劉付真,楊玉梅
(1.核工業(yè)二三〇研究所,湖南 長沙 410000;2.岳陽廣源水質(zhì)檢測有限公司,湖南 岳陽 414000)
垃圾滲濾液成分復(fù)雜,處理難度大,單一處理工藝很難使其出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)[1,2]。目前,國內(nèi)外對(duì)于采用膜生物反應(yīng)器(MBR)+納濾膜(NF)、厭氧好氧工藝法(A/O)/膜生物反應(yīng)器(MBR)+反滲透(RO)、厭氧好氧工藝法(A/O)/膜生物反應(yīng)器(MBR)+納濾膜(NF)、膜生物反應(yīng)器(MBR)-納濾膜(NF)/反滲透(RO)等“生化處理+深度處理”組合工藝處理垃圾滲濾液的研究及實(shí)際應(yīng)用越來越廣泛[3~6]。
本文以湖南省某生活垃圾填埋場滲濾液為研究對(duì)象,探討采用升流式厭氧污泥床(UASB)+膜生物反應(yīng)器(MBR)+碟管式反滲透(DTRO)組合工藝對(duì)低負(fù)荷生活垃圾滲濾液的處理效果,考察在處理水量較少、水質(zhì)波動(dòng)較大條件下,UASB、MBR、DTRO各工藝單元及工藝系統(tǒng)對(duì)滲濾液中CODcr、SS、NH3-N等污染物質(zhì)的去除效果及去除率,并結(jié)合設(shè)計(jì)目標(biāo),分析總結(jié)該處理工藝處理滲濾液后,出水水質(zhì)是否能夠穩(wěn)定達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889-2008)城市綠化水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[7]。
某生活垃圾滲濾液處理廠是由原填埋場污水處理站進(jìn)行改造和擴(kuò)容而來。工程于2007年開始土建施工,2008年開始設(shè)備安裝,2010年5月開始系統(tǒng)調(diào)試,2010年底滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行階段。設(shè)計(jì)處理規(guī)模800 m3/d高濃度滲濾液,設(shè)計(jì)污水來源包括生活垃圾填埋場封場滲濾液、焚燒發(fā)電廠滲濾液、焚燒發(fā)電二廠滲濾液、綜合處理廠滲濾液。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到《城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18920-2002)城市綠化水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)進(jìn)水、出水水質(zhì)見表1。
表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水、出水水質(zhì) mg/L
垃圾填埋場產(chǎn)生的滲濾液自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池,經(jīng)調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后用泵提升至混合反應(yīng)池,投加混凝劑和絮凝劑,去除大部分懸浮物和部分有機(jī)物,經(jīng)豎流式沉淀池沉淀后,出水進(jìn)入集水池。然后用泵提升至厭氧池(UASB),去除大部分有機(jī)物,同時(shí),將大部分難降解的有機(jī)污染物分解為易降解的有機(jī)物,出水自流進(jìn)入A/O-MBR池。經(jīng)缺氧、好氧反應(yīng),實(shí)現(xiàn)氨氮的有效去除和有機(jī)污染物的進(jìn)一步去除,MBR出水經(jīng)納濾膜深度過濾,最終達(dá)標(biāo)排放。工藝流程如圖1所示。
圖1 滲濾液處理工藝流程
2020年3月至2021年1月連續(xù)11個(gè)月,每7 d對(duì)工藝中UASB系統(tǒng)、MBR系統(tǒng)、DTRO系統(tǒng)以及整個(gè)工藝系統(tǒng)的進(jìn)水和出水CODcr、SS、NH3-N的濃度監(jiān)測一次,對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)列表整理,計(jì)算出每個(gè)工藝系統(tǒng)中CODcr、SS、NH3-N的去除率;參照設(shè)計(jì)濃度及設(shè)計(jì)去除率,對(duì)每個(gè)工藝系統(tǒng)中CODcr、SS、NH3-N處理效果及去除率進(jìn)行分析,動(dòng)態(tài)判斷系統(tǒng)低負(fù)荷條件下每個(gè)處理單元及整個(gè)工藝系統(tǒng)運(yùn)行效果。
滲濾液的進(jìn)水量大約為50~239 m3/d,運(yùn)行結(jié)果見表2。UASB處理單元中CODcr的進(jìn)水濃度介于4 400~37 848 mg/L之間,出水濃度介于1 040~2 440 mg/L之間,去除率介于71.3%~95.5%之間,出水濃度小于11 400 mg/L;SS的進(jìn)水濃度介于317~960 mg/L之間,出水濃度介于88~313 mg/L之間,去除率介于39.8%~81.7%之間,出水濃度小于400 mg/L;NH3-N的進(jìn)水濃度介于456~1 490 mg/L之間,出水濃度介于337~1 108 mg/L之間,去除率介于0.6%~52.0%之間,運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)UASB處理單元出水NH3-N濃度不穩(wěn)定,有時(shí)甚至高于進(jìn)水濃度,其原因主要是滲濾液進(jìn)水中存在硝態(tài)氮,在厭氧環(huán)境下硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨氮,造成了出水NH3-N濃度高于進(jìn)水的情況。數(shù)據(jù)結(jié)果說明UASB系統(tǒng)對(duì)CODcr、SS的處理效果較好,對(duì)NH3-N處理效果不明顯。
