發布時間：2021-10-22所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： [摘要]采用(改性預處理-管式超濾)+兩級DT+樹脂吸附組合工藝深度處理垃圾焚燒發電廠滲濾液厭氧出水，中試實驗結果表明：混凝沉淀-管式超濾單元運行穩定，且能有效去除污水中的懸浮物，降低濁度，對COD的去除率41.8%，對總硬的去除率28.1%;DTRO單元運行壓力上
[摘要]采用“(改性預處理-管式超濾)+兩級DT+樹脂吸附”組合工藝深度處理垃圾焚燒發電廠滲濾液厭氧出水，中試實驗結果表明：混凝沉淀-管式超濾單元運行穩定，且能有效去除污水中的懸浮物，降低濁度，對COD的去除率41.8%，對總硬的去除率28.1%;DTRO單元運行壓力上漲平穩，污染物去除率高，其中COD、氨氮去除率分別達99.2%、99.2%;該組合工藝系統穩定可靠，出水COD25mg/L、氨氮1.6mg/L，滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)中一級A標準，是一種可行的工藝。
[關鍵詞]焚燒廠厭氧出水;改性預處理;管式膜;兩級DT;樹脂吸附
隨著國民經濟發展以及人民生活水平的提高，生活垃圾的產生量也逐日增長[1]，目前我國平均每人每天垃圾產量為0.8~1.1kg，并以10%的速率逐年增長，預計到2030年將會達到4.09億噸，到2050年達到5.28億噸[2]，生活垃圾處理也成為我們面臨的重大問題。目前垃圾無害化處理主要為衛生填埋、焚燒[3]，但從生活垃圾的產量及增長率來看，垃圾焚燒比衛生填埋更適應我國國情。焚燒法處理垃圾具有占地少，減量化、無害化、資源化程度高的特點，同時垃圾料坑會產生大量滲濾液[4]。
垃圾焚燒廠滲濾液為垃圾在料坑堆存5~7d的發酵過程中所產生，跟垃圾填埋場滲濾液水質差異很大，具有新鮮垃圾滲濾液的典型特征：COD、BOD5含量高，可生化性較好[5]。針對高濃廢水，通常采用厭氧-好氧組合處理工藝[6-7]，隨著排放標準越來越嚴格，近年來常用的處理工藝是預處理+生化(厭氧+好氧+MBR)+深度處理[8-10]，該工藝目前應用廣泛，但也存在一定問題，整體系統回收率較低，一般在50%~60%左右，其生化好氧系統占地面積較大，土建投入較大，考慮生化好氧系統碳氮比平衡的問題，前端的厭氧系統經常被抑制，沒有發揮厭氧系統的最大產能，同時系統運營操作要求高，自控性較低。
DTRO技術起源于德國，并于上個世紀90年代在德國的Ihlenberg建成第一座DTRO設備處理垃圾滲濾液工程由于DTRO具有敞開式流道、湍流式流態，不易污染等特點，DTRO系統具有啟動快，產水穩定，因此，適用于垃圾滲濾液原水的處理，特別是一些含鹽量較高，碳氮比嚴重失調的老齡垃圾場滲濾液處理上，得到廣泛的運用[11-12]。但由于垃圾焚燒發電廠滲濾液水質特性不同于生活垃圾填埋場，其懸浮物高，而且還有油類，不宜用膜技術直接進行處理。
滲濾液經過厭氧處理后，難降解大分子有機物基本被降解成小分子有機物，水質變的相對比較簡單，有機物濃度的極大的削減，如果此時對厭氧出水稍加預處理，然后采用以垃圾焚燒發電廠滲濾液處理站厭氧出水為處理對象，建立“改性預處理+TUF+兩級DT+樹脂吸附”組合工藝深度處理焚燒發電廠垃圾滲濾液厭氧出水，一方面可以最大限度釋放厭氧產能，無需擔心后續好氧池碳氮比失調的問題，另一方面大大節約現場用地，提高系統的自控性，降低調試運營難度，另外也能一定程度降低投資成本。在本論文中，將考察改性預處理+管式膜、兩級DT系統的運行穩定性以及該工藝產水的達標情況。
1材料與方法
1.1實驗裝置
實驗工藝流程如圖1所示。首先，IC厭氧出水先打到攪拌反應罐;然后投加NaOH藥劑調節pH=10左右，攪拌30min進行反應，然后進入沉淀罐沉淀2h;取沉淀后的上清液進入超濾系統過濾;超濾濃縮液回流至反應罐，超濾產水經加酸回調后進入兩級DTRO系統;DTRO產水經樹脂罐吸附氨氮后達標排放。本論文采用的中管式超濾實驗裝置及DTRO實驗裝置由廈門嘉戎技術股份有限公司提供。
1.2水質分析
本論文中滲濾液厭氧出水取自山東某垃圾焚燒廠，其主要的水質指標如表1所示，可以看出IC出水中氨氮還是比較高，有機物被大量的降解，出水COD為5500mg/L;厭氧出水電導率、氨氮、總堿度均較高。
滲濾液處理系統出水水質應滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)中一級A標準，見表2。
1.3分析方法
