天地人視角-青島市小澗西垃圾綜合處理廠滲濾液處理擴容改造項目運行情況分析

2017-09-06

1 概述

近幾年,我國環衛行業專門從事垃圾滲濾液處理技術研究單位和企業的工程技術人員在總結我國早期滲濾液污水處理工程經驗、教訓的基礎上,進行了大量的科學研究和技術開發工作,取得了一定的進展和成果,并逐步應用到新建垃圾污水處理工程。目前較為普遍接受的技術觀點為:綜合采用“生化+膜分離”工藝技術處理滲濾液,可以滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》GB 16889-2008排放標準。其中,生化處理過程可以有效地降解、消除污染物,膜分離處理過程可以有效地分離去除不可生化降解的殘余污染物。但該工藝是否能滿足更高的排放標準?選用哪種反滲透膜組件可以保證產水穩定達到排放標準?以及是否在全壽命周期可以始終如一地滿足排放標準?這些都是懸而未決的課題,本文將通過分析青島小澗西項目的實際運行情況來驗證。

1.1青島項目介紹

青島市小澗西垃圾綜合處理廠滲濾液處理擴容改造項目(以下稱青島項目)設計處理規模900m3/d,設計出水700m3/d,采用外置式MBR+單級DTRO+曝氣沸石生物濾池(備用)工藝,出水執行《城鎮污水處理廠綜合排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。排放標準要比《生活垃圾填埋場污染控制標準》GB 16889-2008更加苛刻,其中氨氮和總氮更是在滲濾液處理行業內有史以來最嚴的排放指標。

青島項目設計進出水水質見表1,工藝流程圖見圖1

青島項目于2010年8月開工,2011年3月建成投產,2011年9月通過環保竣工驗收,2012年8月獲得住房和城鄉建設部科技示范工程認證。

1.2外置式MBR與DTRO系統介紹

外置式MBR是由生化(AOAO)和外置式超濾(UF)兩個單元組成。生化的作用是在兼氧和好氧的環境下通過微生物(活性污泥)降解滲濾液中的有機污染物,外置式超濾膜的作用是實現滲濾液泥水分離。MBR系統具有污染物去除效率高、出水水質好、適應性強、耐沖擊負荷、系統設備簡單緊湊、占地面積小、維護簡單、節省人力、系統啟動速度快、水質可以很快達到要求等特點。

DTRO碟管式反滲透膜是一種專門針對滲瀝液處理開發的膜技術,其核心是采用了獨特的膜結構形式,開放式的寬通道和能承受高操作壓力的特征,使其具有出水水質好、出水穩定、截留率高、不易堵塞、膜使用壽命長更換費用低、組件易于維護等特點。

青島項目成功運用“外置式MBR+單級DTRO”工藝,項目運營至今運行狀況良好,出水水質達標、水量穩定。

2 2015年月平均COD、NH3-N去除效果分析

青島項目2015年月12個月月平均正常運行期間進出水COD、NH3-N濃度及去除率見圖2-10。

 

圖2 MBR系統12個月月平均進出水COD數據表

 

圖3 MBR系統12個月月平均COD去除率數據表

 

圖4 MBR系統12個月月平均進出水NH3-N數據表

 

圖5 MBR系統12個月月平均NH3-N去除率數據表

 

圖6 DTRO系統12個月月平均進出水COD數據表

 

圖7 DTRO系統12個月月平均COD去除率數據表

 

 

圖8 DTRO系統12個月月平均進出水NH3-N數據表

 

圖9 DTRO系統12個月月平均NH3-N去除率數據表

 

圖10  DTRO系統12個月月平均出水TN數據表

由圖2和圖5可以看出,原水COD和NH3-N隨季節的變化水質波動很大,COD的月平均變化范圍在10000-27000mg/l之間,峰值29325mg/l,出現在5月,NH3-N的月平均變化范圍在1300-3000mg/l之間,峰值3180mg/l,出現在6月。原水經MBR系統處理后COD和NH3-N出水水質是比較穩定的,COD出水在700-1500mg/l之間,NH3-N出水在0-30mg/l之間。

雖然6月進水氨氮較高,通過調整運行工況,加強生化系統對氨氮的去除效果。6月份MBR系統產水氨氮濃度穩定在1~3mg/L之間,已經達到了排放要求。由于MBR產水的氨氮濃度過低,在如此低的氨氮濃度下DTRO系統對氨氮的截留率有所下降,但仍高達60%。表中未給出MBR出水總氮指標,根據間斷的檢測數據可知通常MBR出水總氮在40~150之間波動,在此濃度范圍下DTRO出水總氮可以穩定達到15mg/L以下,總氮截留能力高達90%以上,應用五年后仍可達到如此高的截留能力不能不說令人驚嘆。

由圖6、圖9和圖10可以看出,MBR系統出水經DTRO系統截留過濾后完全可以穩定地達到《城鎮污水處理廠綜合排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。

3 膜使用壽命

由于垃圾滲濾液污染物濃度高、排放要求高,滲濾液處理系統大都采用了微濾、超濾、納濾和反滲透等膜分離系統,膜組件的使用效果、壽命周期也是大家關注的重點。

青島項目自2011年3月投產試運行后,DTRO系統即投入使用,接至發稿前,DTRO系統已連續穩定運行超過5年,并且仍計劃使用1-2年。通過2015年運行數據來看,使用5年后,DTRO膜對各項污染物依然保持著很高的截留率,能夠保證系統出水穩定達到高標準的排放要求。

4 運行成本分析

運行費用主要包括能耗、藥劑消耗、維護費用、換膜費等幾方面。

青島項目2015年正常運行期間直接運行費用見表5。

對于日處理量900m3的垃圾滲濾處理廠,采用“外置式MBR+單級DTRO”工藝相對其他工藝來說,其噸水直接運行費用31.7元是相對較合理。

5 結論

(1)MBR系統對滲濾液中的有機物有很高的降解率。對COD去除率可高達94.8%,對NH3-N去除率可達98.5%。

(2)DTRO系統對污染物有很高的截留率。對COD截留率可高達99.4%,對NH3-N截留率可達90%以上。

(3)“MBR+單級DTRO工藝”應用在滲濾液處理領域,工藝運行穩定、抗沖擊負荷能力強、出水水質好、運行費用合理,可以穩定達到《城鎮污水處理廠綜合排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。

(4)DTRO膜能夠承受滲濾液的高污染性,用在MBR后端,膜壽命可以達到5年以上。

參考文獻:

[1] CJJ150-2010,生活垃圾滲瀝液處理技術規范.中國建筑工業出版社,2010.


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