二級AO型MBR+NF+RO工藝在垃圾滲濾液處理項目中的應用

嘉園環保有限公司　吳將金

二級AO型MBR+NF+RO工藝在垃圾滲濾液處理項目中的應用

嘉園環保有限公司吳將金

該文著重闡述二級AO型MBR+NF+RO工藝在合肥市龍泉山生活垃圾處理場滲濾液處理廠工程中的應用情況，包括工藝流程、工藝原理、工藝設計及運行情況等，一年多的運行情況表明，該工藝運行穩定，出水能穩定達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中表2規定的出水指標。

二級AO型MBR+NF+RO工藝垃圾滲濾液工藝設計

1　工程簡介

合肥市龍泉山生活垃圾處理場位于合肥市肥東縣橋頭集鎮，距市區約35.5公里，是合肥市目前唯一的生活垃圾處理設施。合肥市龍泉山生活垃圾處理場滲濾液處理廠工程于2011年底開始建設，2013年6月投入運營，主要處理來自一期、二期填埋場產生的垃圾滲濾液，滲濾液規模為日處理滲濾液1400m3。滲濾液處理出水水質執行《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中表2規定的出水指標。

2　工程背景資料

2.1地理概況

合肥是安徽省省會，位于中國中部（北緯32°、東經117°），長江淮河之間、巢湖之濱，通過南淝河通江達海，具有承東啟西、接連中原、貫通南北的重要區位優勢。全市行政轄區總面積為7047.01平方公里，其中巢湖水面面積233.4平方公里；市區總面積838.52平方公里，新增南崗鎮面積91.95平方公里，新增煙墩鄉面積106.78平方公里，市區建成區面積為224平方公里。

2.2氣象條件

合肥屬亞熱帶濕潤性季風氣候。全年氣候特點是：四季分明，氣候溫和，雨量適中，春溫多變，秋高氣爽，梅雨顯著，夏雨集中。年平均氣溫15.7℃，極端最高氣溫41.0℃，極端最低氣溫-20.6℃，日照2100h。十分鐘平均最大風速20.0m/s（WSW），最大積雪深度44.0cm。降雨量近1000mm，一日最大降水量238.4mm，一小時最大降水量72.1mm，十分鐘最大降水量37.8mm，最大連續降水量288.4mm，二十年平均月降雨量如表1所示。

表　120年平均月降雨量

3　滲濾液處理廠工程設計

3.1滲濾液水量、水質及設計標準

3.1.1滲濾液水量

合肥市龍泉山生活垃圾處理場滲濾液處理項目的設計規模為1400m3/d。

3.1.2滲濾液進水水質

本設計的滲濾液進水水質具體指標見表2。

表2　設計滲濾液處理廠進水水質　（單位：mg/L，pH除外）

3.1.3滲濾液設計出水水質

滲濾液處理后出水水質應達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中表2排放限值，見表3。

表3　滲濾液處理后出水水質

續表3

3.2處理工藝簡介

3.2.1滲濾液處理工藝簡介

3.2.1.1滲濾液處理工藝流程圖

滲濾液處理工藝流程如圖1所示。

圖1　系統工藝流程圖

3.2.1.2滲濾液處理工藝流程簡述

滲濾液處理工藝流程：垃圾填埋區產生的垃圾滲濾液經專用的收集管道匯入調節池，滲濾液在調節池中停留一定時間，得到勻質勻量的同時，調節了滲濾液中的B/C比，為后續的生化處理創造了有利條件。出水經提升泵提升進入配水池，與管式超濾膜產生的濃縮污泥、脫水機產生的濾液混合后，自流進入水解酸化池進行水解酸化，提高廢水的可生化性，水解酸化池出水自流進入A/O2反應池系統，首先進入A池（一級反硝化池），在A池內，控制硝化液回流量等運行方式下，為反硝化菌群提供合適的生長條件。在反硝化菌群的作用下，滲濾液與后續回流的硝化液混合進行反硝化脫氮，反硝化池出水進入碳氧化池，在碳氧化池內，去除滲濾液中的CODcr等有機物，以利于后續硝化過程的進行，碳氧化池出水進入一級硝化池，進行生物硝化作用去除氨氮；A/O2反應池出水進入二級A/O系統，進行進一步脫氮及脫碳作用，以保證出水對總氮及CODcr的要求，A/O系統出水用泵抽入管式超濾膜系統，進行泥水分離，截留下來的濃縮污泥回流至配水池，透過液則進入反滲透系統繼續處理。由于管式超濾膜具有很高的截留能力，一方面能夠截留有機物，另一方面能夠截留活性污泥，使生化反應池中的污泥濃度達到10～30g/L，因此生化具有較高的有機物去除能力和脫氮能力。透析液經超濾處理后通過高壓泵送入納濾系統及反滲透系統進行深度處理，進一步去除不可生化物質及色度等，最后出水通過規范化排放口達標排放。

