发布时间：2021-10-22所属分类：工程师职称论文浏览：1次
摘 要： [摘要]采用(改性预处理-管式超滤)+两级DT+树脂吸附组合工艺深度处理垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧出水，中试实验结果表明：混凝沉淀-管式超滤单元运行稳定，且能有效去除污水中的悬浮物，降低浊度，对COD的去除率41.8%，对总硬的去除率28.1%;DTRO单元运行压力上
[摘要]采用“(改性预处理-管式超滤)+两级DT+树脂吸附”组合工艺深度处理垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧出水，中试实验结果表明：混凝沉淀-管式超滤单元运行稳定，且能有效去除污水中的悬浮物，降低浊度，对COD的去除率41.8%，对总硬的去除率28.1%;DTRO单元运行压力上涨平稳，污染物去除率高，其中COD、氨氮去除率分别达99.2%、99.2%;该组合工艺系统稳定可靠，出水COD25mg/L、氨氮1.6mg/L，满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中一级A标准，是一种可行的工艺。
[关键词]焚烧厂厌氧出水;改性预处理;管式膜;两级DT;树脂吸附
随着国民经济发展以及人民生活水平的提高，生活垃圾的产生量也逐日增长[1]，目前我国平均每人每天垃圾产量为0.8~1.1kg，并以10%的速率逐年增长，预计到2030年将会达到4.09亿吨，到2050年达到5.28亿吨[2]，生活垃圾处理也成为我们面临的重大问题。目前垃圾无害化处理主要为卫生填埋、焚烧[3]，但从生活垃圾的产量及增长率来看，垃圾焚烧比卫生填埋更适应我国国情。焚烧法处理垃圾具有占地少，减量化、无害化、资源化程度高的特点，同时垃圾料坑会产生大量渗滤液[4]。
垃圾焚烧厂渗滤液为垃圾在料坑堆存5~7d的发酵过程中所产生，跟垃圾填埋场渗滤液水质差异很大，具有新鲜垃圾渗滤液的典型特征：COD、BOD5含量高，可生化性较好[5]。针对高浓废水，通常采用厌氧-好氧组合处理工艺[6-7]，随着排放标准越来越严格，近年来常用的处理工艺是预处理+生化(厌氧+好氧+MBR)+深度处理[8-10]，该工艺目前应用广泛，但也存在一定问题，整体系统回收率较低，一般在50%~60%左右，其生化好氧系统占地面积较大，土建投入较大，考虑生化好氧系统碳氮比平衡的问题，前端的厌氧系统经常被抑制，没有发挥厌氧系统的最大产能，同时系统运营操作要求高，自控性较低。
DTRO技术起源于德国，并于上个世纪90年代在德国的Ihlenberg建成第一座DTRO设备处理垃圾渗滤液工程由于DTRO具有敞开式流道、湍流式流态，不易污染等特点，DTRO系统具有启动快，产水稳定，因此，适用于垃圾渗滤液原水的处理，特别是一些含盐量较高，碳氮比严重失调的老龄垃圾场渗滤液处理上，得到广泛的运用[11-12]。但由于垃圾焚烧发电厂渗滤液水质特性不同于生活垃圾填埋场，其悬浮物高，而且还有油类，不宜用膜技术直接进行处理。
渗滤液经过厌氧处理后，难降解大分子有机物基本被降解成小分子有机物，水质变的相对比较简单，有机物浓度的极大的削减，如果此时对厌氧出水稍加预处理，然后采用以垃圾焚烧发电厂渗滤液处理站厌氧出水为处理对象，建立“改性预处理+TUF+两级DT+树脂吸附”组合工艺深度处理焚烧发电厂垃圾渗滤液厌氧出水，一方面可以最大限度释放厌氧产能，无需担心后续好氧池碳氮比失调的问题，另一方面大大节约现场用地，提高系统的自控性，降低调试运营难度，另外也能一定程度降低投资成本。在本论文中，将考察改性预处理+管式膜、两级DT系统的运行稳定性以及该工艺产水的达标情况。
1材料与方法
1.1实验装置
实验工艺流程如图1所示。首先，IC厌氧出水先打到搅拌反应罐;然后投加NaOH药剂调节pH=10左右，搅拌30min进行反应，然后进入沉淀罐沉淀2h;取沉淀后的上清液进入超滤系统过滤;超滤浓缩液回流至反应罐，超滤产水经加酸回调后进入两级DTRO系统;DTRO产水经树脂罐吸附氨氮后达标排放。本论文采用的中管式超滤实验装置及DTRO实验装置由厦门嘉戎技术股份有限公司提供。
1.2水质分析
本论文中渗滤液厌氧出水取自山东某垃圾焚烧厂，其主要的水质指标如表1所示，可以看出IC出水中氨氮还是比较高，有机物被大量的降解，出水COD为5500mg/L;厌氧出水电导率、氨氮、总碱度均较高。
渗滤液处理系统出水水质应满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中一级A标准，见表2。
1.3分析方法
