生活垃圾焚燒廠滲濾液成分復(fù)雜，含有高濃度有機(jī)物和鹽分，如果直接回噴至焚燒爐內(nèi)焚燒處理，產(chǎn)生的成本折合成燃料計算成本將高達(dá)122元/m3，相比之下，將垃圾滲濾液集中進(jìn)行生化處理是一種經(jīng)濟(jì)有效的解決辦法。
廣州森綠環(huán)保工程有限公司同浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)等單位合作，致力于垃圾焚燒二次污染控制研究，并于2007年底在杭州市蕭山垃圾焚燒廠投資建設(shè)了處理規(guī)模為100m3/d的垃圾滲濾液處理示范工程。
1 設(shè)計水質(zhì)、水量
據(jù)研究，生活垃圾在堆酵48h后，實(shí)際脫水率為12％左右，垃圾整體減重可達(dá)20％左右。杭州錦江蕭山垃圾焚燒發(fā)電廠的生活垃圾處理量為800t/d，垃圾滲濾液產(chǎn)量為100m3/d左右。設(shè)計水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1設(shè)計水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)
2 滲濾液處理工藝
工藝流程見圖1。
垃圾滲濾液進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量并進(jìn)行預(yù)曝氣，以去除部分氨氮和有機(jī)物，出水經(jīng)初沉池沉淀去除大顆粒有機(jī)物和無機(jī)物，再通過內(nèi)電解分解去除部分水溶性有機(jī)物，并降低滲濾液的毒性、提高可生化性，然后再進(jìn)入UASB反應(yīng)器。利用電廠余熱使UASB保持中溫（30℃）消化，COD去除率>70％，產(chǎn)生的甲烷收集至鍋爐內(nèi)焚燒。UASB反應(yīng)器出水進(jìn)入SBR反應(yīng)池，采用間歇曝氣，去除80％以上的COD和氨氮，然后進(jìn)入MBR反應(yīng)器，通過活性污泥和膜截留去除60％以上的COD和90％以上的氨氮，膜出水再通過加入絮凝劑脫色，出水水質(zhì)可達(dá)到工業(yè)冷卻水回用標(biāo)準(zhǔn)。
UASB、MBR、斜板沉淀池的污泥進(jìn)入污泥濃縮池濃縮后，再通過板框壓濾機(jī)脫水，脫水污泥含水率<75％，可送入焚燒爐進(jìn)行無害化處置。污泥濃縮池上清液和污泥脫水濾液回流至水解酸化池。
3 主要處理單元的設(shè)計參數(shù)
3.1 調(diào)節(jié)池
在垃圾滲濾液處理工程中，調(diào)節(jié)池不但起著調(diào)質(zhì)調(diào)量的作用，還具有預(yù)處理、緩沖作用。調(diào)節(jié)池尺寸（L×B×H）為20m×15m×4.5m，為地下式鋼混防腐結(jié)構(gòu)，池底設(shè)污泥斗，池內(nèi)設(shè)置穿孔管曝氣，有效水力停留時間為12d。
3.2 UASB
對滲濾液連續(xù)一個月的取樣檢測數(shù)據(jù)表明，滲濾液有機(jī)物濃度高，B/C為0.45左右，宜采用UASB厭氧反應(yīng)器作為前處理。UASB系統(tǒng)由池體、配水系統(tǒng)、三相分離器、出水系統(tǒng)、氣室和排泥系統(tǒng)組成，尺寸（L×B×H）為10.0m×5.0m×8.5m，為半地下鋼混防腐結(jié)構(gòu)；配水系統(tǒng)采用穿孔管，排泥系統(tǒng)與配水系統(tǒng)共用管道。有機(jī)負(fù)荷為5kgCOD/（m3•d），容積產(chǎn)氣率為1.75m3/m3•d），反應(yīng)區(qū)有效高度為5.5m，有效HRT為4d。
3.3 SBR
由于生活垃圾焚燒廠滲濾液氨氮含量較填埋場滲濾液低，如果采用氨吹脫工藝（對pH和溫度都有較高的要求），不但會提高整個處理系統(tǒng)的運(yùn)行成本，還會對大氣造成二次污染，所以該項目采用SBR以達(dá)到生物除氮的目的。SBR池2座，尺寸（L×B×H）為10.0m×8.0m×5.5m，鋼混防腐結(jié)構(gòu)，有效容積為800m3，MLSS為5000mg/L，污泥負(fù)荷為0.1kgBOD/（kgMLSS•d），采用浮筒式潷水器，處理量為60m3/h。
3.4 MBR
MBR尺寸（L×B×H）為8.0m×5.0m×5.0m，為鋼混防腐結(jié)構(gòu)，有效容積為180m3，MLSS為12000mg/L，污泥負(fù)荷為0.03kgBOD/（kgMLSS•d）。膜通量為1.3m3/（片•d），膜片為78片。
4 運(yùn)行調(diào)試
4.1 UASB的調(diào)試
UASB反應(yīng)器的接種污泥來自啤酒廠厭氧反應(yīng)器中的顆粒污泥和部分絮狀污泥，污泥接種量為22gVSS/L。UASB調(diào)試分3個階段：
