UASB/SBR/MBR工艺处理生活垃圾焚烧厂渗滤液

摘要：采用UASB/SBR/MBR工艺处理生活垃圾焚烧厂渗滤液，处理规模为100m3/d，设计进水COD为50000mg/L、BOD5为25000mg/L、NH3-N为300mg/L、TP为15mg/L、SS为9000mg/L，出水COD为50mg/L、BOD5为15ing/L、NH3-N为5.45mg/L、TP为0.27mg/L、SS≤20mg/L、石油类≤0.1mg/L，达到了《城市污水再生利用 工业用水水质》（GB/T19923-2005）中冷却用水水质要求，可补充到电厂循环冷却水系统中回用，实现了垃圾焚烧厂废水的“零排放”目标。
      关键词：垃圾焚烧；渗滤液；UASB；SBR；MBR
      生活垃圾焚烧厂渗滤液成分复杂，含有高浓度有机物和盐分，如果直接回喷至焚烧炉内焚烧处理，产生的成本折合成燃料计算成本将高达122元/m3，相比之下，将垃圾渗滤液集中进行生化处理是一种经济有效的解决办法。
      杭州锦江集团作为国内最大的生活垃圾焚烧发电企业，同浙江大学、华中科技大学等单位合作，致力于垃圾焚烧二次污染控制研究，并于2007年底在杭州市萧山垃圾焚烧厂投资建设了处理规模为100m3/d的垃圾渗滤液处理示范工程。
  
  1 设计水质、水量
     据研究，生活垃圾在堆酵48h后，实际脱水率为12％左右，垃圾整体减重可达20％左右。杭州锦江萧山垃圾焚烧发电厂的生活垃圾处理量为800t/d，垃圾渗滤液产量为100m3/d左右。设计水质及排放标准见表1。
  表1设计水质及排放标准
  
  2 渗滤液处理工艺
  工艺流程见图1。
      垃圾渗滤液进入调节池调节水质、水量并进行预曝气，以去除部分氨氮和有机物，出水经初沉池沉淀去除大颗粒有机物和无机物，再通过内电解分解去除部分水溶性有机物，并降低渗滤液的毒性、提高可生化性，然后再进入UASB反应器。利用电厂余热使UASB保持中温（30℃）消化，COD去除率>70％，产生的甲烷收集至锅炉内焚烧。UASB反应器出水进入SBR反应池，采用间歇曝气，去除80％以上的COD和氨氮，然后进入MBR反应器，通过活性污泥和膜截留去除60％以上的COD和90％以上的氨氮，膜出水再通过加入絮凝剂脱色，出水水质可达到工业冷却水回用标准。
      UASB、MBR、斜板沉淀池的污泥进入污泥浓缩池浓缩后，再通过板框压滤机脱水，脱水污泥含水率75％、pH值>7.0时，稳定运行3～5天，再逐步提高负荷。在调试过程中出现跑泥现象，可能是负荷提高过快或水流速度过大所致；将流速由l0m3/h降至3m3/h，同时加入少许粘土、粗砂石等小颗粒物质，可解决跑泥问题。连续运行一段时间后，从反应器底部取泥样用电镜观察，发现污泥颗粒有缠绕紧密的菌丝主干，表面和内部嵌着一些非细胞的粘性物质（可能是细胞分泌物）。
  ③满负荷运行阶段。污泥颗粒化速率越来越快，形成一层层颗粒污泥层。出水SS浓度进一步降低，污泥的沉降性和稳定性有明显改善，产气量有很大提高，反应器容积负荷最终稳定在5.0kgCOD/（m3•d）左右，COD去除率>70％。
  4.2 SBR、MBR的调试
  由于渗滤液的有机物和氨氮浓度较高，故SBR和MBR在稳定运行之前，必须培养出适应渗滤液水质特点，具有硝化菌和反硝化菌的活性污泥。接种污泥采用萧山污水处理厂二沉池的回流污泥，于泥投量为曝气池总容积的1％，在接种污泥的同时按生活污水：UASB出水=10：1的比例依次短时进入，每次进水后缺氧搅拌3.0h、曝气6.0h。连续进水几次后，直到反应器加满。
  SBR的调试与MBR同步进行，SBR出水通过中间池直接进入MBR。由于采用城市污水厂好氧活性污泥作为接种污泥，当渗滤液经稀释投加时，系统初始的COD去除率较高，这是因为SBR系统具有较高的缓冲和稀释作用，之后出水COD逐渐升高，2天后污泥逐渐适应水质时，COD的去除率逐渐升高并稳定在75％左右。再接着将UASB出水稀释5倍加入，SBR和MBR的出水COD浓度亦随之增加，10天后去除率分别稳定在70％、35％；再将UASB出水稀释3倍加入，l0天后SBR的COD、NH3-N去除率分别达到70％、53％，MBR的COD、NH3-N去除率分别达到40％、56％。最后直接以UASB出水作为反应器的进水，大概3周后SBR对COD、NH3-N的去除率分别达到81％、90％，MBR对COD、NH3-N的去除率分别达到70％、90％。整个调试过程持续45天，反应器启动成功。
  4.3 混凝剂的选择
  实验证明，铝盐混凝剂的效果好于铁盐混凝剂，高分子混凝剂的效果好于无机盐混凝剂。在综合考虑经济和运行效果的情况下将聚合氯化铝铁（PAFC）与硫酸铝（AS）配合使用，处理效果较好。而PAFC与AS的投量分别为200mg/L和500mg/L时处理效果最优。
  5工程总结
  经过两个半月的调试，该工程出水各项指标达到了《城市污水再生利用 工业用水水质》（GB/T19923-2005）中冷却用水水质要求，可补充到电厂循环冷却水系统中回用，实现了垃圾焚烧电厂废水“零排放”的目标。2008年5月29日由浙江省环境检测中心进行了监测验收，数据见表2。
  
  该工程总投资为700万元，装机容量为80kW，电耗为19.2kW•h/m3，电价按0.55（kW•h）计，则电费为l0.56元/m3。药剂费主要为石灰和混凝剂的费用，约为4元/m3。拟配备4人，工资按1800元/（月•人）计，则人工费为2.4元/m3。综合上述费用，不考虑折旧、设备维修、监测等费用，直接运行费为16.96元/m3。

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