回灌+DTRO工藝在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用
黑龍江省某市建成一座平原式垃圾填埋場,采用衛(wèi)生填埋方式,垃圾處理量為300噸/天,庫容180萬立方米,庫區(qū)占地面積12.0hm2。滲濾液處理站建在垃圾處理場的下風(fēng)向,處理規(guī)模為80m3/d。
1 水量與水質(zhì)
1.1 水量
垃圾滲濾液的產(chǎn)生量取決于衛(wèi)生填埋場狀況(如垃圾成分、填埋量、防滲系統(tǒng)、滲濾液收集系統(tǒng)及填埋場“年齡”等)和填埋場外部環(huán)境(如大氣降水,地表徑流及地下水浸入等)。根據(jù)計算,并考慮其它一些因素,滲濾液的處理規(guī)模為80m3/d。
1.2 水質(zhì)
垃圾滲濾液的水質(zhì)與垃圾種類、性質(zhì)、填埋方式等許多因素有關(guān),化學(xué)成分變化較大,其濃度和性質(zhì)隨時間呈動態(tài)變化關(guān)系。本次設(shè)計參照國內(nèi)外及周邊地區(qū)垃圾填埋場的實測資料,確定滲濾液主要水質(zhì)指標(biāo)為:BOD5=8000mg/L、COD=15000mg/L、SS=1200mg/L、NH3-N=500mg/L。
滲濾液經(jīng)處理后,出水執(zhí)行《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889-2008),中的污染物排放濃度限值。
2 工藝流程
垃圾滲濾液的水質(zhì)受垃圾成分、處理規(guī)模、降水量、氣候、填埋工藝及填埋場使用年限等因素的影響,具有成分復(fù)雜、有機污染物濃度高、氨氮含量高、前后期水質(zhì)變化大等特點,其可生化性前期較好、隨后逐年下降,直至有機物含量降至零,這使得生化類型工藝的應(yīng)用受到很大限制,為了使系統(tǒng)能在不同時期都穩(wěn)定運行,最好采用生化、物化相結(jié)合的處理工藝。本工程采用回灌+兩級碟管式反滲透膜技術(shù)(DTRO)工藝。
3 主要構(gòu)筑物計參數(shù)
3.1 預(yù)處理
由于本工程地處東北地區(qū),氣候干燥,蒸發(fā)量比較大,因此在滲濾液進入處理站前首先進行回灌,以實現(xiàn)滲濾液減量化和污染物的初步去除。通過提升泵和預(yù)埋在填埋場兩側(cè)的管道實現(xiàn)回灌。
然后將調(diào)節(jié)池中的滲濾液提升至反滲透系統(tǒng)的原水罐,并在原水灌中投加H2SO4,去除難溶性碳酸鹽類無機物,消除對膜的污染,H2SO4投加量為1.0~1.5L/m3。原水罐出水由水泵加壓后進入石英砂過濾器,過濾精度50μm。砂濾反沖洗采用氣、水結(jié)合,先氣洗、再水洗,沖洗時間一般為5min、并可根據(jù)運行狀態(tài)另行設(shè)定,沖洗廢水排至調(diào)節(jié)池。砂濾出水后進入芯式過濾器,過濾精度為10μm,采用10μmPP熔噴濾芯,進出口壓力達(dá)到200KPa時更換濾芯,在芯式過濾器前加入一定量的阻垢劑防止結(jié)垢現(xiàn)象對膜系統(tǒng)的污染,阻垢劑為聚合物和鹽的混合物,投加量為0.15mg阻垢劑/1mg硅酸鹽。
3.2 DTRO系統(tǒng)
經(jīng)過芯式過濾器的滲濾液經(jīng)高壓泵進入一級DTRO膜柱,泵后設(shè)減震器1個,用于吸收泵產(chǎn)生的壓力脈沖,給反滲透膜柱提供平穩(wěn)的壓力。由于高壓泵流量難以保證膜柱所需水量,故通過在線泵將膜柱出口一部份濃縮液回流至膜柱,以保證膜表面足夠的流量(每只膜柱不低于0.8m3/h)。膜材料為有機復(fù)合膜,一級DTRO系統(tǒng)設(shè)40支膜柱、單支面積9.405m2。透過液進入二級膜柱進一步處理,濃縮液排入濃縮液儲池,用于回灌處理。
經(jīng)一級DTRO膜系統(tǒng)處理后的透過液直接通過二級高壓泵進入二級DT膜系統(tǒng),高壓泵設(shè)變頻控制,使其頻率和輸出流量將根據(jù)一級透過液流量傳感器反饋值自動匹配,同時在入口管路設(shè)濃縮液自補償裝置,使二級系統(tǒng)的運行不受一級系統(tǒng)產(chǎn)水量的影響。二級DTRO系統(tǒng)設(shè)7支膜柱、單支面積9.405m2。二級濃縮液端也設(shè)控制閥1個,用于控制膜組內(nèi)的壓力。第二級膜柱濃縮液排向第一級系統(tǒng)的進水端,以提高系統(tǒng)的回收率,透過液排入脫氣塔。
3.3 脫氣處理
由于預(yù)處理時酸的投加和CO2的存在,導(dǎo)致出水pH值較低、難以達(dá)標(biāo),故在二級膜系統(tǒng)后設(shè)脫氣塔1座將其去除。經(jīng)脫氣塔后的清水通過凈水罐排放。但若pH值仍低于排放要求,系統(tǒng)將通過清水排放管中的pH值傳感器判斷出水的pH值、并自動調(diào)節(jié)計量泵的頻率在凈水罐中投加適量的NaOH,使出水pH值達(dá)標(biāo)。
3.4 濃縮液儲池
膜處理系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮液產(chǎn)量為17.6m3/d,先排至濃縮液儲池、再通過泵進行回灌處理。濃縮液儲池設(shè)計停留時間t=15d。
4 結(jié)語
(1)滲濾液產(chǎn)量受多種因素影響,回灌處理能減少滲濾液的量,節(jié)省工程造價。初期BOD、COD、SS、NH4+-N濃度高且變化范圍大,但隨填埋時間的延長而逐漸遞減。滲濾液回灌技術(shù)尤其適合在寒冷地區(qū)的垃圾滲濾液處理中應(yīng)用。
(2)回灌+兩級DTRO工藝處理垃圾填埋場滲濾液,克服了生化處理難以達(dá)標(biāo)的缺點,出水效果較好,能達(dá)到《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889-2008)中的排放要求:BOD≤30mg/L、COD≤100mg/L、SS≤30mg/L、氨氮≤25mg/L、總氮≤40mg/L。
參考文獻:
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