“預處理+A2/O+A/O-MBR”工藝處理垃圾中轉站滲濾液

黃海婷

（河南清波環境工程有限公司 河南鄭州 450000）

垃圾中轉站在城市垃圾清運過程中發揮重要作用，同時，也產生一定的環境污染，主要是垃圾中轉站滲濾液和臭味。滲濾液主要來自垃圾本身含有的水分，不但含有很高的污染物濃度，而且含有大量油脂、具有強烈惡臭，還可能有大量病原微生物。

1 垃圾中轉站滲濾液來源

（1）沖洗廢水：垃圾中轉產生的沖洗廢水包括垃圾槽沖洗水、車間地面沖洗水、車輛沖洗水等。

（2）滲濾液：垃圾運輸過程中產生的滲濾液、垃圾擠壓裝車中產生的滲濾液，主要含CODcr、BOD5、NH3-N、TN、SS、動植物油等污染物。滲濾液來源主要有兩部分：一是壓裝機和集裝箱接口處，二是箱體內［1］。

（3）生活污水：中轉站廁所排水。

2 垃圾中轉站滲濾液水質特點

2.1 污染物種類多、濃度高

滲濾液中包含了大量可溶性污染物和油脂，是滲濾液中的主要污染物。與垃圾填埋場、垃圾焚燒場所產生的垃圾滲濾液相比，收運系統滲濾液往往具有更高濃度的污染濃度（比如有機物、懸浮物、總氮、油等），因此會產生更為嚴重的環境負荷。

2.2 色度高、臭味重

垃圾中轉站滲濾液通常為棕黑色液體，伴有強烈惡臭，感官上使人不舒服，惡臭會讓人呼吸困難。滲濾液的惡臭不僅對中轉站周圍環境產生影響，中轉站作業人員的工作環境，也不利于作業人員的身體健康。

2.3 SS含量高

中轉站滲濾液中含有較多雜質，包括各種垃圾碎片和顆粒物，表觀渾濁，嚴重時甚至造成管道堵塞。

2.4 總氮、氨氮含量高，營養元素比例失調

一般的垃圾滲濾液中BOD5/TP大都大于200，與微生物生長所需的磷元素相差較大，因此，在污水處理中缺乏磷元素，需要加以補給。

2.5 鹽分含量高

總的含鹽量通常5000mg/L以上，采用生化處理會因含鹽量過高造成啟動困難，運行不穩，培養馴化嗜鹽菌需要一個很長的過程。

3 進出水水質

進出水水質表如表1所示。

表1 進出水水質表

出水水質達到該項目所在地污水處理廠納管及尾水排放標準限值（CODcr≤350mg/L，BOD5≤180mg/L，NH3-N≤35mg/L，SS≤200mg/L）。

4 處理工藝流程及說明

工藝流程圖如圖1所示。

圖1 中轉站滲濾液處理工藝流程圖

中轉站滲濾液處理工藝流程說明如下。

（1）預處理部分包括：格柵渠、隔油池、調節池、混凝沉淀池、一體化溶氣氣浮機。

滲濾液從車間流出后，經管道流至格柵渠，格柵渠配人工格柵，攔截廢水中肉眼可見的大塊物質，避免堵塞或纏繞后續設備。然后自流進入隔油池，浮油通過集油管收集到集油桶內，廢水自流至調節池。調節池主要調節水質和水量，配潛水攪拌機進行攪拌混合，避免泥砂和懸浮物沉淀淤積；配堿液投加和pH在線自動控制，控制廢水pH 在7.0～8.5，同時，還配提升泵和液位自動控制提升廢水至混凝沉淀池。在混凝沉淀池內加PAC、PAM（-），與廢水中的膠體物質發生電中和，脫穩形成絮體沉降，同時，還去除色度、油、氮、磷、重金屬以及有機物等。混凝沉淀池上清液自流去一體化溶氣氣浮機。在氣浮機進水端設混凝反應區，通過投加破乳劑對廢水中的乳化油進行破乳，并投加PAC 和PAM（-）對廢水中的膠體物質和懸浮物進行混凝反應，形成大顆粒絮體，同時，起到混凝破乳效果；通過回流加壓溶氣+釋放器釋放的微小氣泡粘附在絮體的表面，降低懸浮物的密度使之上浮；再通過刮渣機刮出進入污泥池，氣浮出水自流進入中間水池，中間水池內設提升泵和液位自動控制，提升滲濾液至厭氧反應器。

