广西某渗沥液处理站技改工程案例分析

李满桃，范伟聪

（1.华蓝设计（集团）有限公司，广西南宁530011；2.防城港垃圾处理厂，广西防城港538000）

广西某渗沥液处理站技改工程案例分析

李满桃1，范伟聪2

（1.华蓝设计（集团）有限公司，广西南宁530011；2.防城港垃圾处理厂，广西防城港538000）

介绍了广西某城区垃圾渗沥液处理技改工程概况，通过对该项目实施前后的设计与施工安装调试、运行管理过程分析，提出在工序中增设处理水水体降温设施，并在一二级硝化/反硝化之间灵活处理回流和曝气量。

垃圾渗沥液处理；技改工程；水质参数；运行管理

1 工程概况

广西某渗沥液处理技改工程占地面积为2800m2，进场垃圾约200 t/d,渗沥液处理规模为200 m3/d，于2004年正式运行，拟于2017年封场，2015年进水水质情况见表1，原设计进水水质见表2。

表1 渗沥液处理站实际进水水质

表2 渗沥液处理站设计进水水质

对近期渗沥液处理站实测的进水水质进行分析，现状进水均不能满足生物脱碳（B/C=0.3）及生物脱氮（BOD/NH4+-N=2.38）的需求［1］。与设计进水水质存在较大差异，分析与填埋场进场垃圾量增长快、进场垃圾性质控制不力、浓缩液回流喷灌点布置、填埋年限变长有关。从实际进水水质分析进水可生化性比设计情况要大为降低，尤其是C/N（BOD/NH4+-N）［2］。

渗沥液处理站主要处理工艺如图1所示。

图1 渗沥液处理工艺流程

2 主要构筑物、设备及运行参数

1）渗沥液调节池1座。浆砌块石结构，池壁敷设HDPE土工膜。面积9 600 m2，水深1.5 m，有效容积14 430 m3。

2）厌氧反应器2座。并联运行。反应器为钢制结构。单座设计参数：Φ3.0 m，H=9.4 m，水力停留时间16.0 h。

3）氧化沟1座。半地下钢砼结构。池子参数：L×B×H=33.5 m×8.74 m×3.0 m，有效容积628 m3，有效水深2.5 m，水力停留时间3.14 h。

4）氧化沟出水井1座。全地下钢砼结构。尺寸为D=5.45 m，H=5.30 m，有效容积43.6 m3。

5）污泥泵井1座。L×B=2.4 m×2.4 m，有效水深H=2.0 m，有效容积11.5 m3。

6）外置式MBR系统1套。管式超滤膜的基本运行参数见表3。

表3 管式超滤膜运行参数

7）纳滤（NF）。纳滤采用卷式聚酰胺复合膜组件。纳滤操作压力为500～2 500 kPa。纳滤系统设有3条环路，每条环路内设有1支耐压膜壳，耐压膜壳内分别设有4支卷式纳滤膜元件，总计膜面积为444 m2。

8）反渗透（RO）。反渗透系统的膜元件选用螺旋卷式结构，简称卷式结构。反渗透系统设有2条环路，每条环路内设有2支耐压膜壳，耐压膜壳内分别设有4支卷式反渗透膜元件，总计膜面积为550.4 m2。

9）加药系统。加药系统包括化学药液配制箱、药洗泵、加药管路及相关阀门等。

10）回用水系统。回用水池1座，全地下钢筋混凝土结构，尺寸为L×B×H=4.0 m×4.0 m× 4.0 m。回用水泵2台，1用1备。设计参数为Q=10 m3/h，H=24 m，N=1.5 kW。

11）膜处理间1座。单层砖混结构，平面尺寸为20 m×6.5 m，包括外置式MBR、反渗透系统在内的膜处理系统，以及配套的反冲洗装置、加药系统均放置在新建的膜处理间内，便于工作人员集中操作与管理。

