垃圾渗滤液处理工程机电设备节能措施分析

王国荣 唐东贤

摘 要：垃圾渗滤液是一种有毒有害的高浓度有机废水，控制不好将产生二次污染，使卫生填埋场失去应有的价值和意义。要解决渗滤液污染问题，除了对垃圾填埋场进行控制，尽量减少渗滤液的产生外，关键是要对渗滤液进行必要的处理，使其达标排放。在垃圾渗滤液处理工程中，通过利用渗滤液调节池的调蓄能力、合理配置鼓风机数量、采用变频调速鼓风机、控制污水冷却系统及对污泥回流量的控制，可以取得良好的节能效果。

关键词：垃圾渗滤液处理；机电设备；COD 负荷波动系数；污水冷却系统；污泥回流量

引言

随着城市生活水平的不断提高，中国城市垃圾产量也急剧增大，卫生填埋仍将是中国当前主要的垃圾处理方式之一。垃圾填埋过程中，由于厌氧发酵、有机物分解、雨水冲淋等产生多种代谢物质，形成高浓度的有机废液，即垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是一种高浓度的有机废水，受垃圾种类、当地环境及降水量、填埋场容积、填埋时间等诸多因素影响，其水质和水量变化较大。它是垃圾填埋过程中产生二次污染的主要因素之一，对水体、土壤、大气和生物都有不同程度的影响。垃圾渗滤液若不妥善处理而直接进入环境，将会对环境造成严重污染。按照《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008）的要求，目前国内垃圾渗滤液处理大多采用“生化处理+深度处理”工艺，而生化处理工艺以采用 MBR 居多。MBR 工艺的特点是运行稳定，处理效果良好，出水再辅以深度处理后能满足排放标准的要求。但MBR 工艺也存在工艺流程复杂、机械设备较多的不足。由于机电设备较多，电耗高，运行成本也较高，如何降低机电设备的能耗，对于垃圾渗滤液处理工程的节能来说具有重要意义。

1垃圾渗滤液的水质特性

（1）水质成分复杂：蒋海涛等总结了中国城市垃圾渗滤液的典型污染物组成及浓度变化情况，如表1所示，可见垃圾渗滤液的水质成分十分复杂。

（2）有机污染物和NH4+-N含量高：经鉴定，垃圾渗滤液中有93种有机化合物，其中22种被中国和美国列入EPA环境优先控制污染物的黑名单。高浓度的NH4+-N是“中老年”填埋场渗滤液的重要水质特征之一，也是导致其处理难度较大的一个重要原因。

（3）重金属含量大，色度高且恶臭：渗滤液含多种重金属离子，当工业垃圾和生活垃圾混埋时重金属离子的溶出量往往会更高。渗滤液的色度可高达2000-4000倍，并伴有极重的腐败臭味。

（4）微生物营养元素比例失衡：垃圾渗滤液中有机物和氨氮含量太高，但含磷量一般较低。

2垃圾渗滤液单元处理工艺

（1）生物处理法：活性污泥法最为广泛，该法受温度影响，能耗高，条件控制复杂，耐冲击负荷能力差。

（2）物化处理法：主要包括混凝、化学沉淀、化学氧化、吸附、吹脱和膜分离等。物化法可以有效削减渗滤液中的有机物、氨氮、重金属离子和色度等，改善其可生化性，为后续生物处理工艺创造良好的条件。

（3）土地处理法：主要是通过土壤颗粒的过滤、离子交换吸附等作用去除其中的悬浮颗粒和溶解成分。目前应用较多的是人工湿地和回灌法。回灌法是利用填埋层的厌氧滤床作用使参滤液降解，提高其可生化性。人工湿地则是近几年出现的新型处理工艺当前已有不少生态环境学家正在研究利用藻类、芦苇、香根草以及各种水草等对渗滤液进行净化，也取得了一定的成果。