（2）A2/O+A/O-MBR系統包括：厭氧反應器、一級反硝化池、一級硝化池、二級反硝化池、二級硝化池/MBR池。由于本項目水量小，二級硝化池和MBR池合建。

經預處理后的滲濾液提升進入厭氧反應器，利用水解酸化菌、產氫產乙酸菌、產甲烷菌等厭氧菌種的協同作用分解廢水中的大分子有機物為小分子有機物［2］，提高廢水的生化性；分解廢水中的有機氮為氨態氮，利于后續的硝化和反硝化生物脫氮，降低廢水中的CODcr。厭氧反應器出水自流進入A2/O+A/O-MBR 池的首段（一級反硝化池），同回流混合液和回流污泥進行混合均勻；在一級反硝化池內利用池內的反硝化菌，以有機物為電子供體還原回流混合液中的硝態氮和亞硝態氮為氮氣，降低總氮的同時降低廢水中的CODcr；一級硝化池利用硝化細菌及亞硝化細菌降解廢水中的氨態氮為硝態氮，利用異氧菌分解廢水中的CODcr為二氧化碳和水。一、二級反硝化池均設潛水攪拌機對池內泥水進行充分攪拌混合，一、二級硝化池設微孔曝氣及鼓風機進行曝氣充氧。混合液回流從一級硝化池至一級反硝化池，污泥回流從二級硝化池/MBR池回流至一級反硝化池和二級反硝化池。二級硝化池與MBR 膜池合建，滲濾液經過兩級硝化、反硝化后，由MBR 裝置進行過濾處理。MBR 代替了常規生化工藝中的二沉池，使微生物被迅速、完全截留在生化反應器內，保持生化反應器的高生物濃度，有效控制泥齡，避免了污泥的流失，確保硝化效果，提高出水質量。出水經在線監測渠后達標排放至污水管網［3］。

污泥處理流程：氣浮浮渣單獨收集后排至垃圾車運走，混凝沉淀池、厭氧反應器、A2/O/A/O/MBR 生化池，產生的污泥經污泥泵排至污泥池。污泥池內設污泥泵，污泥通過污泥泵提升至疊螺機進行脫水，同時，在疊螺機絮凝區投加PAM（+）進行絮凝，脫水后的污泥與中轉站壓縮后垃圾一起送至垃圾填埋場或垃圾焚燒廠；疊螺機產生的濾液回流至調節池重新進行處理。

（3）除臭系統：滲濾液調節池、污泥池及脫水機房的除臭與糞便處理車間和垃圾壓縮車間的臭氣合并處理，本文不再贅述。

5 工藝設計計算

本工程設計規模Q = 20m3/d ≈0.83m3/h，設計溫度為10～25℃，污水站每天24h連續運行。

由于本項目水量較小，考慮水質水量的沖擊負荷，在冬季及水質狀況不好的情況下，可以提高生化池內的污泥濃度，達到更好的處理效果。

5.1 格柵、隔油池、調節池

格柵渠尺寸1.5m×0.6m×0.6m，采用人工格柵，SUS304 不銹鋼材質。隔油池尺寸2m×4m×4.5m，采用撇油器自動撇油，自流進水，自流出水。調節池尺寸8m×4m×4.5m，有效水深3.5m，停留時間5.6d。配套設備和儀表：潛水攪拌機、污水提升泵、液位控制器、電磁流量計、pH 自動控制儀等。格柵渠、隔油池和調節池均采用鋼混結構。

5.2 混凝沉淀池設計計算

混凝區尺寸0.75m×0.5m×1.8m，2座；PAC反應時間40min，PAM 反應時間40min；沉淀池尺寸1.5m×1.0m×3.0m，1座；表面負荷0.55m3/m2·h；斜管高度866mm；泥斗高度950mm；有效水深1.2m；水力停留時間2.16h。

配套設備：框式攪拌機、槳葉攪拌機、斜管填料及支架，混凝沉淀池鋼結構池體，PAC、PAM加藥裝置（與氣浮共用，單套加藥裝置配1個藥箱2臺計量泵）等。

5.3 氣浮、中間水池

氣浮設備采用成品成套設備，由廠家配套，尺寸1.5m×3.5m×1.8m，1座；中間水池尺寸1.5m×1m×1.8m，1座。

配套設備：氣浮整套設備，中間水池鋼結構池體，PAC、PAM 加藥裝置（與混凝沉淀共用），污水提升泵，液位控制儀等。

5.4 厭氧池設計計算

由于本項目水量較小，A2/O+A/O-MBR 池體采用SUS304不銹鋼水箱，組合水箱尺寸12.7m×5m×6m，1座。設計進水CODcr濃度S0=16625mg/L，設計出水COD濃度Se=7481mg/L，容積負荷NS=2.0kgCOD/m3·d，厭氧有效容積VA=Q×(S0-Se)/Ns/1000=91.44m3；厭氧池尺寸5m×3.5m×6m，1座；有效水深5.6m；有效池容98m3；水力停留時間4.9d。

配套設備：籃式過濾器、厭氧布水器、厭氧循環泵、出水裝置、排泥裝置、pH自動控制儀等。

5.5 A2/O+A/O-MBR設計計算

一級反硝化硝化計算：污泥濃度7kgMLSS/m3，一級反硝化池尺寸5m×2.2m×6m，1座，有效水深5.4m；硝態氮污泥負荷0.039kgNO3-N/kgMLVSS·d；一級總氮日處理量14.76kgTN/d；一級反硝化池有效容積59.4m3；一級硝化池尺寸5m×5m×6m，1 座，有效水深5.2m；CODcr污泥負荷0.12kgCODcr/kgMLVSS·d［4］；一級CODcr日處理量59.56kgCODcr/d；一級硝化池有效容積130m3；氨氮負荷0.039kgNH4-N/（kgMLSS·d）。二級反硝化池尺寸2.5m×2m×6m，1 座；硝態氮污泥負荷0.020kgNO3-N/kgMLVSS·d；二級總氮日處理量3.5kgTN/d；二級反硝化池有效容積25m3；二級硝化池尺寸2.5m×2m×6m，1座；CODcr污泥負荷0.06kgCODcr/kgMLVSS·d；二級CODcr日處理量4.94kgCODcr/d；二級硝化池有效容積25m3；氨氮負荷0.02kgNH4-N/（kgMLSS·d）。

