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生活垃圾处理场渗沥液膜生化处理工艺
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由于国内垃圾一般采用混合收集和混合填埋的方式,垃圾组份复杂多变,各地区垃圾渗沥液的性质变化范围较大,受填埋物种类、填埋方法、填埋场规模以及填埋周期、天气变化等各种因素的影响,尤其是在降水量大的地区,由于降雨时,大量雨水的冲刷,将填埋场内的污染物被雨水淋洗出来,使渗沥液水质恶化。
渗沥液的物质成分和浓度变化很大,取决于填埋废弃物的种类、性质、填埋方式、污染物的溶出速度和化学作用、降雨状况、填埋场场龄以及填埋场结构等。但主要取决于填埋场的使用年限和填埋场设计构造。
三年以下为初期填埋场,填埋场处于产酸阶段,渗沥液中含有高浓度有机酸,此时BOD5、TOC、营养物和重金属的含量均很高、NH3-N浓度相对较低,但可生化性较好,且C/N比协调,相对而言,此阶段的渗沥液较易处理。
三年至十年为成熟填埋场,随着时间的推延,填埋场处于产甲酸阶段,挥发性有机酸比例将增加,COD和BOD浓度均显著下降,但B/C比下降更为明显,可生化性变差,而NH3-N浓度则迅猛上升,C/N比相对而言不甚理想,此一时期的垃圾渗沥液较难处理。
十年以上为老龄填埋场,此时COD、BOD均下降到了一个较低的水平,B/C比处于较低的水平,NH3-N浓度会有所下降,但下降幅度明显小于COD、BOD下降幅度,C/N比处于不协调,虽然此阶段污染程度显著减轻,但远远达不到直接排放的要求,并且较难出理。
工艺流程设计
根据渗沥液水质水量特点和处理要求,我们设计渗滤液处理系统由二部分组成,包括:(1)预处理+ AO生化反应系统;(2)生化反应器MBR系统;(3)生化剩余污泥处理系统,
调节池的渗沥液由生化进水泵从调节池经袋式过滤器进入生化处理系统,生化系统去除可生化有机物和氨氮。设计渗沥液处理量100m3/d。
MBR系统包括反硝化池、硝化池、强化硝化和超滤系统。反硝化池设计为一座有效容积99m3的钢筋混凝土池体,硝化池设计为一座有效容积240m3的钢筋混凝土池体,设计污泥浓度15g/l。超滤分离系统的功能如同二沉池,超滤有1条环路,每条环路设有2支串联的管式超滤膜,泥水分离效率大大地提高。
反硝化池为一座有效容积为2X60m3的钢混水池,设计反硝化率为90%。反硝化池设计为前置式,可以充分利用渗滤液进水中的碳源进行反硝化,并使之完全。
每座反硝化池内各设有液下搅拌器一台。
硝化为一座有效容积为320m3(4X5X4.5m四格)的钢混水池,该部分硝化设计为纯粹的硝化反应器,即渗滤液中的氨氮在硝化反应中完全转化为硝氮。
由于需要考虑国家相关新标准颁布后渗滤液处理出水要求达到总氮排放限值40mg/l的要求,因此设计二级反硝化,当前置反硝化和一级硝化脱氮不完全时,在二级反硝化反应器中通过进行深度脱氮反应,通过在二级硝化反应器控制硝化和反硝化反应的完全程度来控制出水中的总氮。当反硝化和硝化脱氮完全时二级硝化可以被超越。
二级反硝化反应器分别为一座有效容积2X60m3的钢混水池。
外置式超滤
与传统生化处理工艺相比,微生物菌体通过高效超滤系统从出水中分离,确保大于20nm的颗粒物、微生物和与COD相关的悬浮物安全地截留在系统内。超滤清液进入清液储槽。由于超滤实现泥水分离,因此生化反应器中的污泥浓度可以达到15-30g/l。
膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术相结合的新型废水处理技术,是废水处理技术的一项创新。由于膜的使用,彻底改变了传统生化的一些基本特性。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子物质截留住,使得活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)大大缩短,由于活性污泥浓度的较大提高,因此难降解的物质在反应器中也不断反应、降解。因此,膜-生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。由于膜的放置形式不同, 膜生物反应器分为浸没式(也叫内置式或一体式)和外置式(或分体式)。由于处理垃圾渗透液生化污泥浓度较高,常常是15~30 g/L,因此浸没式中空纤维MBR很容易造成堵塞、断丝和瘫痪。管式膜MBR技术是外置式形式,通过水泵将污泥打入膜管内,在压力的驱动下进行膜分离,出水透过膜进入产水箱,而污泥回到生化池继续参与生化。
UF进水泵把生化池的混合液分配到至UF环路。超滤最大压力为6bar。超滤膜为直径为8mm,内表面为高分子有机聚合物的管式错流失超滤膜,膜分离粒径为20nm。超滤系统设一条环路,每个环路设有2支管式超滤膜。每个超滤环路设有单独的循环泵,该泵在沿膜管内壁提供一个需要的流速,从而形成紊流,产生较大的过滤通量,避免堵塞。环路的运行完全独立,提高了系统运行的可靠性。
膜管由储存有清水或清液的“清洗槽”通过清洗泵来完成。自动压缩空气控制阀能同时切断进料,留在管内的污泥随冲刷水去生化池。CIP是一种偶频过程,清洗后期阀门按程序打开,允许清洗水在膜环路中循环后回到“清洗槽”,直到充分清洗。如需要,清洗后期可向清洗槽少量滴加膜清洗药剂。超滤的药剂清洗周期一般为一月一次。
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