焚燒已成為目前國內生活垃圾處理技術的主流，生活垃圾在垃圾坑儲存發酵過程中會產生10%~30%的滲瀝液，這部分滲瀝液有機物、氨氮、鹽含量高，B/C比值達到0.45，可生化性較好，同時水質、水量季節性波動大，若得不到及時有效處理，則會對環境產生較大影響。鑒于焚燒廠滲瀝液COD濃度較高、可生化性較好，采用生物處理是首選，一般選用厭氧+好氧的組合處理工藝。為了保證出水水質達標，常用膜處理作為生化出水的深度處理。目前，焚燒廠滲瀝液多數采用厭氧+MBR+膜組合處理工藝。
1、設計水質
南京江北生活垃圾焚燒廠滲瀝液處理系統設計處理規模為800m3/d，出水達到《城市污水再生利用工業用水水質》（GB/T19923—2005）中敞開式循環冷卻水系統補充水的水質標準（非銅質換熱器）。設計進、出水水質見表1。
2、工藝流程與工藝設計
2.1 主工藝流程
考慮項目出水需要回用，對氨氮、COD和鹽分均有較高要求，參照類似項目的運行經驗、結合項目焚燒與煙氣處理工藝特點，滲瀝液處理采用“預處理+中溫UBF+兩級A/O-MBR+NF+RO”工藝（見圖1）。
來自垃圾坑的滲瀝液通過水泵提升至調節池頂端的網孔格柵機，去除粒徑>1.8mm的固體雜物后自動流入初沉池進一步去除剩余的SS，初沉池出水溢流進入調節池進行水量、水質的均衡以滿足厭氧系統的進水條件，再通過厭氧進水泵將調節池中的滲瀝液提升至UBF厭氧反應器，滲瀝液中的COD得到大幅降解并產生沼氣，其經除濕、穩壓預處理后噴入焚燒爐摻燒發電，實現了能源回收。厭氧出水流入后續兩級A/O池進行COD降解和脫氮處理。為防止厭氧出水C/N比失調，設計中考慮部分經格柵過濾和初沉分離后的滲瀝液超越厭氧反應器直接進入兩級A/O池，以保證反硝化所需的碳源，從而保持AO系統必要的反硝化率及pH的穩定。A/O末段混合液通過外置超濾膜進行泥水分離，超濾清液經加酸調節水質后依次進入NF和RO系統進行深度處理，RO膜脫鹽率達到99%以上，且對有機物去除率達到98%，可確保出水達標，最終RO出水直接進入冷卻塔循環水池，實現了工藝出水的循環再利用。
滲瀝液處理過程產生的剩余活性污泥采用離心脫水機脫水到含水率80%左右后泵入焚燒爐進行焚燒處理，上清液回流至MBR池的一級反硝化池處理。NF濃縮液經兩級物料膜減量處理后回噴至焚燒爐焚燒處理，RO濃縮液經軟化和STRO減量處理后用于煙氣旋轉噴霧半干法石灰制漿。格柵機、初沉池、調節池、反硝化池與污泥脫水間的臭氣收集后送入垃圾坑作為焚燒爐的一次風進行焚燒處理。
2.2 預處理系統
預處理目的是針對性除渣和進行水質、水量調節，設施主要包括網孔格柵、初沉池、調節池、攪拌器等。通過網孔格柵機和初沉池的聯合作用去除滲瀝液中大部分SS以降低進入厭氧系統的SS，保證厭氧系統的正常運轉。調節池內設置潛水攪拌器，在防止SS沉積的同時有效均衡水質。水池采用加蓋鋼筋混凝土結構，有效容積分別為220、4200m3，對應的水力停留時間分別為6.6、126h。主要設備：網孔格柵機1臺，Q=100m3/h，N=1.5kW，孔隙1.8mm；潛水攪拌機3臺，N=7.5kW；初沉池排泥泵2臺，Q=15m3/h，N=3kW；厭氧進水泵3臺，Q=25m3/h，N=7.5kW；超越水泵1臺，Q=15m3/h，N=3kW。
2.3 厭氧系統
采用復合式中溫UBF厭氧反應器，冬天利用焚燒廠余熱蒸汽作為加熱源。反應器采用下進上出的方式，下層為上流式污泥床，約占反應器體積的45%，中層為裝有軟性帶狀填料厭氧濾池、約占反應器體積的30%，上層為澄清出水區，頂部為沼氣區，厭氧部分出水回流以緩沖進水的沖擊負荷。在反應器內部，滲瀝液中大部分COD在厭氧微生物作用下分解為CH4、CO2和H2O等，同時部分難生化降解的COD在厭氧條件下被水解酸化，有利于后續MBR處理。
