南京市某生活垃圾轉運站總占地面積17298m2，設計轉運規模為1500t/d，其中290t/d為廚余垃圾。2020年10月新增1套處理規模為100m3/d的廚余垃圾滲濾液處理系統，其中廚余垃圾壓縮產生的滲濾液60m3/d，沖洗水等其他生產廢水40m3/d。該系統采用預處理（疊螺脫水+隔油+兩級氣浮）+厭氧+MBR（兩級A/O+超濾）+臭氧催化氧化處理工藝，出水水質可達到《污水排入城鎮下水道水質標準》（GB/T31962—2015）的B級限值規定，出水達標后納入城市污水管網。
1、設計水質及工藝流程
設計進、出水水質見表1。
該項目廚余垃圾滲濾液成分復雜，污染物種類多、濃度高且隨垃圾來料變化頻繁波動，還含有部分油脂，塑料帶狀物、纖維條狀物及小顆粒固體雜質也會隨垃圾進入滲濾液。綜合考慮廚余垃圾滲濾液的特點，在保證處理效果的基礎上，需采用切合實際的處理工藝，選用節能且高效的工藝設備，盡量降低工程投資，并考慮后續運行維護成本。
滲濾液處理工藝流程見圖1。廚余垃圾壓榨后產生的滲濾液經收集后由泵提升進入疊螺脫水機，通過投加絮凝藥劑去除大部分懸浮物并帶走部分油脂，清液進入調節池，殘渣外運。調節池內滲濾液經隔油、兩級氣浮處理后，懸浮物和油脂濃度進一步降低，滿足進入厭氧反應器的條件。在厭氧反應器中，通過厭氧微生物的作用去除絕大部分有機物，產生的沼氣通過內燃式火炬燃燒，厭氧出水通過厭氧沉淀池回收部分厭氧污泥。厭氧沉淀池出水自流至MBR系統，在缺氧/好氧交替條件下硝化菌將滲濾液中的氨氮氧化為硝態氮，反硝化菌將硝態氮還原為氮氣，最終實現總氮的去除，同時降低了有機負荷，并補充了后續硝化反應的堿度。在管式超濾膜的作用下實現泥水分離，同時膜的高效截留作用可保證MBR系統在高污泥濃度條件下穩定運行，最終MBR出水達標排放，應急條件下MBR出水進入臭氧催化氧化系統，進一步去除有機物，達到排放要求。
2、主要處理單元工藝設計
2.1 預處理系統
預處理系統包括疊螺脫水機、調節池、隔油池及兩級氣浮系統。
①疊螺脫水機
廚余滲濾液中懸浮物濃度較高，通過疊螺脫水機的作用控制濾液SS<5000mg/L，能極大降低后續處理單元負荷，同時還能降低油脂含量。
主要設備：進料泵2臺（1用1備），Q=20m3/h，H=300kPa，N=7.5kW；疊螺脫水機1臺，Q=20m3/h，N=5.5kW，出泥含水率80%；絮凝劑制備裝置1套，制備能力1m3/h；加藥螺桿泵1臺，Q=1m3/h，H=150kPa，N=0.75kW。
②調節池
調節池主要是儲蓄及調節水質、水量。池內設置潛水攪拌器以保持整池的內部循環流動，避免池體內部產生死角而形成固體顆粒的沉淀沉積。
調節池有效容積為100m³，停留時間為24h，采用鋼結構池體。主要設備：潛水攪拌機1臺，功率為1.1kW，主體材質為不銹鋼SS316；提升泵2臺，Q=15m³/h，H=140kPa，N=1.1kW，材質為不銹鋼SS304。
③隔油池及兩級氣浮系統
廚余垃圾滲濾液含有一定量的油脂，為避免對后續生化系統造成影響，采用隔油池及兩級氣浮系統進一步去除浮油類物質。
隔油池尺寸（L×B×H）為5.8m×2.8m×3.5m，氣浮池尺寸（L×B×H）為6.0m×1.8m×2.0m。主要設備：隔油池提升泵2臺，Q=8m³/h，H=200kPa，N=4.0kW，材質為不銹鋼SS304；氣浮池提升泵2臺，Q=8m³/h，H=200kPa，N=4.0kW，材質為不銹鋼SS304；PAC制備及投加裝置1套；PAM制備及投加裝置1套；排泥泵1臺，Q=5m³/h，H=200kPa，N=2.2kW，材質為不銹鋼SS304。
2.2 厭氧系統
