垃圾中轉站是連接前段垃圾收集點和末端垃圾處理設施的重要環節。在垃圾轉運過程中，為節省轉運車容量，通常采用橫式壓縮技術，經過傾倒、壓縮等步驟，會產生大量垃圾滲濾液，因其氣味難聞、含重金屬和有機物等有害污染物，且生物處理系統難以承受滲濾液中的COD和氨氮負荷，無法直接排入市政污水處理設施，故需在前段對其進行處理。與填埋場垃圾滲濾液相比，垃圾中轉站壓縮出的滲濾液有機物含量高，BOD5/COD超過0.4，生物降解性較好，同時，其污染物成分相對復雜，水質水量隨時間波動大。
濕陷性黃土具有垂直節理，直立性強，但其孔隙較大，處于欠壓實狀態。在受水浸濕后，強度降低且承壓能力下降，常會引起路面塌陷和建筑傾斜，從而增加了土建施工的危險性。此外，因在自然條件下，濕陷性黃土處于低濕度、高承載力的狀態，所以在施工過程中，必須采取可靠的防水防滲措施，從而增加了土建施工的難度。可見，地基處理是濕陷性黃土地區工程的難點和重點。
國內西北某城市垃圾中轉站滲濾液處理廠采用中溫厭氧消化+強化膜生物反應器系統（兩級A/O+MBR）+納濾+卷式反滲透處理工藝。
1、設計水質
該工程根據廢水來源，結合當地同類垃圾轉運站滲濾液水質確定設計進水水質，出水水質執行《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889—2008）表2要求。具體設計進、出水水質見表1。
2、工藝流程及主體工藝設計
該垃圾中轉站轉運能力為800t/d，屬于大型Ⅱ類轉運站。轉運站滲濾液產生量為40~120t/d，考慮未來發展及周邊填埋場滲濾液處理需求，滲濾液處理廠設計處理規模為200t/d。
2.1 工藝流程
目前，我國已建滲濾液處理廠多采用生物處理+膜處理的工藝流程，例如UASB厭氧+外置式MBR生物處理+碟管式納濾/碟管式反滲透膜處理、UASB+膜生物處理+UF（超濾）+納濾/反滲透、厭氧內外循環反應器+外置式MBR系統+超濾+納濾+反滲透等流程。其中，中溫厭氧反應具有菌群馴化繁殖速度快、產泥濃度高等特點，對有機物具有較好的去除效果，可以應對污水負荷的波動；納濾與反滲透為并聯組合工藝，即在滿足出水水質達標時，超濾出水采用NF工藝即可，當出水有機物濃度不達標時，超濾出水再采用RO深度處理。
濃縮液處理方法主要有臭氧氧化工藝處理+混凝沉淀、兩級物料膜處理、浸沒燃燒蒸發等。
考慮處理出水水質的穩定性和同類項目的運行經驗，本工程滲濾液處理采用中溫厭氧+兩級A/O+MBR+納濾+卷式反滲透工藝。因用地有限，故經生物處理降低有機物濃度后，深度處理采用集成式膜處理設備。同時，因浸沒燃燒蒸發技術徹底阻斷了滲濾液中鹽分的累積、產生的殘渣量較少，且對滲濾液水質變化抗沖擊負荷能力較強，故最終膜處理之后的濃縮液采用預處理系統+高壓反滲透+浸沒燃燒蒸發工藝處理。工藝流程及水量平衡見圖1。
2.2 整體布局
廠區整體布局見圖2。廠區占地面積4400m2，擬建場地西側和南側緊鄰向下陡坎，坎高約9~12m。建設場地勘探深度范圍內的地基土主要由填土、黃土及古土壤組成，場地內有大面積填土分布，填土最深達25.5m，濕陷量計算值介于366~1514mm，濕陷等級為Ⅱ級（中級）~Ⅳ級（很嚴重），屬自重濕陷性黃土。擬建廠址北側為已建中轉站，東側為現狀填埋場，因此留給滲濾液處理廠的平面布置空間相對有限。設計中采用滲濾液處理廠與廠區北側的轉運站共用進場道路，將冷卻塔放置在反硝化池頂部，將污泥池、污泥清液池置于污泥脫水車間地下，蒸殘液緩存設備置于產水池及冷卻水池上方等方式，有效利用縱向空間。廠區整體分為三部分：第①部分主要包括厭氧反應區、生物處理池體區及膜處理區，均為單層建筑或構筑物；第②部分為綜合處理車間，除藥劑間/配電間二層為會議室等辦公區域外，其余均為單層車間，污泥處理區地下設置污泥池、污泥清液池及離心液池等池體；第③部分主要包括綜合水池及沼氣、臭氣處理的輔助設施，其中綜合水池為半地下式。廠區內雨水管、污水管及給水管均沿廠區內主要車行道及人行道布置，管道基礎及附屬構筑物設計參考圖集《濕陷性黃土地區室外給水排水管道工程構筑物》（S531—1~5）。水表井、消火栓及檢查井等附屬構筑物基礎參考濕陷性黃土地區閥門井基礎，增加300mm厚土墊層及300mm厚3∶7灰土墊層。
