某生活垃圾综合处理厂渗滤液全量化处理工程实例_王磊.pdf

工业用水与废水INDUSTRIAL WATER WASTEWATERVol53No6Dec.，2022王磊，王婷，程仁振（济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司，济南250002）目前我国垃圾分类尚不完善，各类生活垃圾常常直接混合填埋，垃圾渗滤液水质较为复杂，具有高COD和高氨氮的水质特点，若不经处理直接排入地表水体，极易造成水体富营养化，致使水生动植物大量死亡1。某垃圾渗滤液处理工程采用两级AOMBR化学软化两级碟管式反渗透（DTRO）高压反渗透（HPRO）反渗透（RO）离子交换组合工艺，本文介绍了该工程的工艺流程、设计参数及处理效果，旨在为垃圾渗滤液的处理积累实际运行经验。1项目概况1.1设计规模及进出水水质随着城乡环卫一体化进程的加快，北方某生活废弃物处理中心的生活垃圾收集范围从城区逐步扩展到村镇，进厂垃圾量迅速增加，垃圾渗滤液的产生量也随之增加。该厂区原有渗滤液处理能力为400 m3d，远低于渗滤液产生量，导致厂内渗滤液摘要：北方某生活垃圾综合处理厂渗滤液设计处理规模为1 100 m3d，采用预处理两级AOMBR化学软化两级DTROHPRORO离子交换的组合处理工艺，该方案结合生化系统节能及膜系统运行稳定的特点，最大限度的节省用地，保障出水效果。工程运行结果表明：在进水COD、BOD5、氨氮、TN、TP、全盐量及SS的质量浓度分别为6 500、1 360、1 880、3 220、286、24 500和372 mgL的条件下，除SS去除率为9651外，其余污染物去除率均达到998以上，出水满足GB 168892008生活垃圾填埋场污染控制标准表3规定及相关地方标准要求，且脱盐效果显著。该项目年经营成本为5 800万元，年均吨水经营成本为205元。关键词：垃圾渗滤液；两级AO；MBR；化学软化；反渗透；离子交换中图分类号：X703.1文献标志码：B文章编号：10092455（2022）06007604A project example of full volume treatment of leachate from a domesticwaste comprehensive treatment plantWANG Lei，WANG Ting，CHENG Renzhen（Jinan Municipal Engineering Design and Research Institute（Group）Co.,Ltd.,Jinan 250002,China）Abstract：A domestic waste comprehensive treatment plant in northern China adopts combined process ofpretreat-two stage A/O-MBR-chemical softening-two stage DTRO-HPRO-RO-ion exchange to treat leachate,andthe design treatment scale is 1 100 m3/d.The scheme combines the characteristics of energy saving of biochemicalsystem and stable operation of membrane system,saving land to the greatest extent and ensuring the effect of wateroutput.The operation results showed that,under the condition that the mass concentrations of COD,BOD5,ammonianitrogen,TN,TP,total salt and SS were 6 500,1 360,1 880,3 220,28.6,24 500 and 372 mg/L respectively,except for the SS removal rates of 96.51%,the removal rates of the remaining pollutants all reached above99.8%,which indicated that the effluent water quality met the requirement of table 3 in GB 168892008Standard for pollution control on the landfill site of municipal solid waste and relevant local standards,and thedesalination effect was also significant.The annual operation cost of the said project was 58 million yuan,and theaverage annual operation cost of water was 205 yuan/t.Keywords：landfill leachate;two-stage A/O;MBR;chemical softening;reverse osmosis;ion exchange某生活垃圾综合处理厂渗滤液全量化处理工程实例76积存量不断增加。截至项目建成投入运行前，厂区积存渗滤液已达到2446万m3。为了加快积存渗滤液及新产生的渗滤液处置工作，2019年3月开工建设了渗滤液处理项目，处理规模为1 100 m3d。渗滤液处理出水除满足GB 168892008生活垃圾填埋场污染控制标准表3规定的水污染物排放限值和DB37 341642018流域水污染综合排放标准 第4部分：海河流域表1中二级标准对应的排放浓度限值外，COD和NH3N执行（COD）45mgL，（氨氮）45 mgL的标准。