嘉園環(huán)保有限公司　吳將金

二級AO型MBR+NF+RO工藝在垃圾滲濾液處理項目中的應(yīng)用

嘉園環(huán)保有限公司吳將金

該文著重闡述二級AO型MBR+NF+RO工藝在合肥市龍泉山生活垃圾處理場滲濾液處理廠工程中的應(yīng)用情況，包括工藝流程、工藝原理、工藝設(shè)計及運行情況等，一年多的運行情況表明，該工藝運行穩(wěn)定，出水能穩(wěn)定達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中表2規(guī)定的出水指標。

二級AO型MBR+NF+RO工藝垃圾滲濾液工藝設(shè)計

1　工程簡介

合肥市龍泉山生活垃圾處理場位于合肥市肥東縣橋頭集鎮(zhèn)，距市區(qū)約35.5公里，是合肥市目前唯一的生活垃圾處理設(shè)施。合肥市龍泉山生活垃圾處理場滲濾液處理廠工程于2011年底開始建設(shè)，2013年6月投入運營，主要處理來自一期、二期填埋場產(chǎn)生的垃圾滲濾液，滲濾液規(guī)模為日處理滲濾液1400m3。滲濾液處理出水水質(zhì)執(zhí)行《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中表2規(guī)定的出水指標。

2　工程背景資料

2.1地理概況

合肥是安徽省省會，位于中國中部（北緯32°、東經(jīng)117°），長江淮河之間、巢湖之濱，通過南淝河通江達海，具有承東啟西、接連中原、貫通南北的重要區(qū)位優(yōu)勢。全市行政轄區(qū)總面積為7047.01平方公里，其中巢湖水面面積233.4平方公里；市區(qū)總面積838.52平方公里，新增南崗鎮(zhèn)面積91.95平方公里，新增煙墩鄉(xiāng)面積106.78平方公里，市區(qū)建成區(qū)面積為224平方公里。

2.2氣象條件

合肥屬亞熱帶濕潤性季風氣候。全年氣候特點是：四季分明，氣候溫和，雨量適中，春溫多變，秋高氣爽，梅雨顯著，夏雨集中。年平均氣溫15.7℃，極端最高氣溫41.0℃，極端最低氣溫-20.6℃，日照2100h。十分鐘平均最大風速20.0m/s（WSW），最大積雪深度44.0cm。降雨量近1000mm，一日最大降水量238.4mm，一小時最大降水量72.1mm，十分鐘最大降水量37.8mm，最大連續(xù)降水量288.4mm，二十年平均月降雨量如表1所示。

表　120年平均月降雨量

3　滲濾液處理廠工程設(shè)計

3.1滲濾液水量、水質(zhì)及設(shè)計標準

3.1.1滲濾液水量

合肥市龍泉山生活垃圾處理場滲濾液處理項目的設(shè)計規(guī)模為1400m3/d。

3.1.2滲濾液進水水質(zhì)

本設(shè)計的滲濾液進水水質(zhì)具體指標見表2。

表2　設(shè)計滲濾液處理廠進水水質(zhì)?。▎挝唬簃g/L，pH除外）

3.1.3滲濾液設(shè)計出水水質(zhì)

滲濾液處理后出水水質(zhì)應(yīng)達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中表2排放限值，見表3。

表3　滲濾液處理后出水水質(zhì)

