陳俊鴻

（深圳市潤(rùn)源建筑工程有限公司，廣東 深圳 518104）

引言

垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水是生活垃圾在轉(zhuǎn)運(yùn)站壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的壓濾液、沖洗壓縮設(shè)備和地面產(chǎn)生的混合廢水等，屬于高濃度有機(jī)廢水。目前，國(guó)內(nèi)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水主流處理工藝為“生化法+膜過(guò)濾”，產(chǎn)生的膜濃水采取外運(yùn)或蒸發(fā)的方式處理。此工藝易受水溫和進(jìn)水濃度影響，出水不穩(wěn)定，同時(shí)處理站占地面積大，投資和運(yùn)營(yíng)成本非常高。為了降低垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水處理的投資和運(yùn)營(yíng)成本，本團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一項(xiàng)“光催化+過(guò)濾+厭氧氨氧化”的耦合工藝，專門(mén)用于處理垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水等高濃度有機(jī)廢水。本文以深圳市某垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水處理實(shí)例進(jìn)行論述。

1 項(xiàng)目綜述

1.1 項(xiàng)目概況

某街道目前一共有15個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站，承擔(dān)著該街道范圍內(nèi)生活垃圾的壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)，在垃圾壓縮過(guò)程和沖洗設(shè)備及地面的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高濃度有機(jī)廢水，如不進(jìn)行處理將會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染，影響附近居民的生活質(zhì)量。為此，該街道在六個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)建設(shè)了廢水處理設(shè)備，在一定程度上改善了周?chē)h(huán)境，也得到了附近居民的好評(píng)。現(xiàn)在該街道希望在剩余的九個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站中挑選一個(gè)站點(diǎn)作為廢水處理一體化設(shè)備示范點(diǎn)，繼續(xù)提升垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站周?chē)沫h(huán)境質(zhì)量。

1.2 廢水處理設(shè)計(jì)水量

該垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站為兩廂式轉(zhuǎn)運(yùn)站，根據(jù)業(yè)主提供的用水量參數(shù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，該站點(diǎn)的設(shè)計(jì)處理水量按5 m3/d，每天處理24小時(shí)，則時(shí)流量為0.21 m3/h。

1.3 廢水進(jìn)出水水質(zhì)

垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示。

表1 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水進(jìn)出水水質(zhì)單位：mg/L

2 廢水處理工藝及流程說(shuō)明

2.1 廢水處理工藝流程

廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 廢水處理工藝流程

2.2 工藝流程說(shuō)明

垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水自流進(jìn)調(diào)節(jié)池進(jìn)水口，在調(diào)節(jié)池的進(jìn)口處安裝人工掛籃，去除原水中的粗大懸浮物和漂浮物，之后流到調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，然后通過(guò)潛水泵將廢水依次抽至預(yù)處理池、光催化反應(yīng)器、沉淀過(guò)濾池和厭氧氨氧化池進(jìn)行處理，處理達(dá)標(biāo)后排放到市政管道中。厭氧氨氧化池產(chǎn)生的厭氧氨氧化細(xì)菌定期取出作為商品銷(xiāo)售；預(yù)處理池和深度處理池產(chǎn)生的污泥定期排到污泥池中暫存；上清液溢流到調(diào)節(jié)池重新處理；沉在池底的污泥定期通過(guò)吸糞車(chē)抽吸外運(yùn)處理；一體化設(shè)備內(nèi)的臭氣通過(guò)管道收集后集中抽到生物噴淋塔處理后排放[2]。

3 設(shè)備運(yùn)行結(jié)果與分析

本項(xiàng)目對(duì)一體化設(shè)備進(jìn)行連續(xù)三個(gè)月的調(diào)試運(yùn)行，原水COD在10 000～12 000 mg/L時(shí)，對(duì)廢水各工藝段采用不同的藥劑投加量，同時(shí)檢測(cè)在該投加量下對(duì)應(yīng)的進(jìn)出水各項(xiàng)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)隨著加藥量和加熱溫度的不同，設(shè)備出水的各項(xiàng)指標(biāo)也有所變化，故認(rèn)為設(shè)備的處理效率與加藥量和加熱溫度存在對(duì)應(yīng)關(guān)系[3]。預(yù)處理池投加的藥劑為氧化劑1、催化劑1、絮凝劑，溶液的配制濃度分別為：10%、20%、3‰；深度處理池投加的藥劑為氧化劑2和催化劑2，溶液的配制濃度分別為：10%、25%。

3.1 預(yù)處理池各指標(biāo)的去除效果分析

本項(xiàng)目的有機(jī)物主要是通過(guò)投加氧化劑氧化及通過(guò)光催化反應(yīng)器去除。當(dāng)預(yù)處理池中投加的催化劑和絮凝劑達(dá)到一定量，廢水中的pH值維持在8.0左右時(shí)，氧化劑加藥量和出水各指標(biāo)的關(guān)系如表2所示。

表2 預(yù)處理池加藥情況單位：mg/L

由表2可以看出，隨著加藥量的增大，出水COD濃度在不斷降低，但當(dāng)加藥量大于1.6 L/h時(shí)，COD濃度變化不大，且氨氮和總氮的去除率變化均不大，證明該氧化劑對(duì)氨氮和總氮的去除率很低；出水SS值也基本維持在165 mg/L左右，原因可能是絮凝劑投加量為一定值時(shí)，出水的SS也是一定值，與氧化劑投加量無(wú)關(guān)。

