高濃度有機混合污水協(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)”的主體工藝對上述項目產(chǎn)生的垃圾滲濾液、污泥壓濾液、餐廚沼液、動物無害化污水進行協(xié)同處置，設(shè)計日處理能力，一期300m3/d，二期900m3/d，處理后的出水全部達到《生活垃圾填埋場污染控制標(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)，進一步通過厭氧系統(tǒng)進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，大大降低有機物含量，經(jīng)厭氧發(fā)酵的污水進入生化系統(tǒng)，生化系統(tǒng)中的微生物利用污水中的有機物完成自身生長繁殖，進一步降低有機物含量，并完成生化系統(tǒng)反硝化脫氮過程。難以生化降解的有機物，無機鹽離子被膜處理系統(tǒng)截留，保證透過水達標(biāo)排放。濃縮液進入濃縮液處理站進行處理。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物經(jīng)厭氧發(fā)酵后殘留的液體，主要包括發(fā)酵過程中分解釋放的有機物及無機鹽類。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，而且含有一定油類物質(zhì)。

當(dāng)前針對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質(zhì)較少且C/N失調(diào)等特點，致使單個處理工藝處理效果不理想；一般需要經(jīng)過組合工藝的處想理才能實現(xiàn)氨氮與有機物的去除，達到不同廢水排放標(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，可以補充餐廚沼液生化處理所需要的碳源和堿度，無需額外投加碳源和純堿，大大節(jié)省了運行成本。脫氮菌通過消耗滲濾液補充的碳源，TN去除效果良好，同時滲濾液的有機物在生化系統(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，減弱了油含量對生化細菌生化細菌及后期膜系統(tǒng)處理產(chǎn)生的影響。餐廚沼液中富含磷元素可以補充垃圾滲濾液處理中磷元素不足的問題。

本產(chǎn)業(yè)園餐廚沼液單獨處理時，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，垃圾滲濾液也對餐廚沼液中含油成分起到稀釋作用，對后續(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)均衡池混合后進入MBR生化系統(tǒng)處理。設(shè)計處理量300m3/d，垃圾滲濾液140m3/d，池容1200m3，厭氧停留時間8.57天。生化系統(tǒng)池容2100m3，停留時間7天。

3.2 生產(chǎn)工藝改進

在污水一、二期生化池間添加污水管道，這樣必要時兩者可以互通，互相應(yīng)援。污水二期調(diào)節(jié)池的沼液可直接通過管道輸送至污水一期，補充沼液生化處理中所需要的碳源：滲濾液高峰期，污水二期滲濾液負荷高時，輸送至污水一期，可解燃眉之急。污水一期停機檢修時沼液可通過管道直接輸送至污水二期與垃圾滲濾液混合處理。本項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。為此進行以下工藝設(shè)計，污泥壓濾液進入生化系統(tǒng)前需進入pH調(diào)節(jié)池進行pH調(diào)節(jié)，然后進入沉淀池沉淀，沉淀后的清液進行水解酸化提高可生化性，進入中間池，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，沼液及動物無害化污水200m3/d)，產(chǎn)生濃縮液量約280-480m3/d。環(huán)評批復(fù)濃縮液回噴至焚燒爐處理，而大量濃縮液進爐焚燒將降低爐溫、影響發(fā)電量，二當(dāng)前膜濃縮液處理壓力極大。

國內(nèi)現(xiàn)有的膜濃縮液通用處理工藝較多應(yīng)用DTRO進一步濃縮；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，考慮到本項目要求，通過對不同處理工藝的比較，考慮到運行成本、投資成本及系統(tǒng)可以長時間的連續(xù)穩(wěn)定運行，選定前端采用DTRO工藝對濃縮液產(chǎn)量減量，再用MVR強制循環(huán)閃蒸工藝作為處理本項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)水達到回用水標(biāo)準(zhǔn)進行回用；產(chǎn)生的濃縮液進行大幅減量，減量95％以上的要求。

6、創(chuàng)新性分析

本項目自2018年10月正式運行以來，設(shè)備運行安全可靠，處理效果好，運行成本低，截止到2020年5月共處理污水40.69萬噸，、其中垃圾滲濾液25.5萬噸，餐廚沼液10.39萬噸，污泥壓濾液2.11萬噸，動物廢水2.35萬噸，濃縮液9.3萬噸。處理后的污水經(jīng)實驗室自測、第三方檢測和環(huán)保局在線監(jiān)測系統(tǒng)，完全符合《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889―2008)表二標(biāo)準(zhǔn)要求，項目創(chuàng)新點如下：

(1)通過采用預(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給，無需額外投加碳源和純堿，降低碳源和純堿等耗材成本200多萬元/年。同時滲濾液中的有機物在生化系統(tǒng)的去除率也得到相應(yīng)提高。

(2)通過采用預(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A/O+外置管式超濾)+納濾系統(tǒng)+反滲透處理工藝對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，同時通過工藝改進，簡化了工藝流程，提高了處理效率，降低了運行成本。

(3)DTRO+MVR技術(shù)處理產(chǎn)業(yè)園混合污水過程中很大程度上降低了濃縮液產(chǎn)生量，使進爐焚燒量基本不會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，提高了膜過濾的效率，解決了滲透液處理難以達到標(biāo)準(zhǔn)要求等問題。

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)項目能保證垃圾滲濾液、餐廚沼液、污泥壓濾液、動物無害化廢水等的穩(wěn)定處理并達標(biāo)排放，在國內(nèi)具有先進性和創(chuàng)新性，是產(chǎn)業(yè)園高濃度有機混合廢水的一次創(chuàng)新性應(yīng)用，具有較大的推廣應(yīng)用價值，經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益顯著。（來源：中節(jié)能(臨沂)環(huán)保能源有限公司）