滲濾液問題是垃圾焚燒的一大頑疾,滲濾液處理不達標產生的惡臭以及對周邊土壤、地下水環境造成的污染已成為當前環境領域研究的難點和熱點。
雙碳新形勢下,如何妥善處理滲濾液,成為垃圾焚燒廠實現精細化運營管理的重要一環。在“2021(第九屆)上海固廢熱點論壇”上,江蘇坤奕環境工程有限公司董事長謝軍英以“雙碳”為背景,分享了新形勢下垃圾焚燒廠滲濾液高效節能的再升級方案。
處理現狀不盡人意 傳統工藝弊端顯現
坤奕環境是一家以自主研發的特種分離膜技術、蒸發器為核心,專注于垃圾滲濾液、脫硫廢水和煤化工廢水等高鹽、高有機廢水的處理及資源回收利用的高新技術企業。
各大焚燒企業項目改造過程中,很多業主對滲濾液提高回收率有了更高的要求,氯碳硝鈉的回收率從原來的60%~ 70%提高到現在的85% ~ 90%。應對這一新的挑戰,坤奕環境走了一條簡化路線,從耐沖擊、耐負荷方面下功夫。謝軍英表示,傳統的垃圾填埋場滲濾液處理過程中,很多問題都是濃縮液的問題,在她看來,垃圾焚燒廠在處理滲濾液的過程中也同樣面臨如何消納濃縮液這一問題。
我國垃圾處理起步較晚,滲濾液處理項目的建設更晚,國內垃圾滲濾液的處理經過近三十年的發展,目前的主流處理工藝為“厭氧+MBR+膜處理工藝”,其中差別主要在于厭氧池型式、MBR膜種類、RO膜三個方面。該工藝在一定條件下,可使出水達標排放,但也存在運行復雜,操作要求高;碳源補充量大、需另設除臭系統;濃縮液處理成本大;以及膜組件需定期維護、更換等弊端。
垃圾焚燒廠滲濾液處理現狀也不容樂觀。生化段,由于水質變化大處理效果不穩定, 處理系統需設除臭設施, 運行費用較高;MBR段,膜易堵塞,出水率較低(50%-70%);濃縮液方面,后段納濾及反滲透濃縮液產生量約為30%,常見的三種處理方式:濃縮液回灌填埋場、蒸發濃縮工藝、化學氧化混凝回流等均不理想。
滲濾液全量化處理應運而生 OLAND生化工藝更高效節能
鑒于膜處理法存在一系列的問題,為使垃圾滲濾液處理水質能有效達到 新標準,必須尋求一種更穩定有效的污水處理新技術。坤奕環境結合大量試驗成果和項目實踐,推出了滲濾液全量化處理工藝——厭氧+OLAND工藝+ECOR。
調節池及格柵沉砂池,主要去除滲濾液原液中的泥沙及使污水均質均量;厭氧UASB主要去除滲濾液中COD等污染物,去除率可達75%-90%;OLAND工藝是以Bacillus菌群為優勢菌種的生化處理系統,由回轉式生物接觸體、生化曝氣池及生化沉淀池組成,出水控制指標可達:CODcr<1000mg/L、TN<200mg/L、NH3-N<10mg/L;深度處理系統由ECOR組成,出水控制指標達到《GB16889-2008》表3標準:CODcr<60mg/L、TN<30mg/L、NH3-N<1mg/L。
限氧條件下,高濃度的OLAND菌群將氨氮及有機氮亞硝化后實現短程反硝化,并同步去除COD、P、S等污染物,實現同步脫氮除磷和除臭。OLAND工藝在生化段可以承受更大負荷,傳統工藝高端厭氧COD需要做到8000~ 10000mg/L,OLAND工藝則可以承受400000~50000mg/L的COD,在BOD處置情況較差的時候,同樣可以輕松應對,且桿菌壽命長、生命力強大,更耐負荷。
OLAND工藝對COD、氨氮和總氮的去除效果很好,COD含量可以降到800 mg/L左右,總氮平均保持在200mg/L上下,氨氮含量更低,普遍是兩位數的水平。
OLAND工藝對COD、氨氮和總氮的去除效果
在溶解氧方面,OLAND工藝也是非常耐受沖擊,DO值基本控制在0.8~1.5 mg/L,菌群就可以生存得非常好。
OLAND工藝DO值
OLAND工藝與常見工藝相比,有著顯著特點,主要表現在水質指標、抗沖擊性、曝氣方式以及溶解氧四個方面,具體對比如下:
與常見工藝相比,OLAND生化工藝有著諸多優點:
, 碳源方面,常見工藝當碳氮比低時,需要投加較多的碳源,一般控制在碳氮比4以上;OLAND工藝碳氮比要求低,一般控制在2.5以上,節省碳源比例約為60%左右,以400t/d滲瀝液處理量,每年可節省碳源約176.66萬元。
