MBR+NF+RO组合工艺处理生活垃圾渗滤液研究

郭桂桢

（江门京环环保科技有限公司 广东江门 529000）

引言

生活垃圾渗滤液属于成分复杂、浓度高，环境危害大的问题，当处理效果不理想时，将会导致环境遭受严重污染。鉴于此，本文介绍MBR、NF、RO 技术联合工艺，将其应用到某生活垃圾填埋场的渗滤液处理中，联合工程实践，展望生活垃圾渗滤液的处理技术与工艺。

1 渗滤液产生与特点分析

渗滤液源于地表径流、自然降水、地下水与垃圾水分等，垃圾渗滤液成分复杂，有机物、金属与病毒含量均比较高。针对同一个填埋场，垃圾渗滤液会随着填埋场的使用年限不同，从而产生不同变化。针对新建设的填埋场，由于渗滤液性质为低pH 值，生物需氧量和化学需氧量高，具备良好的可生化性[1]。针对成熟填埋场，渗滤液的pH 值高，但生物需氧量和化学需氧量低，可生化性差。所以，针对不同年代的填埋场，所应用的渗滤液处理方式也不同。

2 垃圾填埋场渗滤液处理的环保价值

第一，垃圾渗滤液处理，能够降低污染物危害性。由于垃圾本身为污染物品，如果产生腔流动性渗滤液，将会从地表深入土壤内部。采用科学的渗滤液处理技术，有助于消除污染物危害性，避免渗滤液持续污染。第二，垃圾渗滤液处理，表现在效率与成本效益上，按照渗滤液属性，选择适宜的处理方案，能够快速完成处理任务。即可以对处理成本进行控制，还可以维护处理效率。第三，通过垃圾渗滤液处理，能够降低二次污染。由于渗滤液和普通固体废弃物有差别，极易造成环境二次污染。但是垃圾渗滤液处理工艺，能够降低二次污染，可以彻底净化和消除污染物。

3 垃圾填埋场渗滤液处理的实践分析

江门市旗杆石生活垃圾卫生填埋场一期渗滤液处理系统使用“MVC 蒸发＋铵回收”工艺，然而随着一期填埋场工程的使用，渗滤液产生量已远超过该工艺的处理能力，导致旗杆石填埋场渗滤液处理压力很大[2]。另外，近年来，厄尔尼诺现象导致江门地区雨水量比往年明显增多，在垃圾收运过程及垃圾填埋过程中，雨水进一步增加了渗滤液的产生量。所以将二期渗滤液处理系统由原设计工艺，变更为采用膜生物反应器（MBR）+纳滤系统（NF）+反渗透（RO）工艺，处理规模为每日400m3，渗滤液处理站在2017 年7 月进行调试，现系统运行稳定，且出水水质满足应用要求。

3.1 工艺流程

填埋场渗滤液经场底的渗滤液收集系统收集后，引入到调节池和均质池，利用篮式过滤器去除大颗粒物，之后进入到MBR系统，在该系统内，通过分体膜生化反应器进行处理，涉及到生化反应器与超滤单元[3]。生化反应器生化反应器包含前置式反硝化与硝化装置。在硝化罐内，利用好氧微生物反应，可以将多数有机物降解掉。利用生物合成法可以去除部分氨氮。在驯化硝化菌作用下，氨氮会转变为硝酸盐与亚硝酸盐，回流至反硝化罐内。在缺氧条件下，可以还原为氮气排出，以此满足生物脱氮要求。超滤系统主要应用0.01μm 管式膜，膜反应器利用超滤膜分离菌体与净化水，污泥回流可以促使生化反应器的污泥浓度达到15-20g/L，利用驯化所形成的微生物菌群，可以逐步降解渗滤液内的有机物。MBR 系统出水进入纳滤系统，利用浓缩分离膜，在13～15bar 压力下浓缩分离污水。纳滤出水经过清液罐调节后，可以进入到反渗透系统内。反渗透膜的工作压力为25bar，浓缩分离出水稳定后，进入反渗透出水罐内调节，水质达标后，经过在线监测设备监测达标后，即可排放。

