武大洋

（鹽城市清水綠岸凈水集團(tuán)有限公司，江蘇 鹽城 224000）

國內(nèi)大部分城市生活垃圾是混合收集的，其成分受當(dāng)?shù)厣罘绞健⑸盍?xí)慣、收集方法、所處地區(qū)及季節(jié)變化影響較大[1]。因此，滲濾液內(nèi)污染物種類繁多，含有較多的有機(jī)烴類及其衍生物、酸酯類、醇酚類、酮醛類和酰胺類等[2]。垃圾滲濾液中污染物濃度高，變化范圍大。這些特性是其他污水無法相比的，不僅增加工藝處理的難度，還增加實(shí)際運(yùn)營的成本。滲濾液水質(zhì)水量受到雨季或季節(jié)影響變化大[3]。滲濾液的高濃度氨氮，一方面，由于高濃度的氨氮對(duì)生物處理系統(tǒng)有一定的抑制作用；另一方面，由于高濃度的氨氮造成滲濾液中C/N 比失調(diào)，生物脫氮難以進(jìn)行，往往導(dǎo)致處理后水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)[4]。

鑒于滲濾液的上述特點(diǎn)，在進(jìn)行工藝選擇時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：①高氨氮去除能力；②高負(fù)荷滲濾液處理能力；③能夠適應(yīng)滲濾液濃度的波動(dòng)；④滲濾液處理工藝能保證出水水質(zhì)穩(wěn)定。

1 現(xiàn)狀設(shè)施概況

現(xiàn)狀滲濾液處理設(shè)施的設(shè)計(jì)處理量為350 m3·d-1。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889—1997）中的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，采用預(yù)處理系統(tǒng)-缺氧-好氧-MBR 系統(tǒng)的組合處理工藝?，F(xiàn)狀滲濾液處理工藝流程的選擇受到當(dāng)時(shí)用地條件限制，主體工藝流程如圖1所示。

按實(shí)際運(yùn)行時(shí)測(cè)的進(jìn)水水量、水質(zhì)數(shù)據(jù)，滲濾液實(shí)際產(chǎn)生量及其污染物濃度都超過了設(shè)計(jì)能力。在運(yùn)行過程中存在一些問題：①超濾系統(tǒng)出水量有下降現(xiàn)象。②硝化反應(yīng)池溫度過高。③有些設(shè)備缺乏備用。射流循環(huán)泵、污泥輸送泵、冷卻輸送泵、超濾膜組件、超濾進(jìn)水泵、超濾清洗泵、生物濾池循環(huán)泵、污泥運(yùn)輸車等均無備用。④管道堵塞問題。埋地管道過長，出現(xiàn)堵塞后無法清通。⑤設(shè)備檢修問題。⑥袋式過濾器的使用，易堵塞，清洗困難，影響流量。

2 設(shè)計(jì)規(guī)模及水質(zhì)

考慮現(xiàn)狀處理設(shè)施高峰月中最大連續(xù)3 天滲濾液總量的平均值為780 m3·d-1，在維持現(xiàn)狀MBR 處理設(shè)施不變的同時(shí)，按新的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)，原設(shè)計(jì)規(guī)模調(diào)整為300 m3·d-1，同時(shí)新建500 m3·d-1規(guī)模的處理設(shè)施，通過改擴(kuò)建后總處理能力達(dá)到800 m3·d-1。

新建滲濾液處理設(shè)施的出水水質(zhì)按環(huán)評(píng)要求需達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889—2008）表2規(guī)定的水污染物排放質(zhì)量濃度限值。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) mg·L-1

3 工藝設(shè)計(jì)

3.1 工藝選擇

近年來，垃圾滲濾液主要處理技術(shù)包括生化處理技術(shù)和膜處理技術(shù)（超濾、納濾和反滲透）等。比如①厭氧生化處理技術(shù)，廢水厭氧生化處理技術(shù)一般用于可生化的高濃度有機(jī)廢水的處理，是一種處理負(fù)荷較高、運(yùn)行費(fèi)用較低的廢水處理技術(shù)[5]。②反滲透（RO）處理技術(shù)，反滲透僅是一個(gè)分離過程，污染物并未有效降解，在分離出清水的同時(shí)，還會(huì)有一定的濃縮液。反滲透最大的問題就是濃縮液的處理問題[6]。為達(dá)到有效分離NH3的目的，需加硫酸把進(jìn)水pH 值調(diào)到小于6.5，同時(shí)增加了含鹽量，使污染物濃度和電導(dǎo)率不斷升高[6]。由于反滲透沒有生物降解能力，出水中低分子有機(jī)物如硫醚、硫化氫等會(huì)使出水中留有臭味。對(duì)于本工程如此高濃度的滲濾液，反滲透的產(chǎn)率也會(huì)受到較大影響。因此，為確保工程長期運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，本工程不考慮采用反滲透工藝。③MBR 及其組合工藝，MBR 是20世紀(jì)80年代末開發(fā)的廢水處理技術(shù)，是一種分體式膜生化反應(yīng)器，包括生化反應(yīng)器和超濾UF 兩個(gè)單元。MBR 工藝的主要特點(diǎn)有：主要污染物CODcr、BOD5和NH3-N 等有效降解，無二次污染；占地面積較小；剩余污泥量較小等[7]。鑒于現(xiàn)狀滲濾液處理工程采用MBR 組合工藝，為便于運(yùn)行管理，本次改擴(kuò)建工程在改進(jìn)現(xiàn)狀滲濾液處理設(shè)施的基礎(chǔ)上，工藝流程中仍采用MBR 組合工藝。