第二, 運行控制方面,常見工藝流程較長,控制較繁瑣;OLAND工藝裝置具有高度集成性和可移動性,可實現智能化在線監控,控制更簡單。
第三, 除臭方面,常見工藝生化系統臭味很大,操作環境差,需要增設除臭裝置;OLAND工藝采用的芽孢桿菌復合菌群,具有分解臭氣的能力,無需增加除臭設備,廠區無異味。
第四, 污泥產生量方面,OLAND工藝較常見工藝產泥量更小,是傳統活性污泥法的30%-50%,脫水性能好,可直接濃縮脫水,泥餅可回收利用。
第五, 運行溫度方面,常見工藝要求較高,OLAND工藝適應溫度范圍較大,溫度區間8-38℃,且耐酸堿鹽,運行長期穩定。
第六, 占地面積方面,OLAND工藝具有高度集成性、占地面積小,是傳統工藝的50%-70%。
第七, 投資方面,兩者相差不大,但OLAND工藝土建費用較低。
第八, 運行成本方面,OLAND工藝較傳統工藝低20%~50%。
深度處理系統ECOR 徹底解決濃縮液難題
生化出水可以通過ECOR工藝進行深度處理后達標排放。ECOR(AEO&RPs)即電催化、電氧化、電還原技術,AEO&RPs是一種對貴金屬涂層的電極材料通電后,同時進行電催化 氧化(AEOPs)和電催化 還原(AERPs)將持久性有機污染物的有效降解并及將其礦化的技術。
由坤奕環境自主研發的AEO&RPs技術,更加注重出水達標排放后的濃縮液如何消納以及怎樣降耗、降成本。謝軍英表示,該工藝通過在20多個垃圾焚燒廠進行實踐,得到了很好的論證,該工藝 *大的優點就是解決了困擾行業已久的滲濾液總氮問題。
AEO&RPs系統的優勢在于七大方面,一是無需加藥,不會產生淤泥;二是還原端可使不易被 氧化的物質被輕易氧化;三是系統非常適用于高鹽污水,強大的析氯能力使系統中出現大量的次氯酸;四是對氨氮的降解能力很強,坤奕環境做過很多項目,將總氮從10000 mg/L降到50mg/L,而且沒有花費很長時間,這也是系統 *大的突破;五是設備占地面積小,只需要非常小體積的反應槽即可處理大量廢水;六是,脫色能力強,產水呈無色透明狀;七是,對于高硝態氮的水質,特殊極板的AERPs可以將其還原。
垃圾滲濾液濃縮液經過AEO&RPs系統連續流處理下,COD和氨氮濃度大幅下降,根據排放標準可調節處理水量后達標排放。
垃圾滲濾液全量化處理需求已迫不及待,不停的回灌將導致諸多問題:積存大量濃縮液,使調節池溢出風險大增;回灌會導致水質惡化,大量硫單質難以處理;滲濾液處理設施也將受到嚴重影響,原有生化或膜系統面臨癱瘓風險。
垃圾滲濾液DTRO濃液全量化預處理工藝包含三種具體的工藝路徑:一是結合DTNF的晶種結晶沉淀法;二是混凝沉淀+石灰乳軟化法;三是AT-BC法。要根據具體的水質情況選擇合適的預處理工藝。
對于DTRO 水質惡化,高TDS、高硫酸根、高單質硫、高硬度、高COD的情況,預處理的主要目的就是降低DTRO濃水的硬度及部分降低COD及氨氮,以此解決濃液回灌帶來的鹽分富集、單質硫及硫酸鈣結垢影響。
對于高硫酸根及高硬度的DTRO濃液,主要目的就是降低單質硫及硬度,提高高壓膜系統的回收率及提高蒸發系統或ECO的效率,技術路徑主要是DTRO/DTNF+ECOR技術。
AT-BC系統既結合了附著型生物處理技術和懸浮型生物處理技術,又引入了優選的強勢復合菌種,可實現高濃度有機廢水的無稀釋處理,且有效解決了除氮、磷和消除惡臭等諸多污水處理難題,是具有劃時代意義的污水處理新技術。
膜可以解決產水量達標問題,用膜的方法 *簡單、成本 *低、見效 *快,但是膜處理之后的濃縮液問題更值得關注,謝軍英表示,坤奕環境希望通過電催化把更多的有害物質排出去。新鮮的滲濾液,使用OLAND生化工藝,結合電催化、電氧化、電還原技術,實現一步到位的處理。
面對“十四五”和 “碳達峰”“碳中和”目標,節能環保產業是綠色發展的重要支撐力量,坤奕環境也將抓住機遇,為綠色發展貢獻自己的一份力量!