MBR工艺在垃圾渗滤液处理过程中的应用.doc

MBR工艺在垃圾渗滤液处理过程中的应用一、前言为贯彻国家相关法律、法规，保护环境，防治生活垃圾填埋处置造成的污染。国家环境保护部制定了生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889）代替Ô¬标准（B16889-1997），并于2008年1月1日开始实施。新的标准与Ô¬标准在渗滤液处理方面要求上的主要区别是，补充了总氮、氨氮、重金属等污染控制指标；其中一个主要指标变化是提出了总氮TN的出水浓度40mg/L，而之前的标准中对总氮未提出要求。这个指标的调整，使得在渗滤液处理工艺中，必须在Ô¬有的硝化工艺基础上，增加反硝化工艺，以便去除TN。MBR工艺就是硝化、反硝化、膜工艺的组合，在处理渗滤液方面具有较大优势。二、MBR工艺Ô¬理概述膜生化反应器是上世纪80年代末开发的废水处理系统技术，该工艺包括生化反应器和超滤UF两个单元。1、生化反应单元生物脱氮是最易被接受的脱氮方式，它和有机物的生化处理结合在一起，一方面去除了有机污染，同时又可降低氨氮，处理效果稳定，综合成本低。生物脱氮分为两个反应阶段：第一阶段为硝化阶段，化学自养型亚硝酸菌和硝酸菌在好氧条件下将氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐，消耗碱度并获取能量；第二阶段为反硝化阶段，兼性或厌氧性异养菌在厌氧或缺氧条件下利用硝酸盐和亚硝酸盐作为能量代谢过程中的电子接受体，消耗碳源，产生碱度并将硝酸盐和亚硝酸盐还Ô¬成氮气。在硝化阶段，对于一般填埋场的垃圾渗滤液，前期碳源比较充足，完全可以利用生化系统对氨氮进行硝化。到了后期，进水水质恶化，氨氮浓度大大提高，碳氮比严重失调，Ô¬水碱度及碳源不足以维持硝化与反硝化运行的必要条件，因此，必须要考虑采用外加碳源的方式。在反硝化阶段，主要通过将硝化后的混合液大量回流的方式，提高将硝酸盐和亚硝酸盐还Ô¬为氮气的能力。对一般的渗滤液，回流比可以达到8001200%。加大回流比，有利于提高系统脱氮效果，但过高的回流比，会增加系统运行费用。2、超滤单元超滤UF采用孔径0.02m的有机管式超滤膜，通过超滤膜分离净化水和菌体，污泥回流可使生化反应器中的污泥浓度达到10-30g/l，达到普通生化池难以达到的生物浓度，¾¬过不断驯化形成的微生物菌群，对渗滤液中难生物降解的有机物也能逐步降解。3、MBR工艺的主要特点主要污染物COD、BOD和氨氮有效降解，无二次污染；100%生物菌体分离；出水无细菌和固性物；反应器高效集成，占地面积小；污泥负荷(F/M)低，剩余污泥量小；运行费用小。三、设计实例广州市李坑垃圾卫生填埋场渗滤液处理工程采用了UASB+MBR+RO处理工艺，目前工程正在实施过程中，其MBR部分设计计算如下：1)硝化池、反硝化池的设计计算日流量Qd：Qd =800 m³/d设计温度T：25 C 设计污泥溶度MLSS：15 kg/m3 最大硝化污泥负荷qNi：0.18 kg NO3-N/kgMLSS/d NH3-N日处理量XNH3-N：XNH3-N =800 m3/d 2.5 kg/ m3=2000 kg NH3-N / d设计反硝化率RDi：RDi = 90% (设定)反硝化池所需有效容积VDi： VDi = = 666 m3设计反硝化池数量：1座反硝化池尺寸（直径高）：10.39.0m有效水深：8.0m材质：钢筋砼好氧污泥泥龄Aae： Aae = 45 1.1(15-T) = 17.35 天设计生化COD去除率RCOD：RCOD = 90 %COD日处理量XCOD：XCOD =800 m3/d11.4 kg/m³ 90.0%=8208kgCOD/d硝化池有效容积VNiVNi = s + = 2572 m3设计取2座，每座有效容积为1300 m3，其中s,a,Kd为¾¬验公式参数：a = 18.67 m3/db =196.99 m3/dKd = 0.0086 1.1(T-15) = 0.022s = = 1256硝化池尺寸（直径高）：14.49.0m有效水深：8.0m硝化池数量：2座硝化池结构：钢筋砼运行方式：并联剩余污泥产泥系数y：Y = 0.10 kgMLSS/kgCODeli日平均剩余污泥量Qes： Qes （XCOD + Xss70%65%）y 857.2 kg/d剩余污泥产量：57 m3/d好氧污泥储池有效容积： 100 m3好氧污泥污泥池尺寸（长宽高）：5.0m 5.0 m4.5m2)超滤膜的设计计算膜过滤形式：交错流出水流量：Qh 800 m3/d 33.3 m3/h设计过滤通量JUF：JUF 71 L/ hm2 (产品参数)膜需要总面积SUF： SUF Qh/JUF 469m²单位膜管面积Sa,UF：Sa,UF 26.1m² 需要膜管数nUF：nUF SUF / Sa,UF 17.9918UF-道数LUF：LUF 4 每道膜管nL,UF：nL,UF 4-5总膜管数 nUF,t：nUF,t 18膜总过滤面积SUF, t：SUF, t nUF,t Sa,UF469.8 m²四、应用前景降低渗滤液中的总氮指标，硝化、反硝化工艺是最¾¬济有效的工艺。另外，由于渗滤液中污染物浓度较高，必须保证反应池内有足够高的污泥浓度，膜工艺是保证污泥浓度的