續(xù)表3

3.2處理工藝簡介

3.2.1滲濾液處理工藝簡介

3.2.1.1滲濾液處理工藝流程圖

滲濾液處理工藝流程如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)工藝流程圖

3.2.1.2滲濾液處理工藝流程簡述

滲濾液處理工藝流程：垃圾填埋區(qū)產(chǎn)生的垃圾滲濾液經(jīng)專用的收集管道匯入調(diào)節(jié)池，滲濾液在調(diào)節(jié)池中停留一定時間，得到勻質(zhì)勻量的同時，調(diào)節(jié)了滲濾液中的B/C比，為后續(xù)的生化處理創(chuàng)造了有利條件。出水經(jīng)提升泵提升進入配水池，與管式超濾膜產(chǎn)生的濃縮污泥、脫水機產(chǎn)生的濾液混合后，自流進入水解酸化池進行水解酸化，提高廢水的可生化性，水解酸化池出水自流進入A/O2反應(yīng)池系統(tǒng)，首先進入A池（一級反硝化池），在A池內(nèi)，控制硝化液回流量等運行方式下，為反硝化菌群提供合適的生長條件。在反硝化菌群的作用下，滲濾液與后續(xù)回流的硝化液混合進行反硝化脫氮，反硝化池出水進入碳氧化池，在碳氧化池內(nèi)，去除滲濾液中的CODcr等有機物，以利于后續(xù)硝化過程的進行，碳氧化池出水進入一級硝化池，進行生物硝化作用去除氨氮；A/O2反應(yīng)池出水進入二級A/O系統(tǒng)，進行進一步脫氮及脫碳作用，以保證出水對總氮及CODcr的要求，A/O系統(tǒng)出水用泵抽入管式超濾膜系統(tǒng)，進行泥水分離，截留下來的濃縮污泥回流至配水池，透過液則進入反滲透系統(tǒng)繼續(xù)處理。由于管式超濾膜具有很高的截留能力，一方面能夠截留有機物，另一方面能夠截留活性污泥，使生化反應(yīng)池中的污泥濃度達到10～30g/L，因此生化具有較高的有機物去除能力和脫氮能力。透析液經(jīng)超濾處理后通過高壓泵送入納濾系統(tǒng)及反滲透系統(tǒng)進行深度處理，進一步去除不可生化物質(zhì)及色度等，最后出水通過規(guī)范化排放口達標排放。

3.2.1.3主要處理單元工藝原理簡述

（1）調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池相當于一個天然的大的厭氧池，有相當好的水解酸化效果，甚至起到厭氧的作用，故調(diào)節(jié)池對提高BOD5/CODcr比、降低高分子有機物均有一定作用。

（2）水解酸化工藝。水解酸化是厭氧處理過程的前階段，水解酸化工藝即是通過控制停留時間，使生物反應(yīng)停留在水解酸化階段，利用水解酸化菌群，將滲濾液中的難生物降解的有機物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)處理工藝的處理。

（3）A/O2工藝。A/O2工藝通過控制曝氣量，使整個系統(tǒng)分為反硝化缺氧段、碳氧化好氧段和硝化好氧段，在反硝化缺氧段內(nèi)，利用反硝化菌群進行反硝化脫氮，碳氧化好氧段則主要針對滲濾液中的有機物等進行去除，以保證CODcr的處理效果，并降低C/N比，為后端硝化段創(chuàng)造有利條件，硝化好氧段則主要進行硝化反應(yīng)，控制溶解氧在較高的水平以適應(yīng)硝化菌群的生長，達到較高的硝化反應(yīng)效率。

（4）A/O工藝。A/O工藝位于A/O2工藝之后，主要用于進一步去除滲濾液中的CODcr及總氮，保證出水效果。在缺氧段（A段），主要進行內(nèi)源反硝化作用進一步脫氮，為了滿足反硝化菌群的生長需要，可在A池進水口補充碳源，在碳氮比達到3～4：1時，可以穩(wěn)定地保證脫氮需要，過量的碳源則在后續(xù)好氧段（O段）好氧去除。

（5）管式超濾膜。本項目超濾處理工藝采用膜孔徑30nm的管式PVDF超濾膜，錯流過濾方式，其內(nèi)外表面為致密層，層面密布微孔，中間是多孔支撐層。通過超濾膜分離凈化水和菌體，超濾的濃縮液帶著活性污泥直接返回生化系統(tǒng)，由于其中的難降解有機物在生化處理系統(tǒng)中的相對停留時間延長，微生物得到有效馴化，難降解有機物也能部分轉(zhuǎn)化為可生物降解成份。剩余污泥引回污泥池。

（6）深度處理系統(tǒng)。由于垃圾滲濾液污染物成份的復(fù)雜性，采用高強度好氧生化處理后，滲濾液中仍有少量殘余的溶解性污染物，當執(zhí)行較高的排放標準時，必須設(shè)置膜處理工段，進一步去除少量殘余的溶解性污染物。

