长沙市第一垃圾中转处理场配套废水处理站设计

邱迅 杨帆 唐清畅

【摘要】介绍了长沙市第一垃圾中转处理场的废水产生量预测和处理工艺设计。采用废水产生率法和分项预测法预测废水产生量，废水采用“升流式厌氧污泥床（UASB）+膜生物反应器（MBR）+纳滤（NF）”的组合工艺。工程设计因地制宜，优化场区布局，提高了工程经济性和安全性。

【关键词】生活垃圾；压滤液；产生量；工艺设计

城市生活垃圾产生量随着城市的发展逐渐增加，而垃圾处理场一般位于距离城市较远的地方，为了减少垃圾的运输成本，大中型城市均要建设垃圾转运站。生活垃圾在转运站内被压缩后运至处理场，而生活垃圾压缩过程中产生的高浓度有机废水成为制约垃圾转运站发展的重要因素。

1 工程概况

长沙市第一垃圾中转处理场位于长沙市洪山管理局果林分场，由一期工程和扩建工程两部分组成，一期工程已达到设计处理规模，扩建工程刚投入使用。废水主要为1#转运车间和2#转运车间的垃圾压滤液，地面清洗废水和生产废水，1#维修车间和2#维修车间的生产废水，转运车辆洗车废水。目前，上述废水通过室外废水管道收集后进入废水池（有效容积518 m3），废水在废水池中暂存，最后采用专用槽车运至城市污水处理厂处理，单程运距约4 km，城市污水处理厂采用氧化沟主体处理工艺，日处理规模18万t/d。

本工程废水主要成分是生活垃圾压滤液，属于高浓度有机废水，臭味大。在向城市污水处理厂倾倒投加过程中会产生严重的局部污染，操作人员和周边居民反应强烈。废水的加入会加重城市污水处理厂粗、细格栅、管道及其他设备的腐蚀，同时会对污水处理产生强大的冲击负荷，不利于污水处理厂处理达标排放[1]。此外，废水在运输过程中存在较大的安全隐患，一旦发生泄漏或倾覆，会造成较大的环境和社会影响。

2 废水量预测

2.1 废水产生率预测法

根据现有垃圾转运量和废水的产生量推算出废水产生系数，再根据垃圾总转运量和废水产生系数预测废水产生量。研究2012年1月～2014年10月逐月垃圾转运量和废水产生总量的关系，发现废水产生量与垃圾转运量呈正比，废水产生系数为0.096～0.110 m3/t垃圾，且废水产生系数随时间的推移无减小趋势，故本工程废水产生系数取0.11 m3/t。转运站全部投产后，最高日垃圾转运量为9000 t/d，则最高日废水产生量为990 m3/d。

2.2 分项预测法

根据废水产生的种类分项预测水量，各分项水量预测值如下：

（1）转运车间垃圾压滤液：垃圾转运站采用水平预压压缩转运工艺，垃圾内部含水受到机械力的挤压而渗出变为垃圾压滤液，其量的变化较为复杂，受垃圾成分、收集方式、压缩工艺、季节变化等因素的影响，参照国内垃圾转运站和长沙市基本情况，确定垃圾压滤液产生量为80L/t垃圾。转运站全部投产后，最高日垃圾转运量为9000 t/d，则对应的垃圾压滤液产生量为720 m3/d。（2）转运车间地面冲洗废水：为了保持转运车间的环境，需每天对转运车间地面进行冲洗一次，1#和2#转运车间需清洗的地面面积为13200 m2。参照《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003，2009版），用水定额取15 L/（m2·d）。冲洗地面废水排放系数取0.9，则转运车间地面冲洗废水排放量为180 m3/d。（3）转运车洗车废水：本转运站共有转运车60辆，均由40m3垃圾集装箱和半挂车组成，清洗频次为2次/天，冲洗方式为高压水枪冲洗，用水量为200L/（辆·次），废水排放系数取0.9，则转运车洗车废水排放量为22 m3/d。（4）维修车间生产废水：维修车间生产废水主要为机修废水，1#和2#维修车间各有洗涤池3座，按每座洗涤池废水排放量1.44 m3/d计，维修车间生产废水排放量为9 m3/d。分项预测废水产生总量为931 m3/d。

2.3 废水产生量确定

考虑到远期长沙市最高日垃圾转运量可能突破10000t/d，同时考虑将来由于清洁生产要求的提高，冲洗水量的增大，本工程建议建设规模需留有一定的裕量，总处理规模确定为1200 m3/d。

3 设计进、出水水质

3.1 设计进水水质：根据长沙市环境监测中心站近两年对废水池水質的监测结果，设计进水水质[2]CODCr：15000 mg/L，BOD5：3000 mg/L，SS：3000 mg/L，NH3-N：100 mg/L，pH：6-7.5。

