一、項目概況
例如:某縣填埋場垃圾主要為居民生活垃圾,根據(jù)對該縣人口規(guī)模、垃圾收集站的數(shù)量及轉(zhuǎn)運(yùn)能力的調(diào)查分析,確定該工程滲濾液產(chǎn)生規(guī)模為100t/d。該填埋場的垃圾滲濾液主要有2個來源,大部分滲濾液是新鮮垃圾在填埋后濾出的,另有一部分是填埋作業(yè)面和中間覆蓋面的降雨轉(zhuǎn)化而來的。滲濾液多為垃圾酸性發(fā)酵階段的產(chǎn)物,屬于典型的原生滲濾液,污染物濃度高。本工程設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。出水水質(zhì)要求達(dá)到GB16889—2008《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》表2中規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
二、工藝設(shè)計
2.1工藝流程
垃圾滲濾液的水質(zhì)受垃圾成分、降水量、填埋工藝及填埋時間等因素的影響,具有成分復(fù)雜、及有機(jī)物濃度高、水質(zhì)變化大等特點,用常規(guī)的生化處理方法難以處理達(dá)標(biāo)。與生化法相比,膜分離技術(shù)受原水水質(zhì)變化的影響較小,能夠保持出水水質(zhì)穩(wěn)定,用于處理垃圾滲濾液具有明顯的優(yōu)勢??得纼舡h(huán)保采用碟管式反滲透(DTRO)膜處理垃圾滲濾液,其工藝流程如圖:
二級DTRO處理工藝,流程見圖1。
膜處理的必然產(chǎn)物是濃縮液,本工程采用回灌法處理。濃縮液的處理方法很多,包括焚燒、固化、蒸餾干燥等方法,但是與回灌法相比,其它方法的設(shè)備投資和運(yùn)行費用都非常巨大。填埋場垃圾堆體本身就是一個巨大的生物反應(yīng)器和貯存體,垃圾中的大量有機(jī)污染物在這里得到消解和穩(wěn)定。濃縮液污染物濃度雖然很高,但其污染物量相比于垃圾體污染物總量是較少的,大約占2.4%。把填埋場作為一個以垃圾為填料的生物濾床,有控制地將濃縮液進(jìn)行回灌,通過物理、化學(xué)和生物等多種作用實現(xiàn)污染物的降解。
2.2濃縮液的回灌
本工程的濃縮液采用淺層回灌方式,即控制回灌管道系統(tǒng)的布水井點及回灌水量,使?jié)饪s液剛好在填埋體表層的2~3m厚度內(nèi)得以接納,防止因回灌量過于集中,在回灌的垃圾體內(nèi)形成飽和柱狀體,降低回灌處理效果。
由于濃縮液的有機(jī)污染物負(fù)荷量高,回灌率宜控制在1.6~2.5L/(h·m2)。本工程日處理滲濾液,回收率為78%,濃縮液總產(chǎn)量為22t/d。按1L/(h·m3)的回灌率計算回灌面積為。設(shè)計5個的圓形回灌點,每個服務(wù)面積不小于。
三、主要構(gòu)筑物計算參數(shù)
3.1 預(yù)處理。
將滲濾液從調(diào)節(jié)池提升至反滲透系統(tǒng)的原水罐,并投加H2SO4,投加量為1.0~1.5L/m3去除難溶性碳酸鹽類無機(jī)物,消除對膜的污染。
原水罐出水由水泵加壓后進(jìn)入石英砂過濾器,過濾精度50μm。砂濾器進(jìn)、出水壓差超過25kPa時執(zhí)行反沖洗程序,反沖洗周期約100h,對于SS值比較低的原水,砂濾運(yùn)行100h后若壓差未超過25kPa也須進(jìn)行反沖洗,避免石英砂過度壓實及板結(jié)現(xiàn)象,兩者以先到時間自動激活反沖洗程序。砂濾反沖洗采用氣、水結(jié)合,先氣洗、再水洗,沖洗時間一般為5min、并可根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)另行設(shè)定,沖洗廢水排至調(diào)節(jié)池。
砂濾出水后進(jìn)入芯式過濾器,過濾精度為10μm,采用10μmPP熔噴濾芯,進(jìn)出口壓力達(dá)到200kPa時更換濾芯。在芯式過濾器前加入一定量的阻垢劑防止結(jié)垢現(xiàn)象對膜系統(tǒng)的污染,阻垢劑為聚合物和鹽的混合物,投加量為115mg阻垢劑和1mg硅酸鹽。
3.2 一級DTRO
