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目前,国内生活垃圾的处置办法依然以垃圾卫生填埋为主,一个标准的渣滓卫生填埋场,渗滤液处置是必不可少的环节。渗滤液是垃圾做填埋处置后,由于降雨、降雪等大气降水的淋溶,垃圾本身含有的水分以及垃圾在物理、化学 及微生物等的作用下,产生的高浓度有机废水。若未经处置直接排放,将会对填埋场周边的生态环境产生严重的污染。
山东省某大型垃圾填埋场的渗滤液由于原有渗滤液处置设备的不正常运转,造成积存了大量的渗滤液,并且该地域处于北方,年蒸发量远远高于降雨量,造成渗滤液的盐分浓度极高,且调理池中的氯离子C1-浓度大于11 g/L,电导率大于50mS/cm。如此高浓度的含盐量及氯离子会对生化处置中活性污泥的活性及微生物细胞的外表特性产生影响,造成生化处置系统不能起到预期的效果,若采用国内生活和工业污水处理应用较多的“MBR+NF+RO”处置工艺,不能满足该项目请求的排放限值。
因而,该处置项目采用“预处置+膜处置 NF、RO)”工艺,并已建成投产达标排放,在国内同类高盐渗滤液的处置项目中值得借用。
1 设计水量与设计水质
1.1 设计水量
依据填埋场的统计数据,冬季渗滤液产生量较少,均匀产量约260m³/d,夏季渗滤液产生量较多, 特别6~8月的雨季,渗滤液产生量多达600m³/d。计划到填埋场内建立有一大型调理池,渗滤液搜集导排系统健全,综合政府的相关文件规则,本渗滤液处置项目处置范围肯定≥400m³/d,设计出水量≥300m³/d。
1.2 设计水质
考量到填埋场渗滤液水质会随着填埋年限出现一定的变化规律,综合现场水质调研数据,拟定了设计进水水质标准,出水水质执行《生活渣滓填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)限定的污染物排放限值。主要设计进出水水质标准,见表1。
2 处置工艺
该项目的处置工艺流程,见图1。
渗滤液经过填埋场的导排系统搜集至调理池中,均质水量水质,由泵提升至预曝气池,做曝气改性,由泵提升依次经过两级絮凝反响、沉淀和混凝气浮处置之后进入中间水池,混凝沉淀和气浮产生 的污泥经过污泥处置系统处置后,滤液回到调理池中,脱水后的污泥做填埋处置。
中间水池内渗滤液由泵提升进入两级DTRO系统处置,两级DTRO系统前设置了一套50um的 砂滤系统和一套10um的芯滤系统,经过两级DTRO处置之后,产水经过在线监测系统达标排放,两级DTRO浓缩液进入浓缩液减量化系统做减量处置, 浓缩液减量化系统的产水进入中间水池,再次进入两级DTRO系统处置,浓缩液减量化系统的浓缩液排放到浓缩液池暂存。
由于膜的截留能力受温度的影响较大,因而, 在两级DTRO系统后端设置一套单级RO系统作为安保措施,当出水氨氮值超越排放请求限值时, 开启单级RO系统处置,达标排放;当两级DTRO系统出水达标时,可超越单级RO系统直接达标排放;单级RO产生的浓缩液回到中间水池,以待进 一步处置。
3 主要构筑物设备及其参数
3.1 构筑物
预处置包含了曝气改性、两级混凝沉淀和混凝气浮,混凝沉淀的主要工艺参数。
该工艺段可以有效去除水中的悬浮物、胶体等物质,从而减小DTRO设备中的砂滤和芯滤的停机清洗和更换的频次,提高两级DTRO系统的前端单元的运转稳定性;另一方面填埋场渗滤液中还含有一定量的高分子聚合物(阳离子PAM),产生源为污泥填埋经过雨雪淋溶之后产生的,经过混凝沉淀去除,从而减小高分子聚合物对DTRO膜的污堵和损坏。预处置系统的表观效果:渗滤液的颜色从黑色变为了浅黄色。
3.2 两级DTRO系统
两级DTRO系统包含了 4台两级DTRO 一体化处置设备,每台设备的主要工艺参数见表3。
经过预处置之后的渗滤液保证了两级DTRO系统设备的稳定运转,由于调理池的调理作用,进水水质平衡稳定,两级DTRO设备的运转稳定可靠,其中一级DTRO系统的运转压力在6.5 ~ 7.5 MPa之间(膜为9.0 MPa),二级DTRO系统的运转压力1.5 ~ 3.0 MPa(膜为7.5 MPa),化学清洗的周期在7 ~ 10 d,产水率在70%左右,到达设计请求。
3.3 单级RO系统
单级RO主要是针对两级DTRO系统出水氨氮值大于限值而采取的安保措施,单级RO系统的主要工艺参数,见表4。
3.4 浓缩液减量化系统
浓缩液减量化系统包含单级DTNF和单级DTRO,用于处置两级DTRO系统产生的浓缩液, 将两级DTRO浓缩液再次浓缩,该套系统内的DTRO使用相对低截留率、高通量的RO膜。浓缩液减量化系统设备的产水再进入两级DTRO设备中再次处置,可以完成浓缩液的减量,浓缩液减量化系统的工艺参数见表5。
3.5 膜系统设计回收率
视两级DTRO系统出水氨氮是否超标,选择能否开启单级RO系统。当两级DTRO系统出水氨氮合格,关闭RO系统此时系统回收率为70.59%;当两级DTRO出水氨氮值超标,开启RO系统,此 时系统整体回收率为69.12%。量均衡见图2。
4 主要技术经济指标
此项目的主要技术经济指标见表6。
5 结论
采用“预处置+膜处置(NF、RO)”组合工艺处理填埋场高盐渗滤液,经过预处置可以减小填埋场渗滤液原水中的悬浮物、胶体物质和高分子聚合 物,从而提升后端两级DTRO系统设备的运转稳定性,经过浓缩液减量化系统进一步减小浓缩液的产生量,提升整个系统的产水率,加之后端的单级卷 式RO系统的保安措施,从而保证出水水质到达 《生活渣滓填埋场污染控制标准》 GB 16889—2008) 中的排放限值。该工艺补偿了生化处置系统不能处置高盐渗滤液的缺陷,具有一定的推行价值。
6 瞻望
1)由于高盐渗滤液经过膜工艺处置之后,产生 的浓缩液的盐分更高,因而不提倡将这些浓缩液 做回灌处置,以免继续恶化渗滤液原水水质;可采用蒸发结晶工艺实行处置。
2)该项目已对浓缩液减量化系统的DTNF单元和DTRO单元各自产生的浓缩液做了分类搜集。DTNF产生的浓缩液以二价盐为主,且浓缩液中含有腐殖酸等大量有机物,提倡对这类浓缩液实行工艺研讨,选择合理的处置办法处置;DTRO产生的浓 缩液以一价盐为主,且水中的大分子有机物较少,便当后续浓缩液蒸发结晶及其他处置工艺的施行。