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MBR技术如何处理垃圾渗滤液

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渗滤液含有高浓度的污染物,其水质水量随气候与操作运行条件的变化而变化。据文献报道,垃圾渗滤液是最难进行生化处理的废水之一。1994年前就有多家污水处理厂用MBR技术处理该种污水。

  德国维尔利环境公司于1989年就开始了垃圾渗滤液MBR处理技术的研究。该公司在西班牙的毕尔巴鄂垃圾填埋场设计的MBR装置是目前全球**的MBR垃圾渗滤液处理装置,于2004年开始运行,其实际处理**量可以达到2200m3/d,处理水质最终可以达标直接外排。美国Envirogen公司开发出一种使用自然存在的混合菌来分解渗滤液中的烃和氯代化合物的MBR处理工艺,并在新泽西建成一个处理能力约为1500m3/d的装置,在2000年底投入运行。在现场中试中,由于MBR截留保留高效菌种,浓度可达5万g/L,因此其COD的去除率可以达到90%以上。在我国,利用国内MBR工艺处理垃圾渗滤液发展较快,国家环保部于2008年4月颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》,对新建垃圾填埋场渗滤液出水COD标准限值由100mg/L调整为60mg/L。这一标准的颁布,进一步推进了MBR技术在垃圾渗滤液处理方面的应用。

  我国利用MBR技术处理垃圾渗滤液已处于工程应用阶段,青岛小涧西垃圾填埋场、北京北神树垃圾填埋场、北京阿苏卫垃圾填埋场、佛山高明白石坳填埋场、哈尔滨西南垃圾填埋场、峨眉山市垃圾填埋场等多家垃圾处理场均采用MBR技术处理垃圾渗滤液,并取得了良好的处理效果。

  北京阿苏卫垃圾填埋场在2007年改建垃圾渗滤液处理工程,使用MBR技术处理垃圾渗滤液。MBR采用分体式生化反应器,包括生化反应器和超滤两个单元。超滤采用直径为0.1m的有机管式超滤膜,经MBR处理后,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10~15g/L,经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。整个MBR处理工艺出水,SS去除率达到100%,COD以及NH3-N去除率分别达到87%、75%,减少了后续深度处理中膜污染的程度。

  峨眉山市垃圾填埋场垃圾处理规模为200t/d,垃圾渗滤液处理规模设计为80t/d,选用“厌氧+膜-生物反应器+纳滤”的组合工艺处理。MBR反应器采用一体式,膜组件采用微滤膜。MBR出水水质COD、BOD、NH3-N、SS的去除率分别达到了很高,运行阶段出水水质优于《生活垃圾填埋场污染控制标准》。多项成功的工程证明,MBR处理垃圾渗滤液技术已拥有成熟的工艺设计经验。

    1、工艺类型:MBR的基本结构包括四个环节:进水系统、生物反应池、膜组件、自控系统。由于各个环节的多样性,MBR有着不同的分类。按膜组件和生物反应器的相对位置,MBR又可以分为一体式膜生物反应器、分置式膜生物反应器和复合式膜生物反应器三种。分置式膜生物反应器通过料液循环错流运行,其特点是,操作管理容易,易于膜的清洗、更换及增设。一体式膜生物反应器组合最简单,直接将膜组件置于生物反应器内通过真空泵或其他类型的泵抽吸,得到过滤液。为减少膜面污染,延长运行周期,一般泵的抽吸是间断运行的。与分置式相比,一体式的**特点是运行能耗低。复合式膜生物反应器在形式上也属于一体式膜生物反应器,所不同的是在生物反应器内加装填料,从而形成复合式膜生物反应器,改变了膜生物反应器的某些性状。

  2、MBR工艺优势:由于MBR工艺的膜能将几乎全部的生物量截留在反应器内,获得长泥龄和高悬浮固体浓度,且能维持较低的F/M,与传统活性污泥工艺相比,它主要有以下优势:

(1)可以使水力停留时间和污泥龄完全分开,使运行控制更灵活、稳定。(2)出水BOD5、氮、磷和悬浮固体浓度很低,不含细菌、病毒、寄生虫卵等,出水符合三级处理标准,可直接回用或补充地下水。

(3)MBR污泥负荷一般0.1~0.2kgCOD/(kgVSS·d)左右,而体积负荷可达数千克左右。

(4)污泥浓度高,传氧效率高达26%~60%左右,节省能耗。

(5)MBR利用其高的MLSS,可以保证有机负荷高峰期的出水水质,且在低峰期污泥可以进行自身消化(内源呼吸),致使剩余污泥比常规活性污泥法处理少50%~80%,可以减小剩余污泥处置费用。

(6)利于世代时间长的硝化细菌的增殖,从而提高硝化效率。

(7)MBR里由于存在高浓度的MLSS,硝化与反硝化同时存在,且具很高的反硝化效果,脱氮能力强。

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