邱迅 楊帆 唐清暢

【摘要】介紹了長沙市第一垃圾中轉(zhuǎn)處理場的廢水產(chǎn)生量預(yù)測和處理工藝設(shè)計(jì)。采用廢水產(chǎn)生率法和分項(xiàng)預(yù)測法預(yù)測廢水產(chǎn)生量，廢水采用“升流式厭氧污泥床（UASB）+膜生物反應(yīng)器（MBR）+納濾（NF）”的組合工藝。工程設(shè)計(jì)因地制宜，優(yōu)化場區(qū)布局，提高了工程經(jīng)濟(jì)性和安全性。

【關(guān)鍵詞】生活垃圾；壓濾液；產(chǎn)生量；工藝設(shè)計(jì)

城市生活垃圾產(chǎn)生量隨著城市的發(fā)展逐漸增加，而垃圾處理場一般位于距離城市較遠(yuǎn)的地方，為了減少垃圾的運(yùn)輸成本，大中型城市均要建設(shè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站。生活垃圾在轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)被壓縮后運(yùn)至處理場，而生活垃圾壓縮過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水成為制約垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站發(fā)展的重要因素。

1 工程概況

長沙市第一垃圾中轉(zhuǎn)處理場位于長沙市洪山管理局果林分場，由一期工程和擴(kuò)建工程兩部分組成，一期工程已達(dá)到設(shè)計(jì)處理規(guī)模，擴(kuò)建工程剛投入使用。廢水主要為1#轉(zhuǎn)運(yùn)車間和2#轉(zhuǎn)運(yùn)車間的垃圾壓濾液，地面清洗廢水和生產(chǎn)廢水，1#維修車間和2#維修車間的生產(chǎn)廢水，轉(zhuǎn)運(yùn)車輛洗車廢水。目前，上述廢水通過室外廢水管道收集后進(jìn)入廢水池（有效容積518 m3），廢水在廢水池中暫存，最后采用專用槽車運(yùn)至城市污水處理廠處理，單程運(yùn)距約4 km，城市污水處理廠采用氧化溝主體處理工藝，日處理規(guī)模18萬t/d。

本工程廢水主要成分是生活垃圾壓濾液，屬于高濃度有機(jī)廢水，臭味大。在向城市污水處理廠傾倒投加過程中會產(chǎn)生嚴(yán)重的局部污染，操作人員和周邊居民反應(yīng)強(qiáng)烈。廢水的加入會加重城市污水處理廠粗、細(xì)格柵、管道及其他設(shè)備的腐蝕，同時(shí)會對污水處理產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊負(fù)荷，不利于污水處理廠處理達(dá)標(biāo)排放[1]。此外，廢水在運(yùn)輸過程中存在較大的安全隱患，一旦發(fā)生泄漏或傾覆，會造成較大的環(huán)境和社會影響。

2 廢水量預(yù)測

2.1 廢水產(chǎn)生率預(yù)測法

根據(jù)現(xiàn)有垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量和廢水的產(chǎn)生量推算出廢水產(chǎn)生系數(shù)，再根據(jù)垃圾總轉(zhuǎn)運(yùn)量和廢水產(chǎn)生系數(shù)預(yù)測廢水產(chǎn)生量。研究2012年1月～2014年10月逐月垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量和廢水產(chǎn)生總量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)廢水產(chǎn)生量與垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量呈正比，廢水產(chǎn)生系數(shù)為0.096～0.110 m3/t垃圾，且廢水產(chǎn)生系數(shù)隨時(shí)間的推移無減小趨勢，故本工程廢水產(chǎn)生系數(shù)取0.11 m3/t。轉(zhuǎn)運(yùn)站全部投產(chǎn)后，最高日垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量為9000 t/d，則最高日廢水產(chǎn)生量為990 m3/d。