3.2.1.3主要處理單元工藝原理簡述

（1）調節池。調節池相當于一個天然的大的厭氧池，有相當好的水解酸化效果，甚至起到厭氧的作用，故調節池對提高BOD5/CODcr比、降低高分子有機物均有一定作用。

（2）水解酸化工藝。水解酸化是厭氧處理過程的前階段，水解酸化工藝即是通過控制停留時間，使生物反應停留在水解酸化階段，利用水解酸化菌群，將滲濾液中的難生物降解的有機物轉變為易生物降解的有機物，提高廢水的可生化性，以利于后續處理工藝的處理。

（3）A/O2工藝。A/O2工藝通過控制曝氣量，使整個系統分為反硝化缺氧段、碳氧化好氧段和硝化好氧段，在反硝化缺氧段內，利用反硝化菌群進行反硝化脫氮，碳氧化好氧段則主要針對滲濾液中的有機物等進行去除，以保證CODcr的處理效果，并降低C/N比，為后端硝化段創造有利條件，硝化好氧段則主要進行硝化反應，控制溶解氧在較高的水平以適應硝化菌群的生長，達到較高的硝化反應效率。

（4）A/O工藝。A/O工藝位于A/O2工藝之后，主要用于進一步去除滲濾液中的CODcr及總氮，保證出水效果。在缺氧段（A段），主要進行內源反硝化作用進一步脫氮，為了滿足反硝化菌群的生長需要，可在A池進水口補充碳源，在碳氮比達到3～4：1時，可以穩定地保證脫氮需要，過量的碳源則在后續好氧段（O段）好氧去除。

（5）管式超濾膜。本項目超濾處理工藝采用膜孔徑30nm的管式PVDF超濾膜，錯流過濾方式，其內外表面為致密層，層面密布微孔，中間是多孔支撐層。通過超濾膜分離凈化水和菌體，超濾的濃縮液帶著活性污泥直接返回生化系統，由于其中的難降解有機物在生化處理系統中的相對停留時間延長，微生物得到有效馴化，難降解有機物也能部分轉化為可生物降解成份。剩余污泥引回污泥池。

（6）深度處理系統。由于垃圾滲濾液污染物成份的復雜性，采用高強度好氧生化處理后，滲濾液中仍有少量殘余的溶解性污染物，當執行較高的排放標準時，必須設置膜處理工段，進一步去除少量殘余的溶解性污染物。

對于經高強度好氧生化處理后的垃圾滲濾液，可以利用納濾+反滲透處理系統。其處理原理為：利用半透膜的選擇透過性，在反壓差作用下，將污水中的水同污染物分離，在膜的一側產生清水，而另一側則產生濃縮污水。

3.3處理構筑物設計

3.3.1滲濾液處理構筑物設計

3.3.1.1調節池

項目調節池設計為1座，一期工程已建調節池容積約5.0萬m3；二期工程新建調節池總容積5.83萬m3，有效容積為5.3萬m3。一、二期工程總計調節池有效容積為10.3萬m3，滲濾液理論停留時間74d。

3.3.1.2配水池

配水池設計為1座，池體尺寸大小為5.0m×2.5m×2.5m，地上式，鋼砼結構，與水解酸化池合建，總深度為2.5m，總容積為31.25m3，池頂加蓋。

3.3.1.3水解酸化池

水解酸化池設計為2座，單座池體尺寸大小為13.5m× 5.0m×9.3m，半地埋式，鋼砼結構，地下部分的高度為4.0m，地上部分的高度為5.3m，總深度為9.3m，總容積為1255.5m3，有效深度為8.0m，有效容積為1080.0 m3，與A/O2反應池合建，池頂加蓋。

3.3.1.4MBR系統

MBR系統由一級A/O2反應池、二級A/O反應池、外置式管式超濾膜系統和超濾產水池組成。

（1）一級A/O2反應池

一級A/O2反應池設計為2座，每座分別由一級反硝化池、一級碳氧化池和一級硝化池組成，一級反硝化池尺寸大小為13.5m×12.0m×9.3m，一級碳氧化池尺寸大小為13.5m×17.0m× 9.3m，一級硝化池尺寸大小為13.5m×17.0m×9.3m，半地埋式，鋼砼結構，地下部分的高度為4.0m，地上部分的高度為5.3m，總深度為9.3m，有效深度為8.0m，一級反硝化池總容積為3013.2m3，有效容積為2592.0 m3，一級碳氧化池總容積為4268.7m3，有效容積為 3672m3，一級硝化池總容積為4268.7m3，有效容積為3672m3，與二級A/O反應池合建，池頂加蓋。

