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一、滲濾液介紹。
1.1階滲濾液概述生活垃圾填埋場可根據(jù)填空氣組成等參數(shù)大致分為五個階段。
第一階段:為好氧階段,導(dǎo)氣管中引出的氣體主要為空氣,此時產(chǎn)生的過濾液COD濃度高,氨氮濃度低,生化性好
第二階段:為酸化階段,垃圾堆體以酸化反應(yīng)為主,填埋空氣主要為氮、二氧化碳、氫,滲濾液的水質(zhì)與第一階段相似
第三階段:是不穩(wěn)定的生產(chǎn)甲烷階段,堆體中厭氧生產(chǎn)甲烷菌逐漸成為優(yōu)勢菌種,甲烷氣體的比重開始上升,滲濾液中的有機物開始下降,相反厭氧分解蛋白質(zhì)等含氮物質(zhì)生產(chǎn)的銨鹽開始上升,滲濾液的生化性下降
第四階段:是穩(wěn)定的甲烷生產(chǎn)階段,填埋氣主要由二氧化碳和甲烷構(gòu)成,滲濾液的生化性差,生化容易的有機物急劇下降,揮發(fā)性有機酸VFT(VFC)表示,到最后階段結(jié)束為止,垃圾中的有機物已經(jīng)被分解,此時的滲濾液沒有生化性。
其中滲濾液生化性好的前三個階段時間短,僅三至五年,進入第四階段,滲濾液生化性逐年下降,有機物含量下降到零。
1.2、滲濾液的顯著特征:
(1)滲透液前、后期水質(zhì)變化大。滲透過濾液的水質(zhì)變化幅度很大,不僅同年各季節(jié)的水質(zhì)差異很大,濃度變化幅度達到數(shù)倍,隨著埋入年數(shù)的增加,水質(zhì)特征也在變化。例如,滲透過濾液的碳氮比、生化性隨著埋入年數(shù)的增加而下降。通常在填埋初期,氨氮濃度較低,用生物脫氮可以去除過濾液中的氨氮,但隨著填埋年限的增加,氨氮濃度增加,COD下降,最好用物化法處理。
(2)有機物濃度高。垃圾滲濾液中的CODcr和BOD5濃度最高可達數(shù)萬毫克/升,與城市污水相比,濃度非常高。高濃度垃圾滲濾液主要產(chǎn)生在酸性發(fā)酵階段,pH值略低于7,低分子脂肪酸COD占總量的80%以上,BOD5與COD的比例為0.5~0.6,隨著填埋場填埋年限的增加,BOD5和COD的比例逐漸下降。
(3)氨氮含量高。大部分填埋場為厭氧填埋,因此在堆體內(nèi)的厭氧環(huán)境中過濾氨氮濃度極高,隨著填埋年限的增加而上升,有時達到1000~3000mg/l。采用生物處理系統(tǒng)時,為了避免氨氮及其氧化衍生物對微生物的毒害,必須采用較長的停留時間。
(4)營養(yǎng)元素比例失調(diào)。一般垃圾滲濾液中BOD5/TP大多在300以上,與微生物生長所需的磷元素大不相同,污水處理中磷元素不足,需要補充。另一方面,老齡填埋場滲濾液的BOD5/NH3-N經(jīng)常小于1,使用生物法處理時需要補充碳。
(5)鹽分含量高。填埋場滲濾液通常含有大量鹽,總鹽量通常達到10000mg/L以上,采用膜處理由于滲透壓力過大,產(chǎn)水率過低,采用生化處理由于鹽量過高,啟動困難,運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,無法運轉(zhuǎn)。
(6)總氮以氨氮為主。由于大多數(shù)填埋場是厭氧環(huán)境,滲濾液中的氮元素以氨氮為主,硝氮極少,也意味著氨氮的去除和總氮的去除。
二、滲濾液處理技術(shù)概況:
2.1MBR膜生物反應(yīng)器+NF納濾器。
MBR可以有效降解滲濾液中的主要污染物,如CODCr、BOD5、氨氮等,100%生物菌分離,大量工程實例表明CODCr去除率維持在70%~85%之間,氨氮去除率維持在90%~99.8%之間,總氮去除率為50%~99%。
由于膜制造成本的降低,近兩年來,MBR已廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液的處理。MBR膜應(yīng)用于垃圾滲濾液的傳統(tǒng)技術(shù)如下
MBR(外置膜生化反應(yīng)器)+二次納濾器(NF)/RO技術(shù)。
2.2工藝流程如圖所示。
