高濃度有機(jī)混合污水協(xié)同處理技術(shù)

1、前言

某生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園位于某地，日處理生活垃圾1500噸，餐廚廢棄物300噸，污泥300噸，動(dòng)物尸體90噸。其污水處理中心采用“預(yù)處理系統(tǒng)+厭氧系統(tǒng)+MBR系統(tǒng)+納濾系統(tǒng)+反滲透系統(tǒng)”的主體工藝對(duì)上述項(xiàng)目產(chǎn)生的垃圾滲濾液、污泥壓濾液、餐廚沼液、動(dòng)物無(wú)害化污水進(jìn)行協(xié)同處置，設(shè)計(jì)日處理能力，一期300m3/d，二期900m3/d，處理后的出水全部達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)表二標(biāo)準(zhǔn)。

2、工藝流程

本生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園目前采用的主要工藝為“預(yù)處理系統(tǒng)+厭氧系統(tǒng)+MBR系統(tǒng)+納濾系統(tǒng)+反滲透系統(tǒng)”，工藝原理為先通過(guò)預(yù)處理系統(tǒng)除去大顆粒固體，調(diào)節(jié)水量、均衡水質(zhì)，進(jìn)一步通過(guò)厭氧系統(tǒng)進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，大大降低有機(jī)物含量，經(jīng)厭氧發(fā)酵的污水進(jìn)入生化系統(tǒng)，生化系統(tǒng)中的微生物利用污水中的有機(jī)物完成自身生長(zhǎng)繁殖，進(jìn)一步降低有機(jī)物含量，并完成生化系統(tǒng)反硝化脫氮過(guò)程。難以生化降解的有機(jī)物，無(wú)機(jī)鹽離子被膜處理系統(tǒng)截留，保證透過(guò)水達(dá)標(biāo)排放。濃縮液進(jìn)入濃縮液處理站進(jìn)行處理。具體工藝流程圖如1、2所示。

3、餐廚沼液和垃圾滲濾液協(xié)同處置研究

3.1 混合處理效果研究

餐廚沼液是餐廚垃圾等各種有機(jī)物經(jīng)厭氧發(fā)酵后殘留的液體，主要包括發(fā)酵過(guò)程中分解釋放的有機(jī)物及無(wú)機(jī)鹽類(lèi)。沼液中含有很多可溶性物質(zhì)，包括少量發(fā)酵原料中未被消化的可溶物，以及種類(lèi)眾多的微生物代謝產(chǎn)物，這些新產(chǎn)生的可溶性物質(zhì)包括各種有機(jī)物及各種離子等，沼液中含有多種氨基酸，.氮、磷、鉀含量高，而且含有一定油類(lèi)物質(zhì)。

當(dāng)前針對(duì)沼液的生化處理工藝有缺氧好氧(Anoxic/Oxic，A/O活性污泥法、序批式活性污泥法(Sequencing Batch eactor Activated Sludge，SBR)與膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor，MBR)等工藝。由于沼液難降解及可供微生物利用的有機(jī)質(zhì)較少且C/N失調(diào)等特點(diǎn)，致使單個(gè)處理工藝處理效果不理想；一般需要經(jīng)過(guò)組合工藝的處想理才能實(shí)現(xiàn)氨氮與有機(jī)物的去除，達(dá)到不同廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，額外投加碳源也是一種提高碳氮比的方式，但處理成本大大增加。

增加。垃圾滲濾液有機(jī)物濃度高，水質(zhì)水量不均勻，且滲濾液中成分復(fù)雜，在滲濾液處理過(guò)程中存在一定的難度，而磷元素缺乏，生化反應(yīng)剩余污泥產(chǎn)量大。生活垃圾滲濾液中包含的雜質(zhì)很多，其中就有污泥，針對(duì)滲濾液的污泥處理，若在條件允許的情況下，可以考慮和工業(yè)廢水一起處理。

