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上海市某垃圾滲濾液處理站磁翻板液位計(jì)改造工程新方案摘要: 上海某垃圾滲濾液處理站現(xiàn)狀設(shè)計(jì)規(guī)模為60 曠/d ,尾水排放執(zhí)行上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》( DB 31/445 2009 )。因上海市嚴(yán)化第一類污染物排放標(biāo)準(zhǔn),即磁翻板液位計(jì)改造后排放的第一類污染物執(zhí)行上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( 0831/199 2009)A 級標(biāo)準(zhǔn),其他排放指標(biāo)執(zhí)行上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》( DB 31/445 2009 ),以及部分原處理單元腐蝕老化等問題,需對該滲濾液處理站進(jìn)行磁翻板液位計(jì)改造。文中介紹了垃圾滲濾液磁翻板液位計(jì)改造過程中的問題難點(diǎn)、工藝思路、工藝流程和主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù),工程采用“蒸發(fā)結(jié)晶+生化技術(shù)”,為國內(nèi)類似垃圾滲濾液磁翻板液位計(jì)改造工程提供了新思路。 1 工程概況 上海某危險廢物填埋場一期工程總庫容為2.5萬t/a ,其垃圾滲濾液處理站配套處理該填埋場所產(chǎn)生的滲濾液,該滲濾液處理站現(xiàn)狀設(shè)計(jì)規(guī)模為60m3/d ,于2009 年開始投入運(yùn)行,尾水執(zhí)行上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》( DB 31/445-2009 ),達(dá)標(biāo)后納管排放。設(shè)計(jì)工藝:調(diào)節(jié)池→還原槽→氧化中和槽→絮凝槽→斜管沉淀池→中間水池→石英砂過濾器→回用水儲罐→達(dá)標(biāo)納管排放。 上海市于2017 年頒布了《上海市環(huán)境保護(hù)局關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)一類水污染物排放企業(yè)監(jiān)管工作的通知》(滬環(huán)規(guī)[ 2017]5 號)。要求排放一類水污染物的新、改、擴(kuò)建企業(yè),有相關(guān)行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的,即日起執(zhí)行相關(guān)行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)中的水污染物特別排放限值;現(xiàn)有企業(yè)自2020 年1 月1 日起執(zhí)行。排放一類水污染物的新、改、擴(kuò)建企業(yè),無相關(guān)行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的,即日起執(zhí)行上海市《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( DB 31/199-2009)A 級標(biāo)準(zhǔn);現(xiàn)有企業(yè)自2018 年1 月1 日起執(zhí)行。對垃圾滲濾液的排放提出了更高的技術(shù)要求。 為此對滲濾液處理站進(jìn)行磁翻板液位計(jì)改造建設(shè),磁翻板液位計(jì)改造后處理規(guī)模仍為60 m3 /d0 磁翻板液位計(jì)改造后排放的第一類污染物執(zhí)行上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( DB 31/199-2009) A 級標(biāo)準(zhǔn),其他排放指標(biāo)執(zhí)行上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》( DB 31/445 2009 )。