垃圾焚燒廠產(chǎn)生的垃圾滲濾液主要來自未焚燒前儲存在貯坑內(nèi)的垃圾受到一定的擠壓作用后排出的水分和垃圾中有機(jī)質(zhì)在貯坑內(nèi)酸性發(fā)酵產(chǎn)生的廢水。其水質(zhì)具有如下特征：（1）水質(zhì)成分復(fù)雜，有機(jī)物濃度較高。滲濾液中含有大量的苯胺類、雜環(huán)芳烴化合物等難降解有機(jī)物，其COD高達(dá)30~70g/L。（2）氨氮含量高。滲濾液中氨氮質(zhì)量濃度一般超過1 000 mg/L，而且蛋白質(zhì)、苯胺類等化合物降解后，其含量還會繼續(xù)升高。（3）可生化性較好。相對于填埋垃圾滲濾液，其BOD5/COD一般超過0.4，VFA含量在5 g/L以上，易被微生物降解。焚燒垃圾滲濾液若直接排入水體中，將對環(huán)境造成極大的破壞。
筆者以某垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液為處理對象，介紹了預(yù)處理—UASB—A/O膜生物反應(yīng)器—NF的組合工藝的設(shè)計及運(yùn)行情況，以期為同類型廢水的設(shè)計和運(yùn)行提供參考。
1 工程概況
本滲濾液處理站服務(wù)范圍為現(xiàn)有垃圾焚燒廠垃圾成品庫和原生庫收集池內(nèi)滲濾液、地磅房和卸料平臺沖洗污水。根據(jù)本工程可研報告的論證及相關(guān)部門的批復(fù)，確定本項工程規(guī)模200 m3/d。
參考國內(nèi)焚燒廠滲濾液典型水質(zhì)參數(shù)及根據(jù)同類地區(qū)同類型垃圾焚燒廠水質(zhì)參數(shù)確定本生活垃圾滲濾液處理站進(jìn)水主要水質(zhì)參數(shù)，見表 1，出水水質(zhì)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)主要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
表 1 滲濾液處理站設(shè)計水質(zhì)| 項目 | pH | BOD 5 /(mg.L -1 ) | COD/(mg.L -1 ) | SS/(mg.L -1 ) | 氨氮/(mg.L -1 ) | 石油類/(mg.L -1 ) | TP/(mg.L -1 ) | 色度/倍 |
| 進(jìn)水 | 6~9 | 25000 | 50000 | 9000 | 1200 | - | 15 | 500 |
| 出水 | 6~9 | 20 | 100 | 70 | 15 | 5 | 1 | 50 |
2 處理工藝
2.1 污水處理
本工程采用“預(yù)處理—UASB—A/O膜生物反應(yīng)器—NF”的污水處理工藝，工藝流程如圖 1所示。
滲濾液進(jìn)入調(diào)節(jié)池前先經(jīng)過過濾和沉淀去除纖維絲和泥沙等無機(jī)物，并在調(diào)節(jié)池出口處加熱到厭氧要求溫度，然后在綜合罐中調(diào)節(jié)pH和營養(yǎng)元素、溫度等，再用泵提升進(jìn)入UASB底部。厭氧處理后的出水，進(jìn)入MBR系統(tǒng)進(jìn)一步處理。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本工程中將生化系統(tǒng)和超濾系統(tǒng)分別獨立設(shè)置。厭氧出水首先進(jìn)入A/O生化系統(tǒng)進(jìn)行硝化-反硝化脫氮。生化池出水進(jìn)入超濾工藝中進(jìn)行固液分離，產(chǎn)水進(jìn)入NF進(jìn)一步截留不可生化的大分子有機(jī)物及部分鹽分、納濾的清液。分離的污泥通過循環(huán)泵回流至生物反應(yīng)器內(nèi)，其中的污泥質(zhì)量濃度可達(dá)到10～15 g/L，處理效率大幅度提高。納濾過程產(chǎn)生的濃縮液經(jīng)過絮凝后進(jìn)污泥濃縮池進(jìn)行處理。
2.2 污泥處理
采用“污泥濃縮+污泥脫水+爐內(nèi)焚燒”的工藝處理污泥。系統(tǒng)中設(shè)置污泥處理系統(tǒng)，預(yù)處理系統(tǒng)、UASB、A/O膜生物反應(yīng)器、膜處理系統(tǒng)等產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥濃縮池處理后，再通過帶式壓濾污泥脫水機(jī)，脫水后污泥含水率低于75%，并通過焚燒爐進(jìn)行焚燒無害化處置。污泥濃縮池上清液和污泥脫水液則回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理。
3 主要構(gòu)筑物設(shè)計
