目前,在垃圾渗滤液处理技术领域,较为普遍的技术观点为:采用生化+膜分离工艺技术处理渗滤液,可以满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)排放标准。其中,生化处理过程可以有效地降解、消除污染物,膜分离处理过程可以有效地分离去除不可生化降解的残余污染物。但该工艺是否能满足更高的排放标准,选用哪种反渗透膜组件可以保证产水稳定达到排放标准,以及是否在全寿命周期内可以始终如一地满足排放标准。这些都是悬而未决的课题,本文将通过分析青岛小涧西项目的实际运行情况来验证。

　　 青岛市小涧西垃圾综合处理厂渗滤液处理扩容改造项目(以下简称青岛项目)设计处理规模900m³/d,设计出水700m³/d,采用外置式MBR+单级DTRO+曝气沸石生物滤池(备用)工艺,出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。排放标准要比《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)更加苛刻,其中氨氮和总氮更是在渗滤液处理行业内有史以来最严格的排放指标。

　　 青岛项目设计进出水水质见表1,工艺流程见图1。

　　 青岛项目于2010年8月开工,2011年3月建成投产,2011年9月通过环保竣工验收,2012年8月获得住房和城乡建设部科技示范工程认证。

　　 外置式MBR是由生化(AOAO)和外置式超滤(UF)两个单元组成。生化的作用是在兼氧和好氧的环境下通过微生物(活性污泥)降解渗滤液中的有机污染物,外置式超滤膜的作用是实现渗滤液泥水分离。MBR系统具有污染物去除效率高、出水水质好、适应性强、耐冲击负荷、系统设备简单紧凑、占地面积小、维护简单、节省人力、系统启动速度快、水质可以很快达到要求等特点。

　　 DTRO碟管式反渗透膜是一种专门针对渗滤液处理开发的膜技术,其核心是采用了独特的膜结构形式,开放式的宽通道和能承受高操作压力的特征,使其具有出水水质好、出水稳定、截留率高、不易堵塞、膜使用寿命长更换费用低、组件易于维护等特点。

　　 青岛项目成功运用外置式MBR+单级DTRO工艺,项目运营至今运行状况良好,出水水质达标、水量稳定。

　　 青岛项目2015年月12个月平均正常运行期间进出水COD、NH₃-N浓度及去除率见图2~图6。

　　 由图2和图3可以看出,进水COD和NH₃-N随季节的变化水质波动很大,COD的月平均变化范围在10 000~27 000mg/L,峰值29 325mg/L出现在5月,NH₃-N的月平均变化范围在1 300~3 000mg/L,峰值3 180mg/L出现在6月。原水经MBR系统处理后COD和NH₃-N出水水质是比较稳定的,COD出水在700~1 500mg/L,NH₃-N出水在0~30mg/L。

　　 虽然6月进水氨氮较高,通过调整运行工况,加强生化系统对氨氮的去除效果。6月份MBR系统出水氨氮浓度稳定在1~3mg/L,已经达到了排放要求。由于MBR出水的氨氮浓度过低,在如此低的氨氮浓度下DTRO系统对氨氮的截留率有所下降,但仍高达60%。图6中未给出MBR出水总氮指标,根据间断的检测数据可知通常MBR出水总氮在40~150 mg/L波动,在此浓度范围下DTRO出水总氮可以稳定达到15mg/L以下,总氮截留能力高达90%以上,应用5年后仍可达到如此高的截留能力难能可贵。

　　 由上述数据可见,MBR系统出水经DTRO系统截留过滤后完全可以稳定地达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。

　　 由于垃圾渗滤液污染物浓度高、排放要求高,渗滤液处理系统大都采用了微滤、超滤、纳滤和反渗透等膜分离系统,膜组件的使用效果、寿命周期至关重要。

　　 青岛项目自2011年3月投产试运行后,DTRO系统即投入使用,至今已连续稳定运行超过5年,并且仍计划使用1~2年。通过2015年运行数据来看,使用5年后,DTRO膜对各项污染物依然保持着很高的截留率,能够保证系统出水稳定达到高标准的排放要求。

　　 运行费用主要包括能耗、药剂消耗、维护费用、换膜费等几方面,详见表2。

　　 (1)MBR系统对渗滤液中的有机物有很高的降解率。对COD去除率可高达94.8%,对NH₃-N去除率可达98.5%。

　　 (2)DTRO系统对污染物有很高的截留率。对COD截留率可高达99.4%,对NH₃-N截留率可达90%以上。

　　 (3)MBR+单级DTRO工艺应用在渗滤液处理领域,工艺运行稳定、抗冲击负荷能力强、出水水质好、运行费用合理,可以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

　　 (4)DTRO膜能够承受渗滤液的高污染性,用在MBR后端,膜寿命可以达到5年以上。