UASB+MBR+NF+RO系统处理垃圾渗滤液工程设计及应用实例

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UASB+MBR+NF+RO系统处理垃圾渗滤液

工程设计及应用实例

文_邵良成1 叶剑娜2 郦刚3

1.浙江千尧环境工程有限公司；

2.煤科集团杭州环保研究院有限公司；

3.浙江天川环保科技有限公司

摘要：某垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液处理工程设计规模为100m3/d，采用了预处理UASB +MBR+NF+RO工艺对渗滤液进行生化及物化处理，达标废水进入垃圾焚烧电厂冷却水池回用，浓缩液及污泥进入垃圾焚烧系统焚烧。本文对各单元工艺设计、设备选型、施工过程中碰到的问题以及部分运行数据进行了详细介绍及总结。

关键词：垃圾焚烧电厂；渗滤液处理；设计；施工

Engineering Design and Application of UASB+MBR+NF+RO System for Landfill

Leachate Treatment

Shao Liang-cheng Ye Jian-na Li Gang

[ Abstract ] The design scale of landfill leachate treatment project in a garbage incineration power plant is 100m3/d. The pretreatment UASB + MBR + NF + RO process is adopted to treat the leachate biochemically and physically. The qualified wastewater is reused in the cooling pond of the garbage incineration power plant, and the concentrated liquid and sludge are incinerated in the garbage incineration system. The process design, equipment selection, problems encountered during construction and some operation data of each unit are introduced and summarized in detail.

[ Key words ] waste incineration power plant; leachate treatment; design; construction

1 工程概况

浙江省杭州市某垃圾焚烧电厂垃圾处理量约900t/d，垃圾

渗滤液产生量约100m3/d。采用预处理+UASB+MBR+NF+RO

工艺对渗滤液进行生化及物化处理，其中MBR系统采用二级

AO+UF组成，设计出水水质要求能够达到《生活垃圾填埋污染控

制标准》排放限值，并需保证出水氯离子≤400mg/L。最终出水

进入焚烧电厂冷却水池回用。

2 工艺设计

2.1 设计水质（表1）

表1 杭州某垃圾焚烧发电厂渗滤液项目设计进出水水质

项目COD cr

(mg/L)

BOD5

(mg/L)

NH3-N

(mg/L)

SS

(mg/L)

TP

(mg/L)

Cl-

(mg/L)

pH

色度

(倍)

进水6000030000200012000//6~9/

出水10020153034006~940

2.2 工艺设计及参数选择

2.2.1 预处理

预处理利用混凝沉淀理论、浅层沉淀理论设计。集水坑利用焚烧厂垃圾库房原集水坑，提升泵采用两台潜污泵，Q=6m3/h，H=25m，N=2.2kW，一用一备。格栅渠、混凝沉淀池、调节池一体建设。格栅渠1.8m×0.5m×1.5m，格栅机宽0.4m，倾角75°，栅距10mm。混凝池1.8m×0.6m×1.5m，水力停留时间15min，设计采用计量泵投加碱、PAC、PAM，药剂投加量：PAC-500ppm；PAM-3ppm。采用穿孔管曝气搅拌。沉淀池3.9m×1.8m×3.5m，表面负荷取0.6m3/(m2·h)，安装斜管。沉淀池设置排泥泵一台，Q=11m3/h，H=16m，N=1.5kW。

2.2.2 调节池

调节池25m×5.0m×4.0m，水力停留时间5d，采用穿孔管曝气，曝气风机罗茨风机，Q=6.27m3/min，H=5m，N=7.5kW。厌氧提升泵离心泵，Q=4.2m3/h，H=15m，N=0.75kW。一用一备。进水管端设置5mm篮式过滤器。

2.2.3 UASB罐体

UASB罐体Φ12.0m×5.5m，场地限制高度设计为5.5m，COD

Cr

负荷3.3kgCOD/m3·d，沼气产率0.4m3/kgCOD。设置循环泵保证上升流速，循环泵Q=80m3/h，H=15.8m，N=5.5kw。HRT=5.7d，水力上升流速0.7m/h。池底采用大阻力配水系统配水。沼气可与臭气收集后通过离心风机送入垃圾库房，另设置应急火炬系统，Q=160m3/h，N=1.5kW。循环水管道上设置管道混合器，连接厂区蒸汽，蒸汽直接进入废水处理系统，在冬季可通过蒸汽保证中温厌氧消化温度。三相分离器采用两层倒三角设计。

2.2.4 两级AO罐体

一级A罐Φ8.0m×5.0m，一级O罐Φ11.5m×5.0m，二

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级A罐Φ6.0m×5.0m，二级O罐Φ6.0m×5.0m。总停留时

间9.5d。缺氧池采用潜水搅拌机搅拌，N=2.5kW，I

e

=7.0A，带

起吊装置，N=1.5kW，I

e

=4.0A，带起吊装置。好氧池采用罗茨风机曝气，Q=24.41m3/min，H=5.5m，N=37kw。好氧池池底安装微孔曝气管。混合液从一级O回流至一级A，Q=50m3/h，H=13m，N=3.0kw。硝化液回流比0~1000%。夏季水温过高，设置冷却塔系统对生化系统进行降温，清水利用厂区消防水。