3.2 设计出水水质：根据本工程环评报告批文，废水需处理达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）三级标准后经市政污水管网排入城市污水处理厂处理，其中氨氮参照《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ 343-2010）B等级的规定。设计出水水质CODCr≤500 mg/L，BOD5≤300 mg/L，SS≤400 mg/L，NH3-N≤45 mg/L，pH≤6.5-9.5。

4 工艺设计

4.1 工艺选择原则

本工程废水为高浓度有机废水，不仅有机污染物、悬浮物和泥砂浓度高，废水中还存在大量的塑料纸、布条、菜叶等漂浮物。因此在处理工艺选择上应遵循以下原则：

（1）加强预处理。转运站废水排放规律不均匀，漂浮物、泥砂较多，可能会堵塞水泵或其他机械设备，影响生物处理系统的效果，因此，需加强预处理，先去除漂浮物、泥砂等，再对废水进行调节，均衡水量与水质。（2）强化生化处理。转运站废水有机污染浓度高，须强化生物处理。（3）配套深度处理。为确保出水水质达标，需对废水进行深度处理。

4.2 预处理工艺选择

漂浮物采用常规的细格栅处理工艺。

废水中悬浮物和泥砂浓度高，通过平流式、竖流式和辐流式三种工艺的分析比较，得出平流式沉淀池沉淀效果好、对冲击负荷和温度变化的适应能力较强、施工简单、平面布置紧凑和排泥设备已趋定型等优势，故选用平流式沉淀池作为本工程的沉淀处理工艺。沉淀池出水进入调节池均衡水质水量，然后进入下步处理工序。

4.3 生化处理工艺选择

调节池的出水首先经过厌氧处理，这里采用负荷能力大、有机污染物去除率高和应用广泛的UASB工艺。

废水经过厌氧工艺后，有机物浓度大幅度降低，接下来的好氧处理工艺选用序批式活性污泥法（SBR）或膜生物反应器（MBR），通过对比，膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8～10 g/L，甚至更高，污泥龄（SRT）可延长至30天以上，且其出水水质稳定，且水质一般优于活性污泥工艺。故选用膜生物反应器（MBR）[3]为好氧处理工序。

4.4 深度处理工艺选择

本工程废水水质波动较大，COD高时可达到30000 mg/L，MBR出水可能不达标，参照国内同类项目经验（如北京、青岛生活垃圾转运站），深度处理工艺选用纳滤。纳滤具有过滤级别高，出水水质好等特点。本工程采用部分纳滤出水与MBR出水勾兑排放，纳滤设置比例为37.5%。

4.5 污泥处理工艺选择

废水处理站在进行废水处理的过程中分离和产生大量的污泥，含水率高达99%，运输和处理均较困难，必须进行减量处理。废水处理站剩余污泥一般采用“浓缩+脱水+泥饼外运”的处理工艺，污泥浓缩脱水常用方法有浓缩带式一体化脱水设备和重力浓缩后板框压滤机脱水。经过比较，重力浓缩后板框压滤机脱水方法在投资、能耗和处理效果方面优于浓缩带式一体化脱水设备，采用板框压滤机脱水泥饼量为一体化脱水设备的50%，可减少大量的运输和处置成本，本工程采用“重力浓缩+板框压滤机”脱水方案。

4.6 臭气处理工艺选择

廢水生化处理和污泥脱水过程中会产生大量臭气，而本工程场址北边和东边又为二类居住用地，环境问题非常敏感，臭气问题处理不好会带来很差的社会影响。臭气中主要物质为H2S、NH3、硫醇、挥发性有机气体（VOC）等恶臭污染物，目前，废水处理站除臭方法主要是天然植物液喷洒、生物滤池过滤和光化学作用等。考虑到投资运行费用和处理效果，本工程采用“生物滴滤池+光化学除臭设备”的二级除臭装置处理达标后经不低于15米排气筒有组织高空排放。

4.7 工艺流程方框图

废水处理站的工艺流程方框图如图1。

图1 废水处理站工艺流程方框图

5 结束语

本工程的设计充分考虑了废水水质水量的波动和建设投资的费用控制，同时运行管理简单，具有较长的使用寿命，并将废水处理过程中产生的沼气加以利用，变废为宝，增加了本工程的经济实用性。

参考文献：

[1]徐军，陆佳佳，范举红，陈明. 垃圾压滤液掺入城镇污水厂对运行的影响与对策[J]. 西南给排水，2012.

[2]李颖. 垃圾转运站污水回用处理工艺设计[J]. 环境工程，2002.

[3]韩丹，汪永辉，高品，洪飞宇. A/HMBR组合工艺处理生活垃圾中转站废水[J]. 中国给水排水，2008.