UASB/SBR/MBR工艺处理生活垃圾焚烧厂渗滤液 当前位置:首页 >  垃圾渗滤液的处理
 

    生活垃圾焚烧厂渗滤液成分复杂,含有高浓度有机物和盐分,如果直接回喷至焚烧炉内焚烧处理,产生的成本折合成燃料计算成本将高达122元/m3,相比之下,将垃圾渗滤液集中进行生化处理是一种经济有效的解决办法。
    杭州锦江集团作为国内最大的生活垃圾焚烧发电企业,同浙江大学、华中科技大学等单位合作,致力于垃圾焚烧二次污染控制研究,并于2007年底在杭州市萧山垃圾焚烧厂投资建设了处理规模为100m3/d的垃圾渗滤液处理示范工程。

1 设计水质、水量
   据研究,生活垃圾在堆酵48h后,实际脱水率为12%左右,垃圾整体减重可达20%左右。杭州锦江萧山垃圾焚烧发电厂的生活垃圾处理量为800t/d,垃圾渗滤液产量为100m3/d左右。设计水质及排放标准见表1。
表1设计水质及排放标准

2 渗滤液处理工艺
工艺流程见图1。
    垃圾渗滤液进入调节池调节水质、水量并进行预曝气,以去除部分氨氮和有机物,出水经初沉池沉淀去除大颗粒有机物和无机物,再通过内电解分解去除部分水溶性有机物,并降低渗滤液的毒性、提高可生化性,然后再进入UASB反应器。利用电厂余热使UASB保持中温(30℃)消化,COD去除率>70%,产生的甲烷收集至锅炉内焚烧。UASB反应器出水进入SBR反应池,采用间歇曝气,去除80%以上的COD和氨氮,然后进入MBR反应器,通过活性污泥和膜截留去除60%以上的COD和90%以上的氨氮,膜出水再通过加入絮凝剂脱色,出水水质可达到工业冷却水回用标准。
    UASB、MBR、斜板沉淀池的污泥进入污泥浓缩池浓缩后,再通过板框压滤机脱水,脱水污泥含水率<75%,可送入焚烧炉进行无害化处置。污泥浓缩池上清液和污泥脱水滤液回流至水解酸化池。

3 主要处理单元的设计参数
3.1 调节池
在垃圾渗滤液处理工程中,调节池不但起着调质调量的作用,还具有预处理、缓冲作用。调节池尺寸(L×B×H)为20m×15m×4.5m,为地下式钢混防腐结构,池底设污泥斗,池内设置穿孔管曝气,有效水力停留时间为12d。
3.2 UASB
对渗滤液连续一个月的取样检测数据表明,渗滤液有机物浓度高,B/C为0.45左右,宜采用UASB厌氧反应器作为前处理。UASB系统由池体、配水系统、三相分离器、出水系统、气室和排泥系统组成,尺寸(L×B×H)为10.0m×5.0m×8.5m,为半地下钢混防腐结构;配水系统采用穿孔管,排泥系统与配水系统共用管道。有机负荷为5kgCOD/(m3•d),容积产气率为1.75m3/m3•d),反应区有效高度为5.5m,有效HRT为4d。
3.3 SBR
由于生活垃圾焚烧厂渗滤液氨氮含量较填埋场渗滤液低,如果采用氨吹脱工艺(对pH和温度都有较高的要求),不但会提高整个处理系统的运行成本,还会对大气造成二次污染,所以该项目采用SBR以达到生物除氮的目的。SBR池2座,尺寸(L×B×H)为10.0m×8.0m×5.5m,钢混防腐结构,有效容积为800m3,MLSS为5000mg/L,污泥负荷为0.1kgBOD/(kgMLSS•d),采用浮筒式滗水器,处理量为60m3/h。
3.4 MBR
MBR尺寸(L×B×H)为8.0m×5.0m×5.0m,为钢混防腐结构,有效容积为180m3,MLSS为12000mg/L,污泥负荷为0.03kgBOD/(kgMLSS•d)。膜通量为1.3m3/(片•d),膜片为78片。

