，化學(xué)需氧量和氨氮的去除率極高，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 18918-2002)一級甲等標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放入海。