生活垃圾焚燒廠滲瀝液處理系統調試運行

樂俊超，李 冰

（1.上海老港廢棄物處置有限公司，上海 201803；2.上海環境衛生工程設計院，上海 200232）

1 工程設計

1.1 滲瀝液處理系統概況

上海某生活垃圾焚燒廠日處理垃圾量為1 500 t/d，設計垃圾貯坑儲存時限為5～7 d。進廠垃圾儲存于垃圾貯坑中，經過發酵、脫水后，再進行焚燒處理，因此在貯坑中產生了大量的滲瀝液。

為保證達到環境保護要求，該生活垃圾焚燒發電廠設計了滲瀝液處理系統，該系統分為二期建設，第一期設計滲瀝液處理能力為400 m3/d，設計進出水水質參考指標見表1～2。

表1 滲瀝液處理系統設計進水水質

表2 滲瀝液處理系統設計出水水質

1.2 滲瀝液處理工藝

1.2.1 工藝流程

上海某生活垃圾焚燒發電廠滲瀝液處理系統設計中以MBR組合工藝為主，該系統包括預處理系統和膜生化反應器MBR組合系統，見圖1。

1.2.1.1 預處理系統

1）調節池預曝氣。調節池用來調節滲瀝液的水質和水量，不僅為MBR組合工藝提供恒定的滲瀝液，還對滲瀝液的水質進行了預處理。調節池內的微孔曝氣器會對滲瀝液進行曝氣（曝氣的風量是由鼓風機供氣管路分出的支管提供的），后續MBR的剩余污泥也會回流到預曝調節池中，使預曝調節池起到較強的生化作用。

圖1 滲瀝液處理工藝流程

2）離心脫水分離。離心分離就是使廢水中的固液有效分離，從而使廢水中的SS、COD下降。脫水后的污泥通過螺旋輸送帶排到可移動的小車內，再由小車將污泥倒入垃圾貯坑，實現污泥的焚燒處理。離心分離后的污水再流入有效容積為150 m3的緩沖中間水池。

1.2.1.2 膜生化反應器MBR組合系統

根據該生活垃圾焚燒發電廠滲瀝液的性質特點，該滲瀝液處理工程的MBR組合系統，采用生化反應器和超濾UF的組合工藝，如圖2所示。

圖2 膜生化反應器BIOMEMBRAT R工藝原理

1）生化反應器。生化反應器由前置式反硝化池和硝化池組成。反硝化池設計為2個有效容積各為144 m3的混凝土水池。硝化池設計2個有效容積各為2 600 m3的混凝土水池，液位設計高度為約8 m，并在池內設計有高效內循環射流曝氣系統，使氧氣的利用效率可達25%。各池間用管路連接，使反硝化池和硝化池的運行模式既可串連又可并連。確保了在不同情況下系統的正常運行。用進水提升泵將中間水池內的滲瀝液，輸送到膜生化反應器的布水系統，輸送過程經過粗濾器的過濾。然后，布水系統把滲瀝液排放到硝化池和反硝化池，由好氧微生物和厭氧微生物進行生化反應，去除滲瀝液中可生化的有機碳和氨氮。

2）超濾系統。超濾系統設計成2個環路，每個環路分別安裝5根膜管，每根膜管里還有一束管式過濾膜，該膜的直徑為8 mm，內表面的材料是聚合物。膜生化反應器MBR系統用10組管式膜，代替常規生化處理法中二沉池的作用，達到泥水分離的目的。生化池里的污水，由進水泵輸送到各UF環路，每根膜管有循環泵提供不大于0.6 MPa的壓力，對污水進行分離凈化。分離出的清液可直接排放到市政污水管網，污泥則回流到生化反應器，所以生化反應器中的微生物濃度可達到15 g/L以上。剩余的污泥則回流進調節池或直接排到離心脫水機處理。滲瀝液是高濃度有機廢水之一，并且水質和水量變化大，采用該系統處理滲瀝液，可以確保不同季節、不同水質條件下，處理后的出水指標能穩定達標。

1.2.2 設計處理要求

本工程采用剩余污泥回流入調節池的方法，是為了在正常運行期間，污泥的回流會使調節池生化作用增大。但是，也會引起調節池中SS增高，其濃度將在10 000～20 000 mg/L。由于調節池中采用了預曝氣的方式，在調節池中COD有部分會被降解掉，經過后續的離心分離，COD的濃度將小于38 000 mg/L。各階段的設計處理要求見表3。

表3 各階段處理要求設計值

2 滲瀝液處理系統的調試運行

2.1 滲瀝液處理系統的調試

設備安裝完工后，按單體調試、局部聯合調試和系統聯合調試運轉3個步驟進行。單體調試就是檢查組成該系統的各個建筑物和設備。集水池和管路檢查是否漏水，機械檢查運轉情況。局部聯合調試就是按預處理系統和MBR組合系統的組成設備進行調試。在調節池、硝化池和反硝化池里灌水，分別運行預處理系統和MBR組合系統，檢查這2個系統中的設備安裝是否符合設計要求。聯合調試的主要工作包括按圖紙檢查各建筑物的施工質量；各機械設備、儀表、閥件是否滿足設計或滲瀝液處理系統生產工藝要求；各處理單元及連接管段流量的匹配情況；自動控制系統是否靈敏可靠；檢查設備有無異常震動和噪聲；對調試中發現的問題及時解決，系統工作正常后進入污泥培養、馴化階段。