厭氧系統設計參數：設2座UBF，單座處理量400m3/d、進水COD為75g/L、運行溫度為32~35℃，pH為6.8~7.8，容積負荷為8kgCOD/（m3·d），COD去除率按75%設計（考慮后續MBR反硝化所需的碳氮平衡），上升流速為0.8m/h，產氣率為0.45m3/kgCOD，水力停留時間為7d。主要設備：2座鋼制厭氧反應器，單座尺寸Ø15.2m×17.6m，有效容積2800m3；循環泵3臺，Q=150m3/h，N=15kW；排泥泵2臺，Q=15m3/h，N=3kW。
2.4 沼氣系統
沼氣系統主要對沼氣進行儲存、除濕、穩壓、增壓后送入焚燒爐摻燒，應急狀態下利用火炬燃燒排放，主要包括雙膜儲柜、沼氣除濕脫水裝置、沼氣燃燒器、應急火炬、增壓風機等。在設計負荷下，厭氧沼氣產量約750m3/h，甲烷含量為65%~75%。主要設備：雙膜儲柜1座，內膜有效容積400m3；沼氣預處理與火炬各1套，處理能力800m3/h；沼氣燃燒器3臺，Q=250m3/h，火焰長度1.2m，出力調節比1∶5。
2.5 兩級AO-MBR系統
膜生物反應器由兩級AO池和外置式UF系統組成，通過氧化、硝化、反硝化等作用去除水中有機物、氨氮和總氮，氨氮去除率達到99.5%，總氮去除率達到95%。外置式UF系統完成泥水分離和污泥回流，為后續膜深度處理系統的正常運行創造有利條件。采用充氧效率高的射流曝氣器和節能的空氣懸浮風機組合曝氣，相比常規曝氣，降低電耗約32%。由于進入反應器的有機物和氨氮含量較高，生化反應放熱量較大，同時曝氣與攪拌過程中也會產生較多的熱能，因此設置了冷卻系統對池內混合液進行間接換熱以確保生化系統運行溫度控制在35℃以下。兩級AO系統設計參數：處理量為800m3/d、污泥濃度為15g/L、水溫為25~35℃、脫氮速率為0.05~0.09kgNO3--N/（kgMLSS·d）、硝化速率為0.03~0.05kgNH3-N/（kgMLSS·d）、污泥負荷為0.07~0.15kgCOD/（kgMLSS·d）、污泥產率為0.15~0.30kgMLSS/kgCOD、總回流比為25、射流氣水比為4∶1、總停留時間為10.4d。UF設計參數：設2套UF，單套處理量為400m3/d，設計膜通量為67L/（m2·h）。選用8英寸（1英寸=2.54cm）3m長管式膜，PFDF材質，孔徑為30nm，膜面積為27.2m2，最大操作溫度為60℃。共配置20根管式膜，總膜面積為544m2。
主要構筑物：一級A池1座，凈尺寸（L×B×H）為21m×9.5m×9m，停留時間為1.95d；一級O池2座，凈尺寸（L×B×H）為21m×16.5m×9m，停留時間為6.76d；兩級A池1座，凈尺寸（L×B×H）為9.4m×12m×7m，停留時間為0.85d；兩級O池1座，凈尺寸（L×B×H）為9.4m×12m×7m，停留時間為0.85d。
主要設備：反硝化液下攪拌機5臺，N=3kW；冷卻系統2套，Q=600m3/h，N=110kW；硝酸鹽回流泵1臺，Q=400m3/h，H=130kPa，N=30kW；消泡循環泵2臺，Q=100m3/h，H=300kPa，N=15kW；空氣懸浮風機3臺，2用1備，Q=135m3/min，H=80kPa，N=185kW；1級射流泵6臺，Q=560m3/h，H=130kPa，N=37kW；2級射流泵1臺，Q=270m3/h，H=130kPa，N=15kW；16路射流曝氣器13套；UF進水泵2臺，Q=350m3/h，H=160kPa，N=22kW；雙環路UF集成裝置2套，Q=470m3/d，N=110kW；超濾清洗集成設備1套，N=11kW。
2.6 膜深度處理系統
