“厌氧发生器UBF+膜生物反应器+超滤+纳滤+反渗透”工艺在生活垃圾焚烧发电厂渗滤液处理中的应用

史 谦

（兰州市城市建设设计院，甘肃 兰州 730050）

1 概述

兰州市中铺子生活垃圾焚烧发电厂项目，位于兰州市皋兰县中河镇罗官村肖家窑。日处理设计总规模3000吨/日，一期日处理垃圾能力为2000吨。主要建设生活垃圾无害化处理发电项目。项目垃圾处理采用世界领先的“炉排炉”技术，将配置3台700t/d炉排炉，2台20MW的汽轮发电机，每年可处理生活垃圾约73万吨，扣除自用电外，平均每年可向电网供电约1.74亿kWh。本工程产生生活污水100m3/d，渗滤液300 m3/d，共计约400 m3/d的废水。

兰州市生活垃圾焚烧发电项目的建设，遵循兰州市“生态立市”的发展方针，符合兰州市规划城市综合配套能力，改善环境质量，促进循环经济发展，提高居民生活条件。项目的实施将最大限度的实现兰州市生活垃圾的无害化、减量化、资源化。

2 渗滤液进出水水质

2.1 设计进水水质

由于兰州地区雨水较少，生活垃圾含水量很低，因此渗滤液具有如下特点，为高浓度有机废水；氨氮含量高；水中盐分含量高；水量、水质随季节变化较大[1]，具体见表1。

2.2 设计出水水质

处理后出水水质要求达到《城市污水再生利用，工业用水水质》（GB/T19923—2005）中敞开式循环冷却水系统补充水水质指标（换热器为非铜质）[2]。主要出水指标如表2。

3 工艺流程

图1 工艺流程图

4 工艺原理

4.1 厌氧系统

厌氧处理系统是利用厌氧微生物的代谢过程，在不需要氧气的条件下将有机污染物转化为大量沼气、水以及少量的细胞物质[3]。

表1 设计进水水质

表2 设计出水水质

表3 厌氧系统进出水COD去除率

由于垃圾焚烧厂所产生的渗滤液是新鲜渗滤液，COD浓度较高，其值在25000mg/L～60000mg/L之间。MBR生化系统中的微生物不能承受如此高的COD浓度，严重会导致整个系统崩溃。为解决此问题，在MBR生化系统前增加UBF厌氧处理工艺，对COD进行预处理。表3为厌氧系统COD进出水浓度及去除率。

4.2 膜生物反应器

本工程采用了前置反硝化和二级硝化的工艺，并且增加了硝酸盐回流系统。当一级硝化脱氮不完全时，可通过二级硝化进行深度脱氮反应，同时启动硝酸盐回流泵，根据化验数据调整回流比，从而起到良好的脱氮效果，脱氮效率可以达到99%以上。

膜—生物反应器工艺综合了膜处理技术和生物处理技术的优点。超滤膜组件作为泥水分离单元，可以完全取代二次沉淀池。可以分别控制水力停留时间和污泥停留时间。表4为MBR系统进出水污染物浓度及去除率。

4.3 纳滤、反渗透、浓缩液减量化系统

4.3.1 纳滤系统

纳滤分离作为一项新型的膜分离技术，在很低的压力下，具有较高的脱盐性能。纳滤过程对当价离子和分子量低于200的有机物截留较差，而对二价和多价离子及分子量介于200-500之间的有机物，有较高的脱除率，膜的分离控制在1nm到10nm左右，纳滤处理水量470m3/d，清液回收率可达到85%。纳滤运行压力在5～13bar之间。

表4 MBR系统进出水污染物去除率

4.3.2 反渗透

反渗透膜孔径小，在0.1～1nm之间，工作压力在8～45bar之间。能分离粒经小于1nm的物质，脱盐效果非常好，反渗透处理水量420m3/d，清液回收率达到75%～80%之间。

4.3.3 纳滤浓缩液减量化系统

对纳滤浓缩液再进行一次处理，其压力在5～20bar之间。清夜得率在50%之间，清液回流到超滤清液罐继续处理，起到浓缩液减量化的目的。

5 主要设计参数

表5 厌氧系统的主要设计参数

表6 MBR系统的主要设计参数

表7 纳滤系统的主要设计参数

表8 反渗透系统的主要设计参数

表9 二级纳滤系统的主要设计参数

厌氧系统主要设计参数见表5，MBR系统主要设计参数见表6，纳滤系统主要设计参数见表7，反渗透系统主要设计参数见表8，二级纳滤系统主要设计参数见表9。

6 运行效果

该工程自2016年正式投入运行以来，运行效果良好，达到回用水标准。渗滤液处理站实际进出水水质（2017.1.5～2017.3.27）如表10。

表10 渗滤液处理站实际进、出水水质

7 结论与建议

1）兰州中铺子生活垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液处理项目，采用的“厌氧发生器UBF+膜生物反应器+超滤+纳滤+反渗透”工艺，运转灵活，节约能耗，出水稳定可靠；可为其他类似工程提供参考。

2）该工艺运行成本低，处理每吨水耗电量为15度左右，药剂费用为每吨2元左右。

3）出水水质达到GB19923-2005《城市污水再生利用工业用水水质》中敞开式循环冷却水补充水水质标准（换热器为非铜质）。处理后的尾水全部利用，真正达到零排放，充分实现废水资源化利用。