垃圾滲濾液處理過程如何降低能耗？

地球的資源是有限的，降低能耗是各行業(yè)永恒的主題，也是污水處理領(lǐng)域追求的目標(biāo)。國際上未來污水廠的發(fā)展方向基本上成為能耗100%自給，無需外部電網(wǎng)供電，甚至可以將污水廠變?yōu)楫a(chǎn)能廠，而我國垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀與污水處理發(fā)展理念存在較大的差距，主要問題之一就是能耗過高。

進(jìn)入本世紀(jì)以來，我國滲濾液處理技術(shù)有了飛速的發(fā)展，但畢竟處于剛剛起步的階段，真正對(duì)其重視、研究的時(shí)間也就是10年左右，目前還有許多問題需要繼續(xù)研究、完善。

目前國內(nèi)垃圾滲濾液處理大多采用“生化處理+深度處理”工藝，而生化處理工藝以采用MBR居多。

MBR工藝的特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果良好，出水再輔以深度處理后能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，但MBR工藝也存在工藝流程復(fù)雜、能耗偏高的問題。

目前，滲濾液處理主流工藝存在脫氮、能耗高、二次污染等問題，而滲濾液處理系統(tǒng)降低能耗則是污水處理技術(shù)發(fā)展的需要，對(duì)于節(jié)省能耗、減少碳排放具有重要意義，它不但可以有效節(jié)省運(yùn)行成本、減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)，而且具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

而造成滲濾液處理高能耗的原因主要有以下幾個(gè)方面：

生化處理系統(tǒng)主要由進(jìn)水泵、缺氧池?cái)嚢柙O(shè)備、射流曝氣系統(tǒng)射流泵、內(nèi)回流泵、污水冷卻系統(tǒng)冷卻設(shè)備、鼓風(fēng)機(jī)、膜分離系統(tǒng)等機(jī)電設(shè)備組成。

而生化處理系統(tǒng)主要機(jī)電設(shè)備中，曝氣系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)可控，污水冷卻系統(tǒng)部分可控，進(jìn)水泵、攪拌設(shè)備不可控。因此，對(duì)可控部分進(jìn)行分析研究可尋出降低能耗的技術(shù)措施。

根據(jù)以上分析，結(jié)合滲濾液處理實(shí)際情況，降低能耗可通過曝氣系統(tǒng)、MBR膜分離系統(tǒng)和“厭氧氨氧化”工藝的應(yīng)用幾個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)。

方法一：曝氣方式的改變

鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)中的曝氣器可分為微孔曝氣、旋流曝氣和射流曝氣等，各種曝氣器各具特點(diǎn)，使用場(chǎng)合不同，投資和運(yùn)行成本都存在較大差異。在垃圾滲濾液處理系統(tǒng)中，射流曝氣系統(tǒng)和微孔曝氣系統(tǒng)都有許多成功的工程案例，旋流曝氣也是一種不錯(cuò)的選擇。合理選擇曝氣系統(tǒng)，在滿足處理效果的前提下，可以有效節(jié)省能耗，降低滲濾液處理運(yùn)行成本。

以上幾種曝氣系統(tǒng)，若以1000 m3/d的垃圾滲濾液處理工程為例，主要技術(shù)參數(shù)：處理規(guī)模1000 m3/d，鼓風(fēng)風(fēng)量360 m3/min。

其實(shí)，無論是微孔曝氣、旋流曝氣還是射流曝氣，其鼓風(fēng)機(jī)電耗基本相同，區(qū)別在于射流曝氣需要配置專用射流泵(氣水比一般控制在4:1，射流泵的揚(yáng)程10-15米)，射流泵的電耗一般在5-6Kwh/m3之間，如果電費(fèi)按照100元/Kwh計(jì)算，射流泵的運(yùn)行成本在5-6元/m3。采用唯恐曝氣和旋流曝氣可以節(jié)省電耗5-6Kwh/m3，相應(yīng)的運(yùn)行成本可以降低5-6元/m3。