2.3進出水水質(zhì)如圖:
2.4MBR膜生物反應(yīng)器+NF用于垃圾填埋場的缺點:
出水水質(zhì)不穩(wěn)定:MBR膜生物反應(yīng)器對外部溫度要求高,溫度過低會導(dǎo)致MBR膜生化反應(yīng)不足,出水COD超過NF/RO的供水要求,COD、氨氮的供水不符合標準。
運行成本高:垃圾滲濾液中含有大量易結(jié)垢離子,運行時需要加入大量藥劑阻止結(jié)垢。
膜容易堵塞:傳統(tǒng)的卷式濾、反滲透膜流道狹窄,對源水要求高,垃圾滲透液成分復(fù)雜,膜容易堵塞。
三、DTRO工藝處理垃圾滲濾液:
3.1盤管式反滲透技術(shù)的發(fā)展歷程。
滴滴RO技術(shù)源于德國,1988年,滴滴RO系統(tǒng)進入滲濾液處理市場,首個滴滴RO設(shè)備處理垃圾滲濾液工程在德國Ihlenberg完成。截至1997年,滴滴RO在歐洲、美洲、遠東等國家或地區(qū)已有200多個成功工程案例,占反滲透法處理滲透液市場的75%。到1999年,市場份額為80%。
3.2盤管式反滲透系統(tǒng)介紹:
DTRO膜組件的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的卷膜完全不同,膜柱通過兩端有螺紋的不銹鋼管將導(dǎo)流盤和反滲透膜緊密結(jié)合成筒狀。盤管式膜組的優(yōu)良性能取決于質(zhì)量優(yōu)良的反滲透膜片和導(dǎo)流盤,導(dǎo)流盤表面有一定方式排列的凸點,使處理液形成亂流,增加通過率和自清洗功能,導(dǎo)流盤將膜夾在中間,使處理液迅速切向流過膜表面。
3.3盤管式反滲透處理系統(tǒng)工藝流程:
根據(jù)不同的供水水質(zhì)、供水要求和工程成本,垃圾滲濾液處理系統(tǒng)可采用:
3.3.1二級滴滴RO:目前采用二級滴滴RO技術(shù)較多,一般可達到生活垃圾填埋場污染控制標準(GB16889-2008)排放標準,滿足中水再利用要求
3.3.2單級DTRO:單級DTRO主要用于污染指標低的滲濾液,如年齡較大的垃圾填埋場。
3.3.3單級MBR+單級DTRO/DTNF:MBR+單級DTRO/NF適用于生化性好的滲濾液類型,如新建的垃圾填埋場。
3.3.4DTNF和DTRO組合等技術(shù)。在出水指標允許的條件下,也可以使用DTNF,或者使用DTRO和DTNF組合系統(tǒng),這不僅可以滿足去除率,還可以去除一些單價鹽。
二級磁盤管式DTRO膜處理垃圾滲透液的數(shù)據(jù)如下:
典型的二級DTRO工藝流程如下:
3.3.5DTRO處理垃圾滲濾液的優(yōu)點:
1)出水水質(zhì)好,反滲透膜對各污染物具有極高的去除率,出水水質(zhì)好
2)出水穩(wěn)定,不受外部干擾膜系統(tǒng)是密閉的系統(tǒng),不受外部干擾,系統(tǒng)出水水質(zhì)符合標準,不受生化性等因素影響。
3)運行靈活的DT膜系統(tǒng)是基于物理分離的設(shè)備,操作非常靈活,可以連續(xù)運行,也可以間歇運行,可以根據(jù)水量調(diào)節(jié)設(shè)備的連接方式,可以串聯(lián)或并聯(lián)設(shè)備
4)建設(shè)周期短,調(diào)整、啟動快速DT膜系統(tǒng)主要由機械完成,組裝快,可快速運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。
5)自動化程度高,操作簡單的DT薄膜系統(tǒng)采用自動控制方式,系統(tǒng)具有在線監(jiān)視、控制系統(tǒng),PLC可根據(jù)傳感器參數(shù)自動調(diào)節(jié),及時發(fā)出警報信號,保護系統(tǒng),操作人員只需根據(jù)操作手冊找到錯誤的代碼
6)占地面積小,DT膜系統(tǒng)集成安裝,附屬建筑物和設(shè)施也是小型建筑物,占地面積小。
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