生活垃圾轉運站滲濾液處理新工藝及其應用

于玉彬， 宋燦輝， 蔣文化

（蘇州蘇科環保科技有限公司， 江蘇 蘇州 215031）

0 引言

伴隨城市經濟發展以及居民生活水平的提升，城鎮人均產生垃圾量也將隨之提升，2010 年我國城鎮人均垃圾清運量為0.65 kg/d，2020 年這一數字已升至0.71 kg/d。國家統計局《中國統計年鑒2022》數據顯示，全國生活垃圾清運量2.48 億t，未來中國城市生活垃圾產生量仍存在較大上升空間。數據顯示，2019 年我國建制鎮生活垃圾轉運站數量為28 246座， 轉運站滲濾液主要來源于垃圾轉運擠壓過程中產生的滲濾液，還有地面沖洗水、除臭系統排水、污水處理過程排放的污水以及初期雨水等。 這些廢水若不及時有效處理，可能會污染河流、土壤、地下水等，不僅對周圍自然環境產生危害，也對人們生活造成潛在威脅[1-2]。

我國主流的滲濾液處理工藝為“預處理厭氧” +“好氧生物處理” + “深度處理”組合工藝[3]，典型代表為“膜生物反應器（MBR）” + “雙膜法（NF/RO）”的組合工藝，雖能夠保證達標，但占地面積很大，與垃圾轉運站整體占地較小的需求存在沖突， 膜法產生的濃水易造成二次污染[4-5]。

由于垃圾轉運站地理位置特殊， 多數位于城市規劃區內，出于安全的原因，大多轉運站不允許設置厭氧反應器，目前還沒有工藝流程簡單、高效、安全穩定、節省占地、低耗、低碳、處理效果顯著適合于垃圾轉運站污水處理的工藝和技術。因此開發占地面積小、無濃水、簡單高效去除有機物的工藝勢在必行。

1 轉運站滲濾液處理現狀

1.1 轉運站滲濾液特點

垃圾轉運站滲濾液受垃圾組成、季節變化、地方飲食文化等影響，水質復雜多變、水色深、氣味難聞，NH3-N 和有機污染物濃度高[6]，NH3-N 質量濃度介于600～800 mg/L，一般不超過1 000 mg/L。 由于大量沖水進入污水系統，CODCr質量濃度一般為10 000～30 000 mg/L，總體來說污水中的碳源過剩。

垃圾轉運站滲濾液水量呈現出較大的波動性，因為垃圾滲濾液的產生量與轉運規模、壓縮程度、轉運時間、垃圾種類及季節等密切相關。根據垃圾轉運站規模，采用橫式（水平）壓縮設備，滲濾液產生量為5～300 t/d[7]，滲濾液在垃圾轉運站的作業高峰時間段產生量大，而其他時間段產生量少[8]；雨季隨著水量和垃圾中水分的增加， 產生的滲濾液明顯多于旱季[9]。

1.2 排放要求

據CJJ 109—2006《生活垃圾轉運站運行維護技術規程》規定“轉運站污水處理方式應根據各轉運站的具體情況而定， 可以依據國家與地方標準進行預處理后排入城市污水管網， 也可單獨處理達標排放”，但由于單獨處理達標排放處理成本較高，一般轉運站考慮進行預處理達到GB 8978—1996 《污水綜合排放標準》后，排入城市污水管網。

2 轉運站滲濾液處理新工藝及特點

轉運站滲濾液處理新工藝流程見圖1。

圖1 轉運站滲濾液處理新工藝流程

轉運站滲濾液經過格柵及調節池， 進入生物吸附池， 通過控制吸附池的曝氣量及污泥濃度來加強微生物絮凝能力， 一部分CODCr，NH3-N，TN，TP，重金屬及油脂被微生物的自身新陳代謝進行去除，另一部分被微生物的吸附絮凝能力吸收， 吸附捕獲的CODCr，NH3-N，TN，TP，重金屬及油脂以污泥排放的形式去除；在預缺氧池，通過兼氧菌進一步分解及降解部分污染物質，去除部分CODCr，同時進行反硝化作用，使NO3-及NO2-轉化成N2，從而達到生物脫氮的功能，預缺氧池出水自流至內置式MBR，內置式膜池中放入內置式膜箱， 內置式膜箱由PTFE 材質的膜組件組成，通過水泵進行負壓抽吸過濾，過濾方向由外至內，活性污泥截留在膜絲外側，潔凈的產水則壓入膜絲的內側， 通過產水管收集后得到干凈的出水。