滲瀝液處理系統的污泥培養采用接種培養法，具體是在調節池中加入其他污水處理廠濃縮脫水后的污泥，悶曝24 h以后，每天排出部分上清液并加入新的污水，逐步加大負荷，此階段不排泥。培養期間通過鏡檢觀察調節池中微生物的變化，同時對進出水水質及活性污泥性能指標進行測定（包括COD、BOD5、pH、DO、SV、MLSS、SVI等）。隨著培養時間的增加，觀測到污泥中有大量活躍的原生動物（如鐘蟲）和少量的后生動物（如輪蟲），此時SVI=80～120，MLSS=400 mg/L，表明活性污泥培養基本成功。此階段完成后，即進入滲瀝液處理系統全面試運行階段。

2.2 滲瀝液處理系統的試運行

滲瀝液處理系統的試運行是指按照工程設計的要求進行設備運行。該工程在滿負荷進滲瀝液的條件下，檢查各個處理系統的運行情況。檢查各設備是否達到設計指標，如進水量、日處理廢水量、曝氣量，以及經過各個階段的處理后水質指標等。對各個設備的運行，不斷進行調整，以達到摸索、優化控制參數的目的。以至于該系統能取得最佳的運行狀態和對污染物的處理效果。此階段大致包括調節池、離心機、膜生化反應器MBR系統控制參數和處理量的確定，并以控制系統為核心全面檢驗滲瀝液處理系統的運行穩定性及處理效果。

2.3 滲瀝液處理系統參數的確定

由于滲瀝液中污染物的濃度高，變化范圍大。同時，調節池里的活性污泥需要有一定的污水來維持活性菌的生長。因此，在這種情況下，滲瀝液處理系統采用24 h連續運行的方式。調節池采用24 h不斷地進滲瀝液，并曝氣。離心機采用24h脫泥的運行模式，因為原水中的SS產生干污泥量約4 000 kg/d，生化過程產生的剩余污泥約2 400 kg/d。所以，污泥的產量大，需要離心機不斷運行脫泥。

2.3.1 反硝化池

單座反硝化池有效容積為144 m3，共設計2座，可串聯使用，也可并聯使用，應急時可以單座使用。生物脫氮系統所需的污泥，是通過后續錯流式超濾系統對泥水的分離，使污泥被截留下來，連續回流到反硝化池來維持的，并使反硝化池中的微生物濃度從3～5 g/L提高到15～30 g/L。在池中設置有液下攪拌器，避免了微生物在池中分布不均勻和污水在反硝化池中停留而造成SS等污染物的沉淀。

2.3.2 硝化池

硝化池共有2座，設計為串聯池，單池有效容積為2 600 m3，硝化反應產生的剩余污泥產量約為2 400 kg/d。內回流比取10，保證了TN的有效去除，同時，還可以降低反應器中TN的濃度。因為NH4+-N的硝化反應需要氧氣，而NO3--N的反硝化反應釋放出氧氣，所以，實際鼓風量為14 000 m3/h，單池鼓風量為7 000 m3/h。由于滲瀝液在好氧處理過程中濃度較高，硝化池往往會產生較多的泡沫，所以，采用了消泡劑投加設備，向硝化池中投加消泡劑。這樣，可以有效地控制飛沫的產生，在硝化池頂部設計加蓋，是為了防止飛沫飛出。

2.3.3 超濾設備

由于超濾設備中的膜管直徑為8 mm，容易堵塞，所以，需要每周沖洗1次。每個環路可在其他環路運行時進行沖刷、清洗或維護。自動壓縮空氣控制閥能同時切斷進料，留在管內的污泥隨沖刷水去反硝化池。清洗后期閥門按程序打開，允許清洗水在膜環路中循環后回到清水槽，直到充分清洗。如需要，清洗后期可向清洗槽加入少量清洗藥劑，化學清洗（稀酸） 每1～2個月1次。

2.4 運行結果

滲瀝液經過預處理系統和MBR組合系統的處理，不僅出水的主要指標如：pH、SS、CODCr、NH3-N能達標，其他一些指標如：TP、色度、Hg、Ni、Pb、Zn也均能達到出水水質標準。對于出水中的TN，經過上述硝化、反硝化脫氮和超濾（MBR），去除率高達80%，也能達到出水要求。

從每天檢測該滲瀝液處理工程的進出水水質指標看，滲瀝液處理系統經過上述的調試和試運行，取得了良好的運行參數，使滲瀝液的處理效果達到了設計標準。在該系統的實際運行中，監測到的進出水水質指標見表4，說明滲瀝液在經過預處理和MBR組合工藝的處理后，出水指標達到了國家規定的排放標準。

表4 滲瀝液處理系統進出水水質

3 結論

根據垃圾焚燒廠和垃圾填埋場滲瀝液處理的經驗，以及上海某生活垃圾焚燒發電廠產生的滲瀝液質和量的特點，擬采用預處理系統（預曝氣+離心脫水） +MBR系統（膜生化反應器BIOMEMBRAT）的組合工藝。調試過程按照設備調試和污泥培養馴化2個步驟進行，設備調試按單體調試、局部聯合調試和系統聯合調試運轉3個步驟進行，污泥培養采用接種培養法。然后進入試運行階段，經過穩定試運行后，出水基本達到了設計要求。綜上所述，實際的運行結果證明，該系統能滿足對滲瀝液的處理要求。