對于經(jīng)高強度好氧生化處理后的垃圾滲濾液，可以利用納濾+反滲透處理系統(tǒng)。其處理原理為：利用半透膜的選擇透過性，在反壓差作用下，將污水中的水同污染物分離，在膜的一側(cè)產(chǎn)生清水，而另一側(cè)則產(chǎn)生濃縮污水。

3.3處理構(gòu)筑物設(shè)計

3.3.1滲濾液處理構(gòu)筑物設(shè)計

3.3.1.1調(diào)節(jié)池

項目調(diào)節(jié)池設(shè)計為1座，一期工程已建調(diào)節(jié)池容積約5.0萬m3；二期工程新建調(diào)節(jié)池總?cè)莘e5.83萬m3，有效容積為5.3萬m3。一、二期工程總計調(diào)節(jié)池有效容積為10.3萬m3，滲濾液理論停留時間74d。

3.3.1.2配水池

配水池設(shè)計為1座，池體尺寸大小為5.0m×2.5m×2.5m，地上式，鋼砼結(jié)構(gòu)，與水解酸化池合建，總深度為2.5m，總?cè)莘e為31.25m3，池頂加蓋。

3.3.1.3水解酸化池

水解酸化池設(shè)計為2座，單座池體尺寸大小為13.5m× 5.0m×9.3m，半地埋式，鋼砼結(jié)構(gòu)，地下部分的高度為4.0m，地上部分的高度為5.3m，總深度為9.3m，總?cè)莘e為1255.5m3，有效深度為8.0m，有效容積為1080.0 m3，與A/O2反應(yīng)池合建，池頂加蓋。

3.3.1.4MBR系統(tǒng)

MBR系統(tǒng)由一級A/O2反應(yīng)池、二級A/O反應(yīng)池、外置式管式超濾膜系統(tǒng)和超濾產(chǎn)水池組成。

（1）一級A/O2反應(yīng)池

一級A/O2反應(yīng)池設(shè)計為2座，每座分別由一級反硝化池、一級碳氧化池和一級硝化池組成，一級反硝化池尺寸大小為13.5m×12.0m×9.3m，一級碳氧化池尺寸大小為13.5m×17.0m× 9.3m，一級硝化池尺寸大小為13.5m×17.0m×9.3m，半地埋式，鋼砼結(jié)構(gòu)，地下部分的高度為4.0m，地上部分的高度為5.3m，總深度為9.3m，有效深度為8.0m，一級反硝化池總?cè)莘e為3013.2m3，有效容積為2592.0 m3，一級碳氧化池總?cè)莘e為4268.7m3，有效容積為 3672m3，一級硝化池總?cè)莘e為4268.7m3，有效容積為3672m3，與二級A/O反應(yīng)池合建，池頂加蓋。

（2）二級A/O反應(yīng)池

二級A/O反應(yīng)池設(shè)計為2座，每座分別由二級反硝化池和二級硝化池組成，二級反硝化池尺寸大小為13.5m× 5.0m×9.3m，二級硝化池尺寸大小為13.5m×5.0m×9.3m，半地埋式，鋼砼結(jié)構(gòu)，地下部分的高度為4.0m，地上部分的高度為5.3m，總深度為9.3m，有效深度為8.0m，二級反硝化池總?cè)莘e為1255.5m3，有效容積為1080.0m3，一級硝化池總?cè)莘e為1255.5m3，有效容積為1080.0m3，與一級A/O2反應(yīng)池合建，池頂加蓋。

（3）管式超濾膜系統(tǒng)

設(shè)計處理水量1400 m3/d，超濾設(shè)置6組，每組的產(chǎn)水量為234m3/d，超濾膜布置在膜處理車間內(nèi)。處理車間位于綜合用房內(nèi)，與辦公室、中控室等合建。處理車間平面尺寸為28.4m×13.5m。超濾系統(tǒng)與反滲透系統(tǒng)共用處理車間。

