雞西市生活垃圾滲濾液處理工藝技術(shù)選擇
0前言
北方寒冷地區(qū)，垃圾滲濾液具有明顯季節(jié)特點(diǎn)，如每年的降雨期內(nèi)會產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液，而冬季幾乎沒有滲濾液產(chǎn)生，即滲濾液的產(chǎn)生具有明顯的不連續(xù)性，一年內(nèi)滲濾液產(chǎn)量與滲濾水質(zhì)都有較大變化，在冬季沒有滲濾液產(chǎn)生而整個系統(tǒng)要停止運(yùn)行，而再次啟動要速度快。因此，選擇適合東北地區(qū)氣候特點(diǎn)的垃圾滲濾液處理工藝，處理填埋垃圾產(chǎn)生的滲濾液，使其達(dá)到國家《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889—1997)中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。并具有耐水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷高，有機(jī)物負(fù)荷高，污泥產(chǎn)量低，污泥不需要回流，不會產(chǎn)生污泥膨脹，能耗低，應(yīng)用范圍廣，COD、BOD、SS去除率高，對溫度適應(yīng)性強(qiáng)，占地面積小，節(jié)省基建投資，運(yùn)行費(fèi)用低，管理簡便等優(yōu)點(diǎn)，且具有良好推廣價值的滲濾液處理工藝，對北方寒冷地區(qū)的垃圾無害化事業(yè)有著舉足輕重的作用。以下對2種滲濾液處理工藝技術(shù)進(jìn)行全面比較，選擇出最適合北方寒冷地區(qū)的滲濾液處理工藝。
1處理工藝技術(shù)比較
1.1A／O(缺氧好氧)接觸氧化法處理工藝
該處理技術(shù)各段處理工藝為：攔污設(shè)施——機(jī)械格柵；物化——混凝沉淀、吹脫(預(yù)處理)和沉淀、混凝過濾和消毒(后處理)；生化——厭氧結(jié)合A／O接觸氧化。工藝流程見圖1。
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圖1A／O(缺氧好氧)接觸氧化法處理工藝流程圖
垃圾滲濾液首先經(jīng)調(diào)節(jié)蓄水池收集，出水經(jīng)機(jī)械格柵攔截后能過提升泵提升至混凝沉淀池，經(jīng)加藥混凝沉淀，去除重金屬、SS和部分有機(jī)污染物；炷恋沓爻鏊帽锰嵘涟钡得撍コ糠职钡，使氨氮含量降低至不抑制后續(xù)生化處理的程度。氨氮吹脫塔出水由調(diào)整池收集，調(diào)節(jié)PH值后用泵提升至加熱交換器，經(jīng)加熱后進(jìn)入QCS厭氧反應(yīng)器。QCS厭氧反應(yīng)器出水自流至厭氧結(jié)合A／O接觸氧化池進(jìn)行生化處理。出水經(jīng)沉淀后采用混凝過濾和消毒處理，使之全面達(dá)到國家要求的二排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)排放。工藝中增加了一級應(yīng)急吸附器應(yīng)付特殊情況。
該處理工藝具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：
(1)利用系統(tǒng)中培養(yǎng)的硝化菌及脫氮菌，同時達(dá)到去除污水中含碳有機(jī)物及氨氮的目的，與傳統(tǒng)的生化處理法相比基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用較低、占地面積較少。
(2)A／O生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量較少，而且污泥沉降性能較好，易于脫水。
(3)A／O生物處理系統(tǒng)較一般生物處理系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷高，運(yùn)行穩(wěn)定。
(4)A／O生物處理系統(tǒng)因?qū)O2-N轉(zhuǎn)化成N2，因此不會出現(xiàn)硝化過程中產(chǎn)生的NO2-N積累，不僅能解決有機(jī)污染，還能解決氮和部分磷的污染。
(5)但是與傳統(tǒng)的生化處理法一樣，具有菌種馴化時間長(20～30d)，啟動溫度要求高，重新啟動時間長等缺點(diǎn)。雞西地區(qū)年平均溫度低，冰點(diǎn)以下時將無法進(jìn)行正常的處理，因此采用該工藝技術(shù)每年只能運(yùn)行180d左右。為了避免氣溫低時生物菌種死亡而影響來年的正常運(yùn)行，生化構(gòu)筑物、設(shè)備和污水管道必須作保溫和防凍處理。為了達(dá)到最大處理效果，厭氧塔循環(huán)水采用熱交換器由蒸汽加熱，設(shè)備運(yùn)行時水溫保持在35±2℃，休眠期水溫保持在5～10℃。
1.2開放式連續(xù)型真空抽濾污水處理工藝