經(jīng)過芯式過濾器的滲濾液經(jīng)高壓泵進(jìn)入膜柱。設(shè)高壓柱塞泵1臺,泵后設(shè)減震器1個,用于吸收泵產(chǎn)生的壓力脈沖,給反滲透膜柱提供平穩(wěn)的壓力;設(shè)高壓在線泵各2臺。由于高壓泵流量難以保證膜柱所需水量,故通過在線泵將膜柱出口一部份濃縮液回流至膜柱,以保證膜表面足夠的流量(每只膜柱不低于0.8m3/h)。膜材料為有機(jī)復(fù)合膜,設(shè)46支膜柱、單支面積9.405平方米。膜柱組出水分為濃縮液和透過液,濃縮液端設(shè)控制閥1個,用于控制膜組內(nèi)的壓力。透過液進(jìn)入二級膜柱進(jìn)一步處理,濃縮液排入濃縮液儲池,用于回灌處理。
3.3 二級DTRO
經(jīng)一級DTRO膜系統(tǒng)處理后的透過液直接通過二級高壓泵進(jìn)入二級DT膜系統(tǒng),高壓泵設(shè)變頻控制,使其頻率和輸出流量將根據(jù)一級透過液流量傳感器反饋值自動匹配,同時在入口管路設(shè)濃縮液自補(bǔ)償裝置,使二級系統(tǒng)的運(yùn)行不受一級系統(tǒng)產(chǎn)水量的影響。
二級DTRO設(shè)9支膜柱、單支面積9.405m2。二級濃縮液端也設(shè)控制閥1個,用于控制膜組內(nèi)的壓力。第二級膜柱濃縮液排向第一級系統(tǒng)的進(jìn)水端,以提高系統(tǒng)的回收率,透過液排入脫氣塔。
3.4 清水池
經(jīng)二級DTRO的出水可達(dá)到GB16889—2008《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》。出水存至清水池,可達(dá)標(biāo)排放或用于綠化澆灌等。
3.5 設(shè)備沖洗和清洗
系統(tǒng)沖洗:目的是防止?jié)B濾液中的污染物在膜片表面沉積,在每次系統(tǒng)關(guān)閉時進(jìn)行,正常運(yùn)行狀態(tài)下需停機(jī)時,一般都采取先沖洗后再停機(jī)模式。系統(tǒng)故障時自動停機(jī),也執(zhí)行沖洗程序。系統(tǒng)沖洗分為滲濾液沖洗和凈水沖洗:一級DTRO停機(jī)時先采用滲濾液原水沖洗,再采用清水沖洗;二級DTRO只需清水沖洗。兩種沖洗的時間都可以在操作界面上設(shè)定,一般為5~10min,沖洗用水量為5m3/h,沖洗后水排至調(diào)節(jié)池。
化學(xué)清洗:為保持膜片性能,膜組需定期進(jìn)行化學(xué)清洗,定期向儲罐添加清洗劑和阻垢劑,并設(shè)定清洗執(zhí)行時間,清洗時自動執(zhí)行。清洗劑分為酸性和堿性兩種,均為專用清洗劑,堿性清洗劑的主要作用是清除脂肪、腐殖酸等有機(jī)物的污染,酸性清洗劑的主要作用是清除鐵鹽、碳酸鹽等無機(jī)物污染。清洗時間一般為1~2h,清洗后的液體排出系統(tǒng)到調(diào)節(jié)池。清洗周期取決于污染物濃度,當(dāng)在相同進(jìn)水條件下,膜系統(tǒng)透過液流量減少10%~15%或膜組件進(jìn)出口壓差超過允許的設(shè)定值時即進(jìn)行清洗,正常情況下清洗周期為:
一級DTRO系統(tǒng),堿洗5d(pH=10~11)、酸洗10d(pH=2.5~3.5);
二級DTRO系統(tǒng),堿洗14d(pH=10~11)、酸洗28d(pH=2.5~3.5)。
3.6 濃縮液儲池
膜處理系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮液產(chǎn)量為22t/d,先排至濃縮液儲池、再通過泵進(jìn)行回灌處理。濃縮液儲池設(shè)計停留時間t=15d。
四、結(jié)論
?。?)對某縣生活垃圾處理場滲濾液采用二級DTRO 工藝進(jìn)行處理,出水效果較好,各項指標(biāo)均可以達(dá)到 GB 16889—2008 表 2 中規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求
(2)充分利用填埋場垃圾堆體的生物反應(yīng)器特性,采用濃縮液回灌進(jìn)行消解和穩(wěn)定污染物,是滲濾液處理過程中一個經(jīng)濟(jì)可靠的處理環(huán)節(jié)。