厭氧及MBR工藝用于垃圾焚燒發電廠滲濾液處理的工程實例

常偉杰+陶麗霞+姚黃麗+施勇琪

摘 要：以成都市某垃圾焚燒發電廠滲濾液處理工程為例，介紹了厭氧和MBR工藝在滲濾液處理中的設計參數、運行效果及在調試運行中存在的問題，并提出了設計建議和解決方案，以期為垃圾焚燒廠滲濾液系統的厭氧和MBR工藝設計提供參考和借鑒。

關鍵詞：垃圾焚燒廠；滲濾液；厭氧；MBR工藝

中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.134

文章編號：2095-6835（2016）11-0134-02

生活垃圾焚燒廠滲濾液屬原生垃圾滲濾液。我國城市生活垃圾具有廚余物多、含水率高、熱值低等特點。為了保障焚燒爐的穩定運行，在焚燒垃圾時，新鮮垃圾應經過3～5 d的發酵熟化，從而瀝出大量的滲濾液。瀝出的滲濾液污染物帶有強烈的惡臭味，且具有濃度高、水質成分復雜的特點，內含有機物多為腐殖類高分子碳水化合物和中等分子量的灰黃曲霉酸類等物質，處理難度大。

目前，焚燒廠垃圾滲濾液的主流處理工藝為：厭氧+好氧+膜+深度處理。下面以連續穩定運行3年的成都市某垃圾焚燒發電廠滲濾液處理系統為例，介紹主流處理工藝在滲濾液處理中的應用。

1 工程概況

成都市某垃圾焚燒發電廠的設計滲濾液處理量為450 m3/d，處理后的污水排入市政污水管網，出水水質執行《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中的三級標準。滲濾液處理站設計進水水質及排放標準如表1所示。

針對滲濾液的水質特點，采用了“預處理+厭氧（UASB）+MBR工藝+電化學反應器”的處理工藝流程，具體如圖1所示。

2 工藝設計參數

厭氧（UASB）和MBR（A/O+UF）是處理流程的核心工藝單元，其設計參數如表2所示。

3 工程運行效果

滲濾液處理工程經過3個月的調試期后進入試運行期，于2013年通過環保驗收并正式進入穩定運行狀態。目前，該系統已穩定3年，出水水質符合設計要求。

以下選取了運行期間的典型數據，并以1個月的運行周期進行了介紹，厭氧和MBR的監測數據及去除效果如圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示。

根據以上實際檢測的數據，可得到以下結論：①厭氧單元對COD的去除率較高，均可維持在85%以上，在正常運行的情況下，厭氧出水通常為8 000 mg/L；MBR單元對COD的去除率在90%以上，正常出水值在600 mg/L左右。②厭氧單元對氨氮的去除率為負值，基本為-10%；MBR對氨氮的去除率接近100%，大多數情況下出水氨氮為個位數甚至檢測不到。③通過檢測厭氧進出水的VFA和ALK后發現，其比值約為1.7.基于傳統理論，其應表征為嚴重酸化，但系統pH仍為偏堿性。從ALK的檢測結果看，系統中存在大量的碳酸鹽，進而形成了緩沖體系，用以維持系統內VFA與ALK的平衡。

4 運營過程中存在的問題及改進建議

4.1 厭氧系統

4.1.1 管道問題

在試運行末期，厭氧進水管和出水管均存在管垢，厭氧出水管最嚴重，導致水流不暢。這是因為垃圾滲濾液中含有大量的無機鹽，在處理流程中因pH的變化較大，污水中的無機鹽從水中解離，并附著在管壁上，最終形成管垢。

針對管道結垢問題提出的設計建議包括以下2點：①管道應避免采用U形管線，從而減少無機鹽在管線底部的沉積。②由于相鄰構筑物的距離較遠，導致管道必須采用U形管線。此時。可改用6 m管道法蘭連接，發現結垢時可直接從管廊中拆卸更換。

