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专注垃圾渗滤液高效处理解决方案

以MBR为核心的垃圾渗滤液处理工艺

2020-04-22 admin888 25

  对于垃圾填埋场而言最为关心的问题就是垃圾渗滤液处理的问题,由于膜生物反应器(MBR)工艺作为常用的渗滤液处理组合工艺之一,因此,研究以MBR作为核心工艺与其他工艺相组合的各种形式非常必要。本文归纳总结了以MBR为核心的处理垃圾渗滤液的各类组合工艺。

垃圾渗滤液处理设备


  1 渗滤液水质特点及处理工艺
  随着填埋年龄的增长,微生物对垃圾中有机物的降解速率、垃圾的持水能力和水的透过性会发生变化,中老龄填埋场的渗滤液中有机物大多为难降解的长链碳水化合物或腐殖质,而且普遍具有可生化降解物质含量低,氨氮浓度较高的特点[2]。目前国内渗滤液常用的处理方法是以MBR为核心的组合处理工艺,通常主要的处理流程如下:
  (1)预处理。包括格栅、调节池等装置。待处理的渗滤液通过预处理可以截留粗大的悬浮物并对水质与水量进行均质化。
  (2)前处理。包括氨吹脱、加入吸附剂、混凝沉淀等物化处理。该处理阶段需结合渗滤液中的水质情况选择具体工艺,若水中存在高浓度的氨氮,则需考虑氨吹脱进行前处理;若水中存在一定的色度、难降解的有机物、重金属离子等,则可考虑采用活性炭吸附等方式进行前处理,减轻后续处理设施的负荷。
  (3)主处理。为MBR组合工艺处理技术。通过工艺联合可以达到更好的氨氮及有机物处理效果。
  (4)后处理。采用膜处理或者物化处理等方式进行深度处理。膜处理工艺可进一步处理重金属离子及不可生化有机物,提升出水水质。后处理工艺的选择应结合工程费用以及需达到的水质标准。
  2 以MBR为核心的渗滤液组合处理工艺
  2.1生化处理+MBR+膜处理
  在渗滤液处理中常用的工艺组合方式是采用生化处理+MBR+膜处理组合工艺,上流式厌氧污泥床反应器(UASB)由于负荷能力很大,适用于高浓度有机废水的处理,因此许多学者将该工艺与MBR进行组合,通过试验或者工程应用研究探讨该组合工艺对渗滤液的处理效果,研究结果均表明UASB+MBR组合工艺能够充分发挥厌氧、好氧生化处理与膜处理相结合的技术优势,利用该工艺处理的渗滤液出水水质稳定且主要技术指标CODCr和氨氮均可达到排放要求
  2.2 MBR+膜处理/物化处理
  2.2.1 MBR+膜处理
  膜处理技术主要是利用隔膜使溶剂同溶质和微粒分离,其中微滤(MF)膜和超滤(UF)膜孔径较大,对污染物去除率较低,一般作为渗滤液的预处理技术;纳滤(NF)膜和反渗透(RO)膜对渗滤液中污染物去除率较高,一般作为垃圾渗滤液的深度处理技术。
  采用外置式MBR+NF工艺组合对进水CODCr、BOD5、氨氮、SS的质量浓度分别为4760、1840、835、690mg/L的垃圾渗滤液进行处理,工程运行结果表明上述各指标均可达到排放标准,去除率均可达到96%以上。采用MBR+RO组合工艺处理成都长安垃圾填埋场的渗滤液,工程运行结果表明该工艺能有效去除绝大部分有机物、氨氮和SS。
  2.2.2 MBR+物理处理
  与MBR组合的物化处理法中常用的是吸附法,活性炭由于在去除水中难降解的有机物、重金属离子和色度等方面具有较好的效果,因此常被用于吸附处理工艺中。采用组合的膜-生物活性炭工艺来处理垃圾渗滤液,结果发现污染物在活性炭吸附+微生物降解+膜过滤的工艺处理过程中去除效果明显,TOC的去除率高达95%以上。由于在采用膜处理法时最关注的是膜污染问题,因此,针对投加活性炭是否会引起膜污染,许多学者也进行了深入的试验研究。
  2.3 高级氧化法+MBR+深度处理
  高级氧化法一般作为垃圾渗滤液的预处理,主要目的是提高废水的可生化性或是直接去除渗出水中难降解的有机物成分,利用UV/H2O2+MBR组合工艺处理CODCr的质量浓度为850~950mg/L、氨氮的质量浓度为450~550mg/L的垃圾渗滤液,试验结果表明,MBR对有机物的生化降解效果显著,反应器内硝化作用好。臭氧氧化技术是通过臭氧分解产生的羟基自由基将废水中的污染物转化成低毒的中间产物或者无机物,是一种绿色环保的工艺技术,在该工艺中臭氧的投加量及渗滤液原液中的水质等因素对工艺的处理效果均会产生影响。
  2.4 复合膜生物反应器(HMBR)
  HMBR是将膜分离技术与传统的废水生物反应器有机组合形成的一种新型高效的污水处理系统。
  HMBR集合了活性污泥法中的生物降解和膜的高效截留作用的共同优势,可使系统出水得到大幅度提高,另外,由于膜组件分离区污泥浓度较低,能够有效延缓膜污染,提升膜的使用效率。
  利用HMBR工艺研究填埋场垃圾渗滤液脱氨运行环境,运行结果表明,氨氮的去除率达95%~98%,采用HMBR处理高浓度氨氮垃圾渗滤液,不仅能够有效降解大分子物质,也可高效去除氨氮。中后期的垃圾渗滤液中氨氮的去除是垃圾渗滤液处理的难点。采用HMBR工艺处理老龄垃圾渗滤液,中试结果表明,HMBR内的污泥浓度较高,对去除氨氮起到了较大的作用,但是对CODCr的去除率只有56.85%。为了探讨单一工艺MBR与组合工艺A/O+MBR、A/O+HMBR对渗滤液的处理情况,崔佳[32]通过试验研究对比了3种不同工艺处理CODCr、氨氮、总氮的效果,结果表明,A/O+HMBR工艺由于填料表面富集生物膜,不仅在宏观上具有缺氧条件,而且在微观上同样具有缺氧条件,使得系统中的硝酸盐进行反硝化反应更为充分,去除效果显著优于其他2种形式。
  3 结语
  垃圾渗滤液普遍具有有机污染物含量高、氨氮含量高、色度大、毒性强等特点,且随着填埋年龄不同水质变化较大。目前,以MBR为核心的各类组合处理工艺主要分为以下几种:①生化处理+MBR+膜处理;②MBR+膜处理/物化处理;③高级氧化法+MBR+深度处理;④HMBR。它们对垃圾渗滤液的处理均具有较好的效果,但同时也存在膜易受到污染、运行成本高的问题。采用以MBR为核心的各类组合工艺技术处理垃圾渗滤液,今后应重点解决和深入研究开发低能耗、低成本、高性能、抗污染的膜材料,降低投资和运行成本;合理设计组合工艺,重视预处理;选择合适的膜清洗方式。
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