城市生活垃圾滲濾液處理工程實(shí)例

摘要:針對城市生活垃圾滲濾液可生化性差、氨氮含量高等特點(diǎn),采用了吹脫—UBF—SBR的處理工藝。運行結果表明,處理出水的COD、BOD5、NH3-N、SS等指標均能達到《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB 16889—1997)的二級標準。

關(guān)鍵詞:垃圾滲濾液,吹脫,復合高效厭氧反應器,SBR,工程調試

湖南長(cháng)沙縣城市固體廢棄物處置場(chǎng)位于長(cháng)沙縣安沙鎮,主要接受星沙開(kāi)發(fā)區的生活垃圾。該場(chǎng)于2002年8月開(kāi)始運行,平均填埋量為400 t/d,滲濾液產(chǎn)生量為10~80 m3/d,其滲濾液的基本性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1垃圾滲濾液水質(zhì)Tab.1 Characteristics of refuse leachate項目濃度范圍COD/(mg·L-1)1 600~5 000BOD5/(mg·L-1)398~1 246總氮/(mg·L-1)160~900氨氮/(mg·L-1)80~400SS/(mg·L-1)30~280pH 6.2~6.5該滲濾液于2003年初開(kāi)始集中處理,采用的工藝為吹脫—UBF—SBR,設計處理能力為100 m3/d,處理出水通過(guò)專(zhuān)用管道排入地表水Ⅳ類(lèi)水體,執行《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB 16889—1997)的二級標準。

1工藝流程及構筑物

1.1工藝流程

生活垃圾滲濾液的有機物濃度高,可生化性差,一般BOD5/COD<0.3,且含氨氮濃度較高[1]。針對滲濾液的這些特性,設計中采用厭氧、兼氧、好氧相結合的方式進(jìn)行處理,具體工藝流程如圖1所示。

1.2　構筑物

①　吹脫池
由于滲濾液中氨氮濃度較高且廢水的pH值較低,為減少生物處理過(guò)程中的脫氮負荷,根據氨氮在弱堿性條件下容易揮發(fā)的性質(zhì)設計了吹脫池,先加入氫氧化鈣溶液調節滲濾液pH值至8. 0左右,再向滲濾液中鼓風(fēng),使一部分氨氮揮發(fā)到大氣中。吹脫池尺寸為18 m ×3 m ×4 m,設計水力停留時(shí)間為1. 0 h,設自動(dòng)加藥設備1套,由pH控制儀控制自動(dòng)加藥。

②　調節池
由于垃圾場(chǎng)產(chǎn)生的廢水量受降雨量的影響較大,為保證處理系統進(jìn)水水質(zhì)相對穩定,必須有較大的調節池來(lái)調節水量,同時(shí)隨著(zhù)滲濾液量的變化,其有機物濃度也有較大的變化,特別是在冬季滲濾液量少,濃度特別高,因此需對原水進(jìn)行適當調節,以免對處理設施沖擊過(guò)大。另外,調節池可以起到兼氧反應的作用,因生活垃圾滲濾液進(jìn)入污水處理廠(chǎng)之前已經(jīng)過(guò)較長(cháng)時(shí)間的厭氧發(fā)酵過(guò)程,滲濾液直接進(jìn)行厭氧作用已不顯著(zhù),通過(guò)吹脫池的充氧作用和自然復氧作用,使調節池中的滲濾液處于一個(gè)兼氧環(huán)境,滲濾液中本身存在的大量兼氧菌生長(cháng)活躍,這樣一方面可去除部分有機物,另外可極大地提高廢水的可生化性,使后續生化處理難度降低[ 2 ] 。調節池設計尺寸為50 m ×30 m ×5 m,停留時(shí)間為60 d。

③　UBF反應器
廢水經(jīng)過(guò)調節池的兼氧反應后可生化性得以提高,但有機物濃度仍較高(COD 為2 000 mg/L 左右) ,直接進(jìn)行好氧處理不僅運行成本無(wú)法接受,且容易產(chǎn)生污泥膨脹等異常情況。因此,選擇復合高效厭氧反應器(UBF)去除大部分有機物,設UBF池2座,單池尺寸為ª3. 8 m ×8 m,間歇進(jìn)水,設計平均停留時(shí)間為43 h。池體為A3 板焊接而成,外設保溫層,常溫下發(fā)酵,采用穿孔管進(jìn)水,反應器上部安裝1. 5 m高的半軟性填料,頂部設鋸齒狀出水堰。另外,為保證反應器中污泥處于懸浮狀態(tài),提高廢水與污泥接觸的機會(huì ),還設置了出水回流裝置。