滲濾液經調節池進水泵提升后進入厭氧反應器，然后依次通過一級反硝化池、一級硝化池、二級反硝化池、二級硝化池及MBR膜機組，后續納濾、反滲透及高壓反滲透均使用進水增壓泵進水。最終出水經產水提升泵提升后排至下游市政污水管道。
2.3 工藝設計
①厭氧處理
中溫厭氧反應器入水采用升流式，底部設置布水器，避免短流造成的厭氧處理不均勻。在此階段COD可以降低70%左右。工藝設計通過調整換熱系統的溫度控制厭氧反應器的容積負荷，從而控制有機碳源的去除率，以保證為硝化反硝化系統提供較為穩定的進水水質。厭氧反應器直徑9m、高13.5m，設計污泥濃度為50g/L，容積負荷為4~10kgCOD/（m3·d），運行pH介于6.5~7.5，實際水力停留時間3.8d，沼氣產率為0.54m3/kgCOD，沼氣產生量1290~3450m3/d，循環換熱系統需要熱量為2.94×107kJ/d，配套厭氧循環泵Q=130m3/d，N=7.5kW。厭氧產生的沼氣經收集后輸送至沼氣凈化及回收利用系統。
②強化生物處理
滲濾液自厭氧出水自流進入強化膜生物反應器系統，生物反應器系統由二級硝化反硝化系統和MBR系統組成。一級硝化反硝化系統中，采用潛水攪拌器對流安裝方式，將硝化回流液與進水充分攪拌混合，避免局部死角淤積污泥。一級反硝化池長5.5m，寬14.5m，有效水深7.5m，有效容積558m3，水力停留時間2.75d，一級反硝化速率0.04~0.13kgNO3--N/（kgMLSS·d）。一級硝化池長15m，寬14.5m，有效水深6.5m，水力停留時間7d，一級硝化速率0.02~0.08kgNH3-N/（kgMLSS·d），進水氨氮濃度為1.5kg/m3；曝氣風機Q=58m3/min，風壓70kPa，采用旋流曝氣器，單個出氣量0.6~1.2m3/min，硝化液回流泵Q=72m3/h，H=120kPa，N=5.5kW。二級反硝化及硝化池均為長6m、寬5.5m，有效水深分別為6.3m和6.1m，設計二級反硝化及硝化停留時間均為1d。二級硝化池風量5.34m3/min，風壓70kPa。污泥產率0.15~0.30kgMLSS/kgCOD，污泥含水率98.5%~99%，污泥排量約30t/d，生化系統剩余污泥進入污泥池。隨后污水自流進入浸沒式MBR機組，MBR清水由自吸泵抽吸進入中間水箱，而MBR污泥回流至一級反硝化池，進一步降低總氮，回流泵Q=72m3/h，H=150kPa，N=5.5kW。MBR膜元件設計膜通量12~15L/（m2·h），設計總膜面積800m2，膜孔徑為0.2μm，膜曝氣吹掃風量6.92m3/min，MBR產水泵Q=10.5m3/h，H=100kPa，N=1.5kW。
③膜深度處理單元
MBR產水進入產水水箱，水箱V=10m3，再經過納濾供水泵和增壓泵加壓進入納濾處理系統。納濾供水泵Q=10m3/h，H=320kPa，N=1.5kW。納濾系統設計膜通量為15L/（m2·h），膜過濾面積為533m2，單支膜面積為34.5m2。納濾系統產水進入納濾中間水箱，容積為10m3，納濾濃縮液利用設備余壓進入濃液水箱內，濃液水箱容積為5m3。
納濾系統產水進入中間水箱后，再經反滲透供水泵和增壓泵加壓進入反滲透膜處理系統，進水泵Q=8.5m3/h，H=280~320kPa，N=1.5kW，通過反滲透膜的截留作用，使水中各項污染指標進一步降低，反滲透產水達標排放。產水輸送泵Q=15m3/h，H=220kPa，N=2.2kW。反滲透系統設計膜通量12L/（m2·h），膜過濾面積為562.5m2，單支膜面積37m2。反滲透濃縮液利用余壓進入濃液水箱內，與納濾濃縮液一起進入濃縮液處理系統。
