長沙市第一垃圾中轉處理場配套廢水處理站設計

邱迅 楊帆 唐清暢

【摘要】介紹了長沙市第一垃圾中轉處理場的廢水產生量預測和處理工藝設計。采用廢水產生率法和分項預測法預測廢水產生量，廢水采用“升流式厭氧污泥床（UASB）+膜生物反應器（MBR）+納濾（NF）”的組合工藝。工程設計因地制宜，優化場區布局，提高了工程經濟性和安全性。

【關鍵詞】生活垃圾；壓濾液；產生量；工藝設計

城市生活垃圾產生量隨著城市的發展逐漸增加，而垃圾處理場一般位于距離城市較遠的地方，為了減少垃圾的運輸成本，大中型城市均要建設垃圾轉運站。生活垃圾在轉運站內被壓縮后運至處理場，而生活垃圾壓縮過程中產生的高濃度有機廢水成為制約垃圾轉運站發展的重要因素。

1 工程概況

長沙市第一垃圾中轉處理場位于長沙市洪山管理局果林分場，由一期工程和擴建工程兩部分組成，一期工程已達到設計處理規模，擴建工程剛投入使用。廢水主要為1#轉運車間和2#轉運車間的垃圾壓濾液，地面清洗廢水和生產廢水，1#維修車間和2#維修車間的生產廢水，轉運車輛洗車廢水。目前，上述廢水通過室外廢水管道收集后進入廢水池（有效容積518 m3），廢水在廢水池中暫存，最后采用專用槽車運至城市污水處理廠處理，單程運距約4 km，城市污水處理廠采用氧化溝主體處理工藝，日處理規模18萬t/d。

本工程廢水主要成分是生活垃圾壓濾液，屬于高濃度有機廢水，臭味大。在向城市污水處理廠傾倒投加過程中會產生嚴重的局部污染，操作人員和周邊居民反應強烈。廢水的加入會加重城市污水處理廠粗、細格柵、管道及其他設備的腐蝕，同時會對污水處理產生強大的沖擊負荷，不利于污水處理廠處理達標排放[1]。此外，廢水在運輸過程中存在較大的安全隱患，一旦發生泄漏或傾覆，會造成較大的環境和社會影響。

2 廢水量預測

2.1 廢水產生率預測法

根據現有垃圾轉運量和廢水的產生量推算出廢水產生系數，再根據垃圾總轉運量和廢水產生系數預測廢水產生量。研究2012年1月～2014年10月逐月垃圾轉運量和廢水產生總量的關系，發現廢水產生量與垃圾轉運量呈正比，廢水產生系數為0.096～0.110 m3/t垃圾，且廢水產生系數隨時間的推移無減小趨勢，故本工程廢水產生系數取0.11 m3/t。轉運站全部投產后，最高日垃圾轉運量為9000 t/d，則最高日廢水產生量為990 m3/d。

2.2 分項預測法

根據廢水產生的種類分項預測水量，各分項水量預測值如下：

（1）轉運車間垃圾壓濾液：垃圾轉運站采用水平預壓壓縮轉運工藝，垃圾內部含水受到機械力的擠壓而滲出變為垃圾壓濾液，其量的變化較為復雜，受垃圾成分、收集方式、壓縮工藝、季節變化等因素的影響，參照國內垃圾轉運站和長沙市基本情況，確定垃圾壓濾液產生量為80L/t垃圾。轉運站全部投產后，最高日垃圾轉運量為9000 t/d，則對應的垃圾壓濾液產生量為720 m3/d。（2）轉運車間地面沖洗廢水：為了保持轉運車間的環境，需每天對轉運車間地面進行沖洗一次，1#和2#轉運車間需清洗的地面面積為13200 m2。參照《建筑給水排水設計規范》（GB 50015-2003，2009版），用水定額取15 L/（m2·d）。沖洗地面廢水排放系數取0.9，則轉運車間地面沖洗廢水排放量為180 m3/d。（3）轉運車洗車廢水：本轉運站共有轉運車60輛，均由40m3垃圾集裝箱和半掛車組成，清洗頻次為2次/天，沖洗方式為高壓水槍沖洗，用水量為200L/（輛·次），廢水排放系數取0.9，則轉運車洗車廢水排放量為22 m3/d。（4）維修車間生產廢水：維修車間生產廢水主要為機修廢水，1#和2#維修車間各有洗滌池3座，按每座洗滌池廢水排放量1.44 m3/d計，維修車間生產廢水排放量為9 m3/d。分項預測廢水產生總量為931 m3/d。

2.3 廢水產生量確定

考慮到遠期長沙市最高日垃圾轉運量可能突破10000t/d，同時考慮將來由于清潔生產要求的提高，沖洗水量的增大，本工程建議建設規模需留有一定的裕量，總處理規模確定為1200 m3/d。

3 設計進、出水水質

3.1 設計進水水質：根據長沙市環境監測中心站近兩年對廢水池水質的監測結果，設計進水水質[2]CODCr：15000 mg/L，BOD5：3000 mg/L，SS：3000 mg/L，NH3-N：100 mg/L，pH：6-7.5。

