垃圾填埋场纳滤浓缩液处理工艺运用及运行分析

吴　凡，于钟元

（上海环境卫生工程设计院有限公司，上海200232）

垃圾填埋场纳滤浓缩液处理工艺运用及运行分析

吴凡，于钟元

（上海环境卫生工程设计院有限公司，上海200232）

对浙江省某生活垃圾填埋场的纳滤浓缩液处理工艺进行综合分析比选，最终采用物料膜浓缩回收处理工艺。结合工程实际运用，选取连续运行1个月数据，主要从水量、有机物去除效果、脱氮效果方面分析物料膜浓缩液回收处理工艺的运行效果。

生活垃圾填埋场；纳滤浓缩液；物料膜工艺；运行分析

1　工程概况

浙江省某生活垃圾填埋场渗沥液提标扩建工程，垃圾填埋量约1 000 t/d，渗沥液处理规模为600 t/d，渗沥液改造处理采用“MBR（两级A/O系统+外置UF系统）+NF系统”处理工艺，出水水质达到GB 16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准表2排放要求。

原设计浓缩液通过提升泵回灌至填埋库区，待焚烧厂建成后建议作为焚烧厂除渣机冷却水或回喷至焚烧炉。浓缩液回灌负荷采用24 L/（m2·d），每天需要的回灌面积为8 333 m2，设置2个回灌区，交替回灌，同时设置浓缩液池至调节池回灌管路，应急情况下直接回灌至调节池。

项目实施阶段，实地考察渗沥液浓缩液处理工艺，结合本工程实际情况和回灌工艺特点，渗沥液处理区与填埋作业区距离远，1～2km，高差超过50m，研究得出回灌工程可能产生问题：①系统内盐分循环累积，生化池微生物活性降低甚至发生中毒，影响生化出水，膜系统结垢严重，通量下降，清洗频率提高，使用寿命大大缩短；②浓缩液回灌区无法采用HPDE膜覆盖，产生严重臭气；③浓缩液回灌高差大，需两级提升，浓缩液盐分高，可能引起输送管道结垢，管理较复杂［1］。

2　纳滤浓缩液处理工艺比选

目前主要工艺见表1。

表1　纳滤浓缩液处理技术对比

3　纳滤浓缩液处理工艺原理及流程

纳滤浓缩液中含有腐殖酸和二价金属离子。腐殖酸是一种很好的肥料，不会造成难生化降解物质的累积，同时还具有很好的金属络合能力，在提取分离腐殖酸的同时，重金属离子也被分离出来。因此，浓缩液被提取腐殖酸后，可以安全返回前端的生化系统。浓缩液的返回可以减少浓液外排量，提高系统整体的回收率。具体流程如图1所示。

图1　纳滤浓缩液处理工艺流程

1）纳滤膜的浓缩液首先进入物料一级膜系统，采用一级两段式运行，物料一级膜产生的浓缩液为高浓度有机废液，主要为腐殖酸，储存于物料浓液池，由于燃烧热值高，可以回喷焚烧或业主另行处理。

2）物料一级膜透过液进入物料二级膜系统，此时，废水中的有机物浓度已经大幅度降低，能够再浓缩4倍，物料二级系统产生的滤出液进入排放水箱达标排放。

3）二级物料膜系统产生的浓缩液经混凝沉淀+臭氧氧化预处理后回流至生化系统。

4　工程运行分析

选取实际工程运行1个月的数据，分析纳滤浓缩液处理系统的运行能力。

4.1纳滤浓缩液处理系统水量分析

图2为纳滤进水及浓缩液产生量，纳滤膜进水量平均为650 m3，纳滤浓缩液的产水量为110 m3，纳滤膜的清液产率约为83%。图3为物料膜浓缩液产生量，一级物料膜浓缩液的产生量为3.16 m3，浓缩比例为0.49%。二级物料膜浓缩液产生量为17.73 m3，浓缩比例为2.73%。物料膜系统对纳滤浓缩液的浓缩比例为81%，大大降低了浓缩液的产生量。