改造工藝:調(diào)節(jié)池→軟化沉淀池→石英砂過濾器→蒸發(fā)系統(tǒng)→生化系統(tǒng)→達(dá)標(biāo)納管排放。 由于垃圾滲濾液成分復(fù)雜、污染物含量高、含有大量有機(jī)物、高濃度氨氮及重金屬,危害性大、水質(zhì)數(shù)量變化大[?。?,在嚴(yán)化標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,磁翻板液位計(jì)改造將從根本上改造項(xiàng)目使得尾水達(dá)標(biāo)后納管排放。 2 現(xiàn)狀運(yùn)行情況 2.1 現(xiàn)狀進(jìn)、出水水質(zhì) 滲濾液處理站現(xiàn)狀設(shè)計(jì)規(guī)模為60 m3 /d0 尾水執(zhí)行上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》( DB31/445 2009 )。現(xiàn)狀進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。 2.2 現(xiàn)狀工藝流程 現(xiàn)狀工藝如圖1 所示。填埋場滲濾液先進(jìn)入調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量,初步沉淀和降解;然后進(jìn)入還原槽,投加NaHS03 及H2S04 進(jìn)行還原;再進(jìn)入氧化中和槽,通過投加NaOH 及PAC 進(jìn)行氧化中和;接著進(jìn)行絮凝反應(yīng);在后續(xù)斜管沉淀池中,大顆?;炷锿ㄟ^沉淀去除;土清液通過石英砂過濾器過濾后進(jìn)入回用水儲罐,經(jīng)檢測達(dá)標(biāo)納管排放。 2.3 現(xiàn)狀運(yùn)行情況評述 滲濾液處理站運(yùn)行多年,部分進(jìn)水水質(zhì)與原設(shè)計(jì)值相比發(fā)生一定的變化,出水標(biāo)準(zhǔn)對處理站的管理要求越來越高。目前,運(yùn)行過程中主要有如下幾方面問題。 (1 )隨著使用年限的增加,還原槽、氧化中和槽及絮凝槽等設(shè)備局部腐蝕嚴(yán)重。 (2 )斜管沉淀池中斜管設(shè)備老化嚴(yán)重,破損較多。 (3 )工藝中還原及氧化中和單元目前沒有起到很好的作用,實(shí)際運(yùn)行中,還原槽己不添加藥劑。 (4 )主要出水指標(biāo)不達(dá)標(biāo),主要表現(xiàn)為COD,BOD 、總鋪、總鉛及Cl 出水不達(dá)標(biāo),填埋場承受較大的壓力。 3 磁翻板液位計(jì)改造工程設(shè)計(jì) 3.1 磁翻板液位計(jì)改造設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表2 所示。 3.2 磁翻板液位計(jì)改造技術(shù)路線 (1 )應(yīng)用化學(xué)軟化法去除垃圾滲濾液中硬度離子 根據(jù)現(xiàn)狀進(jìn)水濃度可知,進(jìn)水具有高COD 、高氨氮、高硬度、高堿度、高鹽分的特點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)場取樣檢測分析,氯離子濃度可高達(dá)十?dāng)?shù)萬mg/L ,總洛解性固體( TDS )含量近200 g/L ,總堿度近8 g/L ,同時含有重金屬離子。給常用的滲濾液處理技術(shù),如膜分離、蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)等技術(shù),帶來很多的困難:膜污染、極易發(fā)生結(jié)垢等一系列問題。任艷雙等[ 2]對化學(xué)軟化/ RO 工藝處理垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液中試中,研究了化學(xué)軟化對COD 和硬度的去除率。結(jié)果表明,進(jìn)水CODe,基本為700 ~ 1 000 mg/L ,出水CO De,為350 ~ 550 mg/L ,化學(xué)軟化工藝對COD 去除率為30% ~ 60% ;化學(xué)軟化進(jìn)水的硬度(以碳酸鈣計(jì))基本為800 ~ 1 200 mg/L ,出水硬度為10 ~ 40mg/L ,去除率基本在969毛以上,最高可達(dá)99.2% ,化學(xué)軟化對硬度的去除效果很好。