垃圾中轉站廢水工程處理分析

李洪佳

摘要：結合實際工程案例，介紹了膜生物反應器（MBR）工藝處理垃圾中轉站廢水的工藝流程、設計參數、工程調試及運行效果，并分析了項目運行成本。實踐表明，兩級AO型MBR工藝處理垃圾中轉站廢水穩定性強，出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、SS等主要水質指標均可穩定達到城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級B標準限值要求，且直接運行費用為1.79元/m3，具有技術適用性及經濟可行性。

關鍵詞：垃圾中轉站廢水;強化預處理;膜生物反應器;兩級型

AO垃圾中轉站是垃圾收集處置的重要中間環節，其產生的廢水主要成分有垃圾滲濾液、沖洗廢水及職工的生活污水。滲濾液通過垃圾壓縮過程產生，其最大特點是污染物濃度極高且具有惡臭，即便有沖洗廢水對其進行稀釋，仍具有高污染性。由于垃圾在中轉站內停留時間較短，其產生的滲濾液通常有別于垃圾填埋場所收集的滲濾液[1]，往往具有較好的可生化性及適宜的C/N。北京市某鄉鎮垃圾中轉站每日在生產過程中產生大量廢水，其各污染物指標均數倍于常規生活污水，須處理達標后排放。本文介紹了該垃圾中轉站廢水處理的工程設計，分析了MBR工藝在此工程中的技術適用性及經濟可行性，為該類型垃圾中轉站廢水處理提供工程設計、調試及運行提供技術參考。

一、設計水量及水質

該垃圾中轉站每日產生約50～150m3廢水，其中沖洗場地、車輛的水量較大，約占總量的80%～85%，新鮮垃圾滲濾液約占10%～15%，職工生活污水約占5%。經過前期現場踏勘，設計廢水處理規模為200m3/d。廢水經處理后主要出水指標需滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級B標準，本工程設計進出水水質見表1。

二、工藝流程

MBR工藝發展至今，以其抗沖擊負荷能力強、出水效果優良、占地面積小等諸多優點，在市政污水、工業廢水的處理中成為主流工藝之一[2]，在多種難處理廢水處理中更是得到廣泛應用。膜系統優良的泥水分離效果可以使污泥停留時間（SRT）與水力停留時間（HRT）獨立開來，因而生化系統可以具有較高的污泥濃度，實現各污染物較高的去除率。本項目中新鮮垃圾滲濾液雖然被大量沖洗廢水稀釋，但是其各項污染物濃度依舊較高，為確保出水水質穩定達標，采用兩級AO工藝與MBR組合工藝對其進行處理。廢水工藝流程如圖1所示。本工程原廢水中含有大量沖洗車輛、場地所致的泥、渣、砂，因此為確保系統長期穩定運行，在預處理單元上進行了強化。廢水自前端管網經粗格柵攔截大顆粒的垃圾等雜物后再經過一體化泥渣砂快速分離設備的處理，實現了廢水與泥、渣、砂的高效快速分離。經強化預處理后，原廢水中的泥、渣、砂去除率可達90%以上，SS去除率45%左右，極大地削減了后端生化單元的處理負荷。廢水經調節池勻質后經由提升泵提升至兩級AO生化單元進行生化處理。在缺氧池，反硝化菌利用廢水中的有機碳源作為電子供體，將回流液中高濃度的硝態氮轉化還原成氮氣，完成生物脫氮的過程;而在兩級好氧池，通過鼓風機向混合液曝氣供氧，利用高活性的異養菌群去除有機物及降解氨氮;在兩級AO中間，設置緩沖池，一方面將一級好氧池末端未耗盡的溶解氧將至更低的水平，以達到二級缺氧池的缺氧環境，改善反硝化效果，同時可進行水解酸化反應，將部分一級好氧池難以降解的長鏈有機物斷鏈成小分子物質，提高可生化性，強化系統總的COD去除率。廢水經生化段后自流進入MBR膜池，在自吸泵的抽提作用下通過MBR膜，產生的清液進入清水池定期排放。本工程中MBR膜系統采用浸沒式中空纖維超濾膜，其標稱截留孔徑0.03μm，可以有效截留幾乎全部的菌群，保證生化系統的連續性和穩定性;同時，超濾膜還能截留滲濾液廢水中難于降解的大分子有機物，使得其在生化系統內的實際停留時間遠遠大于水力停留時間，極大地增強了系統處理效率。本系統除磷主要采用化學除磷法，通過往好氧池投加PAC形成難溶性磷酸鹽將磷從廢水中分離。剩余污泥定期排放至儲泥池暫存，濃縮后外運處置。