本項目進水COD濃度高，利用厭氧反應器內厭氧微生物的水解酸化、產甲烷作用，將復雜大分子有機物轉化微生物細胞或者CH4、CO2和H2O等，高效降解高濃度有機物，確保出水COD滿足后續生化處理工藝需求，厭氧反應器主要由混合區、顆粒污泥膨化區、深度處理區、內循環系統、出水區五部分組成。同時增加了外循環系統、可拆卸式布水系統、安全系統等措施。
厭氧罐尺寸為Ø8m×16m，有效容積720m3，設計規模100m3/d，設計水溫30~35℃，設計進水COD為54g/L，容積負荷7.5kgCOD/（m3·d），設計COD去除率為80%，停留時間為7d；厭氧沉淀池尺寸為Ø3m×12m，有效容積70m3，水力負荷1.13m3（/m2·h）。
主要設備：厭氧進水泵2臺，1用1備，Q=8m³/h，H=250kPa，N=2.2kW；厭氧循環泵2臺，1用1備，Q=160m³/h，H=125kPa，N=7.5kW；厭氧排泥泵1臺，Q=20m³/h，H=140kPa，N=5.5kW；電加熱裝置1套；厭氧污泥回流泵1臺，Q=8m³/h，H=300kPa，N=2.2kW。
2.3 MBR系統
①生化池
經厭氧處理的滲濾液仍含有較高濃度的COD和氨氮等，因此需要具備良好的有機污染物降解及生物脫氮功能的生化反應器進一步處理。選用的兩級A/O-管式超濾膜系統由兩級反硝化、硝化和外置式超濾（UF）單元組成，除具有高效降解有機物的作用外，還具有良好的硝化反硝化作用。
MBR系統處理規模100m³/d，設計污泥濃度為15g/L，設計水溫為25℃，設計污泥齡為18d，污泥負荷為0.125kgCOD/（kgMLSS·d）。一級反硝化罐1座，尺寸（Ø×H）為5.35m×12m，停留時間2.25d；一級硝化罐1座，尺寸（Ø×H）為5.35m×12m，停留時間2.25d；二級反硝化罐1座，尺寸（Ø×H）為3.05m×12m，停留時間0.73d；二級硝化罐2座，尺寸（Ø×H）分別為6.88m×12m、4.59m×12m，停留時間5.40d。生化池總停留時間為10.63d。由于場地限制、流線布置等因素，二級硝化段停留時間較長，通過調整控制超濾回流量、回流點來控制反硝化效果。
主要設備：一級反硝化潛水攪拌機1臺，N=2.5kW，主體材質為不銹鋼SS316；羅茨風機2臺，1用1備，Q=14.11m³/min，P=100kPa，N=110kW；一級射流循環泵1臺，Q=75m³/h，H=150kPa，N=7.5kW，過流材質為不銹鋼SS304；硝酸鹽回流泵1臺，Q=50m³/h，H=150kPa，N=3.7kW，過流材質為不銹鋼SS304；二級潛水攪拌機1臺，N=1.1kW，主體材質為不銹鋼SS316；二級射流循環泵2臺，Q=105m³/h，H=150kPa，N=7.5kW，過流材質為不銹鋼SS304；消泡循環泵1臺，Q=50m³/h，H=300kPa，N=7.5kW，過流材質為不銹鋼SS304。
②管式超濾膜
MBR系統的生化處理出水經由超濾進水泵提升進入超濾集成裝置（管式超濾膜）實現泥水分離。超濾出水排入清液罐，濃縮液（泥水混合物）一部分回流至反硝化池，另一部分作為剩余污泥排放至污泥池。
設計參數：膜孔徑為30nm，膜絲直徑為8mm，膜材質為PVDF，膜表面流速為4m/s，設計過濾通量為50L/（m2·h），膜組件實際過濾面積為108.8m2。
主要設備：超濾集成裝置1套，規模100m3/d，N=55kW；超濾進水泵1臺，Q=100m³/h，H=230kPa，N=9.2kW，過流材質為不銹鋼SS304；超濾進水過濾器1臺，Q=120m³/h，過濾精度為800μm，過流材質為不銹鋼SS304。
2.4 臭氧催化氧化系統