（2）二級A/O反應池

二級A/O反應池設計為2座，每座分別由二級反硝化池和二級硝化池組成，二級反硝化池尺寸大小為13.5m× 5.0m×9.3m，二級硝化池尺寸大小為13.5m×5.0m×9.3m，半地埋式，鋼砼結構，地下部分的高度為4.0m，地上部分的高度為5.3m，總深度為9.3m，有效深度為8.0m，二級反硝化池總容積為1255.5m3，有效容積為1080.0m3，一級硝化池總容積為1255.5m3，有效容積為1080.0m3，與一級A/O2反應池合建，池頂加蓋。

（3）管式超濾膜系統

設計處理水量1400 m3/d，超濾設置6組，每組的產水量為234m3/d，超濾膜布置在膜處理車間內。處理車間位于綜合用房內，與辦公室、中控室等合建。處理車間平面尺寸為28.4m×13.5m。超濾系統與反滲透系統共用處理車間。

（4）超濾產水池

超濾產水池設計為1座，池體尺寸大小為7.0m×6.0m× 5.5m，半地埋式，鋼砼結構，地下部分的高度為2.0m，地上部分的高度為3.5m，總深度為5.5m，有效深度為5.0m，總容積為231m3，有效容積210m3，與反滲透產水池、濃縮液儲池合建，池頂加蓋。

3.3.1.5深度處理系統

深度處理系統為納濾+反滲透，納濾（NF）系統處理規模為1400m3/d，設計回收率85%；反滲透（RO）系統處理規模為1190m3/d，設計回收率90%。

3.3.1.6濃縮液儲池

濃縮液儲池設計為1座，池體尺寸大小為7.0m×3.0m× 5.5m，半地埋式，鋼砼結構，地下部分的高度為2.0m，地上部分的高度為3.5m，總深度為5.5m，有效深度為5.0m，總容積為115.5m3，有效容積為105m3，與超濾產水池、反滲透產水池合建，池頂加蓋。

3.3.1.7規范化排放口

濃縮液儲池設計為1座，池體尺寸大小為3.0m×0.8m× 1.0m，地上式，鋼砼結構，內貼白瓷磚，與超濾產水池、反滲透產水池、濃縮液儲池合建。

3.3.2輔助建筑物

3.3.2.1綜合用房

綜合用房尺寸為66.1m×13.5m，二層，層高3.3m，框架結構，車間內設置有超濾系統、納濾系統、反滲透系統、膜處理控制間、辦公室、中控室、儲藏間，食堂、餐廳、休息室及洗手間等。

3.3.2.2鼓風機房及污泥脫水間

鼓風機房及污泥脫水間尺寸為24.5m×23.1m，二層，層高5.0m，框架結構，設置有隔膜壓濾機及配套的加藥系統、污泥儲倉、儲藥罐、污泥反應池和空壓機、鼓風機等；鼓風機房內設鼓風機。

4　工程運行情況

本滲濾液處理工程已連續運行一年多，本工程2014年來連續運行參數見表4。由于2014年初主要處理的是一期填埋場調節池的滲濾液，為老垃圾填埋場的滲濾液，故CODcr相對較低，但是NH3-N相對較高。從2014年5月開始，二期填埋場調節池的滲濾液（即新填埋場的滲濾液）與一期填埋場調節池的滲濾液混合進入滲濾液處理系統進行處理，該階段滲濾液的CODcr相對有所提高，但是NH3-N相對有所降低。從最后的出水數據來看，CODcr和NH3-N都遠遠低于《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中表2規定的排放限值。

表4　2014年本項目連續運行情況

5　工程設計特點

（1）注重生化系統的處理性能，減輕后續膜系統的運行負荷，使處理設施能夠穩定、持久地運行。

（2）滲濾液處理水池采用適當的散熱及保溫處理，保證夏季、冬季處理設施穩定運行。

（3）采用免維護的德國射流曝氣器，保證了好氧生化的穩定性。

6　結論及建議

（1）二級AO型MBR+NF+RO工藝在合肥市龍泉山生活垃圾處理場滲濾液處理廠工程中，能穩定達標排放。

（2）填埋場滲濾液的處理要充分發揮生化技術穩定、可靠、低廉和根本的處理特性，最大限度地提高生化系統的處理性能，在生化處理達到較好處理效果和消除主要污染指標的前提下，輔以膜處理系統，以物理方法消除難降解物質、穩定出水效果。

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