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无锡市桃花山垃圾填埋场渗沥液预处理工程设计

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来源: 作者: 2018-10-28 22:41:00

无锡市桃花山垃圾填埋场渗沥液预处理工程设计

摘要:无锡市桃花山垃圾填埋场渗沥液预处理工程采用UASB+MBR处理工艺,其处理规模为800m3/d。介绍了工程流程、设计特点及设计参数。该工程已投入实际运行。

关键词:渗沥液;UASB;错流式MBR;膜组件

无锡市桃花山垃圾填埋场设计总库容约900万m3,是江苏省无锡市唯一的生活垃圾卫生填埋场,库区占地约0.27km2。工程自20世纪90年代初投入运行以来,已填埋生活垃圾约500万t。工程产生的渗沥液经收集后排入芦村和太湖新城污水处理厂与城市污水合并处理。由于2个城市污水处理厂已接近满负荷运行,且渗沥液中含有的高浓度氨氮和COD对执行一级A出水标准的城市污水处理厂的正常运行产生不利影响,根据相关要求,桃花山垃圾填埋场垃圾渗沥液必须经预处理后才可排入城市污水处理厂与城市污水合并处理。

1工程设计

1.1处理量及进出水水质

根据渗沥液水量预测的“水量平衡法”,考虑不同时期的运行工况,并结合现状渗沥液产量,工程设计规模确定为800m3/d。设计进出水水质见表1。

表1设计进、出水水质mg/L

1.2工艺流程

工艺流程见图1

图1工艺流程

污水池中的渗沥液经提升泵进入厌氧UASB反应器,去除污水中大部分有机物,并提高污水的可生化性能;厌氧出水自流进入由A/O/O和超滤组成的MBR系统,主要去除污水中的氨氮,同时进一步去除剩余的有机物,经过MBR装置固液分离作用实现达标排放。

1.3厌氧反应器设计

厌氧反应器采用升流式厌氧污泥床反应器UASB,UASB反应器主要有以下几个部分组成:进水分配系统、污泥床和污泥悬浮层区、三相分离器、出水系统、排泥系统。

设计中,UASB反应器有如下特点:

1)在厌氧布水系统前设置全自动过滤器,其过滤栅径为1mm,以去除固体颗粒物,防止厌氧布水系统堵塞。

2)厌氧布水系统由干管和各自独立的布水环路组成,有效防止短流现象。每个布水环路均可单独高压冲洗,以便在布水环路堵塞时可单独冲洗去污。

3)采用膜生化反应器出水通过热交换器对厌氧循环进行加热,以使UASB在冬天运行时的温度不低于设计温度。

4)设计出水强制回流以缓解渗沥液进水水质波动对厌氧反应器的冲击,且提高表面负荷,促进厌氧颗粒污泥的形成。

5)沼气经过脱水、过滤和增压后进入沼气燃烧火炬燃烧处理。

UASB反应器设计参数如表2所示。

表2UASB工艺设计参数

1.4MBR反应器设计

1.4.1MBR反应器特点

MBR反应器主要由外置式膜组件和生物反应器两部分构成。大量的微生物(活性污泥)在生物反应器内与基质充分接触,通过氧化分解作用使有机污染物降解。外置式膜组件对混合液进行固液分离。污泥被浓缩后返回生物反应器,从而避免了微生物的流失。膜组件相当于传统工艺的二沉池,但是克服了传统二沉池的很多缺点。

与传统活性污泥法相比,MBR对有机物的去除率要高得多,因为在膜生物反应器中,由于分离效率有较大程度地提高,生化反应器内微生物质量浓度可从常规法的3~5g/L提高到10g/L以上,可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的去除效果。

由于膜可以有效截留细菌,避免污泥的流失,因此可以使生长缓慢的硝化细菌在最短的时间里获得最大的增殖,并且维持较高的浓度,为氨氮的顺利硝化提供必要的保证。另外,MBR中过高的污泥浓度易于使污泥絮体形成表面好氧、内部缺氧的状态,可以在同一反应器中实现同步硝化反硝化。[1-2]

MBR工艺主要有以下特点:

1)A/O2工艺:根据相关理论研究结果,碳氧化的微生物以异养型兼氧细菌占主体,而硝化作用的微生物以自养型好氧菌为主体。碳氧化和硝化过程分别有其最佳的环境条件,对碳氮比、溶解氧水平的要求存在一定的矛盾,即:在较低的碳氮比和较高的溶解氧条件下,硝化菌群易占据优势,异养菌受到抑制;相反,在较高的碳氮比和较低的溶解氧条件下,则是异养菌占优势,而硝化菌受到抑制[3-4]。

本设计采用的A/O2工艺即是通过对工艺条件的控制,将传统工艺中的O段细分为碳氧化和强化硝化段。通过控制曝气量和不同的底物浓度,从而提高COD、NH3-N的去除率。

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