垃圾中轉站廢水工程處理分析

李洪佳

摘要：結合實際工程案例，介紹了膜生物反應器（MBR）工藝處理垃圾中轉站廢水的工藝流程、設計參數(shù)、工程調試及運行效果，并分析了項目運行成本。實踐表明，兩級AO型MBR工藝處理垃圾中轉站廢水穩(wěn)定性強，出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、SS等主要水質指標均可穩(wěn)定達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級B標準限值要求，且直接運行費用為1.79元/m3，具有技術適用性及經(jīng)濟可行性。

關鍵詞：垃圾中轉站廢水;強化預處理;膜生物反應器;兩級型

AO垃圾中轉站是垃圾收集處置的重要中間環(huán)節(jié)，其產(chǎn)生的廢水主要成分有垃圾滲濾液、沖洗廢水及職工的生活污水。滲濾液通過垃圾壓縮過程產(chǎn)生，其最大特點是污染物濃度極高且具有惡臭，即便有沖洗廢水對其進行稀釋，仍具有高污染性。由于垃圾在中轉站內停留時間較短，其產(chǎn)生的滲濾液通常有別于垃圾填埋場所收集的滲濾液[1]，往往具有較好的可生化性及適宜的C/N。北京市某鄉(xiāng)鎮(zhèn)垃圾中轉站每日在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢水，其各污染物指標均數(shù)倍于常規(guī)生活污水，須處理達標后排放。本文介紹了該垃圾中轉站廢水處理的工程設計，分析了MBR工藝在此工程中的技術適用性及經(jīng)濟可行性，為該類型垃圾中轉站廢水處理提供工程設計、調試及運行提供技術參考。

一、設計水量及水質

該垃圾中轉站每日產(chǎn)生約50～150m3廢水，其中沖洗場地、車輛的水量較大，約占總量的80%～85%，新鮮垃圾滲濾液約占10%～15%，職工生活污水約占5%。經(jīng)過前期現(xiàn)場踏勘，設計廢水處理規(guī)模為200m3/d。廢水經(jīng)處理后主要出水指標需滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級B標準，本工程設計進出水水質見表1。

二、工藝流程

MBR工藝發(fā)展至今，以其抗沖擊負荷能力強、出水效果優(yōu)良、占地面積小等諸多優(yōu)點，在市政污水、工業(yè)廢水的處理中成為主流工藝之一[2]，在多種難處理廢水處理中更是得到廣泛應用。膜系統(tǒng)優(yōu)良的泥水分離效果可以使污泥停留時間（SRT）與水力停留時間（HRT）獨立開來，因而生化系統(tǒng)可以具有較高的污泥濃度，實現(xiàn)各污染物較高的去除率。本項目中新鮮垃圾滲濾液雖然被大量沖洗廢水稀釋，但是其各項污染物濃度依舊較高，為確保出水水質穩(wěn)定達標，采用兩級AO工藝與MBR組合工藝對其進行處理。廢水工藝流程如圖1所示。本工程原廢水中含有大量沖洗車輛、場地所致的泥、渣、砂，因此為確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，在預處理單元上進行了強化。廢水自前端管網(wǎng)經(jīng)粗格柵攔截大顆粒的垃圾等雜物后再經(jīng)過一體化泥渣砂快速分離設備的處理，實現(xiàn)了廢水與泥、渣、砂的高效快速分離。經(jīng)強化預處理后，原廢水中的泥、渣、砂去除率可達90%以上，SS去除率45%左右，極大地削減了后端生化單元的處理負荷。廢水經(jīng)調節(jié)池勻質后經(jīng)由提升泵提升至兩級AO生化單元進行生化處理。在缺氧池，反硝化菌利用廢水中的有機碳源作為電子供體，將回流液中高濃度的硝態(tài)氮轉化還原成氮氣，完成生物脫氮的過程;而在兩級好氧池，通過鼓風機向混合液曝氣供氧，利用高活性的異養(yǎng)菌群去除有機物及降解氨氮;在兩級AO中間，設置緩沖池，一方面將一級好氧池末端未耗盡的溶解氧將至更低的水平，以達到二級缺氧池的缺氧環(huán)境，改善反硝化效果，同時可進行水解酸化反應，將部分一級好氧池難以降解的長鏈有機物斷鏈成小分子物質，提高可生化性，強化系統(tǒng)總的COD去除率。廢水經(jīng)生化段后自流進入MBR膜池，在自吸泵的抽提作用下通過MBR膜，產(chǎn)生的清液進入清水池定期排放。本工程中MBR膜系統(tǒng)采用浸沒式中空纖維超濾膜，其標稱截留孔徑0.03μm，可以有效截留幾乎全部的菌群，保證生化系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性;同時，超濾膜還能截留滲濾液廢水中難于降解的大分子有機物，使得其在生化系統(tǒng)內的實際停留時間遠遠大于水力停留時間，極大地增強了系統(tǒng)處理效率。本系統(tǒng)除磷主要采用化學除磷法，通過往好氧池投加PAC形成難溶性磷酸鹽將磷從廢水中分離。剩余污泥定期排放至儲泥池暫存，濃縮后外運處置。

