60t/d垃圾中转站渗滤液处理方案分析

宋贝贝

摘要：本文主要分析了某垃圾中转站渗滤液相关技术与工艺，主要分析了本工程渗滤液处理工艺和设备设计，根据中转站垃圾渗滤液的特点，选择技术先进、工艺可靠、性价比高的工艺，在工艺设计中采用完善的设施和设备，来消除处理时产生的臭味、飞沫等二次污染问题;采用低噪音处理设备;二次污染的治理应满足相关国家标准 。

关键词：垃圾中转站;渗滤液;技术分析

1、主体工艺技术分析

1.1 垃圾渗滤液的特性分析

垃圾渗滤液的有机物可分为三种： ①低分子量的脂肪酸;②中等分子量的灰黄霉酸类物质;③高分子量的碳水化合物类物质、腐殖质类。

垃圾渗滤液的特性如下：

（1）有机污染物种类繁多，水质复杂 垃圾渗滤液中含有大量的有机物，含量较多的有机烃类及其衍生物、酸酯类、醇酚类、酮醛类和酰胺类等。

（2）污染物浓度高和变化范围大 垃圾渗滤液的这一特性是其他污水所无法比拟的，其中的BOD5和COD浓度最高可达每升几万亳克，主要是在酸性发酵阶段产生，pH达到或略低于7，此时BOD5和COD比值为0.5～0.6。

（3）水质水量变化大 垃圾渗滤液水质水量變化大，主要体现在以下方面：

★产生量随季节变化大，雨季明显大于旱季;

★污染物组成及其浓度也随季节变化;

（4）金属含量高 垃圾渗滤液中含有10多种金属离子，由于国内垃圾不像国外某些城市那样经过严格的分类和筛选，所以国内城市垃圾渗滤液的金属离子浓度与国外某些城市垃圾渗滤液中金属离子浓度有差异。

（5）氨氮含量高 城市垃圾渗滤液是一种组成复杂的高浓度有毒有害有机废水，其中高NH3-N浓度是城市垃圾渗滤液的重要水质特征之一。

（6）其他特点 渗滤液在进行生物处理时会产生大泡沫，不利于处理系统正常运行。

1.2 厌氧处理系统

厌氧生物处理的有目的运用已有近百年的历史。但直到近20年来，随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累，新的厌氧处理工艺不断被开发出来，克服了传统工艺的水力停留时间长，有机负荷低等特点，使它在理论和实践上有了很大进步，在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果。

厌氧生物处理有许多优点：能耗少，操作简单，投资及运行费用低廉，产生的剩余污泥量少。

厌氧生物处理技术有上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧过滤器（AF）、上流式厌氧复合反应器（UBF）、厌氧折流板反应器（ABR）、厌氧塘等，根据本项目垃圾渗滤液特点，选择上流式厌氧污泥床（UASB）的处理工艺。

1.3 生化MBR系统

本工艺中采用的是MBR膜生物反应器，系为实现脱氮，生化部分通常分为硝化、反硝化两段，通过控制溶解氧、碱度、污泥龄等条件实现除碳、硝化及反硝化作用，对水中的有机污染物、氨氮等进行分解利用。

1.4 AOP（高级氧化）系统

臭氧高级氧化组合技术，针对垃圾渗滤液的生化出水或其NF/RO膜处理浓缩液，采用一段、两段或三段AOP（臭氧高级氧化）技术，使难降解有机物得到彻底去除。

该组合技术各段AOP处理的目的并不相同。第一段AOP1处理，主要目的是提高渗滤液生化出水的可生化性（B/C比），同时去除一部分COD。随臭氧投加量增加，渗滤液中BOD呈先升高后降低趋势，一般在BOD较高阶段为最佳投加点，B/C比可获得较大提高，从0左右升至0.1-0.2。从原理上讲，通过AOP1处理可以使一些较易断键的难降解有机物被断键，由大分子变成小分子而成为可生化有机物（BOD）。若经过AOP1处理后仍未达到处理要求，仍有相当一部分难降解有机物不能被臭氧氧化，也不能被微生物去除，则还需进行第二（及第三）段AOP处理，并提高AOP氧化能力，如臭氧与双氧水形成羟基自由基（·OH），使这部分难降解有机物获得彻底降解。

总之，臭氧高级氧化组合技术通过一段、两段或三段AOP处理，氧化能力呈逐段加强趋势。前段以提高B/C比为主，直接去除COD为辅;后段以直接去除COD为主，提高B/C比为辅，从而经济有效地对垃圾渗滤液的难降解有机物进行彻底去除。本项目根据水质分析后选择一段AOP处理。

2、工艺流程及说明

2.1 工艺流程简图

本项目拟采用“预处理+厌氧+两级A/O+外置式超滤（UF）+AOP”为主体的工艺处理流程。

2.2 工艺流程描述

中转站垃圾渗滤液经预处理后进入调节池，在调节池均质均量后由提升泵进入厌氧反应器，在厌氧环境下，反应器内的水解细菌、产酸细菌和产甲烷细菌利用水中的有机污染物进行生物活动，水中的难溶有机污染物首先被分解为可溶性大分子物质，再被分解为小分子有机酸，最后被分解为二氧化碳、甲烷和水等小分子物质，实现污染物的去除。产生的沼气收集后焚烧。厌氧设排泥管，需要排泥时利用排泥泵将污泥排放至污泥池。

厌氧出水自流进入厌氧沉淀池，厌氧沉淀池出水经生化进水泵提升后进入两级硝化反硝化系统，渗滤液依次流经反硝化池及硝化池，通过硝化液回流，在交替缺氧、好氧条件下，渗滤液中的剩余有机物、氨氮、硝态氮等得到降解去除。生化系统的泥水混合物通过超滤系统分离后，清液进入膜系统进行深度处理，浓缩污泥（硝化液）部分回流至A/O系统，部分排入污泥池。

