生活垃圾转运站渗滤液处理新工艺及其应用

于玉彬， 宋灿辉， 蒋文化

（苏州苏科环保科技有限公司， 江苏 苏州 215031）

0 引言

伴随城市经济发展以及居民生活水平的提升，城镇人均产生垃圾量也将随之提升，2010 年我国城镇人均垃圾清运量为0.65 kg/d，2020 年这一数字已升至0.71 kg/d。国家统计局《中国统计年鉴2022》数据显示，全国生活垃圾清运量2.48 亿t，未来中国城市生活垃圾产生量仍存在较大上升空间。数据显示，2019 年我国建制镇生活垃圾转运站数量为28 246座， 转运站渗滤液主要来源于垃圾转运挤压过程中产生的渗滤液，还有地面冲洗水、除臭系统排水、污水处理过程排放的污水以及初期雨水等。 这些废水若不及时有效处理，可能会污染河流、土壤、地下水等，不仅对周围自然环境产生危害，也对人们生活造成潜在威胁[1-2]。

我国主流的渗滤液处理工艺为“预处理厌氧” +“好氧生物处理” + “深度处理”组合工艺[3]，典型代表为“膜生物反应器（MBR）” + “双膜法（NF/RO）”的组合工艺，虽能够保证达标，但占地面积很大，与垃圾转运站整体占地较小的需求存在冲突， 膜法产生的浓水易造成二次污染[4-5]。

由于垃圾转运站地理位置特殊， 多数位于城市规划区内，出于安全的原因，大多转运站不允许设置厌氧反应器，目前还没有工艺流程简单、高效、安全稳定、节省占地、低耗、低碳、处理效果显著适合于垃圾转运站污水处理的工艺和技术。因此开发占地面积小、无浓水、简单高效去除有机物的工艺势在必行。

1 转运站渗滤液处理现状

1.1 转运站渗滤液特点

垃圾转运站渗滤液受垃圾组成、季节变化、地方饮食文化等影响，水质复杂多变、水色深、气味难闻，NH3-N 和有机污染物浓度高[6]，NH3-N 质量浓度介于600～800 mg/L，一般不超过1 000 mg/L。 由于大量冲水进入污水系统，CODCr质量浓度一般为10 000～30 000 mg/L，总体来说污水中的碳源过剩。

垃圾转运站渗滤液水量呈现出较大的波动性，因为垃圾渗滤液的产生量与转运规模、压缩程度、转运时间、垃圾种类及季节等密切相关。根据垃圾转运站规模，采用横式（水平）压缩设备，渗滤液产生量为5～300 t/d[7]，渗滤液在垃圾转运站的作业高峰时间段产生量大，而其他时间段产生量少[8]；雨季随着水量和垃圾中水分的增加， 产生的渗滤液明显多于旱季[9]。

1.2 排放要求

据CJJ 109—2006《生活垃圾转运站运行维护技术规程》规定“转运站污水处理方式应根据各转运站的具体情况而定， 可以依据国家与地方标准进行预处理后排入城市污水管网， 也可单独处理达标排放”，但由于单独处理达标排放处理成本较高，一般转运站考虑进行预处理达到GB 8978—1996 《污水综合排放标准》后，排入城市污水管网。

2 转运站渗滤液处理新工艺及特点

转运站渗滤液处理新工艺流程见图1。

图1 转运站渗滤液处理新工艺流程

转运站渗滤液经过格栅及调节池， 进入生物吸附池， 通过控制吸附池的曝气量及污泥浓度来加强微生物絮凝能力， 一部分CODCr，NH3-N，TN，TP，重金属及油脂被微生物的自身新陈代谢进行去除，另一部分被微生物的吸附絮凝能力吸收， 吸附捕获的CODCr，NH3-N，TN，TP，重金属及油脂以污泥排放的形式去除；在预缺氧池，通过兼氧菌进一步分解及降解部分污染物质，去除部分CODCr，同时进行反硝化作用，使NO3-及NO2-转化成N2，从而达到生物脱氮的功能，预缺氧池出水自流至内置式MBR，内置式膜池中放入内置式膜箱， 内置式膜箱由PTFE 材质的膜组件组成，通过水泵进行负压抽吸过滤，过滤方向由外至内，活性污泥截留在膜丝外侧，洁净的产水则压入膜丝的内侧， 通过产水管收集后得到干净的出水。