鄭攀峰等[ 3 ]采用化學(xué)軟化對高含鹽、高硬度廢水進(jìn)行預(yù)處理,針對某工業(yè)園區(qū)排放的經(jīng)過超濾+反滲透工藝系統(tǒng)處理過的工業(yè)高含鹽、高硬度廢水(總硬度為1 900 ~ 3 200mg/L ),通過高密池投加液堿調(diào)節(jié)廢水pH 值至11. 2 ,投加量約為理論投加量的1. 8 倍,之后投加純堿,投加純堿為理論計(jì)算量的1. 2 倍,然后投加絮凝劑和助凝劑在斜板沉淀區(qū)沉淀后,出水用硫酸調(diào)節(jié)pH 值至8 左右,出水總硬度<100 mg/L ,效果明顯。鑒于本項(xiàng)目規(guī)模較小、總?cè)芙庑怨腆w濃度高等特點(diǎn),采用石灰-純堿軟化法,具有更好的可行性。與軟化相結(jié)合的工藝是沉淀,考慮投資成本及運(yùn)行管理,采用化學(xué)軟化-沉淀的方法對滲濾液進(jìn)行預(yù)處理。 ( 2 )原石英砂過濾器利舊去除垃圾滲濾液中SS目前,原處理單元石英砂過濾器運(yùn)行情況良好,用石英砂過濾器進(jìn)一步去除懸浮物,有利于后端處理系統(tǒng)及排水管道系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 (3 )應(yīng)用蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)分離重金屬、無機(jī)化合物及大部分有機(jī)物滲濾液由于長時間經(jīng)過填埋場的一系列生化反應(yīng),其中有機(jī)物多為長鏈的碳水化合物及腐殖質(zhì),且隨著時間的推移, BOD 快速下降, BOD/COD 降低,難降解成分高、毒性大,不利于生物處理。 目前,滲濾液的處理多采用生化處理、反滲膜、熱力蒸發(fā)等工藝進(jìn)行處理。排放標(biāo)準(zhǔn)要求氧化物< 600 mg/L ,廢水中較高的含氧量,超過了膜分離技術(shù)的應(yīng)用界限;同時,廢水中也含有其他雜質(zhì)對膜組件造成不可逆的污染,污堵可能性比較高,需要頻繁維護(hù)甚至需要更換,從技術(shù)角度限制了膜分離技術(shù)在該項(xiàng)目中的應(yīng)用。高級氧化技術(shù)的處理過程相對過于復(fù)雜、處理費(fèi)用普遍偏高、氧化劑消耗大,碳酸根離子及懸浮固體對反應(yīng)有干擾,工程應(yīng)用尚不成熟。蒸發(fā)技術(shù)處理垃圾滲濾液是一種利用物理分離原理實(shí)現(xiàn)污染物與水分離的垃圾滲濾液處理技術(shù)。蒸發(fā)處理后,垃圾滲濾液分離戚相對潔凈的液相和含有污染物的固相。蒸發(fā)法處理垃圾滲濾液具有對水質(zhì)水量變化適應(yīng)性強(qiáng)、工藝占地面積小、產(chǎn)水能力高及可析出鹽類晶體等特點(diǎn)。李星等[4]采用直接蒸發(fā)法對垃圾滲濾液的處理進(jìn)行了試驗(yàn)研究,在中性和堿性條件下, CODN 有較高的蒸發(fā)量,便于后期開展進(jìn)一步深度處理,對中晚期垃圾滲濾f夜進(jìn)行有效濃縮分離,濃縮倍數(shù)可達(dá)6 ~ 10 倍,濃縮后滲濾液體積可縮減至原液的1/6 ~ 1/10 ,顯著降低了滲濾液后續(xù)處理量,是一種垃圾滲濾液的有效處理方法。趙海[ 5]對某滲濾液處理工程實(shí)際運(yùn)行效果分析可知,滲濾液預(yù)處理后采用MVR 蒸發(fā)工藝,進(jìn)水CO De,達(dá)到30 000 mg/L,只有6% ~ 8% 的COD 隨蒸汽揮發(fā)出來,能適應(yīng)高含鹽量的水質(zhì)環(huán)境,運(yùn)行穩(wěn)定,有較強(qiáng)耐沖擊能力,能適應(yīng)垃圾滲濾液水質(zhì)不穩(wěn)定、水量變化大的需要。同時,蒸發(fā)設(shè)備在其他領(lǐng)域己比較成熟,與常規(guī)工藝相比蒸發(fā)法具有明顯的優(yōu)勢。 (4 )應(yīng)用生化系統(tǒng)(一體化SBR/MBBR 反應(yīng)器)進(jìn)一步處理蒸發(fā)系統(tǒng)冷凝液本項(xiàng)目生化系統(tǒng)采用一體化SBR/MBBR 反應(yīng)器, SER i也集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,元污泥回流系統(tǒng)。