通过分析生活垃圾渗滤液的特点和处理难点,有针对性地提出解决方案,从而优化设计方案,更好地解决垃圾渗滤液对环境的危害。根据垃圾渗滤液的特点和处理的一般规律,生活垃圾渗滤液的设计难点在于如何处理水质和水量的变化对系统的影响,稳定高效地去除高浓度有机物和氨氮,出水连续达标,二次污染物无害化和减量化处理。
针对上述问题,结合当前常用的处理工艺,提出了以“调节池+厌氧系统+ MBR系统+深度膜处理系统(纳滤+反渗透)”为核心的处理工艺。参考实际工程案例,结合设计经验考虑对策,可归纳如下:
(1)水量波动应变能力论述
渗滤液的水量随季节和天气的变化而变动,一般冬季干旱季节的水量少,污染物浓度高的夏季多雨季节的水量多,污染物浓度低。因此,在项目设计中,全过程的所有工艺单元、处理设备都有一定的馀量,可以应对一定范围内的水量冲击,满足水量季节和天气变化的要求。
(2)水质波动应变能力论述
1)MBR系统在工艺过程中采用外置管式超滤膜进行泥水分离,生化池比常规 MBR保持较高的活性污泥浓度(大于15 g/L),这无疑提高了系统对水质变化的抗冲击性;而雨季引起系统进水有机负荷下降,可通过改变管式膜回流来调节系统污泥浓度,确保系统运行稳定;
2)由于操作水质突然恶化(由于垃圾的季节变化而引起渗滤液中污染物含量的变化,可能会出现厌氧出水碳氮比不足等),造成生化池污泥的生长异常,脱氮效果不佳,设置厌氧超越管,保证生化池碳氮比达到生物脱氮的要求,生化段出水指标达到工艺单元出水的目的;
3)MBR生物化学部采用A/O技术,硝化液的回流为10倍以上,强化了脱氮效果。同时,生化供水和回流硝化液充分混合,有效缓和供水污染负荷的变化,减少瞬间冲击
4)根据生化反应对生化池温度过高影响反应器正常运行的情况,设置冷却系统,严格控制各工艺段的运行水温。
5)针对系统受冲击时污泥性状恶化,曝气产生大量泡沫的情况设置了消泡系统,包括添加消泡剂;
6)膜生化反应器曝气鼓风机设计为变频控制,能有效应对水质变动,避免曝气量过大加速污泥老化,曝气量过小,硝化反应不充分。
(3)高浓度有机污染物去除能力论述
高浓度的 COD、 BOD等有机污染物是渗滤液处理的难点之一,传统的处理方法很难达到较好且稳定的出水水质。根据渗滤液 COD和 BOD浓度高的特点,选用容积加载率高,工艺成熟,运行稳定的高效厌氧反应器,保证了对有机物的高效厌氧去除,解决了厌氧反应器处理垃圾渗滤液时经常遇到的问题,使85%的有机物在厌氧阶段得到有效降解。
同时外膜生化反应过程采用生化和超滤膜相结合,使微生物菌群完全截留在生物反应器中,生化池可以保持较高的活性污泥浓度,大大提高了氨氮和总氮的去除效果。出水水质好,水质稳定。
(4)高浓度氨氮去除能力论述
生化工艺选择A/O作为高浓度氨氮化合物的主要工艺,以保证生化阶段有足够的停留时间。硝化系统中用于反硝化的硝化微生物(硝化细菌)属于自养微生物,其微生物繁殖速度慢,即产生周期长,这在实际设计和工程应用中反映出硝化污泥必须很长。传统的反硝化和硝化工艺在处理高浓度氨氮废水时,由于反应器尺寸和污泥流失等因素,往往无法完成硝化。微生物的泥龄远远超过硝化微生物生长所需的时间,可以繁殖和聚集达到完全硝化所需的微生物浓度,使氨氮完全硝化。工程实例表明,两级A/O+外膜生化反应工艺的氨氮去除率可达95%以上。
(5)预处理除渣能力论述
垃圾渗滤液中沉积物、悬浮物和纤维含量较高。如果在预处理过程中没有得到有效控制,会堵塞超滤截面,影响进入后续膜系统后的膜通量。设计中采用了配有自动高压反冲洗刮渣系统的固液分离除渣机,格栅间距小于1mm,可有效切断泥沙、毛发、纤维等。从而保证后续生化和膜系统的稳定运行。
(6)夏、冬季不同气候特点应对措施
1)温度控制
采用中温厌氧,厌氧进水前采用蒸汽加热过滤液,将温度控制在35~38℃。夏天的高温主要对膜生化反应器产生很大影响,反应器温度超过40度时,好氧微生物死亡,氧利用率下降,因此膜生化反应器设置了一套冷却系统,反应器内的反应温度过高时,冷却系统开始冷却生化,温度下降到30~35度。
冬天低温时,由于膜生化反应器负荷较大,在生化降解过程中,有机物、氨氮氧化,部分化学能转化成热能,温度上升;风机、水泵运转时,机械能转化成热能,也使温度上升,超滤混合液回流到生化池循环,维持液体温度相对稳定。通过对膜生化反应器的热平衡计算和一些工程实例分析,说明膜生化反应器的保温设计,无需附加加热措施,就可以保持生化反应温度30℃以上。室内的薄膜处理设备,基本上不受温度变化的影响。
2)夏、冬季水质水量变换的控制措施
渗滤液的数量和质量随着季节或天气的变化而波动。一般夏季降雨量大,渗滤液量大,浓度相对较低,厌氧进水浓度相对较低,低于4万mg/L,冬季降雨量少,渗滤液量小,浓度相对较高。当渗滤液量减少时,只能运行一组,节约运行成本。
(7)系统耐腐蚀能力论述
垃圾过滤液水质复杂,腐蚀性强,过滤液处理系统的耐腐蚀性与系统的处理效果和寿命有关。设计时对系统的耐腐蚀性提出多项措施,与过滤液接触的设备、配管、阀门均采用耐腐蚀材质,进行防腐蚀处理,保证过滤液处理系统整体具有良好的防腐蚀性能。
通过对垃圾渗滤液特性的分析,结合在实际工程中遇到的问题,有针对性地对其进行优化设计,以达到更稳定、可靠、高效的处理效果,达到保护环境,减少污染的目的。