2.2.5 UF+NF+RO系统

UF系统采用berghof的膜。超滤系统采用外置管式超滤膜，膜柱面积15m2，孔径30 nm，组件直径6寸4支，膜组件流道直径8mm，L=3000mm，功率N=30kW，膜PVDF。设计过滤通量为69.4L/（h·m2），膜总过滤面积60m2。UF 系统浓水回流至一级A罐、二级A罐、二级O罐，通过阀门调节流量。NF选用美国星达NFW系列，组件8040膜8支，膜有机复合膜，膜壳玻璃钢，膜架优质碳素钢。RO采用陶氏8040膜12支，BW30FR-365，34m2。膜有机复合膜，膜壳玻璃钢，膜架优质碳素钢。膜系统整体回收率≥65%。

2.2.6 污泥脱水系统

采用离心脱水机对污泥进行脱水。污泥脱水机LW=360，双电机双变频，采用西门子PLC自控系统一键控制，处理能力8~12m3/h。配套自动化加药系统，在脱水机进泥管道投加混凝剂PAM。进泥采用螺杆泵Q=0~20m3/h，H=30m，N=7.5kw。脱水后的污泥含水率低于80%，脱水污泥运送至垃圾库房与垃圾一起进焚烧炉焚烧。

2.2.7 臭气处理系统

根据垃圾渗滤液工艺流程及各处理单元功能，产生臭气处理主要单元为、预沉池、调节池、一级A池、二级A池、污泥浓缩池、浓缩液池、脱水机房。主要污染因子为各单元内挥发出来的部分有机溶剂，如少量石油醚、氨、硫化氢等恶臭气体。

将沼气混合如臭气中一同抽送至垃圾成品库，则根据沼气的爆炸极限为体积比4.9%~16%，则为安全计，取沼气占臭气的体积分数为1.5%。设置引风机2台，1用1备，采用防腐防爆电机材质为玻璃钢，风量11400m3/h，全压4000Pa，功率18.5kW。

3 设计及施工总结

3.1 水量

设计水量为100t/d。厂区雨污混流严重，雨水全部进入污水系统，因此设计时应考虑雨水对垃圾渗滤液产生量影响。3.2 预处理

本项目渗滤液中杂质(纤维类)非常多，集水坑前必须增加格栅机。应在设计初针对水质做详细的调研,纤维类杂质在运行一段时间后对UF膜系统造成严重影响。

集水坑提升泵选型应选择砂浆泵。初期选择潜污泵在现场无法使用，后期更换为砂浆泵，但仍存在堵塞现象，最终解决方法在前端增加格栅，人工粗格栅、机械细格栅等。

初沉池可适当增大，具体设计参数根据规范取较大值。本

项目渗滤液浮渣量大，且为纤维性的物质,如继续采用混凝沉淀工艺，必须设计浮渣挡板，要求运行人员人工捞渣，根据水质设计气浮去除浮渣可能效果会更好。

3.3 生化系统

UASB高度。根据设计规范及实际运行经验，UASB高度在8～10m比较合适。本项目总计5.5m，对后期污泥增长之后运行不利，容易造成跑泥，影响处理效果。UASB三相分离器材质对安装存在非常大影响。今后设计可以考虑直接碳钢焊接，然后防腐；或者玻璃钢整体做好后吊装。UASB出水堰板存泥。理想状态下污水经三相分离器之后出水不带泥，今后设计需考虑此清泥问题。

蒸汽管道混合器选型应采用专业计算工具计算后选择，防止使用过程中出现震动及噪声。

渗滤液各级处理系统在线仪表较为重要。调节池应设置甲烷、H

2

S、pH、温度传感器仪表；UASB应设置甲烷、ORP、pH仪表；A池应设置pH仪表；O池应设置DO仪表。各进水管道、回流管道上应设置电磁流量计。

风机出口应装放空阀，好氧池内部曝气管应联通循环，使曝气均匀。渗滤液好氧池泡沫多，会满出反应罐体，喷淋除沫喷头应适当的多增设。各循环泵介质虽然是污水，但应考虑有活性污泥存在，不能按照清水泵来采购。

3.4 膜系统

进UF系统篮式过滤器应设旁路或备用。考虑回收率，按照出水流量来设计。NF系统及RO系统设计应考虑一定的余量系数。NF系统及RO系统的加酸间应综合考虑，应封闭，有预防泄露的应急措施。浓水如能制浆使用、拌灰使用、进炉焚烧，膜处理对渗滤液处理是适合的工艺。

3.5 污泥脱水系统

进泥泵电机应配套变频。螺杆泵设置回路，防止对泵造成损伤。渗滤液剩余污泥经脱水后的污水泡沫多。泡沫带泥严重，不易破碎。应考虑对污泥进行调理后再脱水。

4 结论

采用预处理+UASB+MBR+NF+RO组合工艺处理生活垃

圾发电厂的渗滤液，对COD、BOD

5

、NH

3

-N和TP的去除率高达99%以上，其出水平均水质能达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）排放限值，并需保证出水氯离子≤400mg/L。工艺设计及施工过程中应充分结合焚烧厂垃圾渗滤液水质、水量情况，设计参数选择、设备选型、材质要求、管路设计等需重点考虑。

参考文献

[1]国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会. 水和废水监测分析方法(第四版)[M]. 北京：中国环境科学出版社，2002.