主要特點(diǎn)為工藝簡單、投資少、耐沖擊負(fù)荷、去磷除氮效果好、反應(yīng)推力大、處理效率高、能充分抑制污泥膨脹運(yùn)行靈活、便于實(shí)現(xiàn)高度自動化。MBBR 'l也通過投加載體填料的方式完成處理能力和處理效果的提升,具有耐沖擊性強(qiáng)、性能穩(wěn)定、池體無堵塞、池體容積利用充分、系統(tǒng)靈活方便、使用壽命長的特點(diǎn)。一體化SBR/MBBR 反應(yīng)器兼具二者優(yōu)點(diǎn),充分發(fā)揮兩者的優(yōu)越性,使之揚(yáng)長避短、相互補(bǔ)充,以取得更好的處理效果。未云鵬等[ 6]采用SBR/MBBR 法改造青島某污水處理廠ICEAS 工藝,由于進(jìn)水工業(yè)廢水比例高達(dá)70% ,致使可生化性較差;改造后的出水氨氨基本都在2 mg/L 以下,平均去除率為90% ,遠(yuǎn)好于改造前65% 的去除卒, SBR/MBBR 工藝抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng);通過調(diào)整進(jìn)水方式及投加懸浮填料,強(qiáng)化了系統(tǒng)的硝化能力,減少了曝氣時間,節(jié)約了能耗。 蒸發(fā)器冷凝液中含有一定濃度的氨氮及總氮,需要針對性地處理以使其滿足排放要求。鑒于蒸發(fā)器冷凝液規(guī)模較小、污染物濃度一般等特點(diǎn),結(jié)合一體化SBR/MBBR 反應(yīng)器工藝具有更好的可行性。 3.3 磁翻板液位計(jì)改造后工藝流程 磁翻板液位計(jì)改造后工藝流程如圖2 所示。進(jìn)水經(jīng)過調(diào)節(jié)池,由泵提升后進(jìn)入軟化-沉淀池,出水由泵提升至石英砂過濾器;然后在蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮,冷凝液經(jīng)生化系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)納管排放。軟化-沉淀池及生化系統(tǒng)剩余污泥一并排入污泥儲罐,至生產(chǎn)車間回用或固化。蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)晶體,定期外運(yùn)進(jìn)行進(jìn)一步處理處置。 3.4 主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù) 3.4.1 調(diào)節(jié)池(利舊) 調(diào)節(jié)池1 座,有效容積為150 m3 ,鋼險防腐結(jié)構(gòu)。主要收集、貯存來自垃圾填埋場產(chǎn)生的滲濾液,均質(zhì)均量,并起到一定預(yù)處理的功能,完成滲濾液初步沉淀和降解[ 7 ]。 調(diào)節(jié)池設(shè)置污水提升泵2 臺, 1 用1 備, Q=2. 5m3/h,H=25 隊(duì)N=O. 75 kW ;超聲波液位計(jì)1 臺,控制液位啟亭。 3.4.2 軟化-沉淀池(新建) 軟化-沉淀池1 座,為堅(jiān)流沉淀池,規(guī)格: φ =2. 2 m× 4.0 m ,碳鋼襯膠成套設(shè)備。主要起水質(zhì)軟化預(yù)處理作用,有利于后端蒸發(fā)系統(tǒng)和排水管道系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[ 8 ]?;炷磻?yīng)時間> 30 min ,沉淀區(qū)固體負(fù)荷為100 kg/ ( m 2 · d ),沉淀區(qū)表面負(fù)荷為0. 7曠/( m2·h ),設(shè)計(jì)污泥產(chǎn)量為360 kg DS/d ,通過污泥泵間歇排泥至污泥儲罐。軟化-沉淀池設(shè)置石灰、純堿、PAM 加藥裝置各一套。 3.4.3 石英砂過濾器(利舊) 石英砂過濾器2 臺,單臺規(guī)格: φ = 0.8 m,H=3.0 m ,碳鋼襯膠成套設(shè)備。