“開放式連續(xù)型高真空抽濾污水處理技術(shù)”，改變了沿用傳統(tǒng)的“生化法水處理技術(shù)”的工藝復(fù)雜、建設(shè)投資高、運(yùn)行成本高的弊端，走出了一條創(chuàng)新之路，其特點(diǎn)是“投資省、占地小、經(jīng)久耐用、噸水處理綜合成本費(fèi)用低”。
1.2.1工藝流程
垃圾滲漏液進(jìn)入調(diào)節(jié)池，接著把滲漏液在苛化池內(nèi)苛化，進(jìn)入沉淀池，經(jīng)6h沉淀后流到真空過濾池，過濾使污水凈化達(dá)國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)，排放或回用。見圖2。
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圖2垃圾滲漏工藝流程圖
1.2.2工作原理
由工藝流程圖可知，該系統(tǒng)充分地將絮凝、沉淀、吸附、過濾等多項物理、化學(xué)技術(shù)相互溶合，實際了污水處理工藝的高度集成化、有效化、經(jīng)濟(jì)化。它的核心技術(shù)為“開放式連續(xù)型真空抽濾池”。該池采用了獨(dú)特的濾料，全新的自然真空技術(shù)，具有傳統(tǒng)濾池?zé)o法比擬的特性。
獨(dú)特的濾料使濾池的去污機(jī)理不僅僅局限于過濾，而是將吸附、膜技術(shù)、微生物技術(shù)、物理、化學(xué)反應(yīng)、過濾等機(jī)理有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而形成一個高效的仿生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，確保了該項技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。
全新的自然真空技術(shù)將應(yīng)力狀態(tài)的力轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿顟B(tài)的力，不用真空機(jī)械設(shè)備就達(dá)到高度真空，進(jìn)一步強(qiáng)化了濾池的處理能力。
1.2.3工藝流程特點(diǎn)
(1)構(gòu)思獨(dú)特，設(shè)計新穎，治污效果好，投資運(yùn)轉(zhuǎn)成本低。
(2)氣液在濾料間隙充分接觸，氣液相對運(yùn)動氧的轉(zhuǎn)移率高，動力消耗低。
(3)具有較高氧利用率，空氣在濾料中曲折穿過，增加了停留時間，提高了氧從氣相向液相轉(zhuǎn)移效率。
(4)具有較強(qiáng)耐沖擊負(fù)荷能力，這是由于曝氣和較大的生物量使進(jìn)入池內(nèi)的廢水很快得到混合、稀釋，不致對濾池的工作有較大影響。
(5)剩余污泥少，沒有污泥膨脹現(xiàn)象，比較容易去除難分解和分解速度慢的有機(jī)物。
(6)濾料間水流快，接觸時間長，水力沖刷力大，生物不易脫落。
(7)能巧妙地把應(yīng)力狀態(tài)的真空壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿顟B(tài)的力，不用任何真空機(jī)械，能使過濾池達(dá)到千噸萬噸以上的表面壓力，使污水強(qiáng)化過濾，得到凈化，整個污水處理運(yùn)轉(zhuǎn)過程是一個生態(tài)循環(huán)的強(qiáng)化，整個工藝流程是一個仿生態(tài)結(jié)構(gòu)。
(8)膜自身具有截留原污水中懸浮物與脫落的生物污泥功率，無需設(shè)二沉池，占地面積少。
(9)膜的顆粒細(xì)小，提供了較大的比表面積，使濾池單位面積內(nèi)保持較高的生物量，活性相對較高，因此對有機(jī)物的去除率也較高。
(10)勿需污泥回流，也無污泥膨脹之慮，維護(hù)管理也非常方便。
(11)受氣溫影響小，由于采用真空連續(xù)抽濾池工藝，其處理污水過程受溫度影響小，因此比較適合北方寒冷地區(qū)。
1.2.4工藝技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
該技術(shù)工藝雖然簡單，但是涵蓋以上3個級別處理技術(shù)，其技術(shù)要點(diǎn)在于獨(dú)特的過濾膜和真空井。
(1)過濾膜
獨(dú)特過濾膜是根據(jù)美國的“稀疏波概念”和采用“重液漂移沉降法”的技術(shù)原理，使濾池表面形成上小下大的反漏斗形孔徑，在高真空的作用下使池表面形成堅硬的過濾膜孔徑可任意放大和縮小，一般在幾個微米，能夠濾掉葡萄球菌、鏈球菌、大腸肝菌。把簡單的物理過濾過程發(fā)展為物理化學(xué)的同步。在過濾中有繆體離子電子得失，能有效地調(diào)節(jié)水的酸堿平衡。特殊的濾料使濾池的去污機(jī)理不僅僅局限于過濾，而是將膜技術(shù)、物理、化學(xué)反應(yīng)、過濾等機(jī)理有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而形成一個高效的仿生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，確保了該項技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。