2.2 分項(xiàng)預(yù)測法

根據(jù)廢水產(chǎn)生的種類分項(xiàng)預(yù)測水量，各分項(xiàng)水量預(yù)測值如下：

（1）轉(zhuǎn)運(yùn)車間垃圾壓濾液：垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站采用水平預(yù)壓壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝，垃圾內(nèi)部含水受到機(jī)械力的擠壓而滲出變?yōu)槔鴫簽V液，其量的變化較為復(fù)雜，受垃圾成分、收集方式、壓縮工藝、季節(jié)變化等因素的影響，參照國內(nèi)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站和長沙市基本情況，確定垃圾壓濾液產(chǎn)生量為80L/t垃圾。轉(zhuǎn)運(yùn)站全部投產(chǎn)后，最高日垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量為9000 t/d，則對應(yīng)的垃圾壓濾液產(chǎn)生量為720 m3/d。（2）轉(zhuǎn)運(yùn)車間地面沖洗廢水：為了保持轉(zhuǎn)運(yùn)車間的環(huán)境，需每天對轉(zhuǎn)運(yùn)車間地面進(jìn)行沖洗一次，1#和2#轉(zhuǎn)運(yùn)車間需清洗的地面面積為13200 m2。參照《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50015-2003，2009版），用水定額取15 L/（m2·d）。沖洗地面廢水排放系數(shù)取0.9，則轉(zhuǎn)運(yùn)車間地面沖洗廢水排放量為180 m3/d。（3）轉(zhuǎn)運(yùn)車洗車廢水：本轉(zhuǎn)運(yùn)站共有轉(zhuǎn)運(yùn)車60輛，均由40m3垃圾集裝箱和半掛車組成，清洗頻次為2次/天，沖洗方式為高壓水槍沖洗，用水量為200L/（輛·次），廢水排放系數(shù)取0.9，則轉(zhuǎn)運(yùn)車洗車廢水排放量為22 m3/d。（4）維修車間生產(chǎn)廢水：維修車間生產(chǎn)廢水主要為機(jī)修廢水，1#和2#維修車間各有洗滌池3座，按每座洗滌池廢水排放量1.44 m3/d計(jì)，維修車間生產(chǎn)廢水排放量為9 m3/d。分項(xiàng)預(yù)測廢水產(chǎn)生總量為931 m3/d。

2.3 廢水產(chǎn)生量確定

考慮到遠(yuǎn)期長沙市最高日垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量可能突破10000t/d，同時(shí)考慮將來由于清潔生產(chǎn)要求的提高，沖洗水量的增大，本工程建議建設(shè)規(guī)模需留有一定的裕量，總處理規(guī)模確定為1200 m3/d。

3 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

3.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：根據(jù)長沙市環(huán)境監(jiān)測中心站近兩年對廢水池水質(zhì)的監(jiān)測結(jié)果，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)[2]CODCr：15000 mg/L，BOD5：3000 mg/L，SS：3000 mg/L，NH3-N：100 mg/L，pH：6-7.5。

3.2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)：根據(jù)本工程環(huán)評報(bào)告批文，廢水需處理達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）三級標(biāo)準(zhǔn)后經(jīng)市政污水管網(wǎng)排入城市污水處理廠處理，其中氨氮參照《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ 343-2010）B等級的規(guī)定。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)CODCr≤500 mg/L，BOD5≤300 mg/L，SS≤400 mg/L，NH3-N≤45 mg/L，pH≤6.5-9.5。

4 工藝設(shè)計(jì)

4.1 工藝選擇原則

本工程廢水為高濃度有機(jī)廢水，不僅有機(jī)污染物、懸浮物和泥砂濃度高，廢水中還存在大量的塑料紙、布條、菜葉等漂浮物。因此在處理工藝選擇上應(yīng)遵循以下原則：

（1）加強(qiáng)預(yù)處理。轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水排放規(guī)律不均勻，漂浮物、泥砂較多，可能會堵塞水泵或其他機(jī)械設(shè)備，影響生物處理系統(tǒng)的效果，因此，需加強(qiáng)預(yù)處理，先去除漂浮物、泥砂等，再對廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)，均衡水量與水質(zhì)。（2）強(qiáng)化生化處理。轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水有機(jī)污染濃度高，須強(qiáng)化生物處理。（3）配套深度處理。為確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，需對廢水進(jìn)行深度處理。

4.2 預(yù)處理工藝選擇

漂浮物采用常規(guī)的細(xì)格柵處理工藝。

廢水中懸浮物和泥砂濃度高，通過平流式、豎流式和輻流式三種工藝的分析比較，得出平流式沉淀池沉淀效果好、對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)、施工簡單、平面布置緊湊和排泥設(shè)備已趨定型等優(yōu)勢，故選用平流式沉淀池作為本工程的沉淀處理工藝。沉淀池出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池均衡水質(zhì)水量，然后進(jìn)入下步處理工序。