（1）調(diào)節(jié)池。由于不同季節(jié)、不同時期垃圾堆放產(chǎn)生的滲濾液的水質(zhì)、水量波動較大，所以將其引入調(diào)節(jié)池中停留一定的時間，并通過預(yù)曝氣使廢水在池內(nèi)充分混合，以保證后續(xù)處理工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)節(jié)池尺寸為25 m×20 m×5 m，整個調(diào)節(jié)池池底標(biāo)高-2.0 m，池底設(shè)污泥斗，池頂標(biāo)高+3.0 m。調(diào)節(jié)池配備2臺提升泵，Q=30 m3/h，H=10 m。
（2）綜合罐。廢水進(jìn)入UASB前先在綜合罐內(nèi)進(jìn)行預(yù)酸化，將其中的復(fù)雜大分子有機(jī)物水解成小分子物質(zhì)，并在酸化池（綜合罐）中設(shè)置回流、加熱、加藥系統(tǒng)，對污水進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，且可去除部分COD和BOD。綜合罐直徑5 m，高5 m，碳鋼防腐，總有效容積90 m3。
（3）UASB。UASB反應(yīng)塔尺寸D 10 m×12 m，現(xiàn)場制作，總有效容積900 m3。設(shè)計流量200 t/d，容積負(fù)荷（以COD計）為5 kg/（m3·d），COD去除率50%~70%。UASB通過三相分離器進(jìn)行沼氣收集，收集管通過水封至100 m3的氣柜。本沼氣利用系統(tǒng)分為兩部分，一部分為沼氣加熱系統(tǒng)，通過沼氣燃燒加熱清水，熱水通過換熱器循環(huán)加熱污水 ，提高UASB塔內(nèi)的水溫。第二部分為自動點火系統(tǒng)，將多余的沼氣通過自動點火火炬放空燃燒。
UASB系統(tǒng)的主要設(shè)備見表 2。
表 2 UASB系統(tǒng)主要設(shè)備規(guī)格型號| 名稱 | 規(guī)格型號 | 名稱 | 規(guī)格型號 |
| 進(jìn)水泵 | Q=60m 3 /h,H=20m | 布水裝置 | 2臺,非標(biāo) |
| 水封罐 | D0.8m×3.0m | 出水裝置 | 非標(biāo) |
| 阻火器 | DN80 | 火炬 | 100m 3 /h |
| 三相分離器 | 非標(biāo) | 氣柜 | 100m 3 |
| UASB反應(yīng)塔 | D10m×12m | 蒸汽噴射加熱器 | 冷水流量10~20m 3 /h,起始平均溫度15℃,最終溫度35~40℃ |
（4）A/O膜生物反應(yīng)器。超濾膜采用日本住友電工聚四氟乙烯超濾膜，共1 056 m2，88支膜，分成4組膜組件設(shè)于MBR池中。生化系統(tǒng)Q=200 m3/d，工作時間按24 h計算，平均流量8.3 m3/h。A池尺寸為20 m×6.0 m×5.5 m，半地下鋼混防腐結(jié)構(gòu)，有效容積600 m3。O池尺寸為20.0 m×20.0 m×5.5 m，半地下鋼混防腐結(jié)構(gòu)，有效容積2 000 m3。該系統(tǒng)的主要設(shè)備如表 3所示。
表 3 A/O膜生物反應(yīng)器主要設(shè)備規(guī)格型號| 名稱 | 規(guī)格型號 | 名稱 | 規(guī)格型號 |
| 潛水?dāng)嚢铏C(jī) | 10.0m×6.0m×5.50mm,有效水深5.00m | 板式換熱器 | 4臺,逆流式,換熱器1.11×10 6 kJ/h,熱式介流量100m 3 /h,冷介質(zhì)流量120m 3 /h |
| 微孔曝氣器 | 0.3m 3 | 清水冷卻泵 | 3000個,120m 3 /h |
| 羅茨風(fēng)機(jī) | 3臺,Q=25m 3 /min,H=6m | 冷卻塔 | Q=120m 3 /h |
| 循環(huán)泵 | 2臺,200m 3 /h,10m | 碳源投加泵 | Q=20L/h,H=40m |
| 電磁流量計 | DN100 | 消泡劑投加泵 | Q=20L/h,H=40m |
| 污泥冷卻泵 | 100m 3 /h | 其余 | 溶解氧發(fā)生器1個,液位計5個 |
（5）NF。NF系統(tǒng)由15個膜元件組成，每一個膜元件擁有32.2 m2膜過濾面積；每5個膜元件組成一根膜管，共3根膜管。納濾系統(tǒng)最大壓力為1.5 MPa，并配套清洗系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)。納濾凈化水回收率85％，濃縮液經(jīng)過絮凝后進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)。納濾濃縮液經(jīng)過濃縮沉淀處理后，大部分二價離子及50％左右的COD被吸附去除，上清液回到調(diào)節(jié)池中。NF系統(tǒng)采用GE品牌膜。單套處理量200 m3/d。
（6）污泥濃縮池。總污泥量估計15 m3/d（考慮到污泥量較少，將UASB厭氧污泥和生化污泥一起濃縮處理），停留時間24 h。設(shè)計尺寸為4.0 m×4.0 m×5.5 m，鋼混防腐結(jié)構(gòu)。污泥處理系統(tǒng)主要設(shè)備規(guī)格見表 4。
表 4 污泥處理系統(tǒng)設(shè)備規(guī)格型號| 名稱 | 規(guī)格型號 | 名稱 | 規(guī)格型號 |
