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一、滲濾液介紹。
1.1階滲濾液概述生活垃圾填埋場可根據填空氣組成等參數大致分為五個階段。
第一階段:為好氧階段,導氣管中引出的氣體主要為空氣,此時產生的過濾液COD濃度高,氨氮濃度低,生化性好
第二階段:為酸化階段,垃圾堆體以酸化反應為主,填埋空氣主要為氮、二氧化碳、氫,滲濾液的水質與第一階段相似
第三階段:是不穩定的生產甲烷階段,堆體中厭氧生產甲烷菌逐漸成為優勢菌種,甲烷氣體的比重開始上升,滲濾液中的有機物開始下降,相反厭氧分解蛋白質等含氮物質生產的銨鹽開始上升,滲濾液的生化性下降
第四階段:是穩定的甲烷生產階段,填埋氣主要由二氧化碳和甲烷構成,滲濾液的生化性差,生化容易的有機物急劇下降,揮發性有機酸VFT(VFC)表示,到最后階段結束為止,垃圾中的有機物已經被分解,此時的滲濾液沒有生化性。
其中滲濾液生化性好的前三個階段時間短,僅三至五年,進入第四階段,滲濾液生化性逐年下降,有機物含量下降到零。
1.2、滲濾液的顯著特征:
(1)滲透液前、后期水質變化大。滲透過濾液的水質變化幅度很大,不僅同年各季節的水質差異很大,濃度變化幅度達到數倍,隨著埋入年數的增加,水質特征也在變化。例如,滲透過濾液的碳氮比、生化性隨著埋入年數的增加而下降。通常在填埋初期,氨氮濃度較低,用生物脫氮可以去除過濾液中的氨氮,但隨著填埋年限的增加,氨氮濃度增加,COD下降,最好用物化法處理。
(2)有機物濃度高。垃圾滲濾液中的CODcr和BOD5濃度最高可達數萬毫克/升,與城市污水相比,濃度非常高。高濃度垃圾滲濾液主要產生在酸性發酵階段,pH值略低于7,低分子脂肪酸COD占總量的80%以上,BOD5與COD的比例為0.5~0.6,隨著填埋場填埋年限的增加,BOD5和COD的比例逐漸下降。
(3)氨氮含量高。大部分填埋場為厭氧填埋,因此在堆體內的厭氧環境中過濾氨氮濃度極高,隨著填埋年限的增加而上升,有時達到1000~3000mg/l。采用生物處理系統時,為了避免氨氮及其氧化衍生物對微生物的毒害,必須采用較長的停留時間。
(4)營養元素比例失調。一般垃圾滲濾液中BOD5/TP大多在300以上,與微生物生長所需的磷元素大不相同,污水處理中磷元素不足,需要補充。另一方面,老齡填埋場滲濾液的BOD5/NH3-N經常小于1,使用生物法處理時需要補充碳。
(5)鹽分含量高。填埋場滲濾液通常含有大量鹽,總鹽量通常達到10000mg/L以上,采用膜處理由于滲透壓力過大,產水率過低,采用生化處理由于鹽量過高,啟動困難,運轉不穩定,無法運轉。
(6)總氮以氨氮為主。由于大多數填埋場是厭氧環境,滲濾液中的氮元素以氨氮為主,硝氮極少,也意味著氨氮的去除和總氮的去除。
二、滲濾液處理技術概況:
2.1MBR膜生物反應器+NF納濾器。
MBR可以有效降解滲濾液中的主要污染物,如CODCr、BOD5、氨氮等,100%生物菌分離,大量工程實例表明CODCr去除率維持在70%~85%之間,氨氮去除率維持在90%~99.8%之間,總氮去除率為50%~99%。
由于膜制造成本的降低,近兩年來,MBR已廣泛應用于垃圾滲濾液的處理。MBR膜應用于垃圾滲濾液的傳統技術如下
MBR(外置膜生化反應器)+二次納濾器(NF)/RO技術。
2.2工藝流程如圖所示。
2.3進出水水質如圖:
2.4MBR膜生物反應器+NF用于垃圾填埋場的缺點:
出水水質不穩定:MBR膜生物反應器對外部溫度要求高,溫度過低會導致MBR膜生化反應不足,出水COD超過NF/RO的供水要求,COD、氨氮的供水不符合標準。
運行成本高:垃圾滲濾液中含有大量易結垢離子,運行時需要加入大量藥劑阻止結垢。
膜容易堵塞:傳統的卷式濾、反滲透膜流道狹窄,對源水要求高,垃圾滲透液成分復雜,膜容易堵塞。
三、DTRO工藝處理垃圾滲濾液:
3.1盤管式反滲透技術的發展歷程。
滴滴RO技術源于德國,1988年,滴滴RO系統進入滲濾液處理市場,首個滴滴RO設備處理垃圾滲濾液工程在德國Ihlenberg完成。截至1997年,滴滴RO在歐洲、美洲、遠東等國家或地區已有200多個成功工程案例,占反滲透法處理滲透液市場的75%。到1999年,市場份額為80%。
3.2盤管式反滲透系統介紹:
DTRO膜組件的結構與傳統的卷膜完全不同,膜柱通過兩端有螺紋的不銹鋼管將導流盤和反滲透膜緊密結合成筒狀。盤管式膜組的優良性能取決于質量優良的反滲透膜片和導流盤,導流盤表面有一定方式排列的凸點,使處理液形成亂流,增加通過率和自清洗功能,導流盤將膜夾在中間,使處理液迅速切向流過膜表面。
3.3盤管式反滲透處理系統工藝流程:
根據不同的供水水質、供水要求和工程成本,垃圾滲濾液處理系統可采用:
3.3.1二級滴滴RO:目前采用二級滴滴RO技術較多,一般可達到生活垃圾填埋場污染控制標準(GB16889-2008)排放標準,滿足中水再利用要求
3.3.2單級DTRO:單級DTRO主要用于污染指標低的滲濾液,如年齡較大的垃圾填埋場。
3.3.3單級MBR+單級DTRO/DTNF:MBR+單級DTRO/NF適用于生化性好的滲濾液類型,如新建的垃圾填埋場。
3.3.4DTNF和DTRO組合等技術。在出水指標允許的條件下,也可以使用DTNF,或者使用DTRO和DTNF組合系統,這不僅可以滿足去除率,還可以去除一些單價鹽。
二級磁盤管式DTRO膜處理垃圾滲透液的數據如下:
典型的二級DTRO工藝流程如下:
3.3.5DTRO處理垃圾滲濾液的優點:
1)出水水質好,反滲透膜對各污染物具有極高的去除率,出水水質好
2)出水穩定,不受外部干擾膜系統是密閉的系統,不受外部干擾,系統出水水質符合標準,不受生化性等因素影響。
3)運行靈活的DT膜系統是基于物理分離的設備,操作非常靈活,可以連續運行,也可以間歇運行,可以根據水量調節設備的連接方式,可以串聯或并聯設備
4)建設周期短,調整、啟動快速DT膜系統主要由機械完成,組裝快,可快速運輸到施工現場。
5)自動化程度高,操作簡單的DT薄膜系統采用自動控制方式,系統具有在線監視、控制系統,PLC可根據傳感器參數自動調節,及時發出警報信號,保護系統,操作人員只需根據操作手冊找到錯誤的代碼
6)占地面積小,DT膜系統集成安裝,附屬建筑物和設施也是小型建筑物,占地面積小。
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