經超濾處理后未達標的出水，進入臭氧氧化系統進行深度處理。在本系統中，主要利用臭氧自由基間接氧化反應，臭氧氣體通過微孔曝氣盤曝氣，與接觸池內的水接觸反應。催化劑促進O3分解產生·OH，進而降解有機污染物。
主要設備：臭氧氧化成套裝置1套，空氣源，臭氧產生量3kg/h，處理量為100m³/d，配套水泵、反應塔、儀表等；臭氧系統進水泵2臺，Q=5m³/h，H=200kPa，N=0.55kW，過流材質為不銹鋼SS304。
2.5 污泥脫水系統
廚余滲濾液處理系統中的氣浮、厭氧、MBR等工藝段中產生的污泥，在污泥均質池進行處理，再提升至污泥脫水機進行脫水處理，脫水污泥的含水率<80%，污泥外運處置，濾液回到調節池繼續處理。污泥均質池尺寸（L×B×H）為5m×3.5m×4.5m，碳鋼防腐。主要設備：污泥進料泵2臺，1用1備，Q=10m3/h，H=300kPa，N=3.0kW；疊螺脫水機1臺，Q=10m3/h，N=3.0kW，出泥含水率為80%；絮凝劑制備裝置1套，Q=1m3/h；加藥螺桿泵1臺，Q=1m3/h，H=150kPa，N=0.75kW；污泥池攪拌機1臺，N=1.1kW。
2.6 除臭系統
為控制廠區環境異味，對滲濾液系統的預處理區、反硝化池、污泥均質池等區域進行封閉除臭，通過引風機將臭氣收集后輸送至轉運站總體除臭系統——化學洗滌法+生物過濾法，滲濾液系統不單獨建設除臭設施。主要設備：風機1臺，流量為5000m3/h，風壓為2kPa，功率為5.5kW，玻璃鋼材質。
3、工程調試及連續運行情況
對該組合工藝進行連續50d滿負荷運行調試，預處理段和生化段對污染物的去除效果分別見表2、圖2及表3、圖3。
可見，該組合工藝對生活垃圾轉運站滲濾液具有良好的去除效果，COD去除率可達99.2%，NH3-N去除率可達98.7%，TN去除率可達96.1%，出水水質達到《污水排入城鎮下水道水質標準》（GB/T31962—2015）的B級限值規定。
4、經濟成本分析
實際工程的直接運行成本主要包括電費、藥劑和耗材費、人工費、設備維護保養費等。
①電費。
主要設備總耗電量為5031.25kW·h/d，電費為3270.31元/d，折合32.70元/m3。
②藥劑和耗材費。
包括處理系統投加的藥劑、實驗室檢測、膜更換等費用，計算得3484.0元/d，折合34.84元/m3，其中PAC平均投加量為進水量的0.4%，PAM為0.03%，片堿為0.1%。
③人工費。
工作人員8人，含1名技術人員。人工費為2630.14元/d，折合26.30元/m3。
④設備維護保養費。
計算得設備維護保養費為233.04元/d，折合2.33元/m3。采用該套組合工藝處理垃圾滲濾液的運營成本合計96.17元/m（3折合33.16元/t垃圾）。
5、結論
采用“預處理+厭氧+MBR系統+臭氧催化氧化”工藝處理廚余垃圾壓榨產生的滲濾液具有較好的適應性，處理效果良好：預處理段對懸浮物、動植物油、總磷的去除率分別為92.4%、88.1%、87.9%，生化處理段對COD、NH3-N、TN的去除率分別為99.0%、97.5%、93.4%。出水水質可達到《污水排入城鎮下水道水質標準》（GB/T31962—2015）中的B級排放限值。本項目的實施解決了生活垃圾轉運站內新增廚余減量轉運功能中滲濾液處理的難題，占地面積較小，投資運行費用較低，在工程建設上具有一定優勢。由于場地限制等因素，本項目未考慮廚余垃圾季節性油脂含量變化及其回收、沼氣資源化利用、滲濾液原液易酸化及進一步降低運行成本等問題，有待更多研究論證。（來源：南京環境集團有限公司，中國市政工程華北設計研究總院有限公司江蘇分公司）