膜深度處理系統采用NF+RO組合工藝，通過膜的截留，重點去除水中殘留的有機物、總氮及TDS等，確保出水滿足回用要求。為延緩膜的結垢和膜通量衰減、增加膜裝置的穩定性，設置在線加酸水質調節、在線阻垢與清洗裝置。
膜系統設計參數：NF、RO系統各2套，單套處理量為400m3/d，考慮10%富余系數。NF設計膜通量為15L/（m2·h），清液產率為80%，總膜面積為2040m2；RO設計膜通量為11.5L/（m2·h），清液產率為75%，總膜面積為2368m2。主要設備：NF進水泵3臺（2用1備），Q=20m3/h，H=400kPa，N=5.5kW；RO進水泵3臺（2用1備），Q=20m3/h，H=300kPa，N=4kW；集成模塊化納濾裝置2套，一級三環路，Q=440m3/d，N=38kW；集成模塊化反滲透裝置2套，一級三環路，Q=400m3/d，N=59kW。
2.7 納濾濃縮液處理系統
納濾濃縮液量約160m3/d，采用兩級物料膜進行減量化處理。通常二級膜的濃縮液回流至生化系統繼續循環處理，為減少長期回流對生化系統的影響，該項目結合焚燒爐的特點采用回噴焚燒爐直接處理，最終120m3/d清液進入反滲透繼續處理，8m3/d一級二段膜的濃縮液（腐殖酸）與32m3/d二級膜的濃縮液混合后回噴至焚燒爐焚燒處理。主要設備：兩級物料膜系統1套，Q=180m3/d，N=45kW；濃縮液回噴泵2臺（1用1備），Q=10m3/h，H=600kPa，N=4kW；二流體型噴嘴20個，Q=1~15L/min，噴霧直徑≤550μm。
2.8 反滲透濃縮液處理系統
反滲透濃縮液量約190m3/d，采用混凝反應+高密度沉淀池+石英砂過濾+高壓STRO+石灰制漿組合工藝。反滲透濃水通過加藥反應、沉淀、過濾實現除硬軟化和除硅，滿足后續高壓膜系統的正常運行。軟化過濾后的濃水經加酸調節后進入高壓STRO膜系統進一步濃縮減量，STRO清液（95m3/d）與RO出水混合后回用，STRO濃液（95m3/d）通過螺桿泵提升至煙氣石灰制漿水箱作為部分石灰制漿補充用水。
STRO設計參數：按2套設計，單套處理量為100m3/d，考慮10%富余系數，設計膜通量為8L/（h·m2），清液產率為50%，總膜面積為600m2。主要設備：一體化反應高密度沉淀池1套，Q=20m3/h；石英砂過濾器1套，Q=20m3/h；集成STRO裝置2套，Q=5m3/h，回收率50%，操作壓力5.5MPa，N=25kW；濃縮液制漿提升泵2臺（1用1備），Q=10m3/min，H=1MPa，N=5.5kW。
2.9 污泥處理系統
生化系統產生的剩余污泥采用離心脫水機進行脫水，脫水污泥量約32t/d（含水率80%），脫水污泥通過高壓泵送入焚燒爐焚燒處理，實現污泥處理的無害化與減量化。主要設備：離心脫水機2臺，Q=5~12m3/h，N=（22+5.5）kW；三廂式一體化絮凝劑制備裝置1套，Q=5~8m3/h，N=5kW。
2.10 除臭系統
為便于臭氣收集與控制，所有構筑物均采用一體化鋼筋混凝土蓋板，并對格柵機房、污泥池、調節池、AO池、濃縮液池和污泥脫水間進行臭氣收集，收集后的臭氣送入焚燒廠垃圾坑負壓區作為焚燒爐的一次風進入焚燒爐焚燒處理，實現臭氣的全量無害化處理。與其他項目單獨配置末端除臭系統相比，該項目除臭成本較低，僅為除臭風機的電耗。主要設備：離心風機2臺，Q=20000m3/h，H=2.6kPa，N=30kW。
3、實際運行效果
①項目建成投產后，運行穩定，出水水質較好。2021年滲瀝液處理系統平均進、出水水質和各工藝段平均去除率分別見表2和圖2~4。
從表2可以看出，出水COD99.9%；出水NH3-N99.9%；出水TN99.3%，出水水質優于《城市污水再生利用工業用水水質》（GB/T19923—2005）中敞開式循環冷卻水系統補充水的水質標準。
