天地人视角-青岛市小涧西垃圾综合处理厂渗滤液处理扩容改造项目运行情况分析

2017-09-06

1 概述

近几年,我国环卫行业专门从事垃圾渗滤液处理技术研究单位和企业的工程技术人员在总结我国早期渗滤液污水处理工程经验、教训的基础上,进行了大量的科学研究和技术开发工作,取得了一定的进展和成果,并逐步应用到新建垃圾污水处理工程。目前较为普遍接受的技术观点为:综合采用“生化+膜分离”工艺技术处理渗滤液,可以满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB 16889-2008排放标准。其中,生化处理过程可以有效地降解、消除污染物,膜分离处理过程可以有效地分离去除不可生化降解的残余污染物。但该工艺是否能满足更高的排放标准?选用哪种反渗透膜组件可以保证产水稳定达到排放标准?以及是否在全寿命周期可以始终如一地满足排放标准?这些都是悬而未决的课题,本文将通过分析青岛小涧西项目的实际运行情况来验证。

1.1青岛项目介绍

青岛市小涧西垃圾综合处理厂渗滤液处理扩容改造项目(以下称青岛项目)设计处理规模900m3/d,设计出水700m3/d,采用外置式MBR+单级DTRO+曝气沸石生物滤池(备用)工艺,出水执行《城镇污水处理厂综合排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。排放标准要比《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB 16889-2008更加苛刻,其中氨氮和总氮更是在渗滤液处理行业内有史以来最严的排放指标。

青岛项目设计进出水水质见表1,工艺流程图见图1

青岛项目于2010年8月开工,2011年3月建成投产,2011年9月通过环保竣工验收,2012年8月获得住房和城乡建设部科技示范工程认证。

1.2外置式MBR与DTRO系统介绍

外置式MBR是由生化(AOAO)和外置式超滤(UF)两个单元组成。生化的作用是在兼氧和好氧的环境下通过微生物(活性污泥)降解渗滤液中的有机污染物,外置式超滤膜的作用是实现渗滤液泥水分离。MBR系统具有污染物去除效率高、出水水质好、适应性强、耐冲击负荷、系统设备简单紧凑、占地面积小、维护简单、节省人力、系统启动速度快、水质可以很快达到要求等特点。

DTRO碟管式反渗透膜是一种专门针对渗沥液处理开发的膜技术,其核心是采用了独特的膜结构形式,开放式的宽通道和能承受高操作压力的特征,使其具有出水水质好、出水稳定、截留率高、不易堵塞、膜使用寿命长更换费用低、组件易于维护等特点。

青岛项目成功运用“外置式MBR+单级DTRO”工艺,项目运营至今运行状况良好,出水水质达标、水量稳定。

2 2015年月平均COD、NH3-N去除效果分析

青岛项目2015年月12个月月平均正常运行期间进出水COD、NH3-N浓度及去除率见图2-10。

 

图2 MBR系统12个月月平均进出水COD数据表

 

图3 MBR系统12个月月平均COD去除率数据表

 

图4 MBR系统12个月月平均进出水NH3-N数据表

 

图5 MBR系统12个月月平均NH3-N去除率数据表

 

图6 DTRO系统12个月月平均进出水COD数据表

 

图7 DTRO系统12个月月平均COD去除率数据表

 

 

图8 DTRO系统12个月月平均进出水NH3-N数据表

 

图9 DTRO系统12个月月平均NH3-N去除率数据表

 

图10  DTRO系统12个月月平均出水TN数据表

由图2和图5可以看出,原水COD和NH3-N随季节的变化水质波动很大,COD的月平均变化范围在10000-27000mg/l之间,峰值29325mg/l,出现在5月,NH3-N的月平均变化范围在1300-3000mg/l之间,峰值3180mg/l,出现在6月。原水经MBR系统处理后COD和NH3-N出水水质是比较稳定的,COD出水在700-1500mg/l之间,NH3-N出水在0-30mg/l之间。

虽然6月进水氨氮较高,通过调整运行工况,加强生化系统对氨氮的去除效果。6月份MBR系统产水氨氮浓度稳定在1~3mg/L之间,已经达到了排放要求。由于MBR产水的氨氮浓度过低,在如此低的氨氮浓度下DTRO系统对氨氮的截留率有所下降,但仍高达60%。表中未给出MBR出水总氮指标,根据间断的检测数据可知通常MBR出水总氮在40~150之间波动,在此浓度范围下DTRO出水总氮可以稳定达到15mg/L以下,总氮截留能力高达90%以上,应用五年后仍可达到如此高的截留能力不能不说令人惊叹。

由图6、图9和图10可以看出,MBR系统出水经DTRO系统截留过滤后完全可以稳定地达到《城镇污水处理厂综合排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

3 膜使用寿命

由于垃圾渗滤液污染物浓度高、排放要求高,渗滤液处理系统大都采用了微滤、超滤、纳滤和反渗透等膜分离系统,膜组件的使用效果、寿命周期也是大家关注的重点。

青岛项目自2011年3月投产试运行后,DTRO系统即投入使用,接至发稿前,DTRO系统已连续稳定运行超过5年,并且仍计划使用1-2年。通过2015年运行数据来看,使用5年后,DTRO膜对各项污染物依然保持着很高的截留率,能够保证系统出水稳定达到高标准的排放要求。

4 运行成本分析

运行费用主要包括能耗、药剂消耗、维护费用、换膜费等几方面。

青岛项目2015年正常运行期间直接运行费用见表5。

对于日处理量900m3的垃圾渗滤处理厂,采用“外置式MBR+单级DTRO”工艺相对其他工艺来说,其吨水直接运行费用31.7元是相对较合理。

5 结论

(1)MBR系统对渗滤液中的有机物有很高的降解率。对COD去除率可高达94.8%,对NH3-N去除率可达98.5%。

(2)DTRO系统对污染物有很高的截留率。对COD截留率可高达99.4%,对NH3-N截留率可达90%以上。

(3)“MBR+单级DTRO工艺”应用在渗滤液处理领域,工艺运行稳定、抗冲击负荷能力强、出水水质好、运行费用合理,可以稳定达到《城镇污水处理厂综合排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

(4)DTRO膜能够承受渗滤液的高污染性,用在MBR后端,膜寿命可以达到5年以上。

参考文献:

[1] CJJ150-2010,生活垃圾渗沥液处理技术规范.中国建筑工业出版社,2010.