生活垃圾焚烧厂中的一种渗滤液处理工艺

李艳儿　来先豪

摘 要：生活垃圾焚烧厂渗滤液是一种成分复杂、污染物浓度高、危害大的水源，采用“自动细格栅+混凝沉淀+调节池+UASB+A/O+超滤+纳滤”处理工艺处理该渗滤液是一种行之有效的处理工艺，具有系统稳定、工艺先进、出水水质较好等特点。介绍了某生活垃圾焚烧厂垃圾渗滤液处理工程实际应用，着重分析了处理工艺的设计、运行和最终出水水质情况。

关键词：垃圾渗滤液；生化处理；膜处理；渗滤液

中图分类号：X703 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.096

某生活垃圾焚烧发电厂设计日焚烧垃圾800 t，建设规模为日处理生活垃圾800 t，渗滤处理规模为180 m3/d，采用“预处理+调节池+UASB+A/O+MBR+NF”工艺，出水水质pH、COD、BOD5、氨氮等指标执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008），出水进入市政管网再进入当地污水处理厂。其中，生化工艺采用“自动细格栅+混凝沉淀+调节池+UASB+A/O”处理工艺，可以降解大部分有机物，改善生化出水水质。膜工艺采用“内置式超滤膜+纳滤”，可以拦截绝大部分残留有机物、无机物等，使出水达到排放标准。

采用该工艺实现对生活垃圾渗滤液的无害化、资源化和减量化的“三化”处理目标，环保效益和社会效益双效显著。

1 生化处理工艺介绍

1.1 生化处理工艺流程

由于垃圾渗滤液具有成分复杂、有机物浓度高、氨氮浓度高、离子含量高和水质、水量随季节性变化大等特点，采用单纯的膜工艺无法解决污染问题，可通过生化处理工艺降解大部分有机污染物后，再通过膜工艺进一步深化处理，从而实现垃圾渗滤液的再利用。“生化+膜”工艺也是目前垃圾渗滤液处理的主流工艺。系统设计进、出水水质指标如表1所示。

表1 系统设计进、出水水质指标

项目 进水数值 出水数值

pH 5～8 6～9

COD/（mg/L） 70 000 <100

BOD5/（mg/L） 35 000 <30

氨氮/（mg/L） 2 500 <25

SS/（mg/L） 20 000 <30

本工程的生化处理工艺为：自动细格栅→混凝沉淀→调节池→UASB→A/O。

垃圾渗滤液经储坑收集后，首先用泵提升至格栅机，去除较大的垃圾杂物后自流进入混凝沉淀池，进一步去除大部分悬浮物，以免过多的悬浮物在调节池内沉积，混凝沉淀池出水自流至调节池。

调节池调节水量和均匀水质，以减少对处理系统的冲击负荷。调节池内设潜水搅拌系统进行混合搅拌，防止污泥沉积，同时避免空气搅拌带来溶解氧过高，造成后续厌氧不利的问题。

调节池渗滤液经泵提升进入UASB反应器，厌氧系统分两部分，即水解酸化段和厌氧产甲烷段。水解酸化段主要是通过高负荷厌氧污泥作用，降解渗滤液中的高浓度有机物质，去除大部分CODcr，从而减少后段处理工艺负荷。在厌氧产甲烷段，水中的有机物通过甲烷菌等的作用，被分解为甲烷、CO2及大量的小分子直链烃，降低后续生化段的CODcr和BOD5负荷。UASB温度采用中温厌氧35 ℃左右，加热采用蒸汽加热。

经UASB处理后，渗滤液自流进入A/O处理单元，在缺氧池，通过兼氧菌进一步分解及降解部分污染物质，去除部分CODcr，同时进行反硝化作用，使硝酸盐和亚硝酸盐转化成氮气，从而达到生物脱氮的功能。缺氧池出水自流至好氧池，大量的好氧菌再进一步分解及降解大部分污染物质，去除大部分CODcr的同时进行硝化作用，为更好地进行反硝化奠定了基础。