從圖2~4可以看出，UBF反應器COD平均去除率為74.1%，MBR對COD、NH3-N、TN的平均去除率分別為97.9%、99.9%、96.1%，膜系統對COD、TN的平均去除率分別為97.9%、89.2%。
②圖2、3表明，進水TN高于2500mg/L時會對厭氧產生抑制作用，導致處理效率降低，MBR對COD和NH3-N的去除效果比較穩定，基本不受進水COD、NH3-N波動的影響；當MBR進水C/N達到8~9時，MBR出水TN可低于70mg/L，當C/N降至約6.5時，MBR出水TN將升至約120mg/L。
③經物料膜減量后約40m3/d（折合1.7t/h）的納濾濃縮液回噴焚燒爐焚燒處理，運行實踐表明，當單臺焚燒爐濃縮液回噴量控制在0.5~1.0t/h、最大不超過2t/h時，對焚燒工況沒有影響。該項目設有4臺500t/d往復式爐排爐，理論上可接納96m3/d濃縮液。
④系統產生約32m3/d（折合1.3t/h）含水率80%的脫水污泥，送至焚燒爐焚燒處理。當單爐脫水污泥投加量控制在入爐垃圾量的7%即1.5t/h時，對焚燒工況基本沒有影響。
4、技術經濟分析
滲瀝液處理直接運行成本約56.2元/m3，其中固定成本18.2元/m3，包括人工費、化驗檢測費、膜更換費；可變成本38.0元/m3，包括水費、電費、藥劑費、維護保養費等，其中鹽酸、PAM的投加量分別為0.45%、0.01%。在實際運行中，滲瀝液處理電耗約32kW·h/m3，沼氣產量約22.5m3/m3滲瀝液，單位沼氣入爐摻燒發電量約1.56kW·h，折合噸滲瀝液發電量為35.1kW·h，沼氣摻燒發電量可滿足滲瀝液處理自身用電需要，并有結余（3.1kW·h/m3）。
濃縮液回噴焚燒爐能降低焚燒爐出口NOx含量和煙氣脫硝劑使用量，滲瀝液處理出水回用節約用水量為24.2×104m3/a，STRO濃液石灰制漿節約用水量為3.5×104m3/a，沼氣摻燒發電量為1024.9×104kW·h/a，具有較好的環境效益和經濟效益。
5、管理要點
①關注厭氧出水的C/N比，適時超越部分除渣后的滲瀝液作為碳源補充進入AO池，使得AO池C/N保持在8以上，確保反硝化脫氮效果。
②注意生化系統活性污泥性能控制，活性污泥性能好，可減少消泡劑、絮凝劑的用量，提升超濾膜的通量，從而降低用電量，達到節約成本的目的。
③關注膜系統運行壓力和通量的變化，控制回收率，及時有效清洗以延緩膜的結垢、延長使用壽命。
④每天監控厭氧反應器pH、AO池DO及出水NH3-N，變化明顯時應及時調整運行參數，確保生化處理的穩定性。
6、結論
①采用預處理+UBF+兩級A/O-MBR+NF+RO組合工藝處理焚燒廠滲瀝液，運行穩定，出水直接回用作焚燒廠循環冷卻水補水，NF濃縮液經物料膜減量后回噴焚燒爐焚燒處理，RO濃縮液經“軟化+STRO減量”后進行石灰制漿，實現了滲瀝液的全量處理和廢水零排放。
②“生物處理+膜”組合工藝對焚燒發電廠滲瀝液的COD、NH3-N、TN有較高的去除率，整體去除率達到99.3%以上。
③納濾系統配置物料膜減量裝置后，納濾系統的回收率達到95.0%，反滲透系統配置軟化和STRO減量裝置后，反滲透系統的回收率達到87.5%，項目整體回收率達到83.0%。
④運行表明，單臺焚燒爐納濾濃縮液和脫水污泥回噴量分別控制在1.0t/h和1.5t/h時，對焚燒工況基本沒有影響。
⑤出水循環利用和沼氣摻燒發電，實現了廢水資源回收利用和碳減排，其中沼氣入爐摻燒發電量能滿足滲瀝液處理系統自身用電量需求，可降低滲瀝液將近1/2的運行成本，具有較好的環境效益與經濟效益。
⑥產生的臭氣經收集后作為焚燒爐一次風送入焚燒爐焚燒處理，脫水后的剩余污泥泵入焚燒爐焚燒處理，有效避免了二次污染的產生。（來源：上海環境衛生工程設計院有限公司）