三、主要設計參數

（一）強化預處理單元。采用粗格柵及一體化泥渣砂快速分離設備。粗格柵的柵條間隙為10mm，主要用于去除大顆粒雜質及垃圾;一體化泥渣砂快速分離設備的主要原理為濾帶式精密過濾，過濾精度為300μm，可攔截絕大部分的泥、渣、砂，尤其對毛發等嚴重威脅膜系統使用壽命的雜質具有極高的截留率，可有效確保生化系統和膜系統的穩定運行。

（二）生化單元。生化單元主要由兩級AO池及緩沖池構成，其中一級缺氧池HRT為4h，二級缺氧池HRT為3h，分別設置2臺攪拌機進行攪拌，使回流硝化液與污泥充分混合，滿足反硝化所需的水力條件;一級好氧池HRT為12h，二級好氧池HRT為10h，均采用微孔曝氣方式，總曝氣量為2.26m3/min;緩沖池水力停留時間為3h，并設置攪拌器進行攪拌以防止污泥沉淀。在一級AO段中設置硝化液內回流，回流比為100%。整個生化段污泥質量濃度控制在8000～10000mg/L，泥齡控制在20～25d。3.3MBR膜池。膜組件采用PVDF材質的中空纖維超濾膜，膜絲內外徑分別為0.7、1.3mm，標稱截留孔徑為0.03μm，單組膜面積20m2;設計膜產水通量為10～20L/（m2·h），反洗通量為10～30L/（m2·h），最大跨膜壓差不超過80kPa。為延緩膜表面的污堵，在膜組件底部設置穿孔曝氣進行氣擦洗，供風量為1.1m3/（m2·h）。此外，膜池內設置兩路混合液回流，一路回流至一級缺氧池前端，另一路回流至二級缺氧池前端，回流比均為100%。

四、工程調試與運行

（一）污泥接種。在正式進入調試階段后，重點是培養和馴化活性污泥。

（二）膜系統維護。作為本工程的核心單元之一的超濾膜系統，在處理垃圾中轉站廢水中存在較大的膜污染風險。為確保膜系統穩定運行，延長膜使用壽命，需制定完善的膜清洗維護程序。

五、運行效果

系統在運行2個月后接種的活性污泥已完全適應廢水水質，污泥質量濃度維持在9000～10000mg/L，鏡檢顯示菌群生態結構穩定，出現原生及后生動物，出水感官清澈透明，膜系統產水COD為52.6mg/L，BOD5為16.1mg/L，NH3-N、TN、SS質量濃度分別為4.2、16.8、8.6mg/L，均滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級B標準的要求。

六、成本分析

在直接運行成本方面，主要支出項為動力費、藥劑費，合計為1.79元/m3。1）動力費。本工程中的動力費用主要為電費。系統裝機功率14.75kW，運行功率為11.55kW，電價為1.0元/kWh，則電費為1.39元/m3;2）藥劑費。本工程中所消耗的藥劑主要由PAC除磷藥劑和膜系統清洗藥劑構成，其中除磷藥劑費用為0.24元/m3，化學在線及離線清洗藥劑費用為0.16元/m3。

七、結論

采用兩級AO型MBR工藝處理垃圾轉運站廢水，處理效果穩定，出水能夠滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級B要求，直接運行成本為1.79元/m3。本工程的應用證明了兩級AO型MBR工藝在處理垃圾轉運站廢水上的技術適用性及經濟可行性，為同類型的廢水處理提供工程設計經驗。

參考文獻：

[1]劉德明，陳琳琳，鄢斌等.以MBR為核心的垃圾滲濾液處理工藝研究進展[J].工業用水與廢水，2017，48（5）：7-10.