“厭氧發生器UBF+膜生物反應器+超濾+納濾+反滲透”工藝在生活垃圾焚燒發電廠滲濾液處理中的應用

史 謙

（蘭州市城市建設設計院，甘肅 蘭州 730050）

1 概述

蘭州市中鋪子生活垃圾焚燒發電廠項目，位于蘭州市皋蘭縣中河鎮羅官村肖家窯。日處理設計總規模3000噸/日，一期日處理垃圾能力為2000噸。主要建設生活垃圾無害化處理發電項目。項目垃圾處理采用世界領先的“爐排爐”技術，將配置3臺700t/d爐排爐，2臺20MW的汽輪發電機，每年可處理生活垃圾約73萬噸，扣除自用電外，平均每年可向電網供電約1.74億kWh。本工程產生生活污水100m3/d，滲濾液300 m3/d，共計約400 m3/d的廢水。

蘭州市生活垃圾焚燒發電項目的建設，遵循蘭州市“生態立市”的發展方針，符合蘭州市規劃城市綜合配套能力，改善環境質量，促進循環經濟發展，提高居民生活條件。項目的實施將最大限度的實現蘭州市生活垃圾的無害化、減量化、資源化。

2 滲濾液進出水水質

2.1 設計進水水質

由于蘭州地區雨水較少，生活垃圾含水量很低，因此滲濾液具有如下特點，為高濃度有機廢水；氨氮含量高；水中鹽分含量高；水量、水質隨季節變化較大[1]，具體見表1。

2.2 設計出水水質

處理后出水水質要求達到《城市污水再生利用，工業用水水質》（GB/T19923—2005）中敞開式循環冷卻水系統補充水水質指標（換熱器為非銅質）[2]。主要出水指標如表2。

3 工藝流程

圖1 工藝流程圖

4 工藝原理

4.1 厭氧系統

厭氧處理系統是利用厭氧微生物的代謝過程，在不需要氧氣的條件下將有機污染物轉化為大量沼氣、水以及少量的細胞物質[3]。

表1 設計進水水質

表2 設計出水水質

表3 厭氧系統進出水COD去除率

由于垃圾焚燒廠所產生的滲濾液是新鮮滲濾液，COD濃度較高，其值在25000mg/L～60000mg/L之間。MBR生化系統中的微生物不能承受如此高的COD濃度，嚴重會導致整個系統崩潰。為解決此問題，在MBR生化系統前增加UBF厭氧處理工藝，對COD進行預處理。表3為厭氧系統COD進出水濃度及去除率。

4.2 膜生物反應器

本工程采用了前置反硝化和二級硝化的工藝，并且增加了硝酸鹽回流系統。當一級硝化脫氮不完全時，可通過二級硝化進行深度脫氮反應，同時啟動硝酸鹽回流泵，根據化驗數據調整回流比，從而起到良好的脫氮效果，脫氮效率可以達到99%以上。

膜—生物反應器工藝綜合了膜處理技術和生物處理技術的優點。超濾膜組件作為泥水分離單元，可以完全取代二次沉淀池。可以分別控制水力停留時間和污泥停留時間。表4為MBR系統進出水污染物濃度及去除率。

4.3 納濾、反滲透、濃縮液減量化系統

4.3.1 納濾系統

納濾分離作為一項新型的膜分離技術，在很低的壓力下，具有較高的脫鹽性能。納濾過程對當價離子和分子量低于200的有機物截留較差，而對二價和多價離子及分子量介于200-500之間的有機物，有較高的脫除率，膜的分離控制在1nm到10nm左右，納濾處理水量470m3/d，清液回收率可達到85%。納濾運行壓力在5～13bar之間。

表4 MBR系統進出水污染物去除率

4.3.2 反滲透

反滲透膜孔徑小，在0.1～1nm之間，工作壓力在8～45bar之間。能分離粒經小于1nm的物質，脫鹽效果非常好，反滲透處理水量420m3/d，清液回收率達到75%～80%之間。

4.3.3 納濾濃縮液減量化系統

對納濾濃縮液再進行一次處理，其壓力在5～20bar之間。清夜得率在50%之間，清液回流到超濾清液罐繼續處理，起到濃縮液減量化的目的。

5 主要設計參數

表5 厭氧系統的主要設計參數

表6 MBR系統的主要設計參數

表7 納濾系統的主要設計參數

表8 反滲透系統的主要設計參數

表9 二級納濾系統的主要設計參數

厭氧系統主要設計參數見表5，MBR系統主要設計參數見表6，納濾系統主要設計參數見表7，反滲透系統主要設計參數見表8，二級納濾系統主要設計參數見表9。

6 運行效果

該工程自2016年正式投入運行以來，運行效果良好，達到回用水標準。滲濾液處理站實際進出水水質（2017.1.5～2017.3.27）如表10。

表10 滲濾液處理站實際進、出水水質

7 結論與建議

1）蘭州中鋪子生活垃圾焚燒發電廠垃圾滲濾液處理項目，采用的“厭氧發生器UBF+膜生物反應器+超濾+納濾+反滲透”工藝，運轉靈活，節約能耗，出水穩定可靠；可為其他類似工程提供參考。

2）該工藝運行成本低，處理每噸水耗電量為15度左右，藥劑費用為每噸2元左右。

3）出水水質達到GB19923-2005《城市污水再生利用工業用水水質》中敞開式循環冷卻水補充水水質標準（換熱器為非銅質）。處理后的尾水全部利用，真正達到零排放，充分實現廢水資源化利用。