图2　纳滤进水、浓缩液量

图3　物料膜浓缩液产生量

4.2纳滤浓缩液处理系统对COD的处理效果

纳滤浓缩液COD平均为3517mg/L，一级物料膜的出水COD平均为960 mg/L，处理效率为72.54%，二级物料膜的出水COD为64 mg/L，处理效率为93.11%。二级物料膜系统对COD的处理效率为98.17%，如图4和图5所示。一级物料膜的浓缩液腐殖酸的COD平均为72 150 mg/L，经一级物料膜浓缩后纳滤浓缩液中有机物浓缩了4倍，二级物料膜浓液的COD浓度平均为4 450 mg/L，浓缩液经混凝沉淀+臭氧氧化预处理后回流至生化系统。浓缩液中的部分难降解大分子有机物被氧化“开键”为易降解的小分子有机物，提高了可生化性（B/C由0.01提升至0.35～0.45）［5］。

图4　物料膜进出水COD浓度

图5　物料膜系统对COD去除率

4.3纳滤浓缩液处理系统的脱氮效果

物料膜系统对纳滤浓缩液的脱氮效果不明显。纳滤浓缩液中NH4+-N浓度较低，平均浓度为1.2mg/L。纳滤浓缩液中TN的浓度平均为300 mg/L，物料膜系统对TN的去除效率为69.53%，如图6、7所示。因此，浓缩液系统的脱氮效果还是应经过前段的生化系统进行处理达标。

图6　物料膜进出水NH4+-N浓度

图7　物料膜进出水TN浓度

4.4运行成本分析

该项目浓缩液处理规模为120m3/d，经测算，年经营成本约174.27万元，单位经营成本39.06元/m3，具体如表2所示。

表2　纳滤浓缩液成本估算

5　结论

根据工程实践及国内垃圾渗沥液浓缩液处理情况，纳滤浓缩液采用“物料膜系统+混凝沉淀+臭氧氧化”工艺进行处理。处理后浓液水量大大降低，腐殖酸产生量为0.49%，二级物料膜浓液产生量为2.73%，有机物去除率为98.17%，TN去除率为69.53%。纳滤浓缩液处理系统年经营成本约174.27万元，单位经营成本39.06元/m3。

［1］王罗春，李华，赵由才，等.垃圾填埋场渗滤液回灌及其影响［J］.城市环境与城市生态，1992，12（1）：44-45.

［2］汪梅.垃圾填埋场渗滤液的MVC蒸发处理工艺介绍［J］.广东化工，2011，38（7）：122-123.

［3］马豫，赵庆娟.垃圾渗滤液膜处理浓缩液中蒸发技术的应用探析［J］.环境科学导刊，2014，33（2）：85-86.

［4］桂新安，杨海真.高级氧化技术在垃圾渗滤液处理中的应用［J］.环境科学与管理，2007，32（2）：58-59.

［5］朱卫兵，吴海锁，李月中，等.臭氧氧化处理渗滤液纳滤浓缩液的实验研究［J］.安徽化工，2014，40（3）：62.

Technology Application and Operation Analysis of Nanofiltration Concentrated Liquid Treatment Process in Landfill

Wu Fan，Yu Zhongyuan
（Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute Co.Ltd.，Shanghai200232）

A comprehensive analysis and comparison of nanofiltration concentrate treatment processes in a landfill of Zhejiang were carried out，and the process of material membrane concentrate recycling was finally used.Combined with the practical application in the engineering，one month continuousoperation data waspicked up，and the operation resultsof material membrane concentrate recycling system were analyzed mainly from the aspectsof water volume，organic matter removal efficiency and denitrogenation effect.

domestic waste landfill；nanofiltration concentrate；material membrane process；running analysis

X705；X703

B

1005-8206（2016）03-0022-03

吴凡（1989—），硕士研究生，主要从事固体废物处置，渗沥液处理工程等工作。

2016-02-16