3.2 工藝流程

滲濾液改擴(kuò)建工程采用以格柵機(jī)械分離及預(yù)沉淀為預(yù)處理工藝、以厭氧反應(yīng)為前處理工藝、膜生化反應(yīng)器為后處理工藝的處理流程。當(dāng)滲濾液中含有較高濃度的Ca2+時(shí)，會(huì)在厭氧過程中產(chǎn)生CaCO3沉淀，有時(shí)沉淀中也含有CaHPO4[8]。這些沉淀物會(huì)沉積于顆粒污泥內(nèi)部及其表面，也會(huì)沉積于出水管、出水堰板或管道中。另外還有一些厭氧處理過程中常見的無機(jī)沉淀物，在鎂離子濃度、磷酸根離子濃度較高時(shí)，由于厭氧反應(yīng)器出水在接觸空氣后會(huì)釋放出一定的CO2，導(dǎo)致厭氧反應(yīng)器出水pH 的上升，會(huì)析出鳥糞石（MAP）等鈣鎂無機(jī)鹽，易導(dǎo)致管道結(jié)垢，易于垂直下降管道、管道彎頭處及不光滑的管壁上形成，并會(huì)影響MBR 的超濾膜通量，因此在進(jìn)入MBR 前得到有效去除[9]。為此，在厭氧反應(yīng)器及MBR 處理系統(tǒng)之間設(shè)置曝氣+沉淀處理設(shè)施。

考慮厭氧反應(yīng)器去除有機(jī)物效果較好，滲濾液水量水質(zhì)變化較大，為了避免膜生化反應(yīng)器的C/N比失調(diào)，設(shè)計(jì)中考慮部分滲濾液原水經(jīng)過格柵預(yù)沉處理后超越厭氧反應(yīng)池直接進(jìn)入膜生化反應(yīng)器，以保證膜生化反應(yīng)器中反硝化處理所需的碳源[10]。在工藝流程中，在厭氧處理出水后設(shè)計(jì)布置超越管，滲濾液經(jīng)厭氧處理后可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，超越曝氣池及沉淀池，直接接至MBR 系統(tǒng)的反硝化池。滲濾液處理設(shè)施產(chǎn)生的的脫水污泥的含水率控制在80%以內(nèi)。污泥經(jīng)車運(yùn)至焚燒廠同垃圾一起進(jìn)行混合焚燒處置，徹底避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。

針對(duì)滲濾液中的高有機(jī)物濃度、高懸浮物濃度、高氨氮濃度、低pH 值的特點(diǎn)，擬采用格柵分離-初沉淀-厭氧-好氧-沉淀-MBR 處理工藝，整個(gè)滲濾液處理主體工藝流程如圖2所示。

3.3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

1）預(yù)沉淀池 平面尺寸3 m×2 m（內(nèi)尺寸）,池深4.0 m，埋深2.8 m，帶頂蓋，半地下式現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2）調(diào)節(jié)池 平面尺寸30 m×12 m（內(nèi)尺寸）,池深4.0 m，埋深4 m，帶頂蓋，半地下式現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

3）厭氧反應(yīng)器日進(jìn)流量500 m3·d-1，容積負(fù)荷8.0 kg COD·m-3·d-1，內(nèi)循環(huán)回流量206 m3·h-1，水力停留時(shí)間8.9 d，沼氣產(chǎn)率0.45 Nm3·kg COD-1，厭氧污泥產(chǎn)率0.08（考慮無機(jī)鹽沉淀等因素），污泥床污泥濃度8%，平均污泥產(chǎn)量24.5 m3·d-1。

厭氧反應(yīng)器尺寸：L×B×H=26 m×12 m×15.2 m，1座（分2 池），總有效容積：4 430 m3。填料床體積1 418 m3。進(jìn)水螺桿泵(1 用1 備)，Q=15～35 m3·h-1，H= 25 m，變頻。厭氧填料2 370 套，帶狀膜條填料，比表面積100 m2·m-3，沼氣噴淋裝置2 套。厭氧循環(huán)泵2 臺(tái)，Q=75 m3·h-1，H= 28 m。

