廣西某滲瀝液處理站技改工程案例分析

李滿桃，范偉聰

（1.華藍(lán)設(shè)計（集團(tuán)）有限公司，廣西南寧530011；2.防城港垃圾處理廠，廣西防城港538000）

廣西某滲瀝液處理站技改工程案例分析

李滿桃1，范偉聰2

（1.華藍(lán)設(shè)計（集團(tuán)）有限公司，廣西南寧530011；2.防城港垃圾處理廠，廣西防城港538000）

介紹了廣西某城區(qū)垃圾滲瀝液處理技改工程概況，通過對該項目實施前后的設(shè)計與施工安裝調(diào)試、運行管理過程分析，提出在工序中增設(shè)處理水水體降溫設(shè)施，并在一二級硝化/反硝化之間靈活處理回流和曝氣量。

垃圾滲瀝液處理；技改工程；水質(zhì)參數(shù)；運行管理

1 工程概況

廣西某滲瀝液處理技改工程占地面積為2800m2，進(jìn)場垃圾約200 t/d,滲瀝液處理規(guī)模為200 m3/d，于2004年正式運行，擬于2017年封場，2015年進(jìn)水水質(zhì)情況見表1，原設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)見表2。

表1 滲瀝液處理站實際進(jìn)水水質(zhì)

表2 滲瀝液處理站設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)

對近期滲瀝液處理站實測的進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行分析，現(xiàn)狀進(jìn)水均不能滿足生物脫碳（B/C=0.3）及生物脫氮（BOD/NH4+-N=2.38）的需求［1］。與設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)存在較大差異，分析與填埋場進(jìn)場垃圾量增長快、進(jìn)場垃圾性質(zhì)控制不力、濃縮液回流噴灌點布置、填埋年限變長有關(guān)。從實際進(jìn)水水質(zhì)分析進(jìn)水可生化性比設(shè)計情況要大為降低，尤其是C/N（BOD/NH4+-N）［2］。

滲瀝液處理站主要處理工藝如圖1所示。

圖1 滲瀝液處理工藝流程

2 主要構(gòu)筑物、設(shè)備及運行參數(shù)

1）滲瀝液調(diào)節(jié)池1座。漿砌塊石結(jié)構(gòu)，池壁敷設(shè)HDPE土工膜。面積9 600 m2，水深1.5 m，有效容積14 430 m3。

2）厭氧反應(yīng)器2座。并聯(lián)運行。反應(yīng)器為鋼制結(jié)構(gòu)。單座設(shè)計參數(shù)：Φ3.0 m，H=9.4 m，水力停留時間16.0 h。

3）氧化溝1座。半地下鋼砼結(jié)構(gòu)。池子參數(shù)：L×B×H=33.5 m×8.74 m×3.0 m，有效容積628 m3，有效水深2.5 m，水力停留時間3.14 h。

4）氧化溝出水井1座。全地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為D=5.45 m，H=5.30 m，有效容積43.6 m3。

5）污泥泵井1座。L×B=2.4 m×2.4 m，有效水深H=2.0 m，有效容積11.5 m3。

6）外置式MBR系統(tǒng)1套。管式超濾膜的基本運行參數(shù)見表3。

表3 管式超濾膜運行參數(shù)

7）納濾（NF）。納濾采用卷式聚酰胺復(fù)合膜組件。納濾操作壓力為500～2 500 kPa。納濾系統(tǒng)設(shè)有3條環(huán)路，每條環(huán)路內(nèi)設(shè)有1支耐壓膜殼，耐壓膜殼內(nèi)分別設(shè)有4支卷式納濾膜元件，總計膜面積為444 m2。

8）反滲透（RO）。反滲透系統(tǒng)的膜元件選用螺旋卷式結(jié)構(gòu)，簡稱卷式結(jié)構(gòu)。反滲透系統(tǒng)設(shè)有2條環(huán)路，每條環(huán)路內(nèi)設(shè)有2支耐壓膜殼，耐壓膜殼內(nèi)分別設(shè)有4支卷式反滲透膜元件，總計膜面積為550.4 m2。

9）加藥系統(tǒng)。加藥系統(tǒng)包括化學(xué)藥液配制箱、藥洗泵、加藥管路及相關(guān)閥門等。

10）回用水系統(tǒng)。回用水池1座，全地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為L×B×H=4.0 m×4.0 m× 4.0 m。回用水泵2臺，1用1備。設(shè)計參數(shù)為Q=10 m3/h，H=24 m，N=1.5 kW。

11）膜處理間1座。單層磚混結(jié)構(gòu)，平面尺寸為20 m×6.5 m，包括外置式MBR、反滲透系統(tǒng)在內(nèi)的膜處理系統(tǒng)，以及配套的反沖洗裝置、加藥系統(tǒng)均放置在新建的膜處理間內(nèi)，便于工作人員集中操作與管理。