綜上；餐廚沼液和滲濾液協(xié)同處理，可以補(bǔ)充餐廚沼液生化處理所需要的碳源和堿度，無(wú)需額外投加碳源和純堿，大大節(jié)省了運(yùn)行成本。脫氮菌通過(guò)消耗滲濾液補(bǔ)充的碳源，TN去除效果良好，同時(shí)滲濾液的有機(jī)物在生化系統(tǒng)的去除率也得到相應(yīng)提高。另外兩者混合處理，餐廚沼液含油量被大大稀釋?zhuān)瑴p弱了油含量對(duì)生化細(xì)菌生化細(xì)菌及后期膜系統(tǒng)處理產(chǎn)生的影響。餐廚沼液中富含磷元素可以補(bǔ)充垃圾滲濾液處理中磷元素不足的問(wèn)題。

本產(chǎn)業(yè)園餐廚沼液?jiǎn)为?dú)處理時(shí)，碳源需投加約1.7t/d，經(jīng)餐廚沼液和垃圾滲濾液協(xié)同處理，完全節(jié)省了碳源的投加量，餐廚沼液對(duì)垃圾滲濾液起到稀釋作用，水質(zhì)水量較之前均衡，垃圾滲濾液也對(duì)餐廚沼液中含油成分起到稀釋作用，對(duì)后續(xù)膜系統(tǒng)副作用降低。

由于本產(chǎn)業(yè)園鉸廚沼液與焚燒廠滲濾液水質(zhì)差異較大，因此先將垃圾滲濾液進(jìn)行厭氧處理(UASB)降低COD，隨后再與餐廚沼液在水質(zhì)均衡池混合后進(jìn)入MBR生化系統(tǒng)處理。設(shè)計(jì)處理量300m3/d，垃圾滲濾液140m3/d，池容1200m3，厭氧停留時(shí)間8.57天。生化系統(tǒng)池容2100m3，停留時(shí)間7天。

3.2 生產(chǎn)工藝改進(jìn)

在污水一、二期生化池間添加污水管道，這樣必要時(shí)兩者可以互通，互相應(yīng)援。污水二期調(diào)節(jié)池的沼液可直接通過(guò)管道輸送至污水一期，補(bǔ)充沼液生化處理中所需要的碳源：滲濾液高峰期，污水二期滲濾液負(fù)荷高時(shí)，輸送至污水一期，可解燃眉之急。污水一期停機(jī)檢修時(shí)沼液可通過(guò)管道直接輸送至污水二期與垃圾滲濾液混合處理。本項(xiàng)目餐廚沼液和垃圾滲濾液混合比例在10：1-4：1之間.

4、污泥壓濾液和垃圾滲濾液協(xié)同處理研究

本生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園污泥壓濾液pH為11～12，垃圾滲濾液pH為4.5~5。為此進(jìn)行以下工藝設(shè)計(jì)，污泥壓濾液進(jìn)入生化系統(tǒng)前需進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，然后進(jìn)入沉淀池沉淀，沉淀后的清液進(jìn)行水解酸化提高可生化性，進(jìn)入中間池，經(jīng)污泥壓濾液提升泵泵入生化池，與經(jīng)UASB厭氧發(fā)酵的滲濾液出水在一級(jí)反硝化混合，共同協(xié)同處理。協(xié)同處理節(jié)省了污泥壓濾液pH調(diào)節(jié)所需要的酸成本，大大節(jié)省了成本。

5、混合污水膜濃縮液DTRO+MVR處理技術(shù)研究

污水處理項(xiàng)目處理規(guī)模為一期300m3/d、二期900m3/d。產(chǎn)業(yè)園產(chǎn)生的污水量約700-1200m3/d(其中處理滲濾液700m3/d，壓濾液200m3/d，沼液及動(dòng)物無(wú)害化污水200m3/d)，產(chǎn)生濃縮液量約280-480m3/d。環(huán)評(píng)批復(fù)濃縮液回噴至焚燒爐處理，而大量濃縮液進(jìn)爐焚燒將降低爐溫、影響發(fā)電量，二當(dāng)前膜濃縮液處理壓力極大。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的膜濃縮液通用處理工藝較多應(yīng)用DTRO進(jìn)一步濃縮；最近幾年出現(xiàn)采用MVR更大程度的蒸發(fā)濃縮，減少產(chǎn)生量；根據(jù)本項(xiàng)目垃圾滲濾液濃縮液特性的分析，硬度及堿度較高，易結(jié)垢，考慮到本項(xiàng)目要求，通過(guò)對(duì)不同處理工藝的比較，考慮到運(yùn)行成本、投資成本及系統(tǒng)可以長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，選定前端采用DTRO工藝對(duì)濃縮液產(chǎn)量減量，再用MVR強(qiáng)制循環(huán)閃蒸工藝作為處理本項(xiàng)目膜濃縮液的處理工藝方案。濃縮液減量化處理部分(DTRO部分1規(guī)模為400m3/d，MVR蒸發(fā)工藝部分為1套100m3/d的蒸發(fā)系統(tǒng)。