3 运行现状与分析

3.1 运行现状

根据业主提供的资料，防城港市垃圾无害化处理厂渗沥液处理站运行至今，随着填埋年限的增长、库区雨污分流的逐步完善，目前出现渗沥液进水水质恶化、氧化沟DO不足，生化处理效果不佳，后续纳滤及反渗透处理负荷过大，系统产水率较低，渗沥液处理站出水量较小不能满足生产需要的情况。根据业主提供的水质检测资料，目前进出水指标中，氨氮浓度偏高严重，生化处理阶段脱氮负荷较大，出水氨氮及总氮不能稳定达标。

3.2 存在问题

①氧化沟充氧量不足；②氧化沟出水水质不稳定，处理效果不佳；③外置式MBR管式膜产水率低，回流至氧化沟的污泥量偏大；④氧化沟现有推流器推流能力不足；⑤进场垃圾性质复杂，有一些冷冻畜禽肉类物质等非生活垃圾进场直接填埋使渗沥液成分变化异常。

3.3 原因分析总结

1）进水水质恶化较快。由于填埋场进场垃圾量增加较快，且填埋年限增长，进场垃圾性质复杂，渗沥液处理站进水BOD浓度较预期下降较快，而氨氮浓度上升较快，生物脱碳及生物脱氮能力下降，导致渗沥液处理系统在运行中需要投加大量碳源以保证生物处理的可行性。

2）氧化沟运行负荷高。由于进水水质恶化，需要投加大量外加碳源进行补充，氧化沟内实际的污泥负荷变大，曝气机未能满足实际的供氧量需求，氧化沟持续缺氧运行，导致沟内活性污泥活性受抑制［3］。

3）外置式MBR管式膜回流至氧化沟的混合液流量过大。外置式MBR的管式超滤膜运行过程中浓水侧产生的混合液全部回流至氧化沟，且混合液的回流与过滤阶段同时进行，导致了浓水侧压力释放，膜面过滤压力不足，产水率较低；另一方面也因回流量过大，回流流程变长，导致了系统能耗增大。

4 技改方案

4.1 运行管理调整

调整外置式MBR管式膜运行方式，提高膜面循环流量，提高系统产水率。外置式MBR管式膜操作阶段主要包括：水力清洗、过滤、停机及化学清洗4个阶段。调整外置式MBR管式膜产水方式为：调整浓水侧循环水回流至超滤进水泵及超滤循环泵之间，形成浓水内循环。超滤产水的同时先开启浓水侧的循环泵及循环水阀门，使浓水侧的大流量高压流体冲刷膜面；产水10 min后，打开浓水侧的浓水排放阀，使浓水回流至生化反应池，系统进入产水及排泥阶段，持续5 min后，停机。使管式膜系统间歇出水、间歇排泥，减少膜面污染，提高产水量。

4.2 工艺流程变更

为增强生物处理系统稳定性，增强对各因素的影响，拟在原工艺流程的基础上，提出以下工艺流程变更方案：将氧化沟作为低负荷的二级硝化/反硝化系统，在其流程前端增加一级反硝化罐和一级硝化罐。一级硝化/反硝化系统高负荷下运行，去除大部分的氨氮及有机物，如图2所示。

图2 渗沥液处理技改工艺流程

4.2.1 设计水质

结合现状水质情况，本方案设计进水水质：COD=4000mg/L，BOD=600mg/L，NH4+-N=2000mg/L，TN=2 500 mg/L，SS=800 mg/L。

进水BOD5/NH4+-N=600/2 000=0.3＜2.38。不能满足完全生物脱氮的需要。为此，需要外部投加碳源补充。按设计进出水脱氮量，所需进水BOD≥2.38×NH4+-N，取为2.5×2 000 mg/L=5 000 mg/L，则需要外部投加的BOD量=（5～0.6）kg/m3× 200 m3/d=880 kg/d。若采用葡萄糖作为外加碳源，根据经验，按1 g葡萄糖=0.53 g BOD来估算，所需投加的葡萄糖量为1 660 kg/d。