表2 UASB、MBR與DTRO各工藝系統(tǒng)對(duì)CODcr、SS、NH3-N處理效果
由表2可知,MBR 處理單元中CODcr、SS、NH3-N的進(jìn)水濃度分別介于1 040~2 440 mg/L、88~313 mg/L、337~1 108 mg/L之間,出水濃度分別介于252~598 mg/L、5~18 mg/L、2~8 mg/L之間,去除率分別介于44.2% ~86.5%、88.8% ~96.5%、98.4% ~99.7%之間,出水濃度分別小于1 140 mg/L、20 mg/L、200 mg/L,符合設(shè)計(jì)要求,說明MBR系統(tǒng)中CODcr、SS、NH3-N處理效果達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。
從表2可以看出,DTRO處理單元中CODcr、SS、NH3-N的進(jìn)水濃度分別介于252~589 mg/L、5~18 mg/L、2~8 mg/L之間,出水濃度分別介于18~32 mg/L、0 mg/L、0~1 mg/L之間,去除率分別介于90.1% ~96.6%、100%、66.7% ~100%之間,出水濃度分別小于50 mg/L、5 mg/L、10 mg/L,符合設(shè)計(jì)要求,說明DTRO系統(tǒng)中CODcr、SS、NH3-N處理效果達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。
采用UASB+MBR+DTRO工藝系統(tǒng)對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理,運(yùn)行結(jié)果見表3。CODcr的進(jìn)水濃度介于4 400~37 848 mg/L之間,出水濃度介于18~32 mg/L之間,去除率介于99.3% ~99.9%之間,出水濃度小于50 mg/L;SS的進(jìn)水濃度介于317~960 mg/L之間,出水中SS未檢出,去除率為100%,出水濃度小于5 mg/L;NH3-N的進(jìn)水濃度介于456~1 490 mg/L之間,出水中NH3-N有部分未檢出,已檢出濃度介于0~1 mg/L之間,去除率介于99.8%~100%之間,出水濃度小于10 mg/L,符合設(shè)計(jì)要求,說明工藝系統(tǒng)CODcr、SS、NH3-N處理效果達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。
表3 工藝系統(tǒng)處理效果
對(duì)低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下UASB+MBR+DTRO工藝處理垃圾滲濾液進(jìn)行了研究,從運(yùn)行效果分析中可以看出,在低負(fù)荷運(yùn)行條件下,通過采取間歇進(jìn)水、間歇曝氣、合理配置DTRO系統(tǒng)間歇運(yùn)行時(shí)間等措施后,即使處理水量較少,水質(zhì)波動(dòng)較大,工藝系統(tǒng)各主要處理單元對(duì)滲濾液中污染物處理效果較好,整個(gè)工藝系統(tǒng)處理后的出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。
1.UASB系統(tǒng)中,CODcr、SS、NH3-N去除率分別介于71.3% ~95.5%、39.8% ~81.7%、0.6% ~52.0%,對(duì)CODcr、SS的處理效果較好,對(duì)NH3-N處理效果不明顯;MBR系統(tǒng)中,CODcr、SS、NH3-N去除率分別介于44.2% ~86.5%、88.8% ~96.5%、98.4%~99.7%之間,處理后水質(zhì)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求;DTRO系統(tǒng)中,CODcr、SS、NH3-N去除率分別介于90.1%~96.6%、100%、66.7% ~100%之間,處理效果均能達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。
2.經(jīng)整個(gè)工藝系統(tǒng)處理后,CODcr去除率介于99.3%~99.9%之間,出水濃度介于18~32 mg/L之間;SS去除率為100%,出水中SS未檢出;NH3-N去除率介于99.8% ~100%之間,出水中已檢出NH3-N濃度介于0~1 mg/L之間,出水水質(zhì)能穩(wěn)定達(dá)到《城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18920-2002)城市綠化水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)同類項(xiàng)目具有參考價(jià)值。