3.2 設計出水水質：根據本工程環評報告批文，廢水需處理達到《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）三級標準后經市政污水管網排入城市污水處理廠處理，其中氨氮參照《污水排入城鎮下水道水質標準》（CJ 343-2010）B等級的規定。設計出水水質CODCr≤500 mg/L，BOD5≤300 mg/L，SS≤400 mg/L，NH3-N≤45 mg/L，pH≤6.5-9.5。

4 工藝設計

4.1 工藝選擇原則

本工程廢水為高濃度有機廢水，不僅有機污染物、懸浮物和泥砂濃度高，廢水中還存在大量的塑料紙、布條、菜葉等漂浮物。因此在處理工藝選擇上應遵循以下原則：

（1）加強預處理。轉運站廢水排放規律不均勻，漂浮物、泥砂較多，可能會堵塞水泵或其他機械設備，影響生物處理系統的效果，因此，需加強預處理，先去除漂浮物、泥砂等，再對廢水進行調節，均衡水量與水質。（2）強化生化處理。轉運站廢水有機污染濃度高，須強化生物處理。（3）配套深度處理。為確保出水水質達標，需對廢水進行深度處理。

4.2 預處理工藝選擇

漂浮物采用常規的細格柵處理工藝。

廢水中懸浮物和泥砂濃度高，通過平流式、豎流式和輻流式三種工藝的分析比較，得出平流式沉淀池沉淀效果好、對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強、施工簡單、平面布置緊湊和排泥設備已趨定型等優勢，故選用平流式沉淀池作為本工程的沉淀處理工藝。沉淀池出水進入調節池均衡水質水量，然后進入下步處理工序。

4.3 生化處理工藝選擇

調節池的出水首先經過厭氧處理，這里采用負荷能力大、有機污染物去除率高和應用廣泛的UASB工藝。

廢水經過厭氧工藝后，有機物濃度大幅度降低，接下來的好氧處理工藝選用序批式活性污泥法（SBR）或膜生物反應器（MBR），通過對比，膜生物反應器系統內活性污泥（MLSS）濃度可提升至8～10 g/L，甚至更高，污泥齡（SRT）可延長至30天以上，且其出水水質穩定，且水質一般優于活性污泥工藝。故選用膜生物反應器（MBR）[3]為好氧處理工序。

4.4 深度處理工藝選擇

本工程廢水水質波動較大，COD高時可達到30000 mg/L，MBR出水可能不達標，參照國內同類項目經驗（如北京、青島生活垃圾轉運站），深度處理工藝選用納濾。納濾具有過濾級別高，出水水質好等特點。本工程采用部分納濾出水與MBR出水勾兌排放，納濾設置比例為37.5%。

4.5 污泥處理工藝選擇

廢水處理站在進行廢水處理的過程中分離和產生大量的污泥，含水率高達99%，運輸和處理均較困難，必須進行減量處理。廢水處理站剩余污泥一般采用“濃縮+脫水+泥餅外運”的處理工藝，污泥濃縮脫水常用方法有濃縮帶式一體化脫水設備和重力濃縮后板框壓濾機脫水。經過比較，重力濃縮后板框壓濾機脫水方法在投資、能耗和處理效果方面優于濃縮帶式一體化脫水設備，采用板框壓濾機脫水泥餅量為一體化脫水設備的50%，可減少大量的運輸和處置成本，本工程采用“重力濃縮+板框壓濾機”脫水方案。

4.6 臭氣處理工藝選擇

廢水生化處理和污泥脫水過程中會產生大量臭氣，而本工程場址北邊和東邊又為二類居住用地，環境問題非常敏感，臭氣問題處理不好會帶來很差的社會影響。臭氣中主要物質為H2S、NH3、硫醇、揮發性有機氣體（VOC）等惡臭污染物，目前，廢水處理站除臭方法主要是天然植物液噴灑、生物濾池過濾和光化學作用等。考慮到投資運行費用和處理效果，本工程采用“生物滴濾池+光化學除臭設備”的二級除臭裝置處理達標后經不低于15米排氣筒有組織高空排放。

4.7 工藝流程方框圖

廢水處理站的工藝流程方框圖如圖1。

圖1 廢水處理站工藝流程方框圖

5 結束語

本工程的設計充分考慮了廢水水質水量的波動和建設投資的費用控制，同時運行管理簡單，具有較長的使用壽命，并將廢水處理過程中產生的沼氣加以利用，變廢為寶，增加了本工程的經濟實用性。

參考文獻：

[1]徐軍，陸佳佳，范舉紅，陳明. 垃圾壓濾液摻入城鎮污水廠對運行的影響與對策[J]. 西南給排水，2012.

[2]李穎. 垃圾轉運站污水回用處理工藝設計[J]. 環境工程，2002.

[3]韓丹，汪永輝，高品，洪飛宇. A/HMBR組合工藝處理生活垃圾中轉站廢水[J]. 中國給水排水，2008.