COD检测采用重铬酸钾法(GB11914-89);氨氮检测采用纳氏试剂法(HJ535-2009);钙镁离子和总硬度检测采用EDTA滴定法(GBT7477-87);pH检测采用采用pH计(雷磁DDS-11A)。
2结果与讨论
2.1改性预处理-管式膜实验
IC厌氧出水经投加NaOH调节pH进行水质改性混凝沉淀预处理;沉淀后上清液进入管式膜设备，产水进入两级DTRO单元进行处理，浓缩液返回前端跟IC厌氧出水混合后经加药混凝沉淀再进入管式膜处理;管式膜能有效去除污水中的悬浮物，降低浊度。
2.1.1管式膜膜通量变化
实验控制入口压力为0.3MPa，出口压力为0.15MPa，操作温度为32~35℃，浓缩液的排量为产水量的15%~20%，膜通量随运行时间变化如图2所示：
由图2可知，本次实验共运行94h，初始膜通量为67LMH，终点膜通量为55LMH，运行时间内膜通量衰减18%，管式膜运行稳定。
2.1.2管式膜对悬浮物截留效果
超滤产水截留效果如图3所示(以浊度计)，超滤进水(IC厌氧出水)浊度为1463NTU，超滤产水47NTU，超滤产水浊度去除率96.8%，悬浮胶体已大部分去除，结合表2-1可知TUF单元去除了IC产水中41.8%的有机物，对总硬的去除率为28.1%，由于IC出水的碱度比较高，采用氢氧化钠调节pH=10，可以使部分钙、镁形成沉淀去除，另外，IC厌氧出水中还是有一部分大分子有机物，这可能是难生物降解的腐殖酸类物[13]，这类有机物一般是带有负电，因此可能会与碳酸钙、碳酸镁或氢氧化镁沉淀物质吸附而被管式超滤膜去除，硬度或有机物对于后续DTRO膜系统可能存在比较大的污染风险[14]，采用TUF对这部分有机物和硬度去除，有利于后续DTRO膜系统的稳定运行。
2.2两级DT实验
超滤产水经调酸至6.5，然后加5ppm阻垢剂进入两级DTRO系统进行处理，其中膜污染主要集中在一级DTRO，因此DT系统膜运行情况主要考察一级DTRO。
2.2.1一级DTRO膜运行情况
超滤产水进入一级DTRO系统，控制膜通量不变，考察入膜压力变化情况，设置产水膜通量为8.51LMH，系统收率控制在60%。入膜压力及入膜温度随运行时间变化如图4所示：
由图4可知，本次实验共运行94h，温度波动范围较大，为16~21℃，所以入膜压力也会存在一定的波动，为63~70bar，DTRO整体上运行压力上涨较为平稳，DTRO系统运行稳定。
2.2.2两级DTRO系统对污染物的去除效果
两级DTRO系统对各指标去除效果见表3：
由表3可知，两级DT系统对污染物去除率高，COD去除率达99.2%，氨氮的去除率达99.2%;其中一级DT产水COD为230.0mg/L，氨氮为219.8mg/L，不满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中一级A标准COD为50.0mg/L，氨氮为5.0mg/L;二级产水COD为25.0mg/L，能够满足排放标准，但氨氮为23.9mg/L，不能满足排放标准。因此两级DTRO系统处理超滤出水，COD能够达标，氨氮不能达标。
2.3树脂吸附氨氮实验
为了保证氨氮达标，在DTRO系统后端再接树脂罐进行吸附脱除氨氮，吸附时间30min，氨氮的去除效果见图5：
如图5可知，两级DT出水经树脂吸附后，氨氮由23.9mg/L将至1.6mg/L，能够满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中一级A标准中氨氮5mg/L的要求。
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3结论
采用“改性预处理-管式超滤+两级DT+树脂吸附”组合工艺深度处理垃圾焚烧发电厂渗滤液IC塔出水，其中主要的结论如下所示：
(1)改性预处理-管式超滤实验共运行94h，初始膜通量为67LMH，终点膜通量为55LMH，运行时间内膜通量衰减18%，管式膜运行稳定，且能有效去除污水中的悬浮物，降低浊度，TUF对改性预处理后的IC出水的COD去除率41.8%，总硬去除率28.1%。
(2)一级DT实验共运行94h，膜柱运行压力平稳，DT系统运行稳定。
(3)IC厌氧+(混凝沉淀-管式超滤)+两级DT+树脂吸附工艺出水COD25mg/L、氨氮1.6mg/L，出水稳定，能够满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中一级A标准。——论文作者：郑飞龙1，都军东2，学贤1，蒋乾虹1，方艺民1，张建发1
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