3.2 光催化反應(yīng)器各指標(biāo)的去除效果分析

光催化反應(yīng)器的主要功能是去除COD和氨氮。在反應(yīng)器內(nèi)壁涂刷生物模板的催化劑，同時(shí)安裝紫外線燈管，通過(guò)加熱器對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的廢水進(jìn)行加熱，頂部接真空泵將反應(yīng)器內(nèi)抽成真空狀態(tài)[4]。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)真空度在一定值（-0.075 MPa）時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)加熱溫度來(lái)測(cè)定反應(yīng)器出水各指標(biāo)值，以確定最佳加熱溫度，加熱溫度和出水各指標(biāo)的關(guān)系如表3所示。

表3 光催化反應(yīng)器加熱情況單位：mg/L

由表3可以看出，在一定的真空度時(shí)，加熱溫度越低，出水COD濃度越低，原因可能是低水溫?zé)o法達(dá)到大部分有機(jī)物的沸點(diǎn)，有機(jī)物無(wú)法隨水蒸氣揮發(fā)出來(lái)，故出水COD較低；氨氮和總氮隨著加熱溫度的升高而降低，原因可能是溫度高使得氨氮揮發(fā)得快；出水SS均小于15 mg/L，原因是原水中的大部分SS都留在反應(yīng)器中，沒(méi)有被蒸發(fā)出來(lái)。綜上所述，加熱溫度維持在58～60 ℃時(shí)，各指標(biāo)處理效果最好。

3.3 深度處理池各指標(biāo)的去除效果分析

當(dāng)光催化反應(yīng)器的出水無(wú)法達(dá)到厭氧氨氧化工藝的進(jìn)水要求時(shí)，需在深度處理池對(duì)有機(jī)物進(jìn)行進(jìn)一步處理，以滿足厭氧氨氧化細(xì)菌的進(jìn)水要求。當(dāng)催化劑投加量一定時(shí)，氧化劑加藥量和出水各指標(biāo)的關(guān)系如表4所示。

表4 深度處理池加藥情況單位：mg/L

由表4可以看出，隨著加藥量的增加，出水COD濃度也隨之降低，當(dāng)加藥量超過(guò)0.5 L/h時(shí)，COD濃度降低得不明顯；氨氮和總氮的去除率不高，證明該氧化劑對(duì)氨氮和總氮的去除率很低；出水SS比光催化反應(yīng)器高，是因?yàn)樵谘趸^(guò)程中產(chǎn)生了新的沉淀物。

3.4 沉淀過(guò)濾池各指標(biāo)的去除效果分析

深度處理池的出水經(jīng)過(guò)沉淀過(guò)濾池進(jìn)行固液分離，該過(guò)濾池采用了筆者的實(shí)用新型專利：一種污水過(guò)濾裝置，目的是將原水的懸浮物去除，結(jié)果顯示出水指標(biāo)均在60 mg/L以下，完全滿足厭氧氨氧化工藝的進(jìn)水要求[5]。

3.5 厭氧氨氧化池氨氮的去除效果分析

沉淀過(guò)濾池的出水流到厭氧氨氧化池進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)，該工藝采用了兩段式的短程硝化-厭氧氨氧化工藝，同時(shí)嚴(yán)格控制溶解氧的濃度和水的堿度。通過(guò)調(diào)節(jié)短程硝化池的溶解氧濃度來(lái)確定出水氨氮的濃度，以及厭氧氨氧化細(xì)菌的培養(yǎng)效果，短程硝化池溶解氧濃度和出水氨氮及總氮的關(guān)系如表5所示。

由表5可以看出，當(dāng)短程硝化池內(nèi)溶解氧濃度在0.4～0.6 mg/L時(shí)，出水氨氮濃度最低，原因可能是在這個(gè)溶解氧范圍內(nèi)能產(chǎn)生較多的亞硝態(tài)氮，并和氨氮反應(yīng)生成氮?dú)猓瑥亩_(dá)到氨氮去除效率最佳的效果。同時(shí)，培養(yǎng)出的厭氧氨氧化細(xì)菌顆粒飽滿，可以作為產(chǎn)品銷(xiāo)售給市政污水廠和工業(yè)廢水廠，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益[6]。

4 結(jié)論與建議

本文通過(guò)深圳市某垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水處理實(shí)例，證明一體化設(shè)備采用“光催化+過(guò)濾+厭氧氨氧化”工藝，預(yù)處理池和深度處理池氧化劑加藥量分別按1.6 L/h和0.5 L/h投加，光催化反應(yīng)器的溫度控制在58～60 ℃時(shí)處理效果最好，各項(xiàng)指標(biāo)完全可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備的總占地面積為14.4 m2，可以實(shí)現(xiàn)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水處理投資和運(yùn)行費(fèi)用較低、占地面積較小的目的。根據(jù)該耦合工藝的實(shí)踐，其同樣適用于其它高濃度有機(jī)廢水的處理，如化工廢水、制藥廢水、食品廢水和餐廚垃圾滲濾液等。