(2)真空井技術(shù)
該工藝的另一個技術(shù)要點(diǎn)是根據(jù)自然界泉水形成的原理而設(shè)計的獨(dú)特的真空并。它不采用任何真空機(jī)械，在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中能夠產(chǎn)生4Pa的高度真空，最大可達(dá)－0.9kg／cm以上的負(fù)壓，而且池面積可任意增大，故而運(yùn)轉(zhuǎn)中池表面能夠產(chǎn)生數(shù)萬噸的表面壓力。很小的動力能把應(yīng)力狀態(tài)的真空壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿顟B(tài)的力，既保障了過濾的水質(zhì)，又提高了運(yùn)行效率。全部運(yùn)轉(zhuǎn)過程都是高真空的負(fù)壓運(yùn)轉(zhuǎn)，所以不會造成噪音與灰塵的污染。如圖3。
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圖3真空井技術(shù)簡圖
1.2.5處理效果
垃圾滲漏液處理站的進(jìn)水水質(zhì)如表1。
表1處理站進(jìn)口水質(zhì)(單位：mg/L)
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(3)排放標(biāo)準(zhǔn)
廢水處理站的廢水排放執(zhí)行GB8978－96的排放標(biāo)準(zhǔn)，如表2、表3。
表2排放標(biāo)準(zhǔn)(單位：mg/L)
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綜上所述，MO接觸氧化法雖然是對傳統(tǒng)的污水處理工藝進(jìn)行了改進(jìn)，但仍存在工藝流程及設(shè)備復(fù)雜，需馴化菌種，機(jī)械設(shè)施多，生化處理藥劑量大、種類多，工期長，對溫度要求苛刻等弊端，特別是對溫度的要求難以適應(yīng)北方地區(qū)寒冷的氣候。而“開放式連續(xù)型真空抽濾池”技術(shù)卻克服了生化處理法的一些弊端簡化了工藝技術(shù)，提高了處理效率，降低了對溫度的要求(4℃以上)，冬季在適當(dāng)?shù)谋叵驴梢哉＿\(yùn)行。通過對工藝的比較開放式連續(xù)型真空抽濾池處理技術(shù)更適合北方寒冷地區(qū)滲濾液處理。
2建設(shè)成本比較
A／O接觸氧化法處理工藝技術(shù)，因為工藝復(fù)雜所需設(shè)施、設(shè)備多，占地面積較大，還要有較好的保溫措施，因此，處理規(guī)模200t／d的建設(shè)成本為464萬元(2003年設(shè)計總投資)。
“開放式連續(xù)型真空抽濾池”技術(shù)將傳統(tǒng)的污水治理工藝流程簡單化，占地面積少(是其他處理方法的30％～40％)，建設(shè)投資少(其他方法的50％左右)，因此，處理規(guī)模200t／d的建設(shè)成本為546.3萬元(2007年設(shè)計總投資)。與其他工藝技術(shù)處理方法建設(shè)成本比較見技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表。
3 運(yùn)行成本比較
A／O接觸氧化法處理工藝技術(shù)有加熱系統(tǒng)，設(shè)備復(fù)雜消耗高，維護(hù)和維修費(fèi)用大，藥劑種類多消耗大，操作復(fù)雜，工作人員多，因此，其運(yùn)行成本比較高，運(yùn)行成本為18元／t。“開放式連續(xù)型真空抽濾池”技術(shù)，設(shè)備機(jī)械簡單且能耗低；操作簡單、使用人員少；設(shè)施牢固維修費(fèi)用低；運(yùn)行費(fèi)用低，噸處理費(fèi)用不超過10元。與其他工藝技術(shù)處理方法運(yùn)行成本比較見技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表4。
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4 結(jié)論
通過以上的比較可以看出，“開放式連續(xù)型真空抽濾法”污水處理技術(shù)在處理效果、投資成本、運(yùn)行費(fèi)用、占地面積以及對環(huán)境的影響等要求上更能符合當(dāng)今污水處理的實際需要，因此推薦選用其專利技術(shù)處理北方寒冷地區(qū)的垃圾滲濾液。
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