氧化每公斤氨氮所需氧量4.57kgO2/kgN；20°時，衰減系數0.045d-1。SS的污泥轉換率0.7gMLSS/gSS。一級硝化需氧量：污泥產泥系數0.8kgMLVSS/kgCODcr；排除生物反應池的系統微生物的量17.72kg/d。耗氧量70.64kgO2/d。二級硝化需氧量：污泥產泥系數0.7kgMLVSS/kg?CODcr；排除生物反應池的系統微生物的量1.98kg/d。耗氧量14.90kgO2/d。

氧轉移效率30%。曝氣池溶解氧飽和濃度9.74mg/L。標態下飽和溶解氧濃度9.17mg/L。混合溶液中溶解氧濃度2mg/L。一級硝化池標準需氧量：擴散器的安裝深度4.8m。標態下的需氧量98.10kgO2/d。二級硝化池標準需氧量：擴散器的安裝深度4.5m。標準狀態下的需氧量22.56kgO2/d。

內置超濾：開機率90%，單只膜柱面積12m2，膜通量0.25m3/（m2·d），膜總面積96m2，膜數量8支，膜架數量1套。

A/O+A/O-MBR 配套設備：潛水攪拌機、混合液回流泵、污泥回流泵、微孔曝氣盤、風機、消泡加藥裝置、堿加藥裝置、pH自動控制儀、DO儀、電磁流量計、液位控制儀等。

6 運行效果及分析

本項目垃圾中轉站滲濾液處理站自2020年8月正式投產運行，滲濾液處理量15～20m3/d，處理后出水穩定達標排放。日常運行期間，定期對混凝沉淀池、氣浮、MBR 膜等設備進行定期的清洗，機電設備進行定期的維護和保養，截止到發稿時，該項目一直出水水質穩定，無設備故障。各處理單元實際運行水質分析表如表2所示。

表2 是眾多實測水質中篩選出來的典型數據，實際運行中數據會有起伏。由表2 可以看出，COD、氨氮、總氮的去除率均在97%以上，由于實際進水有機物濃度較原設計偏低，氨氮、總氮較設計值偏高，考慮生化系統運行過程中的碳氮比，在預處理段和厭氧反應段刻意降低有機物的去除率，以保證后續生化系統不用添加碳源［5］；磷的去除采用混凝加藥和氣浮處理進行控制；通過運行可知，即使水質跟設計值有一定偏差，可以通過調整各段的去除率及去除的污染物種類、運行參數，既可以達到排放標準，又能節省能源。

表2 實測運行數據及處理效果一覽表

7 經濟分析

該工程總投資為397 萬元，包括構（建）筑物投資139萬元，主要設備投資219萬元，設計費、招投標費等其他間接投資39萬元。

滲濾液處理站24h運行，配置3人，負責系統的運行管理及日常檢測，人工費15元/t；總裝機功率57kW，運行功率41.2kW，系數0.8，電費1元/kW·h，電費39.55元/t；藥劑費用包括PAC、PAM、MBR 清洗劑、堿等，藥劑費15.56元/t；合計運行費用為：15+39.55+15.56=70.11元/t。

8 經驗總結

本次厭氧反應器設計采用頂部布水形式，做成可取出的結構，方便進水結垢或堵塞時進行清理更換［6］。接種污泥采用垃圾焚燒廠滲濾液處理站的污泥，該污泥是已經馴化好的嗜鹽菌，對加速項目啟動和穩定運行起到關鍵作用。所有構筑物及設備均采用密封處理、管道進行保溫處理，前段構筑物均進行臭氣的收集和處理，構筑物密封后保證了冬季的運行效果，更有利于硝化和反硝化的運行。同時，該工藝可以根據進水水質情況，調整預處理段加藥量、厭氧段以及A2/O+A/O-MBR 的處理效率，在確保達標的情況下，讓滲濾液處理站運行費用更低。

9 結語

實踐表明，采用“預處理+A2/O+A/O-MBR”工藝處理垃圾中轉站滲濾液，運行效果良好。預處理段采用“隔油+混凝沉淀+氣浮”工藝，可以有效去除油脂和懸浮物，減輕了后續處理的運行負荷及難度。厭氧反應器不但可以進行厭氧反應，還可以提高廢水生化性，提高后續硝化反硝化的效率，二級硝化采用與MBR池合建模式節省占地，提高出水效果，確保出水百分百達標排放。

該處理工藝各設施動力消耗較少，操作維護簡便，運行費用較低，處理效果較好，是一項值得推廣的垃圾中轉站滲濾液處理工藝。