轉運站滲濾液處理新工藝特點：

（1）工藝成熟可靠。 無論生物吸附還是MBR 都是比較成熟可靠，運行穩定，處理效果良好，常溫下運行即可，不需加熱，池容小，特別適合有機物濃度高的轉運站滲濾液。

（2）不需要投加碳源。 轉運站滲濾液碳氮比失調，常規的硝化反硝化工藝必須投加大量外加碳源，新工藝在不需要碳源的情況下可以實現大幅去除氨氮的目的，不需要投加碳源。

（3）運行能耗低。 以生物吸附為主，有機污染物并未得到真正的降解，因此氧氣的消耗量很低，另外進入到后續MBR 系統的污染物負荷大幅降低，總體能耗大幅降低。內置式膜采用負壓抽吸原理，運行壓力低， 運行能耗低，10 t/d 內置式MBR 水能耗只需要1.2 kW·h。 內置式MBR 要比使用外置式MBR 工藝節省能耗85%以上。

（4）污染物去除率高。生物吸附對有機污染物和SS 具有良好的去除效果， 一般CODCr去除率可達50%～80%，SS 去除率可達60%～80%。脫氨工藝對進水的水質要求嚴格， 如果SS 和CODCr的濃度過高， 會嚴重影響脫氨效果， 生物吸附工藝高效去除SS 和CODCr，確保后續脫氨效果不受影響。

（5）抗沖擊負荷強。新工藝是完全獨立的活性污泥處理系統， 生物吸附和MBR 均設有完全獨立的固、液分離系統，出水水質穩定，整個污水處理系統抗沖擊負荷能力大幅提高。

（6）集成化占地面積小。生物吸附反應器設計容積負荷可以做到10～20 kg COD/m3， 是厭氧反應器的2 倍以上。 容積及占地面積均只有厭氧反應器的一半左右，大大節省了投資成本及占地面積。

3 轉運站滲濾液處理新工藝工程案例

四川省成都某生活垃圾轉運站污水處理工程，污水處理系統設計規模為50 m3/d，處理后污水排入市政污水管網進入城市污水處理廠， 污水排放執行GB 8978—1996《污水綜合排放標準》三級標準，污水處理采用 “格柵→調節池→生物吸附→中間沉淀池→預缺氧池→內置式膜生物反應器”工藝，設計進水水質見表1。

表1 設計進水水質 mg·L-1

垃圾轉運站污水經儲坑收集后， 送至轉運站污水處理系統，首先進入機械格柵，除去污水中的較大漂浮物，然后進入生物吸附池。在生物吸附池內設置曝氣器， 向池內進行曝氣， 池內污泥質量濃度15～20 g/L，池內含有大量微生物群落，發生絮凝、吸附反應，生物吸附出水進入中間沉淀池，實現固、液分離。沉淀池出水進入一級AO 的MBR 系統，進一步去除污水中的CODCr，NH3-N 和TN 等污染物，MBR 出水直接排入廠區外的市政污水管網， 最后進入城市污水處理廠。

污水處理工程自2021 年11 月開工建設，2022年6 月開始調試，并于2022 年7 月正式運行，運行效果良好，主要運行參數見表2。 與常規處理工藝相比，整個系統運行成本大幅降低，總運行成本低于10 元/m3（不含人工費和污泥處置費）。 由于生物吸附段CODCr去除率高達85%以上，MBR 負荷大幅降低，系統運行穩定，出水水質滿足排放標準的要求， 污水處理各單元實際去除效果見表3。 由表3可以看出， 垃圾轉運站污水在經過生物吸附池后，CODCr去除率達到了85%，SS 去除率達到了90%，確保了后續脫氨效果不受影響。經過各單元處理后，各項污染物去除率均達到95%以上，且均滿足了排放要求。

表2 主要運行參數

表3 各單元去除效果 mg·L-1

4 結論

工程案例實際運行結果表明， 整個新工藝處理系統具有非常強的抗沖擊負荷能力， 生物吸附段對CODCr和SS 的去除率遠高于預期， 后續MBR 負荷大幅降低，整個系統能耗得以大幅下降。需要注意的是生物吸附段微生物代謝生長快，污泥產生量較大，污水處理系統需要及時排泥。

針對垃圾轉運站滲濾液特點，采用“生物吸附”+ “中間沉淀池”+ “預缺氧池”+ “內置式膜生物反應器”新工藝，可高效去除滲濾液中的CODCr，SS 和NH3-N 等污染物，同時通過生物吸附和氨吸收實現資源化利用，整個處理系統能耗大幅降低，幾乎不需要投加外加碳源，運行成本大幅降低，在垃圾轉運站滲濾液處理中具有廣泛的應用前景。