4.2.2 工艺参数

4.2.2.1 一级硝化/反硝化阶段工艺参数

设计进出水水质情况：进水COD=4 000 mg/L，BOD=5000mg/L，NH4+-N=2000mg/L，TN=2500mg/L；出水COD=1 200 mg/L，BOD=1 000 mg/L，NH4+-N= 400 mg/L，TN=750 mg/L。

好氧区：设置3座一级硝化罐，单座一级硝化罐有效容积425.5 m3，单座尺寸Φ8.8×8.0 m。

缺氧区：2座一级反硝化罐，单座一级反硝化罐有效容积309 m3，尺寸Φ7.5×8.0 m。

沉淀区：一级硝化出水进入沉淀罐，沉淀部分污泥，沉淀罐尺寸Φ4.0×8.0 m。

4.2.2.2 二级硝化/反硝化阶段工艺参数

设计进出水情况：进水COD=1 200 mg/L，BOD=1 000 mg/L，NH4+-N=400 mg/L，TN=750 mg/L；出水COD=720 mg/L，BOD=500 mg/L，NH4+-N= 200 mg/L，TN=250 mg/L。

保留原氧化沟，作为二级硝化/反硝化系统，进行低负荷脱碳及脱氮［2］。为提高满足氧化沟充氧及推流需要，新增1台潜水曝气机。为提高超滤膜系统产水量，本次技改新增1套管式超滤膜组系统，设计参数：处理规模10 m3/h，超滤膜膜面积156.6 m2，超滤膜通量63.8 L/（m2·h）。

4.3 技改系统运行与控制关键点

在一级硝化/反硝化段投加外加碳源，可有效解决（BOD5/NH4+-N＜2.38脱氮效果差的问题；同时，严格控制进场垃圾性质，确保非生活类垃圾在未有效处置前不能进场，确保垃圾渗沥液水质变化在合理范畴；适当延长生化段水力停留时间至5 d以上，可有效降低膜处理设备运行负荷；同时调整浓缩液回流布置点，尽可能延长浓缩液在填埋库区的生化反应停留时间，降低渗沥液处理站工艺负荷，可有效保证渗沥液处理站的工况正常运行；培训一支娴熟掌握垃圾渗沥液处理工艺与设备运行原理的生产管理队伍是处理站正常安全运行的关键保障。

考虑当地气候以及使用鼓风设备曝气气体温度较高情况，建议在工序中增设处理水水体降温设施，以保证生物反应、膜处理高效温控范围；因该项目正在调试阶段，可结合水质控制情况，在一二级硝化/反硝化之间灵活处理回流与曝气量。

［1］张自杰.废水处理理论与设计［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.

［2］杨柳，吉芳英.低C/N比污水的低氧同步脱氮除磷试验研究［EB/OL］.（2009-02-04）.http：//www.paper.edu.cn/releasepaper/ content/200902-54.

［3］室外排水设计规范（2014年版）：GB 50014－2006［S］.北京：中国计划出版社，2014.

Case Analysis of Technical Renovation Project at Leachate Treatment Station in Guangxi

Li Mantao1，Fan Weicong2
（1.Hualan Design&Consulting Group，NanningGuangxi530011；2.Fangcheng Port Landfill Treatment Factory，Fangcheng PortGuangxi538000）

The general situation oftechnical renovation project at landfillleachate treatment station in aregion ofGuangxi wasintroduced.Through theanalysisofthedesign and construction，installation，commission and operation controlbefore and after carrying out thistechnical renovation project，we proposed to add facilitiesto lower the water temperature in the water treatment，and also flexibly handle reflux and aeration volume between first level and second level nitrification and denitrification.

landfill leachate treatment；technical renovation project；water quality parameter；operation control

X703；X705

B

1005-8206（2017）02-0071-03

李满桃（1972—），高级工程师，主要研究方向为水与环境工程咨询与设计。

E-mail：602381370@qq.com。

2016-01-19