（4）超濾產(chǎn)水池

超濾產(chǎn)水池設(shè)計為1座，池體尺寸大小為7.0m×6.0m× 5.5m，半地埋式，鋼砼結(jié)構(gòu)，地下部分的高度為2.0m，地上部分的高度為3.5m，總深度為5.5m，有效深度為5.0m，總?cè)莘e為231m3，有效容積210m3，與反滲透產(chǎn)水池、濃縮液儲池合建，池頂加蓋。

3.3.1.5深度處理系統(tǒng)

深度處理系統(tǒng)為納濾+反滲透，納濾（NF）系統(tǒng)處理規(guī)模為1400m3/d，設(shè)計回收率85%；反滲透（RO）系統(tǒng)處理規(guī)模為1190m3/d，設(shè)計回收率90%。

3.3.1.6濃縮液儲池

濃縮液儲池設(shè)計為1座，池體尺寸大小為7.0m×3.0m× 5.5m，半地埋式，鋼砼結(jié)構(gòu)，地下部分的高度為2.0m，地上部分的高度為3.5m，總深度為5.5m，有效深度為5.0m，總?cè)莘e為115.5m3，有效容積為105m3，與超濾產(chǎn)水池、反滲透產(chǎn)水池合建，池頂加蓋。

3.3.1.7規(guī)范化排放口

濃縮液儲池設(shè)計為1座，池體尺寸大小為3.0m×0.8m× 1.0m，地上式，鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)貼白瓷磚，與超濾產(chǎn)水池、反滲透產(chǎn)水池、濃縮液儲池合建。

3.3.2輔助建筑物

3.3.2.1綜合用房

綜合用房尺寸為66.1m×13.5m，二層，層高3.3m，框架結(jié)構(gòu)，車間內(nèi)設(shè)置有超濾系統(tǒng)、納濾系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、膜處理控制間、辦公室、中控室、儲藏間，食堂、餐廳、休息室及洗手間等。

3.3.2.2鼓風機房及污泥脫水間

鼓風機房及污泥脫水間尺寸為24.5m×23.1m，二層，層高5.0m，框架結(jié)構(gòu)，設(shè)置有隔膜壓濾機及配套的加藥系統(tǒng)、污泥儲倉、儲藥罐、污泥反應(yīng)池和空壓機、鼓風機等；鼓風機房內(nèi)設(shè)鼓風機。

4　工程運行情況

本滲濾液處理工程已連續(xù)運行一年多，本工程2014年來連續(xù)運行參數(shù)見表4。由于2014年初主要處理的是一期填埋場調(diào)節(jié)池的滲濾液，為老垃圾填埋場的滲濾液，故CODcr相對較低，但是NH3-N相對較高。從2014年5月開始，二期填埋場調(diào)節(jié)池的滲濾液（即新填埋場的滲濾液）與一期填埋場調(diào)節(jié)池的滲濾液混合進入滲濾液處理系統(tǒng)進行處理，該階段滲濾液的CODcr相對有所提高，但是NH3-N相對有所降低。從最后的出水數(shù)據(jù)來看，CODcr和NH3-N都遠遠低于《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中表2規(guī)定的排放限值。

表4　2014年本項目連續(xù)運行情況

5　工程設(shè)計特點

（1）注重生化系統(tǒng)的處理性能，減輕后續(xù)膜系統(tǒng)的運行負荷，使處理設(shè)施能夠穩(wěn)定、持久地運行。

（2）滲濾液處理水池采用適當?shù)纳峒氨靥幚恚ＷC夏季、冬季處理設(shè)施穩(wěn)定運行。

（3）采用免維護的德國射流曝氣器，保證了好氧生化的穩(wěn)定性。

6　結(jié)論及建議

（1）二級AO型MBR+NF+RO工藝在合肥市龍泉山生活垃圾處理場滲濾液處理廠工程中，能穩(wěn)定達標排放。

（2）填埋場滲濾液的處理要充分發(fā)揮生化技術(shù)穩(wěn)定、可靠、低廉和根本的處理特性，最大限度地提高生化系統(tǒng)的處理性能，在生化處理達到較好處理效果和消除主要污染指標的前提下，輔以膜處理系統(tǒng)，以物理方法消除難降解物質(zhì)、穩(wěn)定出水效果。

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