福州市紅廟嶺垃圾綜合處理場(chǎng)滲濾液處理廠工程設(shè)計(jì)

魏忠慶

(福州城建設(shè)計(jì)研究院有限公司，福建福州350001)

福州市紅廟嶺垃圾綜合處理場(chǎng)滲濾液處理廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為1 500 m³/d，是目前按照《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889—2008）建成的國(guó)內(nèi)處理規(guī)模最大和工藝最齊全的滲濾液處理廠之一，目前已穩(wěn)定運(yùn)行兩年多，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。該工程以水質(zhì)均衡池為預(yù)處理工藝，以兩級(jí)生物脫氮+超濾（UF）的膜生化反應(yīng)器（MBR）為生化主體處理工藝，以納濾（NF）/反滲透（RO）為深度處理工藝；NF濃縮液采用混凝氣浮+臭氧氧化工藝處理，RO濃縮液采用蒸發(fā)工藝處理。

1進(jìn)、出水水質(zhì)

工程進(jìn)水包括老填埋場(chǎng)、新填埋場(chǎng)和垃圾焚燒發(fā)電廠的滲濾液。老填埋場(chǎng)滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)為總體污染物濃度偏低，其中有機(jī)污染物濃度低，氨氮濃度相對(duì)較高；新填埋場(chǎng)滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)為有機(jī)污染物濃度較高，氨氮濃度相對(duì)較低；垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液呈酸性，有機(jī)污染物濃度高、氨氮濃度相對(duì)較低，其水質(zhì)較為穩(wěn)定。根據(jù)本工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)及批復(fù)的要求，本工程處理后出水水質(zhì)執(zhí)行《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889—2008）中新建生活垃圾填埋場(chǎng)水污染物排放濃度限值的排放標(biāo)準(zhǔn)。具體設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見(jiàn)表１。

表1設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì) mg/L

2工藝流程

滲濾液經(jīng)調(diào)節(jié)池進(jìn)入水質(zhì)均衡池，水質(zhì)均衡池用于調(diào)節(jié)填埋場(chǎng)和垃圾焚燒發(fā)電廠的滲濾液以獲得合適的碳氮比。水質(zhì)均衡池內(nèi)的滲濾液經(jīng)提升進(jìn)入膜生化反應(yīng)器（MBR），MBR由兩級(jí)生物脫氮工藝和UF工藝組成。經(jīng)過(guò)MBR處理的UF出水采用NF進(jìn)行深度處理，去除難生化降解的有機(jī)物。在進(jìn)水碳氮比較好的情況（正常工況）下，NF清液可達(dá)標(biāo)直接排放；在進(jìn)水碳氮比不佳，生化系統(tǒng)生物脫氮不徹底的情況（不利工況）下， NF清液進(jìn)入RO系統(tǒng)，以保障出水達(dá)標(biāo)排放(見(jiàn)圖1)。

圖1滲濾液處理工藝流程

NF濃縮液經(jīng)過(guò)混凝氣浮處理，氣浮渣進(jìn)行脫水處理，剩余濃縮液經(jīng)臭氧氧化處理后，出水回到均衡池。RO濃縮液進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)。生化系統(tǒng)剩余污泥進(jìn)行離心脫水和石灰固化污泥含水率<60%后進(jìn)入庫(kù)區(qū)填埋。

3主要工藝設(shè)計(jì)

①MBR工藝

MBR工藝由生化反應(yīng)池和UF工藝組成，其中UF用于截留微生物，使生化反應(yīng)池內(nèi)微生物濃度由傳統(tǒng)活性污泥工藝的3~5 g/L提高到10~30 g/L。針對(duì)嚴(yán)格的總氮達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)，生化反應(yīng)池設(shè)計(jì)采用兩級(jí)生物脫氮工藝，即兩級(jí)硝化反硝化工藝。當(dāng)一級(jí)反硝化和一級(jí)硝化脫氮不完全時(shí)，一級(jí)反硝化、硝化過(guò)程中殘留的氨氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在二級(jí)反硝化和二級(jí)硝化反應(yīng)器中通過(guò)進(jìn)行深度脫氮反應(yīng)，保障生化脫氮的完全性和穩(wěn)定性。UF工藝采用外置管式超濾膜工藝，與內(nèi)置式膜工藝相比，雖然能耗較高，但具有膜通量大、反應(yīng)器污泥濃度更高、錯(cuò)流過(guò)濾防結(jié)垢、膜清洗方便、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，綜合比較更經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行更穩(wěn)定。

設(shè)計(jì)UF工藝采用外置管式超濾膜，工程采用Berghof的PVDF膜，超濾最大壓力為600 kPa，膜直徑為8 mm，膜分離孔徑為20 nm。

②深度處理工藝

a.納濾工藝

MBR超濾出水后再經(jīng)卷式納濾膜工藝處理，工程采用DOW的NF270-400膜，具有高程度的鈣鎂透過(guò)率，設(shè)計(jì)NF清液得率為85%。NF操作壓力為300~1 000 kPa。NF系統(tǒng)設(shè)有3套納濾集成裝置并輔以配套設(shè)備。

b.反滲透工藝

不利工況下，部分NF的清液再經(jīng)卷式反滲透膜工藝處理，工程采用RO膜，設(shè)計(jì)RO清液得率為80%。RO操作壓力為3~6 MPa。RO系統(tǒng)設(shè)有2套反滲透集成裝置并輔以配套設(shè)備。單套處理量為660 m³/d，P=71.5 kW，設(shè)計(jì)過(guò)濾通量為16 L/(h·m²)。