好氧池曝气采用管式微孔曝气方式，较盘式曝气的充氧量高，进一步提高了微生物的处理效率，且能有效减少池面泡沫的产生。

渗滤液经过A/O处理后，通过内置式超滤膜进行泥水分离。本系统使用的是中空纤维膜，MBR技术的引进取代了传统工艺中的二沉池，同时通过截留渗滤液中的活性污泥而大大提高了水中MLSS的浓度（10～15 g/L），从而大大提高了生化处理效率，减小了池容。

1.2 生化处理运行参数

表2 UASB和A/O运行参数

项目 UASB运行参数 A/O运行参数

进水 出水 进水 出水

pH 5～7 7～7.5 7～7.5 7.5～8.5

COD/（mg/L） 53 400～68 000 6 030-9 800 6 030～9 800 378～490

BOD5/（mg/L） 25 300～33 200 3 430～4 400 3 430～4 400 58～66

氨氮/（mg/L） 1 570～2 390 1 623～2 450 1 623～2 450 <15

温度/℃ 30～35 30～35 30～35 16～35

UASB和A/O运行参数如表2所示。从表2可知，UASB降解了绝大部分COD、BOD5有机物，A/O则继续降解COD、BOD5，并通过硝化反硝化进行脱氮。

2 膜处理工艺介绍

2.1 膜处理工艺流程

膜系统工艺采用“内置式超滤+纳滤”处理工艺。内置式超滤膜采用日本进口POREFLON膜，纳滤膜采用美国DOW膜。超滤膜通过抽吸泵出水，产水进入超滤产水池，再通过纳滤进水泵提升进入纳滤系统进行处理。根据产水量、跨膜压差变化来判断膜清洗条件，定期对超滤膜、纳滤膜进行化学清洗。内置式超滤膜为间歇式运行方式，运行9 min，停1 min；纳滤膜为连续运行。合格的纳滤产水排入市政管网。

2.2 膜处理技术参数

膜技术参数如表3所示。从表3可知，超滤膜材料为PTFE，经过亲水性处理具有良好的抗污染性能，且具有较好的耐pH、耐化学性能。纳滤膜材料为聚酰胺复合膜，膜面积大、产水通量大，且具有较好的耐pH、耐温性能。

表3 膜技术参数

项目 超滤 纳滤

膜材料 PTFE 聚酰胺复合膜

膜类型 内置式 卷式膜

单支膜面积/m2 12 37

膜长度/mm 2 410 1 016

pH耐受范围 1～14 3～10

最大耐温/℃ 40 45

2.3 膜处理运行参数

由于超滤膜均孔径为0.2 um，能截留部分COD、BOD5和几乎所有的菌胶团等。纳滤平均截留分子量在300 D，允许硬度成分中等通过，其他盐分中等或较高程度通过，具有较低的渗透压和操作压力，也被称为“低压反渗透膜”，可以进一步拦截COD、BOD5等。从2014-04投入运行至今，膜系统进出水水质分析如图1所示。

从图1可知，“超滤+纳滤”工艺对COD、BOD5有较好的去除效果，其中对COD的去除率在80.8%～83.7%之间，对BOD5的去除率在72.4%～77.8%之间。出水清澈、无异味。

3 结束语

本渗滤处理工程至2014-04投入运行至今，对各主要进出水水质数据进行检测，COD和BOD5通过生化和膜工艺得以降解、拦截而去除，氨氮主要是通过生化系统降解。膜出水符合排放标准。虽然垃圾渗滤液水质随季节、成分的变化而变化，但采用“自动细格栅+混凝沉淀+调节池+UASB+A/O+超滤+纳滤”工艺，通过项目经验的累积、合理的设计、严格的运行使得生活垃圾焚烧厂运行稳定、出水达标，为渗滤液处理提供了一种可行的处理工艺。

图1 膜系统对COD、BOD5的去除效果

参考文献

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[2]宋灿辉，吕志中，方朝军.生活垃圾焚烧厂垃圾渗滤液处置技术[J].环境工程，2008（S1）.

[3]彭跃莲，秦振平，孟洪，等.膜技术前沿及工程应用[M].北京：中国纺织出版社，2009.

〔编辑：王霞〕