经外置式膜生化反应器处理的超滤出水进入后续的AOP深度处理系统，混凝沉淀池中投加混凝剂，使水中胶体颗粒易于相互碰撞和附聚搭接而成为较大颗粒或絮体，进而从水中分离出来，减轻后续臭氧高级氧化工艺段处理负荷。混沉后的出水进入AOP反应塔，利用臭氧极强的氧化能力，对污水进行处理，降解部分有机物质，并使得难分解有机物转变为可生化小分子的易分解有机物，再通过生物炭滤池，充分利用活性炭的吸附以及活性炭层内微生物有机分解的协同作用，达到废水深度处理目的。

3、工艺系统及设备设计

3.1 预处理系统

预处理系统主要设备为螺旋格栅机，能有效分离粒径>1mm的杂质，将污水中的较细漂浮物、悬浮物和沉积物提取出来，并经传输压榨后排出。

3.2 厌氧系统

厌氧系统由厌氧反应器、三相分离系统、厌氧布水系统、集水系统、循环系统等组成。

厌氧系统采用中温（设定温度为30-35℃）厌氧工艺。

厌氧系统设置回流措施（防止出水带泥现象）和加热系统（满足冬天正常运行的需要）。渗沥液来水和循环水经布水系统分别均匀进入厌氧系统内，在厌氧系统底层，料液和高浓度污泥充分混合，进行水解产酸、产甲烷反应。固液气经三相分离器后进行分离，上清液经过出水系统流入MBR系统，沼气经沼气收集系统后焚烧处理。厌氧系统产生剩余污泥经排泥泵定期排入污泥池。

设备性能参数如下表所示：

6.3 MBR-生化系統

厌氧出水经沉淀池提升泵进入膜生化反应器。MBR-生化系统由一级反硝化、硝化罐，二级反硝化、硝化罐组成。

传统A/O脱氮工艺中的A代表缺氧反硝化段;O代表好氧硝化阶段，在好氧段异氧微生物和氨氧化微生物，以溶解氧为电子受体，以有机物和氨氮为电子供体，发生了氧化还原反应，将有机物和氨氮分别转化为水、二氧化碳和硝酸盐。在缺氧段，反硝化菌以将硝酸盐（NO3−）为电子受体完成呼吸作用以获得能量，并且将硝态氮转化为N2，实现氮的去除。

设备性能参数如下表所示：

3.4 MBR-超滤系统

MBR-生化系统出水经由超滤系统进水泵提升进入超滤系统实现泥水分离，超滤系统采用外置管式超滤膜，超滤出水排入超滤清液池，浓缩液（泥水混合物）一部分回流至反硝化池，一部分作为剩余污泥排放，剩余污泥进入污泥池。

超滤进水泵出水通过袋式过滤器后进入超滤集成装置。超滤膜为直径为8mm，内表面为高分子有机聚合物的管式错流超滤膜，膜分离粒径为30nm。超滤系统设有循环泵，该泵在沿膜管内壁提供一个需要的流速，从而形成紊流，避免堵塞。

设备性能参数如下表所示：

3.5 AOP系统

AOP系统主要由AOP反应装置、BAC生物处理装置及臭氧发生装置、液氧存储装置组成。

3.5.1 AOP反应装置

MBR超滤系统产水在混凝沉淀池中加药沉淀，去除水中胶体颗粒，出水进入AOP反应装置，利用臭氧极强的氧化能力，对污水进行处理，降解部分有机物质，并使得难分解有机物转变为可生化小分子的易分解有机物。

AOP是整个系统的核心反应单元之一，利用臭氧极强的氧化能力，对污水进行处理，初步降解部分有机物质，并使得难分解有机物（例如不饱和酸、多环芳香族有机物等）转变为可生化小分子的易分解有机物，同时利用臭氧分解后产生的氧，使水中溶解氧充足，为后端的BAC生物处理系统创造有利条件。

3.5.2 BAC生物处理系统

生物活性炭技术即为利用颗粒活性炭巨大的比表面积及发达的空隙机构对水中有机物及溶解氧有很强的吸附特性，将其作为生物载体代替传统的生物填料，并充分利用活性炭的吸附以及活性炭层内微生物有机分解的协同作用，达到废水深度处理目的。就处理对象而言，臭氧氧化的是大分子憎水性有机物、活性炭吸附的主要对象是中间分子量的有机物质、而微生物是去除小分子亲水性有机物，三者相互补充。

生物活性炭的优点还在于先吸附后降解的独特作用机理，使污染物停留时间与水利停留时间异值，在同等水利停留时间条件下，污染物的停留时间更长，因而处理效果更好。另外难生物降解的有机物质往往不能被微生物吸入氧化分解，需要经过细菌胞外酶的作用水解后方可被微生物利用，生物活性炭法恰好适应了这个特点。

3.6污泥处理系统

本项目中，污泥主要来源四部分：

1）预处理系统排泥;

2）厌氧系统排泥;

3）MBR系统产生的剩余活性污泥。

4）混凝沉淀产生的化学污泥。

预处理系统/厌氧系统/混凝沉淀排泥通过排泥泵排入污泥池，MBR排泥通过超滤系统的浓液回流支管直接排入污泥浓缩池。

污泥在污泥浓缩池进行污泥重力浓缩处理，上清液排入集水池;浓缩后的污泥经污泥进料泵提升进入污泥脱水系统。为保证脱水效果，在污泥脱水机进口通过絮凝剂投加装置投加高分子絮凝剂，脱水泥饼含水率低于80%，脱水污泥外运处置。

设备性能参数如下表所示：

南京万德斯环保科技股份有限公司 江苏南京 210000