④濃縮液處理單元
預處理：預處理系統主要包括加藥系統、混凝沉淀反應池。預處理系統的產水進入高壓反滲透系統，沉淀污泥輸送至殘渣脫水系統脫水，脫水后污泥量約1t/d，泥餅與殘渣共同收集后處置。
高壓反滲透系統：高壓反滲透處理系統包括成套集成機組系統、清洗系統及加藥系統。
膜濃縮液進入濃液水箱后，由高壓反滲透進水泵進入成套集成機組系統，進水泵Q=4.5m3/h，H=400kPa，N=1.1kW，機組前端設置過濾器，防止大顆粒雜質進入膜內，然后通過高壓泵提升壓力，滿足高壓反滲透機組的過濾要求。高壓反滲透系統設計膜通量≤10L/（m2·h），設計膜過濾面積175m2，單支膜面積9.4m2。經過高壓反滲透系統后的產水根據水質情況，選擇進入前端納濾產水水箱進行反滲透再處理或產水水池，產生的剩余濃縮液進入濃縮液池。
浸沒燃燒蒸發：本工程蒸發系統設計為二級蒸發，包含余熱蒸發器和浸沒燃燒蒸發器。一級余熱蒸發系統處理規模50m3/d，蒸發量26t/d，N=284kW，余熱利用后的冷凝液根據水質情況，進入前端納濾產水水箱或產水水池。經過蒸發后產生的蒸殘液進入蒸殘液池，通過泵提升進入SCE系統，提升泵Q=12m³/h，H=80kPa，N=0.75kW。
提升泵將蒸殘液泵入浸沒燃燒蒸發系統，利用厭氧消化產生的沼氣，蒸發、濃縮處理蒸殘液；蒸發過程產生的飽和蒸殘液進入固液分離系統，產生的蒸汽及不凝氣直接達標外排。整個系統最終產生少量的固體殘余，產生量由水質含固量決定。處理1t濃縮液消耗沼氣量90m3，本工程產生濃縮液15m3/d，因此沼氣消耗量約1332m3/d。
⑤污泥處理單元
系統產生的污泥主要來自生化處理系統（6~10m³/h）；脫水后含水率80%；設置進料泵（Q=10m3/h，H=200kPa）、脫水機（進泥量6~10m3/h，N=33.2kW），泥餅采用無軸螺旋輸送機輸送。污泥清液回流至一級反硝化池，回流泵Q=10m3/h，H=220kPa，N=2.2kW。
預處理產生的化學污泥和蒸發產生的殘液通過提升泵輸送，進入固液分離系統進行脫水處理，干渣含水率≤70%，上清液繼續回流至浸沒燃燒蒸發處理系統進行蒸發處理。
⑥臭氣處理單元
本項目需對調節池、硝化池、反硝化池、生化污泥池、卷式反滲透濃縮液池、一級蒸殘液池、上清液池、污泥及殘渣脫水車間、加藥間進行除臭處理，以保證廠區內工作環境。各單元換氣量計算見表2。
設計采用負壓收集各處理構筑物及車間產生的臭氣，然后送至生物除臭系統。除臭引風機Q=12000m3/h，H=3kPa。生物除臭工藝采用液化吸收和生物處理組合的辦法，惡臭氣體先被吸收液選擇吸收形成混合污水，再經過微生物降解惡臭物質。生物除臭成套設備處理量12000m³/h，玻璃鋼材質，設置預洗循環泵（Q=25m³/h、N=2.2kW）、加濕循環泵（Q=25m³/h、N=2.2kW）。惡臭氣體經生物除臭系統處理后，通過15m排氣筒達標排放。排氣筒外部設置碳鋼護架，護架固定在鋼混基礎上。
3、實際運行效果
項目實際運行進、出水水質如表3所示，可見，各項水質均滿足排放標準。
4、工程技術經濟分析
本工程總投資約4800萬元，其中建筑安裝費約4300萬元，不涉及征地費用。噸水處理費約為92.30元，具體見表4。廠區總用地面積4400m2，總建筑面積1163m2，容積率26.4%，其中綠地面積1651m2，綠地率37.5%。
5、結論
本工程采用“中溫厭氧+強化膜生物反應器系統（兩級A/O+MBR）+納濾+卷式反滲透”滲濾液處理工藝以及“預處理系統+高壓反滲透+浸沒燃燒蒸發”濃縮液處理工藝，可有效保證滲濾液處理出水達標，此外，該工程用地布局合理，能夠實現垃圾中轉站滲濾液全量化處理。（來源：同濟大學建筑設計研究院<集團>有限公司）