4）MBR 系統(tǒng) 有效水深7.5 m，污泥質(zhì)量濃度15 g·L-1，污泥產(chǎn)率系數(shù)0.15 kg MLSS·kg CODcr-1，脫氮速率0.005～0.2 kg NO3-N·kg MLSS-1·d-1，好氧區(qū)污泥齡25～30 d，需氧量1.4 kg O2·kg CODcr-1，氧轉(zhuǎn)移效率0.2～0.25，膜通量60～150 L·m-2·h-1。

生化反應(yīng)器：反硝化池液下攪拌器2 套，P=5 kW。射流曝氣系統(tǒng)2 套。射流循環(huán)泵5 臺(tái)（4 用1備）Q=400 m3·h-1，H=8 m。風(fēng)機(jī)3 臺(tái)，Q=2 500 m3·h-1，H=8 m。

超濾系統(tǒng)：超濾進(jìn)水泵2 臺(tái)（1 用1 備），Q=210 m3·h-1，H=15 m。超濾循環(huán)泵3 臺(tái)（2 用1 臺(tái)），Q=265 m3·h-1，H=48 m。超濾膜組件14 支（2 支備用）。超濾清洗泵1 臺(tái)，Q=100 m3·h-1，H=25 m。超濾清液回流泵1 臺(tái)，Q=40 m3·h-1，H=25 m。清洗藥劑泵1 臺(tái)，Q=2.5 m3·h-1，H=5 m?？諌簷C(jī)2 臺(tái)，Q=0.1 m3·h-1。冷干機(jī)1 臺(tái)，Q=0.7 m3·h-1。

冷卻系統(tǒng)：冷卻塔2 座，冷卻熱量：2 300 kW。換熱器1 臺(tái)，換熱量：2 300 kW。冷卻污泥泵1 臺(tái)，Q=650 m3·h-1，H=15 m。冷卻水泵1 臺(tái)，Q=650 m3·h-1，H=15 m。

5）污泥脫水 采用離心脫水機(jī)2 臺(tái)，處理污泥量10 m3·h-1；離心進(jìn)料螺桿泵2 臺(tái)，流量10 m3·h-1，揚(yáng)程15 m；絮凝劑配制裝置1 套，配制能力1～3 m3·h-1；絮凝劑投加泵2 臺(tái)，流量1～3 m3·h-1，揚(yáng)程20 m；無軸螺桿輸送機(jī)2 臺(tái)；電磁流量計(jì)2 臺(tái)；浮子流量計(jì)2 只。

6）除臭系統(tǒng) 采用一體化生物濾池除臭，生物濾池由池體、內(nèi)部生物填料、布?xì)庀到y(tǒng)和濾池頂蓋等4 個(gè)組成。設(shè)備處理風(fēng)量：11 000 m3·h-1；功率：15 kW。

3.3 高程設(shè)計(jì)

各構(gòu)筑物池底標(biāo)高、池頂標(biāo)高設(shè)計(jì)見表2。

表2 各構(gòu)筑物高程設(shè)計(jì)表

4 工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1）生活垃圾填埋場滲濾液的產(chǎn)生量與原液及降雨量有關(guān)，調(diào)節(jié)池采用年內(nèi)調(diào)節(jié)，在旱季時(shí)能保證有一定的負(fù)荷進(jìn)入滲濾液處理設(shè)施。

2）利用現(xiàn)有MBR 系統(tǒng)進(jìn)行改造提標(biāo)，對(duì)局部進(jìn)行銜接改造及部分管道清通，改造工程量較小，難度不大，工程投資少。

3）優(yōu)化構(gòu)筑物間的連接管道，避免過多的水頭跌落與預(yù)留，減少水頭損失，使各處理構(gòu)筑物布置緊湊，水流通暢，從而使水頭損失降低到最低限度，以節(jié)約能源。

4）確保整個(gè)垃圾填埋場能夠正常運(yùn)行，避免產(chǎn)生環(huán)境污染問題。同時(shí)有豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，減輕運(yùn)行人員負(fù)擔(dān)。

5 結(jié)論

1）為減少改造工程量對(duì)現(xiàn)有滲濾液處理設(shè)施的正常運(yùn)行。維持現(xiàn)狀MBR 處理設(shè)施不變的同時(shí)，按照新的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)，其規(guī)模調(diào)整為300 m3·d-1，同時(shí)新建500 m3·d-1的處理設(shè)施。

2）基于解決現(xiàn)狀問題，采用預(yù)沉淀-厭氧-好氧-沉淀-MBR 組合工藝，該工藝結(jié)構(gòu)緊湊，布置適當(dāng)，能長期適應(yīng)滲濾液的水量水質(zhì)波動(dòng)，運(yùn)行成本相對(duì)較低，對(duì)主要出水控制指標(biāo)有較好的去除效果。

3）本工藝在國內(nèi)有著一定的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，適合大部分同類型的滲濾液處理設(shè)施改擴(kuò)建項(xiàng)目，為生活垃圾填埋場滲濾液處理提供一種可行的技術(shù)思路。