采用MBR+DTRO处理垃圾渗沥液工程实例

摘要：依据垃圾渗沥液特点确定采用 MBR（膜生物反应器）+DTRO（碟管式反渗透）工艺处理垃圾渗沥液，确定其最佳处理参数，结果表明，通过该系统处理CODcr总的去除率达99%，NH4 -N总的去除率98%，SS未检出，电导率小于150us/cm取得较好的去除有机物和脱氨氮效果。关键词：垃圾渗沥液

TMBR

DTRO中图分类号： TU522.09

文献标识码：A引言根据城市生活垃圾处理无害化、减量化、资源化的基本原则，垃圾无害化处理已成为近几年来解决城市生活垃圾的一个新方向，目前国内对垃圾渗沥液处理广泛采用mbr+dtro 工艺进行处理。1.MBR+DTRO安全运行基本条件 为了确保膜生物反应器MBR和碟管式反渗透DTRO系统正常运行，必须加强对垃圾填埋库区严格管控，这关系到系统是否能正常运行首要问题，必须对如下各个环节作出具体要求。1.1垃圾填埋库区防渗系统

众所周知垃圾渗沥液是一种高浓度、高污染的有机废水。一但造成地下水、地表水污染是不可逆的。该垃圾场建在三面环山的沟谷中，由于地势区域所限受大气降水影响较大。垃圾场范围内库底基岩岩体较为完整，风化程度低完整性极好是防渗的有利条件。库底纵向坡度10%，防渗系统由两侧边坡和库底组成立体防渗系统，采用全面HDPE+GCL单层复合防渗。库底与两侧边坡由下至上铺设300mm压实粘土，上设4800g/m2钠基防水毯GCL，其上铺设HDPE膜2.0mm，膜上为600g/m2土工布，边坡设三维导排网其上为200gm2土工布作为反渗层。1.2 气、液导排系统气、液导排系统包括防渗膜下主、次导流盲沟及防渗膜上导流层、导流干、支管以及垃圾堆体上的导排石笼。库区底部防渗层上铺设（600mm）厚，粒径为（D40～50）砾石导流层，该系统原设计干、支导流管采用HDPE花纹螺旋管（D315、D219），环刚度为8kN/m2，施工完毕该系统不能有效的控制垃圾渗沥液的排放，因为库区底部与调节池最小落差为35m，在这种情况下控制阀关闭时，穿过截污坝基边坡的HDPE花纹螺旋管道爆裂，管道内气液两相流体的性质发生改变，经分析研究决定改变设计方案，采用顶管技术重新敷设HDPEDe250×20两条给水管道，设计压力1.6Mpa，管道采用熔融焊接，地下阀门采用（304）白钢材质，施工完毕灌水试验压力2.0Mpa。经反复启闭阀门没有出现管道爆裂现象。渗沥液的导排管道采用HDPE给水管道，技术指标主要参照《GB/J13663》标准执行。1.3雨污分流

一期工程库容量为50万m3，库区上口水平投影面积5万m2，对垃圾场库区而言每毫米的降雨量就增加5m3渗沥液，区域内年平均降雨量在1450～2000mm，则每年雨水产生的垃圾渗沥液在7250～10000m3。在2012年7月一场暴雨造成山洪，库区积水2万m3形成雨泡垃圾，增加污水站处理费用，为了防止再次发生这种情况，在2013年雨季来到之前，在高程80m防渗膜锚固戗台上增加一道1200×800截雨沟，为了更好减少大气降水，提高防洪设计标准，在100m高程增加一道600×900混凝土挡水墙，对50年一遇的山洪做了充分的准备，目的就是减少大气降水产生渗沥液聚增对污水系统的冲击负荷和财务成本。1.4严格控制工业垃圾进入垃圾场

严格控制影响生化系统正常运行的工业垃圾，这些微生物难以降解的有机和无机物一旦进入库区即是很小的量足以导致 MBR系统崩溃，微生物无法存活，生化降解失效。2.垃圾渗沥液的特点2.1 垃圾渗液有机污染物的种类多，浓度高和变化范围大，其有机污染物受雨水影响较大，有机污染物的浓度CODcr是城市污水的数倍。经检测渗沥液中CODcr平均浓度多在8000～10000 mgL-1，BOD5 平均浓度多在3000～4500 mgL-1左右，BOD5/CODcr为0.3～0.45左右，生化性一般，因此对于处理方法和技术要求高；2.2 氨氮含量高，经检测渗沥液中NH3-N含量最高在1550 mgL-1 ，通常在880～1400 mgL-1，水体生化比（C/b≈0.45）说明碳源不足，营养液C/N比例失调，微生物的活性低，影响生化的效果。2.3 渗沥液含盐量也较高，硬度达到1350 mgL-1， 生活垃圾成分较为复杂且与城镇居民生活习性有关，辖区属于沿海地区，鱼虾、贝壳类等生活垃圾较多，造成渗沥液硬度较大。2.4 在处理过程中系统产生大量泡沫，国产药剂效果不佳，采用美国德邦药剂对生物泡沫有抑制作用，但对污泥冲击很大，表象污泥缺氧，停止加药污泥活性逐渐恢复，系统正常运行带来很多不便，同时运行成本增加。