（4）其它方法：辐射法、电渗析、电凝、超声技术等在国内外都有应用

3 垃圾渗滤液处理工程的机电节能措施

3.1充分利用渗滤液调节池的调蓄能力

生物反应池中好氧区的污水需氧量，包括去除BOD5、氨氮的硝化和除氮需氧量，其中去除 BOD5是总需氧量的重要组成部分。在计算需氧量过程中，应该考虑 BOD5负荷波动系数的影响，对于垃圾渗滤液而言，应以 COD 来计算。由于渗滤液进水COD 浓度很高，如果考虑COD负荷波动系数的影響，会大幅增加鼓风机的鼓风量。对于垃圾渗滤液来说，一般会在填埋场设置渗滤液调节池，储存1-2 个月的渗滤液产生量。在进行渗滤液处理工程设计时，进水 COD 取最高月平均值，这样可以降低鼓风机的风量，达到节约能耗的目的。如果进水 COD 超出最高月平均值，可以减少渗滤液处理设施的进水量，确保处理设施达标排放。而在渗滤液水质偏低的季节增加进水量，可使处理设施全年的处理量达到设计能力。

3. 2 合理配置鼓风机数量

对于垃圾渗滤液而言，随季节的变化其水质变化也很大，国内的一些垃圾填埋场在春夏秋季节，渗滤液的 COD 一般维持在 6000-8 000 mg/L，甚至更低，而在冬季 COD 可达12 000-15 000 mg/L，最高甚至可达20 000 mg/L。渗滤液的氨氮值也呈这一变化规律，春夏秋季节渗滤液的氨氮一般维持在1 200- 2 000 mg /L，而在冬季氨氮可达 2 000-3 000 mg /L。渗滤液处理工程中鼓风机的设置应考虑季节性变化对渗滤液处理的影响，应根据不同季节鼓风量的变化，合理配置鼓风机数量。由于单台风机的最佳变频调速范围有限，应至少配置3 台风机（2 用 1备），这样可以在不同的季节开启不同数量的鼓风机，进而达到节能的目的。

3.3采用变频调速鼓风机

鼓风量受水质变化的影响较大，虽然按照污染物浓度较高季节的水质进行计算，但在实际运行时，由于降雨、垃圾填埋作业、运行管理等因素的影响，渗滤液水质仍会有较大的变化。采用变频调速鼓风机可以适应这种水质变化，从而达到节能的目的。一般鼓风机的变频调速范围是 0-40%，这个范围可以适应渗滤液水质的变化。

3.4污水冷却系统的节能控制措施

垃圾渗滤液处理运行过程中，生物池内会保持较高的温度，但有时会过高，从而抑制了微生物的生长，影响了生物处理效果。为解决生物池内温度过高这一重要问题，在生物池设置污水冷却系统，当水温超过一定温度时，开启冷却系统，使生物池内水温保持恒定，确保生化处理正常运行。该方法已在工程中得到了应用，效果良好。冷却系统机电设备节能控制措施：（1）根据生物池内温度变化，对冷却塔的风机进行变频调速控制，从而达到节能的目的。（2）根据季节的变化控制冷却系统的运行，当环境温度变化较大时，生物池内水温也相应有所变化，当环境温度较低时（如冬季），可以停止冷却系统的运行，或者间歇运行，节省能耗。（3）温度是影响微生物生理活动的主要因素之一，合理控制生物池内水温非常重要。许多工程实例证明，水温达到40 ℃时生化处理仍能维持较佳的运行状况，因此在渗滤液处理工程设计中，可以将生物池最高水温控制在40 ℃，超过40 ℃时开启冷却系统，这样可以减少冷却系统的运行时间，节省能耗。

3.5污泥回流量的控制

用于处理垃圾渗滤液的 MBR一般采用外置式超滤系统，在硝化池出水端设置超滤进水泵，超滤进水泵的设计流量一般为5Q（Q 为系统设计流量），出水流量为 Q，回流量为4Q。设计中将回流管道接入生化池的前端———反硝化池内，这样可以作为内回流的一部分，减小污泥回流泵的流量，从而达到节能的目的。在污水冷却系统中，污泥冷却水泵由硝化池出水端吸水，经过换热器换热后再回流到生化池的前端———反硝化池内，同样可以起到内回流的作用，这样在夏季开启冷却塔的情况下，污泥冷却水可以作为污泥回流的一部分，减小污泥回流泵的流量，起到节能的目的。

结论

综上所述，可得到以下结果：（1）充分利用渗滤液调节池的调蓄能力，在计算鼓风机风量时，可不考虑 COD 变化系数的影响。（2）合理配置鼓风机数量，采用变频调速鼓风机可以起到节能的作用。（3）通过控制超滤及冷却系统回流，可以起到污泥回流的作用，从而减小污泥回流泵的流量，节省能耗。

参考文献

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