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以 MBR 为核心的垃圾渗滤液处理工艺研究进展

北极星环保网来源:工业用水与废水 刘德明2018/5/15 10:24:23我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:垃圾渗滤液 MBR 垃圾填埋

北极星环保网讯:据国家统计数据显示,我国的生活垃圾无害化处理率呈逐年上升的趋势,我国的垃圾处理处置方式主要为卫生填埋和焚烧。由于不管是近阶段的以填埋为主的垃圾处理方式,还是将来以焚烧处理为主的垃圾处理方式,不可燃废弃物最终都需要通过填埋进行处理。

对于垃圾填埋场而言最为关心的问题就是渗滤液处理的问题,由于膜生物反应器(MBR)工艺作为常用的渗滤液处理组合工艺之一,因此,研究以MBR作为核心工艺与其他工艺相组合的各种形式非常必要。本文归纳总结了以MBR为核心的处理垃圾渗滤液的各类组合工艺,综述了其研究和工程应用现状,分析了存在问题,提出了适用范围,并对MBR技术相关的研究提出一些建议,以期为未来垃圾渗滤液处理提供参考。

1渗滤液水质特点及处理工艺

渗滤液为垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等物理、生物、化学作用,同时在降水和其他外部来水的渗流作用下产生的含有机或无机成分的液体[1],垃圾渗滤液普遍具有污染物含量高、氨氮含量高、色度大、毒性强、污染时间长等特点,是一种成分复杂的高浓度有机废水。

随着填埋年龄的增长,微生物对垃圾中有机物的降解速率、垃圾的持水能力和水的透过性会发生变化,中老龄填埋场的渗滤液中有机物大多为难降解的长链碳水化合物或腐殖质,而且普遍具有可生化降解物质含量低,氨氮浓度较高的特点[2]。目前国内渗滤液常用的处理方法是以MBR为核心的组合处理工艺,通常主要的处理流程如下:

(1)预处理。包括格栅、调节池等装置。待处理的渗滤液通过预处理可以截留粗大的悬浮物并对水质与水量进行均质化。

(2)前处理。包括氨吹脱、加入吸附剂、混凝沉淀等物化处理。该处理阶段需结合渗滤液中的水质情况选择具体工艺,若水中存在高浓度的氨氮,则需考虑氨吹脱进行前处理;若水中存在一定的色度、难降解的有机物、重金属离子等,则可考虑采用活性炭吸附等方式进行前处理,减轻后续处理设施的负荷。

(3)主处理。为MBR组合工艺处理技术。通过工艺联合可以达到更好的氨氮及有机物处理效果。

(4)后处理。采用膜处理或者物化处理等方式进行深度处理。膜处理工艺可进一步处理重金属离子及不可生化有机物,提升出水水质。后处理工艺的选择应结合工程费用以及需达到的水质标准。

2以MBR为核心的渗滤液组合处理工艺

2.1生化处理+MBR+膜处理

绝大部分垃圾渗滤液需通过组合工艺处理才能达到GB16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中要求的污染物排放浓度限值。在渗滤液处理中常用的工艺组合方式是采用生化处理+MBR+膜处理组合工艺,上流式厌氧污泥床反应器(UASB)由于负荷能力很大,适用于高浓度有机废水的处理,因此许多学者将该工艺与MBR进行组合,通过试验或者工程应用研究探讨该组合工艺对渗滤液的处理效果,研究结果均表明UASB+MBR组合工艺能够充分发挥厌氧、好氧生化处理与膜处理相结合的技术优势,利用该工艺处理的渗滤液出水水质稳定且主要技术指标CODCr和氨氮均可达到排放要求[3-8]。

通过UASB厌氧处理工艺可在一定程度上降低运行费用,但是容易造成后续A/O生化池中的碳氮比失衡,因此,应注意控制运行过程,减轻出水中的碳氮比失衡。

由于UASB工艺在寒冷地区的运行负荷极低,应考虑到该工艺不适用于东北等地区。后来随着技术成熟出现了第三代厌氧反应器UBF,UBF综合了UASB和AF的优点,集颗粒污泥与生物膜于一体,在处理水质变化大、污染物浓度高的垃圾渗滤液时具有优势,常被用于与MBR工艺相结合处理焚烧厂渗滤液。华佳等[9]采用UBF+MBR组合工艺处理焚烧电厂渗滤液,工程运行结果表明综合效益较好,但渗滤液中含氮化合物较高。吴樟平[10]采

用两级UBF+MBR+NF组合工艺处理垃圾焚烧厂渗滤液,运行结果表明,CODCr、BOD5、SS、氨氮的去除率都大于99.8%,技术可行且经济合理。

填埋龄在10a以上的老龄化垃圾填埋场的渗滤液中氨氮的质量浓度通常高达3000~4000mg/L,因此,在工程中老龄化的渗滤液处理中常采用厌氧处理技术作为前处理工艺。

吴德欣[11]采用厌氧好氧膜生物反应器和厌氧+GAC膜生物反应器对台州某垃圾填埋场的老龄化垃圾渗滤液进行了处理,并结合NF/RO工艺对MBR出水进一步深度处理,结果表明出水基本满足工业回用水的指标要求。

杜晓文[12]取北京市阿苏卫垃圾填埋场的晚期垃圾渗滤液作为处理对象,验证了水解酸化+缺氧+MBR组合工艺处理的出水具有水质稳定高效的效果。虽然硝化反硝化生物脱氮可以达到良好的脱氮效果,且运行稳定,但是往往需要投加大量碳源,在经济效益上不够具有优势。然而,厌氧氨氧

化具有良好的脱氮效果,相比传统脱氮方式更能有效降低能耗而且不需要外加碳源,CODCr浓度也较低,因此,也有学者将其与MBR组合探讨处理渗滤液的效果。

杜昱等[13]通过研究表明,二级厌氧+厌氧氨氧化+MBR组合工艺处理焚烧厂渗滤液这类高浓度有机废水能够更充分发挥厌氧处理的优势,去除有机物和氨氮,降低后续MBR系统的污染物负荷。该工艺可大幅去除氨氮,只需设计一级硝化反硝化即可,不用额外碳源,是一种稳定可持续的生物处理技术。

延伸阅读:

垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点

垃圾渗滤液物化与生化处理工艺技术现状

垃圾渗滤液|渗沥液处理技术的探讨

垃圾渗滤液浓缩液处理现有技术分析

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