①污泥馴化階段。投泥后立即從調(diào)節(jié)池中泵入滲濾液進(jìn)行浸泡，并按照COD：P=200：1投加磷酸二氫鉀。采用間歇式進(jìn)水，進(jìn)水負(fù)荷控制在0.3kgCOD/（m3•d）左右。當(dāng)COD去除率達(dá)到75％并穩(wěn)定3～4天后，增大進(jìn)水負(fù)荷，增幅為0.3kgCOD/（m3•d）。
②提高負(fù)荷階段。逐步提高滲濾液的比例，以出水COD和pH值為主要監(jiān)控指標(biāo)，當(dāng)COD去除率>75％、pH值>7.0時，穩(wěn)定運(yùn)行3～5天，再逐步提高負(fù)荷。在調(diào)試過程中出現(xiàn)跑泥現(xiàn)象，可能是負(fù)荷提高過快或水流速度過大所致；將流速由l0m3/h降至3m3/h，同時加入少許粘土、粗砂石等小顆粒物質(zhì)，可解決跑泥問題。連續(xù)運(yùn)行一段時間后，從反應(yīng)器底部取泥樣用電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)污泥顆粒有纏繞緊密的菌絲主干，表面和內(nèi)部嵌著一些非細(xì)胞的粘性物質(zhì)（可能是細(xì)胞分泌物）。
③滿負(fù)荷運(yùn)行階段。污泥顆?；俾试絹碓娇欤纬梢粚訉宇w粒污泥層。出水SS濃度進(jìn)一步降低，污泥的沉降性和穩(wěn)定性有明顯改善，產(chǎn)氣量有很大提高，反應(yīng)器容積負(fù)荷最終穩(wěn)定在5.0kgCOD/（m3•d）左右，COD去除率>70％。
4.2 SBR、MBR的調(diào)試
由于滲濾液的有機(jī)物和氨氮濃度較高，故SBR和MBR在穩(wěn)定運(yùn)行之前，必須培養(yǎng)出適應(yīng)滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)，具有硝化菌和反硝化菌的活性污泥。接種污泥采用蕭山污水處理廠二沉池的回流污泥，于泥投量為曝氣池總?cè)莘e的1％，在接種污泥的同時按生活污水：UASB出水=10：1的比例依次短時進(jìn)入，每次進(jìn)水后缺氧攪拌3.0h、曝氣6.0h。連續(xù)進(jìn)水幾次后，直到反應(yīng)器加滿。
SBR的調(diào)試與MBR同步進(jìn)行，SBR出水通過中間池直接進(jìn)入MBR。由于采用城市污水廠好氧活性污泥作為接種污泥，當(dāng)滲濾液經(jīng)稀釋投加時，系統(tǒng)初始的COD去除率較高，這是因?yàn)镾BR系統(tǒng)具有較高的緩沖和稀釋作用，之后出水COD逐漸升高，2天后污泥逐漸適應(yīng)水質(zhì)時，COD的去除率逐漸升高并穩(wěn)定在75％左右。再接著將UASB出水稀釋5倍加入，SBR和MBR的出水COD濃度亦隨之增加，10天后去除率分別穩(wěn)定在70％、35％；再將UASB出水稀釋3倍加入，l0天后SBR的COD、NH3-N去除率分別達(dá)到70％、53％，MBR的COD、NH3-N去除率分別達(dá)到40％、56％。最后直接以UASB出水作為反應(yīng)器的進(jìn)水，大概3周后SBR對COD、NH3-N的去除率分別達(dá)到81％、90％，MBR對COD、NH3-N的去除率分別達(dá)到70％、90％。整個調(diào)試過程持續(xù)45天，反應(yīng)器啟動成功。
4.3 混凝劑的選擇
實(shí)驗(yàn)證明，鋁鹽混凝劑的效果好于鐵鹽混凝劑，高分子混凝劑的效果好于無機(jī)鹽混凝劑。在綜合考慮經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行效果的情況下將聚合氯化鋁鐵（PAFC）與硫酸鋁（AS）配合使用，處理效果較好。而PAFC與AS的投量分別為200mg/L和500mg/L時處理效果最優(yōu)。
5工程總結(jié)
經(jīng)過兩個半月的調(diào)試，該工程出水各項指標(biāo)達(dá)到了《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T19923-2005）中冷卻用水水質(zhì)要求，可補(bǔ)充到電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中回用，實(shí)現(xiàn)了垃圾焚燒電廠廢水“零排放”的目標(biāo)。2008年5月29日由浙江省環(huán)境檢測中心進(jìn)行了監(jiān)測驗(yàn)收，數(shù)據(jù)見表2。
該工程總投資為700萬元，裝機(jī)容量為80kW，電耗為19.2kW•h/m3，電價按0.55（kW•h）計，則電費(fèi)為l0.56元/m3。藥劑費(fèi)主要為石灰和混凝劑的費(fèi)用，約為4元/m3。擬配備4人，工資按1800元/（月•人）計，則人工費(fèi)為2.4元/m3。綜合上述費(fèi)用，不考慮折舊、設(shè)備維修、監(jiān)測等費(fèi)用，直接運(yùn)行費(fèi)為16.96元/m3。
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