3 運行現(xiàn)狀與分析

3.1 運行現(xiàn)狀

根據(jù)業(yè)主提供的資料，防城港市垃圾無害化處理廠滲瀝液處理站運行至今，隨著填埋年限的增長、庫區(qū)雨污分流的逐步完善，目前出現(xiàn)滲瀝液進(jìn)水水質(zhì)惡化、氧化溝DO不足，生化處理效果不佳，后續(xù)納濾及反滲透處理負(fù)荷過大，系統(tǒng)產(chǎn)水率較低，滲瀝液處理站出水量較小不能滿足生產(chǎn)需要的情況。根據(jù)業(yè)主提供的水質(zhì)檢測資料，目前進(jìn)出水指標(biāo)中，氨氮濃度偏高嚴(yán)重，生化處理階段脫氮負(fù)荷較大，出水氨氮及總氮不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

3.2 存在問題

①氧化溝充氧量不足；②氧化溝出水水質(zhì)不穩(wěn)定，處理效果不佳；③外置式MBR管式膜產(chǎn)水率低，回流至氧化溝的污泥量偏大；④氧化溝現(xiàn)有推流器推流能力不足；⑤進(jìn)場垃圾性質(zhì)復(fù)雜，有一些冷凍畜禽肉類物質(zhì)等非生活垃圾進(jìn)場直接填埋使?jié)B瀝液成分變化異常。

3.3 原因分析總結(jié)

1）進(jìn)水水質(zhì)惡化較快。由于填埋場進(jìn)場垃圾量增加較快，且填埋年限增長，進(jìn)場垃圾性質(zhì)復(fù)雜，滲瀝液處理站進(jìn)水BOD濃度較預(yù)期下降較快，而氨氮濃度上升較快，生物脫碳及生物脫氮能力下降，導(dǎo)致滲瀝液處理系統(tǒng)在運行中需要投加大量碳源以保證生物處理的可行性。

2）氧化溝運行負(fù)荷高。由于進(jìn)水水質(zhì)惡化，需要投加大量外加碳源進(jìn)行補(bǔ)充，氧化溝內(nèi)實際的污泥負(fù)荷變大，曝氣機(jī)未能滿足實際的供氧量需求，氧化溝持續(xù)缺氧運行，導(dǎo)致溝內(nèi)活性污泥活性受抑制［3］。

3）外置式MBR管式膜回流至氧化溝的混合液流量過大。外置式MBR的管式超濾膜運行過程中濃水側(cè)產(chǎn)生的混合液全部回流至氧化溝，且混合液的回流與過濾階段同時進(jìn)行，導(dǎo)致了濃水側(cè)壓力釋放，膜面過濾壓力不足，產(chǎn)水率較低；另一方面也因回流量過大，回流流程變長，導(dǎo)致了系統(tǒng)能耗增大。

4 技改方案

4.1 運行管理調(diào)整

調(diào)整外置式MBR管式膜運行方式，提高膜面循環(huán)流量，提高系統(tǒng)產(chǎn)水率。外置式MBR管式膜操作階段主要包括：水力清洗、過濾、停機(jī)及化學(xué)清洗4個階段。調(diào)整外置式MBR管式膜產(chǎn)水方式為：調(diào)整濃水側(cè)循環(huán)水回流至超濾進(jìn)水泵及超濾循環(huán)泵之間，形成濃水內(nèi)循環(huán)。超濾產(chǎn)水的同時先開啟濃水側(cè)的循環(huán)泵及循環(huán)水閥門，使?jié)馑畟?cè)的大流量高壓流體沖刷膜面；產(chǎn)水10 min后，打開濃水側(cè)的濃水排放閥，使?jié)馑亓髦辽磻?yīng)池，系統(tǒng)進(jìn)入產(chǎn)水及排泥階段，持續(xù)5 min后，停機(jī)。使管式膜系統(tǒng)間歇出水、間歇排泥，減少膜面污染，提高產(chǎn)水量。

4.2 工藝流程變更

為增強(qiáng)生物處理系統(tǒng)穩(wěn)定性，增強(qiáng)對各因素的影響，擬在原工藝流程的基礎(chǔ)上，提出以下工藝流程變更方案：將氧化溝作為低負(fù)荷的二級硝化/反硝化系統(tǒng)，在其流程前端增加一級反硝化罐和一級硝化罐。一級硝化/反硝化系統(tǒng)高負(fù)荷下運行，去除大部分的氨氮及有機(jī)物，如圖2所示。

圖2 滲瀝液處理技改工藝流程

4.2.1 設(shè)計水質(zhì)

結(jié)合現(xiàn)狀水質(zhì)情況，本方案設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)：COD=4000mg/L，BOD=600mg/L，NH4+-N=2000mg/L，TN=2 500 mg/L，SS=800 mg/L。