表2-1 垃圾填埋场渗沥液3. 膜生物反应器MBR膜生物反应器（Membrane Bioreactor MBR），膜生物反应器作为一种新型的废水处理技术，是由超滤UF或纳滤NF模组件和生物反应器复合构成。可以短HRT、长SRT下操作，MBR能维持较高浓度的生物量。以达到提高渗沥液高浓度难降解的有机物去除率的目的，同时解决高浓度污泥的固液分离问题，为后续的物化处理创造良好进水条件（ 图1 ）。3.1硬度对生化系统的影响随着垃圾填埋场“年龄”的增长而渗沥液的含盐量逐渐增加，由于局部浓度很高，水温在（6～7）℃时管道中结晶钙化物晶体析出较明显，污水硬度高时达到1350 mgL-1，硫酸盐、

图1 碳酸盐对生物反应器有一定影响，在UF膜柱、自清洗过滤器、管道和加压泵出口等多处结晶钙化物析出造成管道堵塞，多次停机处理。渗沥液中氯化物和磷酸盐类物质有时也很高，影响生物渗透压的平衡，制约生物处理的正常发挥。自清洗过滤器滤网经常被钙化物污堵，进入UF膜柱水量明显减少。随着温度的升高结晶钙化物的析出现象逐渐减轻但未消失。3.2污泥驯化过程中杂质的影响活性污泥取自本地城市生活污水处理厂回流污泥，经过15d驯化接种菌群逐渐形成进入UF循环系统，污水进水量70（m3/hr），污泥回流量63（m3/hr），UF循环流量280（m3/hr），循环参数正常。但经过48hr后系统循环打破上述平衡。水质没有问题说明系统有堵塞部位，打开自清洗过滤器或UF模柱端头发现污堵物大部分为织物纤维成分。所以在每次污泥培养驯化成熟后，再打开生物反应器旁通回路，生化水经过压力过滤筐滤掉粗纤维后再进入UF循环系统（图2示），避免造成堵塞、反复清洗MBR模柱。4.DTRO碟管式反渗透（Disc Tube Rverse Osmosis DTRO）目前降低渗沥液CODcr最有效的方法是（DTRO）膜分离技术，保证碟管式模组适用于处理高浑浊度和高含砂系数的废水。多采用不以脱盐为目的高截留率的工艺分离膜，对小分子有机物的截留率也较普通低压反渗透高得多。在设计上采用如下几个措施确保在出水达标。4.1进水加酸调节PH反渗透膜对游离态氨的截留率低，故垃圾渗沥液在进入DTRO之前将渗沥液PH值调到6.3～6.5，一方面防止无机盐结垢，另一方面使得渗沥液中游离态氨与加入的硫酸形成二价氨盐，而DTRO对类似多价离子的截留率是很高的，这就提高了对最难去除的氨氮的去除率。4.2操作压力由于进水是MBR的产水，DTRO系统的操作压力一般在25～35bar，较单一DTRO处理系统压力（50～60bar）要低，而相对较低的压力有效的延长膜的使用寿命，化学清洗周期一级膜柱两周化学洗一次，二级膜柱一个月化学清洗一次，相对降低运行费用。4.3进水温度影响反渗透膜基于25℃测试其标准截留率，系统设计上充分考虑到温度对截留率的影响因素，在夏季进水温度34℃时，控制系统故障报警显示电导率高限，迫使一级膜柱电导率设定值由 2000um/cm 改为3000um/cm，所以MBR水温度升高34℃以上时就应该进行降温处理，冷却清水温度不易超过13℃以保证系统的正常运行。综上几个因素，DTRIO对CODcr、BOD5、氨氮等各污染物的去除率能达到理想的去除效果，在实践中得到了进一步的验证。（污染物在各段的去除率见表4-1） 5.结论：（1）采用MBR+DTRO工艺处理垃圾渗沥液取得以下运行参数（污泥浓度8.5g/L，DO溶解氧3.5～5mg/l，SRT停留时间50h，HRT停留时间24h，污泥沉降比40%，DTRO的进水温度在26～28℃，DTRO工作压力25Bar）系统运行稳定，效果佳。（2）在最佳的运行条件下，垃圾渗沥液的CODcr和NH3-N 分别从12000 mgL-1和800 mgL-1降到20 mgL-1和5 mgL-1，CODcr总的去除率99%，NH3-N总的去除率98.1%。（3）MBR与DTRO联动以后，DTRO化学清洗周期由100h延长200h，一级膜柱数量由100柱降到70柱运行，动力减少11kw，处理水量180m3/d，回收率70%。 （4）冬季在北方MBR+DTRO系统能正常运行。且运行较稳定，效果优于夏季。 （5）MBR耗电量大、膜分离浓缩液量大、原液电导率逐渐增高，处理难度在增加。参考文献：[1]CJJ150-2010生活垃圾渗沥液处理技术规范[S]，北京：中国建筑工业出版社2010[2]《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）[3]《生活垃圾渗沥液碟管式反渗透处理设备》（CJ/T279-2008）