4 运行调试
4.1 UASB的调试
UASB反应器的接种污泥来自啤酒厂厌氧反应器中的颗粒污泥和部分絮状污泥,污泥接种量为22gVSS/L。UASB调试分3个阶段:
①污泥驯化阶段。投泥后立即从调节池中泵入渗滤液进行浸泡,并按照COD:P=200:1投加磷酸二氢钾。采用间歇式进水,进水负荷控制在0.3kgCOD/(m3•d)左右。当COD去除率达到75%并稳定3~4天后,增大进水负荷,增幅为0.3kgCOD/(m3•d)。
②提高负荷阶段。逐步提高渗滤液的比例,以出水COD和pH值为主要监控指标,当COD去除率>75%、pH值>7.0时,稳定运行3~5天,再逐步提高负荷。在调试过程中出现跑泥现象,可能是负荷提高过快或水流速度过大所致;将流速由l0m3/h降至3m3/h,同时加入少许粘土、粗砂石等小颗粒物质,可解决跑泥问题。连续运行一段时间后,从反应器底部取泥样用电镜观察,发现污泥颗粒有缠绕紧密的菌丝主干,表面和内部嵌着一些非细胞的粘性物质(可能是细胞分泌物)。
③满负荷运行阶段。污泥颗粒化速率越来越快,形成一层层颗粒污泥层。出水SS浓度进一步降低,污泥的沉降性和稳定性有明显改善,产气量有很大提高,反应器容积负荷最终稳定在5.0kgCOD/(m3•d)左右,COD去除率>70%。
4.2 SBR、MBR的调试
由于渗滤液的有机物和氨氮浓度较高,故SBR和MBR在稳定运行之前,必须培养出适应渗滤液水质特点,具有硝化菌和反硝化菌的活性污泥。接种污泥采用萧山污水处理厂二沉池的回流污泥,于泥投量为曝气池总容积的1%,在接种污泥的同时按生活污水:UASB出水=10:1的比例依次短时进入,每次进水后缺氧搅拌3.0h、曝气6.0h。连续进水几次后,直到反应器加满。
SBR的调试与MBR同步进行,SBR出水通过中间池直接进入MBR。由于采用城市污水厂好氧活性污泥作为接种污泥,当渗滤液经稀释投加时,系统初始的COD去除率较高,这是因为SBR系统具有较高的缓冲和稀释作用,之后出水COD逐渐升高,2天后污泥逐渐适应水质时,COD的去除率逐渐升高并稳定在75%左右。再接着将UASB出水稀释5倍加入,SBR和MBR的出水COD浓度亦随之增加,10天后去除率分别稳定在70%、35%;再将UASB出水稀释3倍加入,l0天后SBR的COD、NH3-N去除率分别达到70%、53%,MBR的COD、NH3-N去除率分别达到40%、56%。最后直接以UASB出水作为反应器的进水,大概3周后SBR对COD、NH3-N的去除率分别达到81%、90%,MBR对COD、NH3-N的去除率分别达到70%、90%。整个调试过程持续45天,反应器启动成功。
4.3 混凝剂的选择
实验证明,铝盐混凝剂的效果好于铁盐混凝剂,高分子混凝剂的效果好于无机盐混凝剂。在综合考虑经济和运行效果的情况下将聚合氯化铝铁(PAFC)与硫酸铝(AS)配合使用,处理效果较好。而PAFC与AS的投量分别为200mg/L和500mg/L时处理效果最优。
5工程总结
经过两个半月的调试,该工程出水各项指标达到了《城市污水再生利用 工业用水水质》(GB/T19923-2005)中冷却用水水质要求,可补充到电厂循环冷却水系统中回用,实现了垃圾焚烧电厂废水“零排放”的目标。2008年5月29日由浙江省环境检测中心进行了监测验收,数据见表2。

该工程总投资为700万元,装机容量为80kW,电耗为19.2kW•h/m3,电价按0.55(kW•h)计,则电费为l0.56元/m3。药剂费主要为石灰和混凝剂的费用,约为4元/m3。拟配备4人,工资按1800元/(月•人)计,则人工费为2.4元/m3。综合上述费用,不考虑折旧、设备维修、监测等费用,直接运行费为16.96元/m3。