生活垃圾焚燒廠滲瀝液處理系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行

樂俊超，李 冰

（1.上海老港廢棄物處置有限公司，上海 201803；2.上海環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計(jì)院，上海 200232）

1 工程設(shè)計(jì)

1.1 滲瀝液處理系統(tǒng)概況

上海某生活垃圾焚燒廠日處理垃圾量為1 500 t/d，設(shè)計(jì)垃圾貯坑儲存時限為5～7 d。進(jìn)廠垃圾儲存于垃圾貯坑中，經(jīng)過發(fā)酵、脫水后，再進(jìn)行焚燒處理，因此在貯坑中產(chǎn)生了大量的滲瀝液。

為保證達(dá)到環(huán)境保護(hù)要求，該生活垃圾焚燒發(fā)電廠設(shè)計(jì)了滲瀝液處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為二期建設(shè)，第一期設(shè)計(jì)滲瀝液處理能力為400 m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)參考指標(biāo)見表1～2。

表1 滲瀝液處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

表2 滲瀝液處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

1.2 滲瀝液處理工藝

1.2.1 工藝流程

上海某生活垃圾焚燒發(fā)電廠滲瀝液處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中以MBR組合工藝為主，該系統(tǒng)包括預(yù)處理系統(tǒng)和膜生化反應(yīng)器MBR組合系統(tǒng)，見圖1。

1.2.1.1 預(yù)處理系統(tǒng)

1）調(diào)節(jié)池預(yù)曝氣。調(diào)節(jié)池用來調(diào)節(jié)滲瀝液的水質(zhì)和水量，不僅為MBR組合工藝提供恒定的滲瀝液，還對滲瀝液的水質(zhì)進(jìn)行了預(yù)處理。調(diào)節(jié)池內(nèi)的微孔曝氣器會對滲瀝液進(jìn)行曝氣（曝氣的風(fēng)量是由鼓風(fēng)機(jī)供氣管路分出的支管提供的），后續(xù)MBR的剩余污泥也會回流到預(yù)曝調(diào)節(jié)池中，使預(yù)曝調(diào)節(jié)池起到較強(qiáng)的生化作用。

圖1 滲瀝液處理工藝流程

2）離心脫水分離。離心分離就是使廢水中的固液有效分離，從而使廢水中的SS、COD下降。脫水后的污泥通過螺旋輸送帶排到可移動的小車內(nèi)，再由小車將污泥倒入垃圾貯坑，實(shí)現(xiàn)污泥的焚燒處理。離心分離后的污水再流入有效容積為150 m3的緩沖中間水池。

1.2.1.2 膜生化反應(yīng)器MBR組合系統(tǒng)

根據(jù)該生活垃圾焚燒發(fā)電廠滲瀝液的性質(zhì)特點(diǎn)，該滲瀝液處理工程的MBR組合系統(tǒng)，采用生化反應(yīng)器和超濾UF的組合工藝，如圖2所示。

圖2 膜生化反應(yīng)器BIOMEMBRAT R工藝原理

1）生化反應(yīng)器。生化反應(yīng)器由前置式反硝化池和硝化池組成。反硝化池設(shè)計(jì)為2個有效容積各為144 m3的混凝土水池。硝化池設(shè)計(jì)2個有效容積各為2 600 m3的混凝土水池，液位設(shè)計(jì)高度為約8 m，并在池內(nèi)設(shè)計(jì)有高效內(nèi)循環(huán)射流曝氣系統(tǒng)，使氧氣的利用效率可達(dá)25%。各池間用管路連接，使反硝化池和硝化池的運(yùn)行模式既可串連又可并連。確保了在不同情況下系統(tǒng)的正常運(yùn)行。用進(jìn)水提升泵將中間水池內(nèi)的滲瀝液，輸送到膜生化反應(yīng)器的布水系統(tǒng)，輸送過程經(jīng)過粗濾器的過濾。然后，布水系統(tǒng)把滲瀝液排放到硝化池和反硝化池，由好氧微生物和厭氧微生物進(jìn)行生化反應(yīng)，去除滲瀝液中可生化的有機(jī)碳和氨氮。

2）超濾系統(tǒng)。超濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)成2個環(huán)路，每個環(huán)路分別安裝5根膜管，每根膜管里還有一束管式過濾膜，該膜的直徑為8 mm，內(nèi)表面的材料是聚合物。膜生化反應(yīng)器MBR系統(tǒng)用10組管式膜，代替常規(guī)生化處理法中二沉池的作用，達(dá)到泥水分離的目的。生化池里的污水，由進(jìn)水泵輸送到各UF環(huán)路，每根膜管有循環(huán)泵提供不大于0.6 MPa的壓力，對污水進(jìn)行分離凈化。分離出的清液可直接排放到市政污水管網(wǎng)，污泥則回流到生化反應(yīng)器，所以生化反應(yīng)器中的微生物濃度可達(dá)到15 g/L以上。剩余的污泥則回流進(jìn)調(diào)節(jié)池或直接排到離心脫水機(jī)處理。滲瀝液是高濃度有機(jī)廢水之一，并且水質(zhì)和水量變化大，采用該系統(tǒng)處理滲瀝液，可以確保不同季節(jié)、不同水質(zhì)條件下，處理后的出水指標(biāo)能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