4.3 生化處理工藝選擇

調(diào)節(jié)池的出水首先經(jīng)過厭氧處理，這里采用負(fù)荷能力大、有機(jī)污染物去除率高和應(yīng)用廣泛的UASB工藝。

廢水經(jīng)過厭氧工藝后，有機(jī)物濃度大幅度降低，接下來的好氧處理工藝選用序批式活性污泥法（SBR）或膜生物反應(yīng)器（MBR），通過對比，膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)活性污泥（MLSS）濃度可提升至8～10 g/L，甚至更高，污泥齡（SRT）可延長至30天以上，且其出水水質(zhì)穩(wěn)定，且水質(zhì)一般優(yōu)于活性污泥工藝。故選用膜生物反應(yīng)器（MBR）[3]為好氧處理工序。

4.4 深度處理工藝選擇

本工程廢水水質(zhì)波動(dòng)較大，COD高時(shí)可達(dá)到30000 mg/L，MBR出水可能不達(dá)標(biāo)，參照國內(nèi)同類項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)（如北京、青島生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站），深度處理工藝選用納濾。納濾具有過濾級別高，出水水質(zhì)好等特點(diǎn)。本工程采用部分納濾出水與MBR出水勾兌排放，納濾設(shè)置比例為37.5%。

4.5 污泥處理工藝選擇

廢水處理站在進(jìn)行廢水處理的過程中分離和產(chǎn)生大量的污泥，含水率高達(dá)99%，運(yùn)輸和處理均較困難，必須進(jìn)行減量處理。廢水處理站剩余污泥一般采用“濃縮+脫水+泥餅外運(yùn)”的處理工藝，污泥濃縮脫水常用方法有濃縮帶式一體化脫水設(shè)備和重力濃縮后板框壓濾機(jī)脫水。經(jīng)過比較，重力濃縮后板框壓濾機(jī)脫水方法在投資、能耗和處理效果方面優(yōu)于濃縮帶式一體化脫水設(shè)備，采用板框壓濾機(jī)脫水泥餅量為一體化脫水設(shè)備的50%，可減少大量的運(yùn)輸和處置成本，本工程采用“重力濃縮+板框壓濾機(jī)”脫水方案。

4.6 臭氣處理工藝選擇

廢水生化處理和污泥脫水過程中會產(chǎn)生大量臭氣，而本工程場址北邊和東邊又為二類居住用地，環(huán)境問題非常敏感，臭氣問題處理不好會帶來很差的社會影響。臭氣中主要物質(zhì)為H2S、NH3、硫醇、揮發(fā)性有機(jī)氣體（VOC）等惡臭污染物，目前，廢水處理站除臭方法主要是天然植物液噴灑、生物濾池過濾和光化學(xué)作用等?？紤]到投資運(yùn)行費(fèi)用和處理效果，本工程采用“生物滴濾池+光化學(xué)除臭設(shè)備”的二級除臭裝置處理達(dá)標(biāo)后經(jīng)不低于15米排氣筒有組織高空排放。

4.7 工藝流程方框圖

廢水處理站的工藝流程方框圖如圖1。

圖1 廢水處理站工藝流程方框圖

5 結(jié)束語

本工程的設(shè)計(jì)充分考慮了廢水水質(zhì)水量的波動(dòng)和建設(shè)投資的費(fèi)用控制，同時(shí)運(yùn)行管理簡單，具有較長的使用壽命，并將廢水處理過程中產(chǎn)生的沼氣加以利用，變廢為寶，增加了本工程的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐軍，陸佳佳，范舉紅，陳明. 垃圾壓濾液摻入城鎮(zhèn)污水廠對運(yùn)行的影響與對策[J]. 西南給排水，2012.

[2]李穎. 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站污水回用處理工藝設(shè)計(jì)[J]. 環(huán)境工程，2002.

[3]韓丹，汪永輝，高品，洪飛宇. A/HMBR組合工藝處理生活垃圾中轉(zhuǎn)站廢水[J]. 中國給水排水，2008.