转运站渗滤液处理新工艺特点：

（1）工艺成熟可靠。 无论生物吸附还是MBR 都是比较成熟可靠，运行稳定，处理效果良好，常温下运行即可，不需加热，池容小，特别适合有机物浓度高的转运站渗滤液。

（2）不需要投加碳源。 转运站渗滤液碳氮比失调，常规的硝化反硝化工艺必须投加大量外加碳源，新工艺在不需要碳源的情况下可以实现大幅去除氨氮的目的，不需要投加碳源。

（3）运行能耗低。 以生物吸附为主，有机污染物并未得到真正的降解，因此氧气的消耗量很低，另外进入到后续MBR 系统的污染物负荷大幅降低，总体能耗大幅降低。内置式膜采用负压抽吸原理，运行压力低， 运行能耗低，10 t/d 内置式MBR 水能耗只需要1.2 kW·h。 内置式MBR 要比使用外置式MBR 工艺节省能耗85%以上。

（4）污染物去除率高。生物吸附对有机污染物和SS 具有良好的去除效果， 一般CODCr去除率可达50%～80%，SS 去除率可达60%～80%。脱氨工艺对进水的水质要求严格， 如果SS 和CODCr的浓度过高， 会严重影响脱氨效果， 生物吸附工艺高效去除SS 和CODCr，确保后续脱氨效果不受影响。

（5）抗冲击负荷强。新工艺是完全独立的活性污泥处理系统， 生物吸附和MBR 均设有完全独立的固、液分离系统，出水水质稳定，整个污水处理系统抗冲击负荷能力大幅提高。

（6）集成化占地面积小。生物吸附反应器设计容积负荷可以做到10～20 kg COD/m3， 是厌氧反应器的2 倍以上。 容积及占地面积均只有厌氧反应器的一半左右，大大节省了投资成本及占地面积。

3 转运站渗滤液处理新工艺工程案例

四川省成都某生活垃圾转运站污水处理工程，污水处理系统设计规模为50 m3/d，处理后污水排入市政污水管网进入城市污水处理厂， 污水排放执行GB 8978—1996《污水综合排放标准》三级标准，污水处理采用 “格栅→调节池→生物吸附→中间沉淀池→预缺氧池→内置式膜生物反应器”工艺，设计进水水质见表1。

表1 设计进水水质 mg·L-1

垃圾转运站污水经储坑收集后， 送至转运站污水处理系统，首先进入机械格栅，除去污水中的较大漂浮物，然后进入生物吸附池。在生物吸附池内设置曝气器， 向池内进行曝气， 池内污泥质量浓度15～20 g/L，池内含有大量微生物群落，发生絮凝、吸附反应，生物吸附出水进入中间沉淀池，实现固、液分离。沉淀池出水进入一级AO 的MBR 系统，进一步去除污水中的CODCr，NH3-N 和TN 等污染物，MBR 出水直接排入厂区外的市政污水管网， 最后进入城市污水处理厂。

污水处理工程自2021 年11 月开工建设，2022年6 月开始调试，并于2022 年7 月正式运行，运行效果良好，主要运行参数见表2。 与常规处理工艺相比，整个系统运行成本大幅降低，总运行成本低于10 元/m3（不含人工费和污泥处置费）。 由于生物吸附段CODCr去除率高达85%以上，MBR 负荷大幅降低，系统运行稳定，出水水质满足排放标准的要求， 污水处理各单元实际去除效果见表3。 由表3可以看出， 垃圾转运站污水在经过生物吸附池后，CODCr去除率达到了85%，SS 去除率达到了90%，确保了后续脱氨效果不受影响。经过各单元处理后，各项污染物去除率均达到95%以上，且均满足了排放要求。

表2 主要运行参数

表3 各单元去除效果 mg·L-1

4 结论

工程案例实际运行结果表明， 整个新工艺处理系统具有非常强的抗冲击负荷能力， 生物吸附段对CODCr和SS 的去除率远高于预期， 后续MBR 负荷大幅降低，整个系统能耗得以大幅下降。需要注意的是生物吸附段微生物代谢生长快，污泥产生量较大，污水处理系统需要及时排泥。

针对垃圾转运站渗滤液特点，采用“生物吸附”+ “中间沉淀池”+ “预缺氧池”+ “内置式膜生物反应器”新工艺，可高效去除渗滤液中的CODCr，SS 和NH3-N 等污染物，同时通过生物吸附和氨吸收实现资源化利用，整个处理系统能耗大幅降低，几乎不需要投加外加碳源，运行成本大幅降低，在垃圾转运站渗滤液处理中具有广泛的应用前景。