垃圾滲濾液處理技術(shù)之MBR+膜深度處理技術(shù)解析

01 垃圾滲濾液特點(diǎn)及工藝難點(diǎn)

生活垃圾處理方法主要有焚燒、堆肥、機(jī)械處理和填埋等。垃圾在堆放、中轉(zhuǎn)、擠壓、運(yùn)輸、填埋或焚燒處理過程中會產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物和水分，形成成分極為復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水——垃圾滲濾液；未經(jīng)處理的垃圾滲濾液流經(jīng)地表或滲入地下水后，破壞周圍土壤的生態(tài)平衡,造成土壤或水源污染，將對環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。

垃圾滲濾液中含有氨氮和各種溶解態(tài)的陽離子、重金屬、酚類、可溶性脂肪酸及其它有機(jī)污染物，具有水質(zhì)復(fù)雜、水質(zhì)水量變化大、有機(jī)物即BOD5和COD濃度高、氨氮含量高，金屬含量較高等顯著特點(diǎn)，因此在選擇垃圾滲濾液處理工藝時(shí)，需要滿足以下條件：

1.滿足水量變化大的特點(diǎn)，工藝設(shè)計(jì)需留有足夠的余量；

2.抗水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，滲濾液水質(zhì)波動(dòng)變化較大，因此，要求處理工藝需要有極強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力；

3.高COD、BOD去除能力，垃圾滲濾液COD濃度變化范圍大，最高達(dá)80000mg/L，甚至更高。因此處理工藝需要具備極高的有機(jī)污染物去除能力；

4.高氨氮處理能力，滲濾液氨氮濃度一般從數(shù)百到幾千mg/L不等，一般認(rèn)為在1500-3000mg/L左右。但也可高達(dá)4000mg/L左右。要求處理工藝具有很高的氨氮去除率；

5.盡可能的減少二次污染。

基于以上特點(diǎn)，要滿足《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）排放標(biāo)準(zhǔn)，依靠的單獨(dú)處理方法（生物法、物理法、化學(xué)法）難以滿足以上所有條件。比較經(jīng)濟(jì)可行、又可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的滲濾液處理工藝需采用物理、化學(xué)與生物法相結(jié)合的處理工藝。

02 垃圾滲濾液處理工藝

1“外置式膜生化反應(yīng)器（MBR）+膜深度處理”工藝技術(shù)原理

外置式膜生化反應(yīng)器，由前置式反硝化、硝化反應(yīng)器和分體式超濾單元組成。

在硝化池中通過高活性的好氧微生物作用降解大部分有機(jī)污染物，并使氨氮和有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽回流至反硝化池，在缺氧的環(huán)境中還原成氮?dú)馀懦鲞M(jìn)行脫氮。

為提高氧的利用率采用射流曝氣器和高液位生化反應(yīng)器。

超濾采用孔徑為0.02um的有機(jī)管式超濾膜，分離出凈化水和菌體，由于實(shí)現(xiàn)了泥水完全分離，污泥回流可使生化反應(yīng)器中的污泥濃度達(dá)到15-25g/L，經(jīng)馴化形成的微生物菌群對廢水中難生物降解的有機(jī)物也能逐步降解。超濾清液出水無菌，無懸浮物，可達(dá)到GB16889-1997三級標(biāo)準(zhǔn)。

為滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，在膜生化反應(yīng)器出水之后增加納濾(或反滲透)以及配套的濃縮液物理化學(xué)處理的技術(shù)。由于膜生化反應(yīng)器的出水氨氮、總金屬離子、SS等指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但部分難生化降解或不可生化降解的有機(jī)污染物尚不能去除，采用納濾（或反滲透）進(jìn)行深度處理，進(jìn)一步分離難降解較大分子有機(jī)物，確保出水指標(biāo)全部達(dá)到排放要求，其濃縮液通過配套的物理化學(xué)處理后，可以實(shí)現(xiàn)場內(nèi)處置。

2 工藝流程

垃圾填埋場滲濾液處理工藝流程

垃圾焚燒廠滲濾液處理工藝流程

03 MBR含義及其工作原理

1 定義:

MBR為膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor）的簡稱,是一種將膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)，它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應(yīng)器工藝通過膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，使活性污泥濃度大大提高，其水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別控制。

2 傳統(tǒng)活性污泥法流程

在傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運(yùn)行狀況，改善污泥沉降性必須嚴(yán)格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在 1.5~3.5g/L 左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。水力停留時(shí)間（ HRT ）與污泥齡（ SRT ）相互依賴，提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的 25%～ 40%。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。

3 MBR法流程

MBR 工藝通過將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，不僅省去了二沉池的建設(shè)，而且大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌(特別是優(yōu)勢菌群)的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時(shí)，通過降低 F/M 比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。

4 MBR工藝分類

分置式

膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置。生物反應(yīng)器中的混合液經(jīng)循環(huán)泵增壓后打至膜組件的過濾端，在壓力作用下混合液中的液體透過膜，成為系統(tǒng)處理水。

一體式

膜組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)部，進(jìn)水進(jìn)入膜-生物反應(yīng)器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在負(fù)壓作用下由膜過濾出水。

復(fù)合式

形式上也屬于一體式膜-生物反應(yīng)器，所不同的是在生物反應(yīng)器內(nèi)加裝填料，從而形成復(fù)合式膜-生物反應(yīng)器，改變了反應(yīng)器的某些性狀。

5 MBR工藝優(yōu)越性

1、高效的固液分離，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。

2、剩余污泥產(chǎn)量少。

3、占地面積小，無需二沉池，工藝設(shè)備集中。

4、可去除氨氮及難降解有機(jī)物。

5、克服了傳統(tǒng)活性污泥法易發(fā)生污泥膨脹的弊端。

6、操作管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

6 MBR工藝的不足

1、投資大：膜組件的造價(jià)高，導(dǎo)致工程的投資比常規(guī)處理方法增加約30％－50％。

2、能耗高：泥水分離的膜驅(qū)動(dòng)壓力;高強(qiáng)度曝氣；為減輕膜污染需增大流速。

3、膜污染清洗。

4、膜的壽命及更換，導(dǎo)致運(yùn)行成本高。膜組件一般使用壽命在5年左右，到期需更換。