COD檢測采用重鉻酸鉀法(GB11914-89);氨氮檢測采用納氏試劑法(HJ535-2009);鈣鎂離子和總硬度檢測采用EDTA滴定法(GBT7477-87);pH檢測采用采用pH計(雷磁DDS-11A)。
2結果與討論
2.1改性預處理-管式膜實驗
IC厭氧出水經投加NaOH調節pH進行水質改性混凝沉淀預處理;沉淀后上清液進入管式膜設備，產水進入兩級DTRO單元進行處理，濃縮液返回前端跟IC厭氧出水混合后經加藥混凝沉淀再進入管式膜處理;管式膜能有效去除污水中的懸浮物，降低濁度。
2.1.1管式膜膜通量變化
實驗控制入口壓力為0.3MPa，出口壓力為0.15MPa，操作溫度為32~35℃，濃縮液的排量為產水量的15%~20%，膜通量隨運行時間變化如圖2所示：
由圖2可知，本次實驗共運行94h，初始膜通量為67LMH，終點膜通量為55LMH，運行時間內膜通量衰減18%，管式膜運行穩定。
2.1.2管式膜對懸浮物截留效果
超濾產水截留效果如圖3所示(以濁度計)，超濾進水(IC厭氧出水)濁度為1463NTU，超濾產水47NTU，超濾產水濁度去除率96.8%，懸浮膠體已大部分去除，結合表2-1可知TUF單元去除了IC產水中41.8%的有機物，對總硬的去除率為28.1%，由于IC出水的堿度比較高，采用氫氧化鈉調節pH=10，可以使部分鈣、鎂形成沉淀去除，另外，IC厭氧出水中還是有一部分大分子有機物，這可能是難生物降解的腐殖酸類物[13]，這類有機物一般是帶有負電，因此可能會與碳酸鈣、碳酸鎂或氫氧化鎂沉淀物質吸附而被管式超濾膜去除，硬度或有機物對于后續DTRO膜系統可能存在比較大的污染風險[14]，采用TUF對這部分有機物和硬度去除，有利于后續DTRO膜系統的穩定運行。
2.2兩級DT實驗
超濾產水經調酸至6.5，然后加5ppm阻垢劑進入兩級DTRO系統進行處理，其中膜污染主要集中在一級DTRO，因此DT系統膜運行情況主要考察一級DTRO。
2.2.1一級DTRO膜運行情況
超濾產水進入一級DTRO系統，控制膜通量不變，考察入膜壓力變化情況，設置產水膜通量為8.51LMH，系統收率控制在60%。入膜壓力及入膜溫度隨運行時間變化如圖4所示：
由圖4可知，本次實驗共運行94h，溫度波動范圍較大，為16~21℃，所以入膜壓力也會存在一定的波動，為63~70bar，DTRO整體上運行壓力上漲較為平穩，DTRO系統運行穩定。
2.2.2兩級DTRO系統對污染物的去除效果
兩級DTRO系統對各指標去除效果見表3：
由表3可知，兩級DT系統對污染物去除率高，COD去除率達99.2%，氨氮的去除率達99.2%;其中一級DT產水COD為230.0mg/L，氨氮為219.8mg/L，不滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)中一級A標準COD為50.0mg/L，氨氮為5.0mg/L;二級產水COD為25.0mg/L，能夠滿足排放標準，但氨氮為23.9mg/L，不能滿足排放標準。因此兩級DTRO系統處理超濾出水，COD能夠達標，氨氮不能達標。
2.3樹脂吸附氨氮實驗
為了保證氨氮達標，在DTRO系統后端再接樹脂罐進行吸附脫除氨氮，吸附時間30min，氨氮的去除效果見圖5：
如圖5可知，兩級DT出水經樹脂吸附后，氨氮由23.9mg/L將至1.6mg/L，能夠滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)中一級A標準中氨氮5mg/L的要求。
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3結論
采用“改性預處理-管式超濾+兩級DT+樹脂吸附”組合工藝深度處理垃圾焚燒發電廠滲濾液IC塔出水，其中主要的結論如下所示：
(1)改性預處理-管式超濾實驗共運行94h，初始膜通量為67LMH，終點膜通量為55LMH，運行時間內膜通量衰減18%，管式膜運行穩定，且能有效去除污水中的懸浮物，降低濁度，TUF對改性預處理后的IC出水的COD去除率41.8%，總硬去除率28.1%。
(2)一級DT實驗共運行94h，膜柱運行壓力平穩，DT系統運行穩定。
(3)IC厭氧+(混凝沉淀-管式超濾)+兩級DT+樹脂吸附工藝出水COD25mg/L、氨氮1.6mg/L，出水穩定，能夠滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)中一級A標準。——論文作者：鄭飛龍1，都軍東2，學賢1，蔣乾虹1，方藝民1，張建發1
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