進(jìn)水BOD5/NH4+-N=600/2 000=0.3＜2.38。不能滿足完全生物脫氮的需要。為此，需要外部投加碳源補(bǔ)充。按設(shè)計進(jìn)出水脫氮量，所需進(jìn)水BOD≥2.38×NH4+-N，取為2.5×2 000 mg/L=5 000 mg/L，則需要外部投加的BOD量=（5～0.6）kg/m3× 200 m3/d=880 kg/d。若采用葡萄糖作為外加碳源，根據(jù)經(jīng)驗，按1 g葡萄糖=0.53 g BOD來估算，所需投加的葡萄糖量為1 660 kg/d。

4.2.2 工藝參數(shù)

4.2.2.1 一級硝化/反硝化階段工藝參數(shù)

設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)情況：進(jìn)水COD=4 000 mg/L，BOD=5000mg/L，NH4+-N=2000mg/L，TN=2500mg/L；出水COD=1 200 mg/L，BOD=1 000 mg/L，NH4+-N= 400 mg/L，TN=750 mg/L。

好氧區(qū)：設(shè)置3座一級硝化罐，單座一級硝化罐有效容積425.5 m3，單座尺寸Φ8.8×8.0 m。

缺氧區(qū)：2座一級反硝化罐，單座一級反硝化罐有效容積309 m3，尺寸Φ7.5×8.0 m。

沉淀區(qū)：一級硝化出水進(jìn)入沉淀罐，沉淀部分污泥，沉淀罐尺寸Φ4.0×8.0 m。

4.2.2.2 二級硝化/反硝化階段工藝參數(shù)

設(shè)計進(jìn)出水情況：進(jìn)水COD=1 200 mg/L，BOD=1 000 mg/L，NH4+-N=400 mg/L，TN=750 mg/L；出水COD=720 mg/L，BOD=500 mg/L，NH4+-N= 200 mg/L，TN=250 mg/L。

保留原氧化溝，作為二級硝化/反硝化系統(tǒng)，進(jìn)行低負(fù)荷脫碳及脫氮［2］。為提高滿足氧化溝充氧及推流需要，新增1臺潛水曝氣機(jī)。為提高超濾膜系統(tǒng)產(chǎn)水量，本次技改新增1套管式超濾膜組系統(tǒng)，設(shè)計參數(shù)：處理規(guī)模10 m3/h，超濾膜膜面積156.6 m2，超濾膜通量63.8 L/（m2·h）。

4.3 技改系統(tǒng)運行與控制關(guān)鍵點

在一級硝化/反硝化段投加外加碳源，可有效解決（BOD5/NH4+-N＜2.38脫氮效果差的問題；同時，嚴(yán)格控制進(jìn)場垃圾性質(zhì)，確保非生活類垃圾在未有效處置前不能進(jìn)場，確保垃圾滲瀝液水質(zhì)變化在合理范疇；適當(dāng)延長生化段水力停留時間至5 d以上，可有效降低膜處理設(shè)備運行負(fù)荷；同時調(diào)整濃縮液回流布置點，盡可能延長濃縮液在填埋庫區(qū)的生化反應(yīng)停留時間，降低滲瀝液處理站工藝負(fù)荷，可有效保證滲瀝液處理站的工況正常運行；培訓(xùn)一支嫻熟掌握垃圾滲瀝液處理工藝與設(shè)備運行原理的生產(chǎn)管理隊伍是處理站正常安全運行的關(guān)鍵保障。

考慮當(dāng)?shù)貧夂蛞约笆褂霉娘L(fēng)設(shè)備曝氣氣體溫度較高情況，建議在工序中增設(shè)處理水水體降溫設(shè)施，以保證生物反應(yīng)、膜處理高效溫控范圍；因該項目正在調(diào)試階段，可結(jié)合水質(zhì)控制情況，在一二級硝化/反硝化之間靈活處理回流與曝氣量。

［1］張自杰.廢水處理理論與設(shè)計［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［2］楊柳，吉芳英.低C/N比污水的低氧同步脫氮除磷試驗研究［EB/OL］.（2009-02-04）.http：//www.paper.edu.cn/releasepaper/ content/200902-54.

［3］室外排水設(shè)計規(guī)范（2014年版）：GB 50014－2006［S］.北京：中國計劃出版社，2014.

Case Analysis of Technical Renovation Project at Leachate Treatment Station in Guangxi

Li Mantao1，F(xiàn)an Weicong2
（1.Hualan Design&Consulting Group，NanningGuangxi530011；2.Fangcheng Port Landfill Treatment Factory，F(xiàn)angcheng PortGuangxi538000）

The general situation oftechnical renovation project at landfillleachate treatment station in aregion ofGuangxi wasintroduced.Through theanalysisofthedesign and construction，installation，commission and operation controlbefore and after carrying out thistechnical renovation project，we proposed to add facilitiesto lower the water temperature in the water treatment，and also flexibly handle reflux and aeration volume between first level and second level nitrification and denitrification.

landfill leachate treatment；technical renovation project；water quality parameter；operation control

X703；X705

B

1005-8206（2017）02-0071-03

李滿桃（1972—），高級工程師，主要研究方向為水與環(huán)境工程咨詢與設(shè)計。

E-mail：602381370@qq.com。

2016-01-19