4.1.2 三相分離器問題

在試運行的過程中，部分三相分離器出氣管撕裂，導致三相分離器的一端上浮。這是因為運行過程中三相分離器配置的出氣管未及時將產生的氣體排出，大量氣體在氣室內積聚產生的浮力破壞了三相分離器與厭氧罐、出氣管的連接部位。

針對三相分離器存在的問題，提出以下3點設計建議：①厭氧單元COD去除率應按照全部去除計算，沼氣產率應按照0.45 m3/kgCOD計算，預留20%的沼氣量設計量，并控制管道內的沼氣流速保持在2～5 m/s，以便能使產生的沼氣沿管道順利排出。②PP板制作的三相分離器運輸、安裝方便，但質量較輕，安裝時需要特別注意固定鋼架的安全系數。對于已經安裝的由PP板制成的三相分離器，可通過增加配重的方式避免其上浮。③三相分離器的材質推薦選用大密度的材料，比如碳鋼、不銹鋼等，此類材料焊接方便，易解決上浮問題。

4.1.3 排泥問題

在試運行的過程中，出現了出水懸浮物濃度過高、厭氧處理的效果降低、后續MBR單元的處理負荷增加等鏈式反應。這是因為厭氧長期未排泥，導致厭氧污泥的質量濃度達到了100 g/L，超過了厭氧污泥質量濃度的設計值（60 g/L），且污泥的礦化度高，檢測其f值（VSS/SS）僅為0.24.以無機物為主的高濃度污泥易沉積在池底，進而導致配水系統堵塞，且配水的不均勻會直接影響厭氧處理效果。

針對排泥頻率問題，提出了以下2點運營建議：①應及時排泥，將污泥的質量濃度控制在設計范圍內。②在已經出現污泥問題的情況下，可利用壓縮空氣對配水系統反沖，從而將堆積在配水系統管道內的無機污泥沖出，恢復系統的配水和排泥能力。在污泥的質量濃度回到設計值后，每日可正常排泥，從而解決厭氧污泥的累積問題。

4.2 MBR系統

4.2.1 泡沫問題

在調試初期和運行過程中，水質的變化較大時，好氧池會產生大量的生物泡沫，泡沫高度最高可達1 m，進而溢出好氧池，影響了周邊環境。這是因為在設計中利用了未經處理的好氧池，原水通過穿孔管噴淋消泡，好氧池原水中存在的雜質易堵塞穿孔管，進而無法正常消泡。

針對泡沫溢出問題，提出了以下2點設計建議：①布置消泡系統，并可采用噴頭替代穿孔管，從而提升消泡效果；②在消泡除沫泵的進水口處增加懸浮物攔截裝置，從而解決噴頭堵塞問題。

4.2.2 超濾膜問題

在調試運行的過程中，超濾膜堵塞頻繁，處理困難，清堵耗費了大量的人力、物力。這主要是因為調試時投入的污泥中含有雜質，特別是毛發和纖維雜質極易導致超濾膜堵塞。

針對超濾膜堵塞問題，提出了以下2點運營建議：①調試投泥時應增設1 mm網徑的不銹鋼網籃，從而減少污泥中的雜質進入系統。②當污泥中的雜質已經堵塞超濾膜時，可增設懸浮物攔截裝置，從而對生化池進行循環，不斷減少池內的污泥雜質。

5 結論

焚燒廠垃圾滲濾液處理主流工藝經實際運營后得出的結論有以下4點：①在垃圾焚燒發電廠滲濾液處理系統中，采用厭氧與MBR的組合工藝可有效去除滲濾液中高濃度的COD和氨氮，去除率均可達到98%以上，這是保證滲濾液水質達標的核心工藝單元。②合理規劃和設置管路走向，盡量少采用U形管，并設置直連管路，這樣可有效減少管道結垢。③在設計厭氧單元時，需合理設置沼氣排放系統的余量。此外，還應合理設置排泥周期，避免厭氧污泥在系統中累積。④在設計MBR單元時，需要考慮泡沫的去除問題，并預防因污泥雜質而引發的超濾膜堵塞問題。

參考文獻

[1]任周鳴.活性污泥法的工藝參數控制[J].給水排水，2007（11）.

〔編輯：張思楠〕