| 污泥螺桿泵 | Q=10m 3 /h,H=10m | 絮凝劑溶藥罐 | PE罐2m 3 ,計量泵流量30~100L/h,壓力0.7MPa |
| 濃縮液泵 | Q=10m 3 /h,H=10m | 污泥加藥泵 | 2臺,流量30-100L/h,壓力0.7MPa |
| 清水泵 | Q=15m 3 /h,H=10m | 化學(xué)除臭系統(tǒng) | 處理量4100m 3 /h |
| 板框脫水機(jī) | 處理進(jìn)水量Q=3m 3 /h,出泥含水率≤80%,含固率1%~2% | 管道混合器 | DN50,流量20m 3 /h;L=500mm,接口DN20,1.0MP |
4 系統(tǒng)運(yùn)行情況
該組合工藝經(jīng)過90 d的調(diào)試運(yùn)行后，達(dá)到200 m3/d的處理量，其在滿負(fù)荷運(yùn)行階段（1個月）測得的各項水質(zhì)指標(biāo)的平均值如表 5所示。
| 處理單元 | COD | BOD 5 | NH 3 -N | SS | ||
| 原水 | 進(jìn)水/(mg.L -1 ) | 48764 | 29516 | 1528 | 11314 | |
| 調(diào)節(jié)池 | 出水/(mg.L -1 ) | 31737 | 18783 | 1327 | 9042 | |
| 去除率/% | 35.1 | 36.4 | 13.2 | 20.1 | ||
| 綜合罐 | 出水/(mg.L -1 ) | 24816 | 15228 | 1445 | 6215 | |
| 去除率/% | 21.8 | 18.9 | -8.9 | 31.3 | ||
| UASB | 出水/(mg.L -1 )8647 | 4216 | 1314 | 3281 | ||
| 去除率/% | 65.2 | 72.3 | 9.1 | 47.2 | ||
| A/O膜生物反應(yīng)器 | 出水/(mg.L -1 ) | 812 | 271 | 38 | 56 | |
| 去除率/% | 93.9 | 93.6 | 97.1 | 98.3 | ||
| NF | 出水/(mg.L -1 )78 | 17 | 11 | 19 | ||
| 去除率/% | 90.4 | 93.7 | 71.1 | 66.1 | ||
| 總?cè)コ?% | 99.84 | 99.94 | 99.28 | 99.83 | ||
由表 5可以看出，該工藝可以很好地處理焚燒廠的垃圾滲濾液，出水可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
5 運(yùn)行成本分析
本工程調(diào)試結(jié)束后，投入正常運(yùn)行的運(yùn)行費(fèi)用如表 6所示。
| 項目 | 設(shè)備名稱 | 運(yùn)行費(fèi)用/(元.t -1 ) | 備注 |
| 電費(fèi) | 生化系統(tǒng) | 13.92 | 電費(fèi)單價按照0.80元/(kW.h)計 |
| 折舊費(fèi) | MBR系統(tǒng) | 0.48 | |
| NF系統(tǒng) | 1.44 | ||
| 生化系統(tǒng) | 6.03 | 按照15a折舊 | |
| MBR系統(tǒng) | 2.60 | 按照10a折舊 | |
| NF系統(tǒng) | 2.74 | 按照3a折舊 | |
| 藥劑費(fèi) | 0.25 | 次氯酸鈉、氫氧化鈉等消泡劑,酸堿,膜清洗藥劑等 | |
| 人工費(fèi) | 1.25 | 按照2500元/(人.月)計,共3人 | |
| 合計 | 28.71 |
朱衛(wèi)兵等認(rèn)為，以處理1 kg COD 的運(yùn)行費(fèi)來比較工藝的經(jīng)濟(jì)性較為科學(xué)。本工程中處理1 kg COD平均費(fèi)用為0.57元，而城市污水廠每去除1 kg COD的運(yùn)行費(fèi)（包括折舊費(fèi)）為0.8~1.2元。可見，該組合工藝處理垃圾焚燒廠的垃圾滲濾液具有較好的經(jīng)濟(jì)性。具體參見http://www.dongaorq.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。
6 結(jié)論
（1）采用預(yù)處理—UASB—A/O膜生物反應(yīng)器—NF的組合工藝處理某生活垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液，取得了較好的效果，出水各項指標(biāo)均可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
（2）有機(jī)物和SS主要在UASB及前序工藝中去除，而A/O膜生物反應(yīng)器+NF對NH4+-N的去除較為明顯。
（3）與城市污水廠生活污水處理的運(yùn)行費(fèi)用相比，該工藝具有較好的經(jīng)濟(jì)性。