设计进出水水质如表1所示。本工程渗滤液与典型的晚期填埋场渗滤液水质相似，进水中包含一定量的积存渗滤液，COD、BOD5、SS浓度都不太高，但氨氮及全盐量浓度偏高，主要因为随着垃圾填埋龄增加，可生化降解的含氮有机物进行厌氧水解和发酵，使得有机氮转变为氨氮。根据本项目渗滤液的来源、进水主要污染物的指标和出水要求，在工艺选择上的难点包含以下2个方面，一是COD、氨氮、TN的去除率达到99以上，尤其是氨氮进水浓度较高，工艺选择中应选择合适的脱氮工艺以提高去除率；二是项目实现浓缩液的全量化处理，不外排浓缩液。1.2渗滤液处理工艺流程1.2.1工艺流程选择常用的渗滤液处理工艺包括厌氧反应器、传统活性污泥法工艺、膜生物反应器24、氧化法56、膜过滤78等，垃圾渗滤液的污染物浓度高，成分复杂，仅靠单一的处理工艺很难达到全量化处理的要求。通常垃圾渗滤液的处理工艺是将几种工艺单元进行优化组合，在满足出水水质要求的前提下，尽量发挥生化处理的经济优越性。由于本项目碳氮比失衡，宜首先采用预处理进行均质处理，而且TN浓度较高，为提高脱氮效果，项目采用两级AO工艺，硝化反硝化不仅可以有效降低氨氮及TN浓度，而且可以最大限度地利 用 碳 源，取 得 较 高 的COD和BOD5去 除 率；MBR工艺既可以强化生化处理效果，又可以作为后续膜工艺的预处理工段；本项目渗滤液硬度高，对膜系统和浓水蒸发系统的影响都很大，容易造成系统运行不稳定，采用化学软化的方式可以将水中的钙镁离子沉淀去除，减少二价离子在膜系统中结垢的倾向；两级DTRO-RO主要目的为增强氨氮、TN的去除率，保障最终出水达标；综上，本项目采 用 预 处 理两 级AOMBR化 学 软 化两 级DTROHPRORO离子交换的组合工艺。1.2.2工艺流程说明本工程具体工艺流程如图1所示。首先将库存渗滤液和新鲜渗滤液进行混合均质，提高渗滤液的可生化性，然后进入两级AO工艺进行生化处理，通过硝化池混合液的回流使得NO3在反硝化池中进行反硝化脱氮，同时借助反硝化过程产生的碱度来实现碱度的内部补充。两级项目进水出水（COD）（mgL1）10 000 45（BOD5）（mgL1）1 400 20（SS）（mgL1）450 30（TN）（mgL1）3 400 20（氨氮）（mgL1）2 000 4.5（TP）（mgL1）30 1.5（全盐量）（mgL1）25 000 1 000表1设计进出水水质Tab.1Design influent and effluent water quality图1渗滤液处理工艺流程Fig.1Leachate treatment process1 100 m3d垃圾渗滤液水质均衡池两级AOMBR化学软化系统DTRO罐砂滤器芯式过滤器一级DTRO二级DTRO保安过滤器RO污泥脱水系统1 100 m3d750 m3d清水排放填埋场填埋生化污泥化学软化污泥酸505 m3d浓水HPRO原水罐保安过滤器HPRO350 m3d浓水进入浓缩处理段155 m3d清水95 m3d85 m3d浓水浓水NaOHNaHCO3H2SO4PAMPAC阻垢剂HCl清水775 m3d王磊，王婷，程仁振：某生活垃圾综合处理厂渗滤液全量化处理工程实例77工业用水与废水INDUSTRIAL WATER WASTEWATERVol53No6Dec.，2022AO工艺出水进入MBR池，MBR系统结合高浓度污泥的硝化和反硝化功能进一步加强脱氮和去除有机物效果，同时发挥膜系统的截流筛分功能，确保大于002 m的颗粒物、微生物和与COD相关的悬浮物截留在系统内，也实现了水力停留时间和污泥停留时间真正意义上的分离。MBR出水进入化学软化系统，通过向系统中加入NaOH，将废水调至合适的pH值，将水中的碳酸氢根转化为碳酸根，碳酸根可以和水中的钙镁离子及大部分金属离子反应生成沉淀，保证DTRO的进水水质。化学软化出水进入两级DTRO系统，在此系统中调节废水pH值，保证系统在酸性条件下运行，有效提高氨氮、TN的截留率，保障最终出水稳定达标。一级DTRO产水率约为70，清水进入二级DTRO，浓水通过HPRO系统再浓缩，HPRO浓水进入浓缩段高效蒸发；二级DTRO产水在85以上，浓水返回一级DTRO再浓缩，清水去RO系统进一步处理，保证出水达标，最终产水量约为750 m3d。浓缩处理段采用“MVR强制循环蒸发单效釜蒸发”工艺，产生的综合废气经“酸碱洗活性炭”处理后达标排放，产生的固体废弃物外运处置。2主要处理构筑物（1）水质均衡池。1座，钢筋混凝土结构，尺寸为300 m 100 m 55 m，设计池容为1 500m3，停留时间为136 d，有效水深为5 m。配置进水泵2台，Q 55 m3h，H 30 m，N 75 kW；篮式过滤器1台，b 2 mm，Q 50 m3h；立式搅拌器1台，N 3 kW。（2）两级AO生化池。每级硝化池和反硝化池各2座，钢筋混凝土结构。一级反硝化时间为288 d，池体尺寸为300 m 100 m 55 m，有效池容为3 168 m3；一级硝化时间为633 d，池体尺寸为350 m 200 m 53 m，有效池容为6 963 m3。配置射流泵6台，Q 600 m3h，H 15 m，N 30kW。二级反硝化时间为233 d，池体尺寸为250 m 100 m 55 m，有效池容为2 563 m3；二级硝化时间为108 d，池体尺寸为120 m 100 m 55 m，有效池容为1 188 m3。配置射流泵2台，Q 250m3h，H 15 m，N 15 kW；硝化液回流泵2台，Q 150 m3h，H 15 m，N 15 kW。两级AO工艺设计污泥浓度为40 gL，BOD5污泥负荷为035 kgBOD5（kgMLSSd），TN污泥负荷为085 kgTN（kgMLSSd），由于本项目TN浓度较高，TN负荷率相对于普通废水处理偏高。（3）MBR池。采用钢筋混凝土结构，尺寸为160 m