3.2 主要处理单元

（1）调节池。应用填埋场原有调节池，池容积达到81246m3。

（2）MBR 系统。MBR 系统采用二级硝化处理方式，主要由一级硝化池，反硝化池，二级硝化，反硝化池，超滤系统，鼓风机系统，消泡系统，冷却系统，控制系统等组成。一级硝化包括1 座一级反硝化罐和2 座硝化罐；二级硝化包括1 座反硝化罐和1 座硝化罐。工程设计MBR 时，多采用分体式膜生化反应器，涉及到超滤系统和生化反应器。其中，生化反应器组成包含硝化罐与反硝化罐。在硝化罐内，借助好氧微生物作用，可以将多数有机物去除，利用生物合成法可以去除部分氨氮。在驯化硝化菌作用下，氨氮会转变为硝酸盐与亚硝酸盐，回流至反硝化罐内。在缺氧条件下，可以还原为氮气排出，以此满足生物脱氮要求。为了提升氧使用率，需要应用特殊曝气结构，以此确保氧气利用率达到35%。硝化罐出水进入到超滤系统内，利用该系统分离泥水，污泥回流可以促使生化反应器的污泥浓度达到15-20g/L，利用驯化所形成的微生物菌群，可以逐步降解渗滤液内的有机物。MBR 系统出水无悬浮物，且无菌。第一，反硝化罐（缺氧系统）。该技术工艺将反硝化管放置到系统之前，因此为前置反硝化生物脱氮系统。在反硝化缺氧罐内，回流污泥中的反硝化细菌，可以应用原有污水内的有机物作为碳源，将回流消化液内的硝态氮还原为氮气，以此实现脱氮效果。一级反硝化罐尺寸为（1146×7500）mm，1 座；二级反硝化尺寸为（7640×7500）mm，1 座；共计2座。第二，硝化罐（好氧系统）：硝化罐可以应用到有机物生物氧化处理中，有机氮的氨化反应、硝氮的硝化反应。一级硝化罐尺寸均为（1528×7500）mm，2 座；二级硝化（7640×7500）mm，1 座；共计3 座。第三，超滤系统。超滤系统多采用进口管式超滤膜，过滤孔径为0.03μm，可以截流所有悬浮物与微生物菌体，确保MBR 系统出水稳定性。应用8 寸300mm 有机管式模3 组共12支，涉及到循环水泵、回流水泵、集成支架和配件等，系统处理水量可以达到每日400m3。

（3）纳滤系统：该系统主要放置在膜处理车间，应用1nm 孔径的过滤膜。膜元件采用36 支8 寸，涉及到进水泵、过滤器、循环泵、增压泵、管配件与集成支架，系统处理水量可以达到每日330m3。

（4）反渗透系统：该系统放置在磨处理车间，应用1nm 孔径的过滤膜。膜元件采用20 支8 寸，涉及到进水泵、过滤器、循环泵、增压泵、管配件与集成支架，系统处理水量可以达到每日200m3。

（5）膜系统清洗：按照膜系统运行需求，为避免污染膜，确保出水水质，必须定期清洗膜组件，此时需要优化配置膜自动清洗装置。首先，超滤清洗：设置1 套完整的超滤清洗系统，清洗流量为每小时31.4m3，清洗水箱容积为10m3，将清洗时间设定为4h。加酸调节pH 值，范围在1.5-3.0 之间。清洗过程中，详细记录pH值与操作温度，确保清洗温度小于40℃。完成膜清洗后，浸泡膜管路2-3h，之后清洗20min，水洗20min。其次，纳滤与反渗透清洗。在清洗纳滤系统和反渗透系统时，先采用水清洗法，之后采用酸清洗法。在开始清洗时，添加酸性清洗剂，加酸调节pH 值，范围在1.5-3.0 之间。清洗过程中，详细记录pH 值与操作温度，确保清洗温度小于40℃。上述清洗操作后，再用水清洗10min。

（6）浓缩液与污泥处理：在此次工艺流程中，系统处理产生的污泥和浓缩液，会直接进入污泥池与浓缩液池中。将溢流管设置在污泥池内，上清液溢流到调节池，剩余污泥经过絮凝脱水后回灌到填埋区。在浓缩液内，包含大量难以降解的有机物，为防止对系统运行造成影响，浓缩液需要利用水泵回灌到填埋区。

（7）自控系统与仪表配置：膜系统自控装置主要包括反渗透系统、纳滤系统、超滤系统和综合自控等模式。按照膜系统运行要求，自控功能可以实现运行模式，冲洗模式和清洗模式的切换，同时可以设置流量、温度与压力保护措施，加强设备联动功能和互锁功能。系统综合自控可以全面监控膜系统运行状态，密切监测相关水箱液位，同时设置科学的保护措施。

按照技术工艺要求，该项目检测仪表包括压力传感器、电磁流量计、液位计与pH 检测仪。不同仪表均采用电流信号输出，检测信号可以传输到自动化逻辑控制模块，利用该模块转换后，可以通过上位机显示，为操作人员提供监控便利。

3.3 不同工艺单元处理效果分析

该生活垃圾渗滤液处理站投入运营后，经过三个月的调试运行各出水指标，满足污染物控制标准的规定。按照数据结果可知，该处理站经过调试运行后，不同处理单元的污染物去除率均比较高，出水水质达标，满足设计要求。

4 应用MBR+NF+RO 组合工艺处理垃圾渗滤液的环保效益

分析MBR+NF+RO 组合工艺处理的处理效果可知，组合处理工艺能够去除垃圾渗滤液中的化学需氧量，五日生化需氧量，并且具备较强的脱氮能力，便于操作与管理，同时可以减少剩余污泥量，有效适应水质水量骤变。所以，应用组合工艺处理渗滤液，处理效果显著，运行稳定性高，出水指标均可达到稳定标准，值得推广应用。在实践应用中，组合工艺不会对生态环境造成影响，也不会造成二次污染危害，绿色化与节能化价值高。

结语

综上所述，随着填埋场寿命的持续增加，垃圾渗滤液可生化性下降，难以降解的物质，对组合技术工艺的挑战非常大，所以应用组合技术工艺，已经成为生活垃圾渗滤液处理的研究方向。通过本文分析，验证了MBR 系统、纳滤系统和反渗透系统在生活垃圾渗滤液处理中的应用价值，值得推广。