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浓缩液处理工程实践与探讨

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《环境卫生工程杂志》2014年第三期

1气候的影响

渗滤液的水质与地理位置及气候变化有很大的关系,我国南方地区,垃圾渗滤液CODCr较低,而北方地区则较高。原因主要因为南方地区温度较高,在垃圾堆场内会发生生化反应,一部分CODCr在这里得到分解去除。而北方地区由于温度较低,生化反应进行得非常缓慢,导致出水CODCr偏高。综合上述分析,可以看出,在确定渗滤液进水水质时,应根据当地的气象条件以及调节池是否加盖等因素,综合考虑确定渗滤液进水水质。

2浓缩液处理

规范规定,渗滤液深度处理工艺可以采用纳滤、反渗透、吸附过滤等方法,深度处理宜以纳滤和反渗透为主,纳滤和反渗透产生的浓缩液应进行处理,可采用蒸发、焚烧等方法。实际情况是,无论是蒸发还是焚烧处理浓缩液,在实际工程应用中受到诸多条件限制,而且目前尚无成功的工程实例。

2.1蒸发工艺目前国内采用的蒸发工艺主要是机械蒸发,该工艺主要用于处理垃圾渗滤液原液,主要存在问题:①设备极易结垢堵塞。浓缩液含盐量很高,设备结垢现象严重,曾经实验采用蒸发工艺处理浓缩液,运行1h后设备有结垢现象,需要清洗,基本无法正常运行。②出水氨氮含量高。蒸发处理工艺对氨氮的去除率仅为50%~60%,由于渗滤液进水氨氮都较高,因此蒸发处理后出水氨氮含量仍较高,一般不能满足排放标准,需要进一步处理去除氨氮。③蒸发后的残留物。采用蒸发工艺处理后,仍剩余5%~10%的浓液,该部分浓液含有很高的COD、BOD和大量的盐等污染物,很难处理。

2.2焚烧工艺焚烧工艺是指将浓缩液送至垃圾焚烧炉进行焚烧,进而达到处理浓缩液的目的。实验证明,在不影响焚烧系统正常运行的前提下,在国内焚烧炉能够接收的浓缩液量是焚烧垃圾量的10%,国外一般控制在5%以内。采用纳滤和反渗透处理渗滤液,浓缩液产量一般是渗滤液处理量的25%~30%,浓缩液产量较大,一般的焚烧系统很难接收。采用焚烧处理工艺,由于浓缩液含盐量很高,对焚烧炉的耐腐蚀性有很高的要求。另外焚烧产生的灰渣可以再利用,处理浓缩液后,灰渣中盐的含量会增加,对灰渣的利用产生一定的影响。

3好氧生物处理工艺

规范指出好氧生物处理工艺可采用活性污泥法或生物膜法,活性污泥法宜选择膜生物反应器法、氧化沟活性污泥法和纯氧曝气法等。生物膜法宜选择接触氧化法、生物转盘法。渗滤液处理工程建设初期阶段,鉴于对渗滤液本身认识的不足,一般参考城市污水的处理方式,采用的好氧处理工艺主要有氧化沟及SBR处理工艺,但大多数渗滤液处理厂运行都不是很稳定,效果较差,甚至有一些处理厂根本无法运行。国内早期有一部分垃圾渗滤液处理工程采用SBR处理工艺,但大多数都被废弃或改成其它处理工艺,新建项目很少有再采用SBR工艺。目前国内运行比较稳定的SBR处理工艺有深圳下坪固体废弃物填埋场渗滤液处理工程和老港垃圾填埋场渗滤液处理工程。氧化沟工艺处理垃圾渗滤液的工程实例较多,但大多处于停滞状态,或者随着提标改造工程的实施,逐步被废弃。例如福州红庙岭渗滤液处理工程采用氧化沟处理工艺,但工程建设完工后一直没有正常运行。同样南宁市城南垃圾渗滤液处理工程也是采用氧化沟处理工艺,工程建设完工后一直没有正式运行,至今仍处于停滞状态。目前膜生物反应器法[1]广泛应用于垃圾渗滤液处理领域。由于该工艺处理效果稳定、抗冲击负荷能力强而被广泛接受,并且逐渐成为渗滤液处理的主流工艺。至于生物膜法,由于垃圾渗滤液进水COD、氨氮浓度高,接触氧化法和生物转盘法不适宜用于处理垃圾渗滤液。鉴于此,规范提出好氧生物处理工艺可采用氧化沟活性污泥法和纯氧曝气法等说法是不恰当的,同样也不宜选择接触氧化法、生物转盘法等生物膜法。

4工艺参数

膜生物反应器法处理垃圾渗滤液,其工艺原理和计算公式与处理城市污水相同,不同的是设计参数有较大的区别。规范给出了膜生物反应器法处理垃圾渗滤液的一些参数,但这些参数仅仅包括污泥浓度、五日生化需氧量污泥负荷、硝态氮污泥负荷和剩余污泥产率系数,不足以涵盖整个渗滤液处理工艺计算,仍需补充一些必要的参数,如泥龄、曝气器氧转移效率、去除含碳有机物单位耗氧量等内容。

4.1泥龄污泥龄是指活性污泥在整个系统内的平均停留时间,一般用SRT表示,也是指微生物在活性污泥系统内的停留时间。泥龄是根据理论同时又参照经验的累积确定的,按照处理要求和处理厂规模的不同而采用不同的泥龄。考虑到垃圾渗滤液水质复杂、变化大、可生化性较差的特点,设计中可取较高的泥龄,一般取值不低于25d,可以满足硝化反硝化的要求。

4.2曝气器氧转移效率在垃圾渗滤液MBR处理系统中,由于生物池内污泥浓度高、池容积小、池表面积也相对较小,因此,要求曝气系统具有氧转移效率高、单位面积曝气量高、曝气器抗堵塞等特点。一般的微孔、管式曝气器因为不能满足使用要求,因而采用了与常规曝气系统完全不同的射流曝气系统。见表2。

4.3去除单位COD需氧量结合垃圾渗滤液的特点,MBR系统生化反应池水温一般不低于25℃,泥龄不低于25d,去除每公斤BOD5宜按1.35kg/kg计算。

5计算公式

膜生物反应器法处理垃圾渗滤液,其核心的原理和计算公式与城市污水计算没有区别,但由于渗滤液的特殊性,有许多计算内容及计算公式在现有的规范、标准中查找不到,因此规范应给出这些计算公式,例如热平衡计算、污泥回流率、超滤系统计算等内容。

作者:叶雅丽孙伟 尹爱琼单位:中国市政工程华北设计研究总院有限公司杭州市建筑设计研究院有限公司

环境卫生工程杂志责任编辑:田老师    阅读:人次