方法二：內(nèi)置式膜的應(yīng)用

MBR工藝用膜組件代替了傳統(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池，其廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的污水處理中，包括市政污水、工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域。MBR可分為內(nèi)置式膜和外置式膜兩種類型。

在兩種膜分離系統(tǒng)的電耗方面，外置式超濾系統(tǒng)的電耗比內(nèi)置式高出5-6Kwh/m3，如果按電費(fèi)0.8元/Kwh計(jì)算，外置式的運(yùn)行成本比內(nèi)置式高出4-5元/m3。

方法三：厭氧氨氧化技術(shù)的應(yīng)用

1.不需要投加碳源

對(duì)于“厭氧氨氧化+MBR”處理工藝而言，厭氧氨氧化處理部分氨氮去除率可達(dá)90%，總氮去除率可達(dá)80%。

后續(xù)MBR工藝氨氮濃度很低，不需要投加外加碳源，靠自身的有機(jī)污染物完成硝化反硝化反應(yīng)，運(yùn)行成本可以大幅下降。

2.減小生物池容積

投加大量碳源后，進(jìn)水COD濃度大幅提高，生物池容積也相應(yīng)大幅增加，進(jìn)而導(dǎo)致工程投資增加，占地面積增大。采用“厭氧氨氧化+MBR”處理工藝，生物池容積按照滲濾液實(shí)際進(jìn)水濃度進(jìn)行計(jì)算，生物池容積大幅下降。

3.取消二級(jí)硝化反硝化

采用“厭氧氨氧化+MBR”處理工藝，在厭氧氨氧化階段氨氮得以大幅去除。后續(xù)MBR工藝進(jìn)水氨氮濃度較低，利用污水自身的有機(jī)碳源，采用一級(jí)硝化反硝化可以達(dá)到良好的脫氮效果。

4.取消污水冷卻系統(tǒng)

采用“厭氧氨氧化+MBR”處理工藝，進(jìn)水氨氮及COD降低，機(jī)電設(shè)備減少，通過熱平衡計(jì)算，可以降低冷卻系統(tǒng)負(fù)荷，或者取消污水冷卻系統(tǒng)，從而達(dá)到降低運(yùn)行成本的目的。一般污水冷卻系統(tǒng)電耗在2-3Kwh/m3。

5.節(jié)省新鮮水用量

設(shè)置污水冷卻系統(tǒng)需要補(bǔ)充大量新鮮水，以處理規(guī)模640m3/d的老齡化垃圾滲濾液處理工程為例，進(jìn)水氨氮=3000mg/L，COD=8000mg/L，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的規(guī)模為600m3/h，新鮮水補(bǔ)水量按照循環(huán)水量的1.5%來計(jì)算，污水冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水量為216m3/d，如果補(bǔ)充自來水，自來水價(jià)格按照3元/m3計(jì)算，折合成運(yùn)行成本約為1.00元/m3.

6.降低混合液回流比

對(duì)于氨氮含量高的老齡化垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，為保證脫氮效果，需要較高的混合液回流比，一般回流比為800%-1600%，甚至更高。采用“厭氧氨氧化+MBR”處理工藝，由于進(jìn)水氨氮濃度較低，回流比采用100%-400%即可滿足脫氮的要求，對(duì)于降低滲濾液處理成本具有重要意義。

7.污泥產(chǎn)量少

由于不需投加外加碳源，污泥產(chǎn)量大幅下降，污泥脫水處理量降低，節(jié)省工程投資、降低運(yùn)行成本。

綜上所述，采用微孔曝氣，電耗可降低5-6Kwh/m3，節(jié)省運(yùn)行成本4-5元/m3;

采用內(nèi)置式膜，電耗可降低5-6Kwh/m3，節(jié)省運(yùn)行成本4-5元/m3;

采用微孔曝氣和內(nèi)置式膜后，冷卻系統(tǒng)負(fù)荷降低，電耗可降低約0.3Kwh/m3，節(jié)省運(yùn)行成本0.3元/m3;

采用厭氧氨氮氧化工藝，可以不需投加外加碳源，大幅降低運(yùn)行成本。