③濃縮液處理工藝

濃縮液回灌技術(shù)成本較低，是最常見(jiàn)的濃縮液處理方法，但是濃縮液回灌將會(huì)導(dǎo)致滲濾液進(jìn)水電導(dǎo)率和鹽濃度不斷升高，隨著含鹽量不斷上升，超過(guò)生化系統(tǒng)微生物的耐受能力，將會(huì)導(dǎo)致生化系統(tǒng)崩潰，因此本工程設(shè)計(jì)以下工藝對(duì)濃縮液進(jìn)行處理。

a.NF濃縮液處理工藝

NF濃縮液含有部分大分子有機(jī)物、較高濃度的二價(jià)鹽，但氨氮和總氮濃度很低。針對(duì)NF濃縮液的特性，設(shè)計(jì)采用混凝氣浮+臭氧氧化工藝去除濃縮液中影響滲濾液處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的有毒有害物質(zhì)后，回流至滲濾液處理系統(tǒng)。

混凝氣浮工藝段對(duì)NF濃縮液中的COD去除率在20%以上，每噸濃縮液產(chǎn)生20%的污泥，污泥排入污泥儲(chǔ)池進(jìn)行脫水處理。經(jīng)過(guò)混凝氣浮處理后的濃縮液中COD約為4 000 mg/L，其中大部分為難生化降解的大分子有機(jī)物，設(shè)計(jì)采用臭氧進(jìn)行深度氧化處理，經(jīng)過(guò)臭氧氧化后出水中的COD濃度在2 000 mg/L以下，同時(shí)可生化性顯著提高（B/C由0.01升至0.35~0.45），氧化后出水回流至均衡池。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)NF濃縮液池1座，容積為500 m³；混凝氣浮成套設(shè)備1套，規(guī)模為250 m³/d；臭氧發(fā)生器1套，臭氧產(chǎn)生量為7 kg/h；臭氧接觸池1座，容積為81 m³；配套液氧站1座，液氧儲(chǔ)罐儲(chǔ)量為15 t。

b.RO濃縮液處理工藝

RO濃縮液富集了滲濾液中幾乎所有的一價(jià)鹽，鹽含量很高，難生化降解或不可生化降解的有機(jī)物較少，因此RO濃縮液的處理對(duì)象主要是一價(jià)鹽，而要將一價(jià)鹽從濃縮液中分離出來(lái)，只能采用進(jìn)一步富集濃縮的方法，即反滲透和蒸發(fā)技術(shù)。由于本工程反滲透濃縮液電導(dǎo)率高，若對(duì)濃縮液再進(jìn)行反滲透，不但清液得率低，而且膜的更換周期將大幅縮短，因此設(shè)計(jì)采用蒸發(fā)工藝對(duì)鹽分進(jìn)一步濃縮。

由于RO為保障工藝，僅在納濾清液無(wú)法達(dá)標(biāo)的情況下啟動(dòng)，因此RO濃縮液產(chǎn)量少，本工程設(shè)計(jì)處理規(guī)模為100 m³d �？紤]運(yùn)行成本和技術(shù)先進(jìn)性，設(shè)計(jì)采用MVR低能耗蒸發(fā)裝置及配套系統(tǒng)1套。蒸發(fā)殘液經(jīng)過(guò)結(jié)晶分離后，產(chǎn)生的鹽泥進(jìn)行石灰固化后填埋，蒸發(fā)的冷凝液回到滲濾液調(diào)節(jié)池。

4運(yùn)行情況

紅廟嶺垃圾綜合處理場(chǎng)滲濾液處理廠于2012年3月31日建成通水至今，工藝運(yùn)行穩(wěn)定，出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889—2008）的要求。工程實(shí)際處理量為1 194~1 631 m³/d，冬季滲濾液量少，夏季滲濾液量多。實(shí)際進(jìn)、出水水質(zhì)見(jiàn)表2。

表2實(shí)際運(yùn)行進(jìn)、出水水質(zhì) mg/L

5結(jié)語(yǔ)

①滲濾液來(lái)源復(fù)雜，水質(zhì)變化較大，應(yīng)實(shí)時(shí)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析，保持合理的碳氮比，確保出水達(dá)標(biāo)，并控制處理成本。

②如果MBR系統(tǒng)泥齡過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成活性污泥微生物代謝產(chǎn)物和分泌物增加，污泥粘度增加，導(dǎo)致UF膜污堵速度和膜污染風(fēng)險(xiǎn)加大，因此為保證MBR工藝正常運(yùn)行，應(yīng)及時(shí)排除剩余污泥，控制活性污泥濃度和泥齡。

③對(duì)處理系統(tǒng)中的鹽分應(yīng)進(jìn)行定期檢測(cè)，特別是鈣鎂離子濃度，控制生化系統(tǒng)中的pH值，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行工況，防止系統(tǒng)設(shè)備結(jié)垢，影響設(shè)備檢修和使用壽命。

（本文發(fā)表于《中國(guó)給水排水》雜志2014年第22期“設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)”欄目）

微信掃一掃

獲得更多內(nèi)容