1.2.2 設(shè)計(jì)處理要求

本工程采用剩余污泥回流入調(diào)節(jié)池的方法，是為了在正常運(yùn)行期間，污泥的回流會使調(diào)節(jié)池生化作用增大。但是，也會引起調(diào)節(jié)池中SS增高，其濃度將在10 000～20 000 mg/L。由于調(diào)節(jié)池中采用了預(yù)曝氣的方式，在調(diào)節(jié)池中COD有部分會被降解掉，經(jīng)過后續(xù)的離心分離，COD的濃度將小于38 000 mg/L。各階段的設(shè)計(jì)處理要求見表3。

表3 各階段處理要求設(shè)計(jì)值

2 滲瀝液處理系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行

2.1 滲瀝液處理系統(tǒng)的調(diào)試

設(shè)備安裝完工后，按單體調(diào)試、局部聯(lián)合調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)3個步驟進(jìn)行。單體調(diào)試就是檢查組成該系統(tǒng)的各個建筑物和設(shè)備。集水池和管路檢查是否漏水，機(jī)械檢查運(yùn)轉(zhuǎn)情況。局部聯(lián)合調(diào)試就是按預(yù)處理系統(tǒng)和MBR組合系統(tǒng)的組成設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。在調(diào)節(jié)池、硝化池和反硝化池里灌水，分別運(yùn)行預(yù)處理系統(tǒng)和MBR組合系統(tǒng)，檢查這2個系統(tǒng)中的設(shè)備安裝是否符合設(shè)計(jì)要求。聯(lián)合調(diào)試的主要工作包括按圖紙檢查各建筑物的施工質(zhì)量；各機(jī)械設(shè)備、儀表、閥件是否滿足設(shè)計(jì)或滲瀝液處理系統(tǒng)生產(chǎn)工藝要求；各處理單元及連接管段流量的匹配情況；自動控制系統(tǒng)是否靈敏可靠；檢查設(shè)備有無異常震動和噪聲；對調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題及時解決，系統(tǒng)工作正常后進(jìn)入污泥培養(yǎng)、馴化階段。

滲瀝液處理系統(tǒng)的污泥培養(yǎng)采用接種培養(yǎng)法，具體是在調(diào)節(jié)池中加入其他污水處理廠濃縮脫水后的污泥，悶曝24 h以后，每天排出部分上清液并加入新的污水，逐步加大負(fù)荷，此階段不排泥。培養(yǎng)期間通過鏡檢觀察調(diào)節(jié)池中微生物的變化，同時對進(jìn)出水水質(zhì)及活性污泥性能指標(biāo)進(jìn)行測定（包括COD、BOD5、pH、DO、SV、MLSS、SVI等）。隨著培養(yǎng)時間的增加，觀測到污泥中有大量活躍的原生動物（如鐘蟲）和少量的后生動物（如輪蟲），此時SVI=80～120，MLSS=400 mg/L，表明活性污泥培養(yǎng)基本成功。此階段完成后，即進(jìn)入滲瀝液處理系統(tǒng)全面試運(yùn)行階段。

2.2 滲瀝液處理系統(tǒng)的試運(yùn)行

滲瀝液處理系統(tǒng)的試運(yùn)行是指按照工程設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行。該工程在滿負(fù)荷進(jìn)滲瀝液的條件下，檢查各個處理系統(tǒng)的運(yùn)行情況。檢查各設(shè)備是否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，如進(jìn)水量、日處理廢水量、曝氣量，以及經(jīng)過各個階段的處理后水質(zhì)指標(biāo)等。對各個設(shè)備的運(yùn)行，不斷進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到摸索、優(yōu)化控制參數(shù)的目的。以至于該系統(tǒng)能取得最佳的運(yùn)行狀態(tài)和對污染物的處理效果。此階段大致包括調(diào)節(jié)池、離心機(jī)、膜生化反應(yīng)器MBR系統(tǒng)控制參數(shù)和處理量的確定，并以控制系統(tǒng)為核心全面檢驗(yàn)滲瀝液處理系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性及處理效果。