DTRO+MVR工藝可以滿足濃縮液處理后，產(chǎn)水達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行回用；產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)行大幅減量，減量95％以上的要求。

6、創(chuàng)新性分析

本項(xiàng)目自2018年10月正式運(yùn)行以來(lái)，設(shè)備運(yùn)行安全可靠，處理效果好，運(yùn)行成本低，截止到2020年5月共處理污水40.69萬(wàn)噸，、其中垃圾滲濾液25.5萬(wàn)噸，餐廚沼液10.39萬(wàn)噸，污泥壓濾液2.11萬(wàn)噸，動(dòng)物廢水2.35萬(wàn)噸，濃縮液9.3萬(wàn)噸。處理后的污水經(jīng)實(shí)驗(yàn)室自測(cè)、第三方檢測(cè)和環(huán)保局在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，完全符合《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889―2008)表二標(biāo)準(zhǔn)要求，項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)如下：

(1)通過(guò)采用預(yù)處理+厭氧系統(tǒng)(UBF)+水質(zhì)均衡池+MBR(AO+外置管式超濾)+納濾系統(tǒng)+反滲透系統(tǒng)處理工藝對(duì)餐廚沼液和垃圾滲濾液協(xié)同處理，垃圾滲濾液為沼液提供碳源補(bǔ)給，無(wú)需額外投加碳源和純堿，降低碳源和純堿等耗材成本200多萬(wàn)元/年。同時(shí)滲濾液中的有機(jī)物在生化系統(tǒng)的去除率也得到相應(yīng)提高。

(2)通過(guò)采用預(yù)處理系統(tǒng)(格柵+調(diào)節(jié)池)+厭氧系統(tǒng)(UASB+中沉池)+MBR系統(tǒng)(兩級(jí)A/O+外置管式超濾)+納濾系統(tǒng)+反滲透處理工藝對(duì)垃圾滲濾液與污泥壓濾液協(xié)同處理，pH相互調(diào)配，節(jié)省了污泥壓濾液pH調(diào)節(jié)所需要的酸成本，同時(shí)通過(guò)工藝改進(jìn)，簡(jiǎn)化了工藝流程，提高了處理效率，降低了運(yùn)行成本。

(3)DTRO+MVR技術(shù)處理產(chǎn)業(yè)園混合污水過(guò)程中很大程度上降低了濃縮液產(chǎn)生量，使進(jìn)爐焚燒量基本不會(huì)影響鍋爐熱值和爐膛溫度，也避免了大量回灌導(dǎo)致的膜產(chǎn)水量降低，提高了膜過(guò)濾的效率，解決了滲透液處理難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求等問(wèn)題。

7、結(jié)論

生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園濕合污水處理技術(shù)工藝嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，符合產(chǎn)業(yè)園應(yīng)用需求，該研發(fā)項(xiàng)目能保證垃圾滲濾液、餐廚沼液、污泥壓濾液、動(dòng)物無(wú)害化廢水等的穩(wěn)定處理并達(dá)標(biāo)排放，在國(guó)內(nèi)具有先進(jìn)性和創(chuàng)新性，是產(chǎn)業(yè)園高濃度有機(jī)混合廢水的一次創(chuàng)新性應(yīng)用，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益顯著。（來(lái)源：中節(jié)能(臨沂)環(huán)保能源有限公司）