三、主要設計參數(shù)

（一）強化預處理單元。采用粗格柵及一體化泥渣砂快速分離設備。粗格柵的柵條間隙為10mm，主要用于去除大顆粒雜質及垃圾;一體化泥渣砂快速分離設備的主要原理為濾帶式精密過濾，過濾精度為300μm，可攔截絕大部分的泥、渣、砂，尤其對毛發(fā)等嚴重威脅膜系統(tǒng)使用壽命的雜質具有極高的截留率，可有效確保生化系統(tǒng)和膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

（二）生化單元。生化單元主要由兩級AO池及緩沖池構成，其中一級缺氧池HRT為4h，二級缺氧池HRT為3h，分別設置2臺攪拌機進行攪拌，使回流硝化液與污泥充分混合，滿足反硝化所需的水力條件;一級好氧池HRT為12h，二級好氧池HRT為10h，均采用微孔曝氣方式，總曝氣量為2.26m3/min;緩沖池水力停留時間為3h，并設置攪拌器進行攪拌以防止污泥沉淀。在一級AO段中設置硝化液內回流，回流比為100%。整個生化段污泥質量濃度控制在8000～10000mg/L，泥齡控制在20～25d。3.3MBR膜池。膜組件采用PVDF材質的中空纖維超濾膜，膜絲內外徑分別為0.7、1.3mm，標稱截留孔徑為0.03μm，單組膜面積20m2;設計膜產(chǎn)水通量為10～20L/（m2·h），反洗通量為10～30L/（m2·h），最大跨膜壓差不超過80kPa。為延緩膜表面的污堵，在膜組件底部設置穿孔曝氣進行氣擦洗，供風量為1.1m3/（m2·h）。此外，膜池內設置兩路混合液回流，一路回流至一級缺氧池前端，另一路回流至二級缺氧池前端，回流比均為100%。

四、工程調試與運行

（一）污泥接種。在正式進入調試階段后，重點是培養(yǎng)和馴化活性污泥。

（二）膜系統(tǒng)維護。作為本工程的核心單元之一的超濾膜系統(tǒng)，在處理垃圾中轉站廢水中存在較大的膜污染風險。為確保膜系統(tǒng)穩(wěn)定運行，延長膜使用壽命，需制定完善的膜清洗維護程序。

五、運行效果

系統(tǒng)在運行2個月后接種的活性污泥已完全適應廢水水質，污泥質量濃度維持在9000～10000mg/L，鏡檢顯示菌群生態(tài)結構穩(wěn)定，出現(xiàn)原生及后生動物，出水感官清澈透明，膜系統(tǒng)產(chǎn)水COD為52.6mg/L，BOD5為16.1mg/L，NH3-N、TN、SS質量濃度分別為4.2、16.8、8.6mg/L，均滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級B標準的要求。

六、成本分析

在直接運行成本方面，主要支出項為動力費、藥劑費，合計為1.79元/m3。1）動力費。本工程中的動力費用主要為電費。系統(tǒng)裝機功率14.75kW，運行功率為11.55kW，電價為1.0元/kWh，則電費為1.39元/m3;2）藥劑費。本工程中所消耗的藥劑主要由PAC除磷藥劑和膜系統(tǒng)清洗藥劑構成，其中除磷藥劑費用為0.24元/m3，化學在線及離線清洗藥劑費用為0.16元/m3。

七、結論

采用兩級AO型MBR工藝處理垃圾轉運站廢水，處理效果穩(wěn)定，出水能夠滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級B要求，直接運行成本為1.79元/m3。本工程的應用證明了兩級AO型MBR工藝在處理垃圾轉運站廢水上的技術適用性及經(jīng)濟可行性，為同類型的廢水處理提供工程設計經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]劉德明，陳琳琳，鄢斌等.以MBR為核心的垃圾滲濾液處理工藝研究進展[J].工業(yè)用水與廢水，2017，48（5）：7-10.