2.3 滲瀝液處理系統(tǒng)參數(shù)的確定

由于滲瀝液中污染物的濃度高，變化范圍大。同時，調(diào)節(jié)池里的活性污泥需要有一定的污水來維持活性菌的生長。因此，在這種情況下，滲瀝液處理系統(tǒng)采用24 h連續(xù)運(yùn)行的方式。調(diào)節(jié)池采用24 h不斷地進(jìn)滲瀝液，并曝氣。離心機(jī)采用24h脫泥的運(yùn)行模式，因?yàn)樵械腟S產(chǎn)生干污泥量約4 000 kg/d，生化過程產(chǎn)生的剩余污泥約2 400 kg/d。所以，污泥的產(chǎn)量大，需要離心機(jī)不斷運(yùn)行脫泥。

2.3.1 反硝化池

單座反硝化池有效容積為144 m3，共設(shè)計(jì)2座，可串聯(lián)使用，也可并聯(lián)使用，應(yīng)急時可以單座使用。生物脫氮系統(tǒng)所需的污泥，是通過后續(xù)錯流式超濾系統(tǒng)對泥水的分離，使污泥被截留下來，連續(xù)回流到反硝化池來維持的，并使反硝化池中的微生物濃度從3～5 g/L提高到15～30 g/L。在池中設(shè)置有液下攪拌器，避免了微生物在池中分布不均勻和污水在反硝化池中停留而造成SS等污染物的沉淀。

2.3.2 硝化池

硝化池共有2座，設(shè)計(jì)為串聯(lián)池，單池有效容積為2 600 m3，硝化反應(yīng)產(chǎn)生的剩余污泥產(chǎn)量約為2 400 kg/d。內(nèi)回流比取10，保證了TN的有效去除，同時，還可以降低反應(yīng)器中TN的濃度。因?yàn)镹H4+-N的硝化反應(yīng)需要氧氣，而NO3--N的反硝化反應(yīng)釋放出氧氣，所以，實(shí)際鼓風(fēng)量為14 000 m3/h，單池鼓風(fēng)量為7 000 m3/h。由于滲瀝液在好氧處理過程中濃度較高，硝化池往往會產(chǎn)生較多的泡沫，所以，采用了消泡劑投加設(shè)備，向硝化池中投加消泡劑。這樣，可以有效地控制飛沫的產(chǎn)生，在硝化池頂部設(shè)計(jì)加蓋，是為了防止飛沫飛出。

2.3.3 超濾設(shè)備

由于超濾設(shè)備中的膜管直徑為8 mm，容易堵塞，所以，需要每周沖洗1次。每個環(huán)路可在其他環(huán)路運(yùn)行時進(jìn)行沖刷、清洗或維護(hù)。自動壓縮空氣控制閥能同時切斷進(jìn)料，留在管內(nèi)的污泥隨沖刷水去反硝化池。清洗后期閥門按程序打開，允許清洗水在膜環(huán)路中循環(huán)后回到清水槽，直到充分清洗。如需要，清洗后期可向清洗槽加入少量清洗藥劑，化學(xué)清洗（稀酸） 每1～2個月1次。

2.4 運(yùn)行結(jié)果

滲瀝液經(jīng)過預(yù)處理系統(tǒng)和MBR組合系統(tǒng)的處理，不僅出水的主要指標(biāo)如：pH、SS、CODCr、NH3-N能達(dá)標(biāo)，其他一些指標(biāo)如：TP、色度、Hg、Ni、Pb、Zn也均能達(dá)到出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。對于出水中的TN，經(jīng)過上述硝化、反硝化脫氮和超濾（MBR），去除率高達(dá)80%，也能達(dá)到出水要求。

從每天檢測該滲瀝液處理工程的進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)看，滲瀝液處理系統(tǒng)經(jīng)過上述的調(diào)試和試運(yùn)行，取得了良好的運(yùn)行參數(shù)，使?jié)B瀝液的處理效果達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在該系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，監(jiān)測到的進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)見表4，說明滲瀝液在經(jīng)過預(yù)處理和MBR組合工藝的處理后，出水指標(biāo)達(dá)到了國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

表4 滲瀝液處理系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)

3 結(jié)論

根據(jù)垃圾焚燒廠和垃圾填埋場滲瀝液處理的經(jīng)驗(yàn)，以及上海某生活垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的滲瀝液質(zhì)和量的特點(diǎn)，擬采用預(yù)處理系統(tǒng)（預(yù)曝氣+離心脫水） +MBR系統(tǒng)（膜生化反應(yīng)器BIOMEMBRAT）的組合工藝。調(diào)試過程按照設(shè)備調(diào)試和污泥培養(yǎng)馴化2個步驟進(jìn)行，設(shè)備調(diào)試按單體調(diào)試、局部聯(lián)合調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)3個步驟進(jìn)行，污泥培養(yǎng)采用接種培養(yǎng)法。然后進(jìn)入試運(yùn)行階段，經(jīng)過穩(wěn)定試運(yùn)行后，出水基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。綜上所述，實(shí)際的運(yùn)行結(jié)果證明，該系統(tǒng)能滿足對滲瀝液的處理要求。