④　SBR反應池
厭氧反應器出水進(jìn)入SBR反應器進(jìn)一步處理,針對廢水中氮含量較高這一特性,設計選用SBR反應器,通過(guò)控制曝氣時(shí)間來(lái)控制反應過(guò)程中DO濃度,使好氧—兼氧反應交替發(fā)生,以提高脫氮效率。SBR反應器由4個(gè)獨立的鋼筋混凝土池體構成,單池有效容積為6 m ×5 m ×4. 5 m,采用微孔鼓風(fēng)曝氣,螺旋槳自動(dòng)潷水器排水。設計12 h為一周期,其中進(jìn)水2 h (不曝氣) 、曝氣反應3 h、缺氧反應2h、曝氣反應3 h、沉淀排水2 h。

⑤　過(guò)濾池
SBR反應池出水含一定量的懸浮物,特別是在污泥異常情況下懸浮物含量往往超標,因此設計了過(guò)濾池以去除出水中的懸浮物。過(guò)濾池為10 m ×3m ×3 m的鋼筋混凝土池體,以爐渣為濾料,過(guò)濾層高度為2 m。

2　工程調試

① UBF反應器的調試。厭氧反應器的調試是整個(gè)工程調試的關(guān)鍵,接種污泥為某城市污水處理廠(chǎng)的消化污泥, 接種量為15 t, 污泥含水率為75. 8% ,VSS/TSS為0. 52,反應器內污泥含量為10gVSS/L。為使好氧污泥厭氧化,將污泥注入反應器后,加入適量滲濾液,同時(shí)針對滲濾液難生物降解的特性,向反應器中加入葡萄糖(濃度為500 mg/L左右) ,靜置3 d,然后開(kāi)始間歇進(jìn)水( 15 m3 /d) ,為增強污泥的沉降性能,向反應器內投加氯化鐵混凝劑和少量顆�；钚蕴�(粒徑為0. 27 ～0. 4 mm) , 10 d后反應器產(chǎn)氣較大,其COD去除率達到70%,之后開(kāi)始連續進(jìn)水,以COD去除率達到70%為原則逐漸增加進(jìn)水量,提高負荷為5 m3 /次, 50 d后反應器基本達到設計處理能力,標志著(zhù)厭氧反應器調試完成。

② SBR反應器的調試。在UBF反應器啟動(dòng)一周后開(kāi)始進(jìn)行SBR反應器的調試。SBR 反應器接種某城市生活污水處理廠(chǎng)的活性污泥,接種量為22 t,污泥含水率為82% ,VSS/TSS為0. 55,反應器內污泥濃度為4 gVSS/L。加入種泥后注入厭氧池出水至SBR池容的2 /3位置,加入72 kg口服葡萄糖,開(kāi)始曝氣,并向反應器中加入200 kg粉末活性炭,曝氣2 d,然后開(kāi)始通入厭氧反應器出水并曝氣,當出水COD濃度< 50 mg/L時(shí),向反應器中加入少量葡萄糖以補充微生物生長(cháng)所需營(yíng)養。當UBF調試達到設計能力時(shí)SBR反應池出水水質(zhì)已完全能達到《生活垃圾填埋污染控制標準》( GB 16889—1997)二級標準,整個(gè)工程調試完成。

3　運行情況

在UBF和SBR反應器調試完成后,按設計流量和設計參數連續運行2個(gè)月后,對系統各處理單元的處理效果進(jìn)行監測,結果見(jiàn)表2 (表中數據為連續5 d的平均值) 。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

該工程于2002年12月通過(guò)了長(cháng)沙縣環(huán)境監測站的驗收監測,驗收后一直正常運行至今。

4　投資及運行成本

①　工程投資:整個(gè)滲濾液處理工程總投資為105萬(wàn)元(不包括征地費用) ,其中土建投資為64萬(wàn)元,設備投資為41萬(wàn)元。

②　運行費用估算:設操作人員3名,工資及福利費為2. 4 萬(wàn)元/ a,藥劑費(石灰)為1 000元/ a,電機總裝機容量為36 kW,平均運行功率為15 kW,當地電價(jià)為0. 5元/ ( kW•h) ,則電費為6. 57萬(wàn)元/ a,若設備維修費按2 000 元/ a 計,則總運行費用為9. 27萬(wàn)元/ a,滲濾液處理費用為2. 53元/ t。

5　結語(yǔ)

①　采用吹脫—UBF—SBR工藝處理生活垃圾滲濾液,效果較好,出水水質(zhì)能達到《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB 16889—1997)二級標準。

②　用城市生活污水廠(chǎng)的消化污泥作種泥培養垃圾滲濾液處理的厭氧污泥,城市生活污水廠(chǎng)的好氧污泥作種泥培養垃圾滲濾液處理的好氧污泥,系統啟動(dòng)時(shí)間較短。

③　生活垃圾滲濾液處理過(guò)程中,調節池既起到調節水量、水質(zhì)的作用,又可利用兼氧反應提高滲濾液的可生化性,降低后續處理難度。（湖南農業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系）