主要作用為去除懸浮物,有利于后端蒸發(fā)系統(tǒng)和排水管道系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)計(jì)濾速為5 ~ 8 m/h ,單水反沖洗,反洗強(qiáng)度為10 ~ 12 LI( m2 · h ),濾料為石英砂d = 0. 6 ~ 1. 2mm ,無煙煤d=O. 6 ~ 1. 6 mm0 過濾器設(shè)置進(jìn)水泵2 臺, Q = 2. 5 m3 /h, H = 25嘰N=O. 75 kW ;反沖洗水泵Q=6 m3/h,H=35 m,N=2. 2 kW 。 3.4.4 蒸發(fā)系統(tǒng)(新建) 三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)1 套,水蒸發(fā)量為2.5t/h ,設(shè)計(jì)晶體量為0. 5 t/h ,設(shè)計(jì)冷凝液量為50m3/d0 主要作用為除鹽及金屬離子。進(jìn)料溫度為25 ℃,設(shè)計(jì)物料沸點(diǎn)升12 ℃,蒸發(fā)系統(tǒng)冷凝器冷卻水進(jìn)水溫度運(yùn)32 ℃,蒸發(fā)系統(tǒng)冷凝器冷卻水田水溫度為39 ℃,蒸氣壓力0. 5 MPa( G )。 三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)置加熱器、分離器、晶漿罐和母液罐等。 3.4.5 生化系統(tǒng)(新建) 生化系統(tǒng)采用IFAS-SBR 工藝, 2 組并聯(lián),間歇進(jìn)/出水運(yùn)行方式,單組規(guī)格: V= 15 m3 ,設(shè)計(jì)流量為50 m3/d0 主要作用為去除氨氮、總氮,使之滿足納管標(biāo)準(zhǔn)??偵磻?yīng)時間為12 h 。 生化系統(tǒng)設(shè)置反應(yīng)罐2 套,單臺規(guī)格: φ2.0 m×H6.0 m ;潛水曝氣機(jī)2 臺,自吸式, Q=O. 4 m3 /min,H = 6 m, N = 2. 2 kW ;聚膠醋懸浮型填料,填充率30% 。 4 經(jīng)濟(jì)分析 該垃圾滲濾液處理站工程總投資為530 萬元(不含設(shè)備基礎(chǔ)土建費(fèi)用)。 項(xiàng)目建成投入使用后,對滲濾液處理站運(yùn)行成本進(jìn)行預(yù)統(tǒng)計(jì),主要包括以下部分。①動力成本(主要為電費(fèi)、蒸汽費(fèi)和循環(huán)水費(fèi),消耗量分別為1345 kW·lνd,22 t/d 和1 760 t/d ,對應(yīng)運(yùn)行費(fèi)用分別為16.50 、73.40 元/曠和5.90 元/曠) : 95. 80元:;lm3 ;②藥劑成本[主要包含石灰、純堿、預(yù)處理PAM 及污泥處理PAM ,平均投加量分別為100 、100,2 mg/L 和3 kg/( t DS ),對應(yīng)投加費(fèi)用分別為0.04 、0.54 、0.40 元/ m3 和8.52 元/m3 J: 9. 50 元/曠;③人工成本18.26 方曠;④管理成本: 6. 18元/m3 滲濾液處理站預(yù)計(jì)直接運(yùn)行成本:①+②+③+④= 129. 74 元/m3 5 結(jié)論 滲濾液處理站磁翻板液位計(jì)改造的主要內(nèi)容為:利用原調(diào)節(jié)池、石英砂過濾器,新增軟化-沉淀池、蒸發(fā)系統(tǒng)、生化系統(tǒng),通過優(yōu)化工藝改造,滿足磁翻板液位計(jì)改造的要求。項(xiàng)目建成投入使用后,預(yù)計(jì)排放的第一類污染物達(dá)到上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( DB 31/199 2009) A 級標(biāo)準(zhǔn),其他排放指標(biāo)達(dá)到上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/445 2009 )。在處理站的布置上,要結(jié)合原滲濾液處理站的自身情況,結(jié)合原有設(shè)備間功能區(qū)劃,合理布置新增設(shè)備,設(shè)計(jì)適宜的改造方案,有待進(jìn)一步研究改善。 |