垃圾中轉(zhuǎn)站廢水工程處理分析

1、垃圾中轉(zhuǎn)站廢水工程處理分析 摘要：結(jié)合實(shí)際工程案例，介紹了膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝處理垃圾中轉(zhuǎn)站廢水的工藝流程、設(shè)計(jì)參數(shù)、工程調(diào)試及運(yùn)行效果，并分析了項(xiàng)目運(yùn)行成本。實(shí)踐表明，兩級(jí)AO型MBR工藝處理垃圾中轉(zhuǎn)站廢水穩(wěn)定性強(qiáng)，出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、SS等主要水質(zhì)指標(biāo)均可穩(wěn)定達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB189182002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)限值要求，且直接運(yùn)行費(fèi)用為1.79元/m3，具有技術(shù)適用性及經(jīng)濟(jì)可行性。 關(guān)鍵詞：垃圾中轉(zhuǎn)站廢水；強(qiáng)化預(yù)處理；膜生物反應(yīng)器；兩級(jí)型 AO垃圾中轉(zhuǎn)站是垃圾收集處置的重要中間環(huán)節(jié)，其產(chǎn)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。

2、滲濾液通過垃圾壓縮過程產(chǎn)生，其最大特點(diǎn)是污染物濃度極高且具有惡臭，即便有沖洗廢水對(duì)其進(jìn)行稀釋，仍具有高污染性。由于垃圾在中轉(zhuǎn)站內(nèi)停留時(shí)間較短，其產(chǎn)生的滲濾液通常有別于垃圾填埋場(chǎng)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(xiāng)鎮(zhèn)垃圾中轉(zhuǎn)站每日在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢水，其各污染物指標(biāo)均數(shù)倍于常規(guī)生活污水，須處理達(dá)標(biāo)后排放。本文介紹了該垃圾中轉(zhuǎn)站廢水處理的工程設(shè)計(jì)，分析了MBR工藝在此工程中的技術(shù)適用性及經(jīng)濟(jì)可行性，為該類型垃圾中轉(zhuǎn)站廢水處理提供工程設(shè)計(jì)、調(diào)試及運(yùn)行提供技術(shù)參考。 1設(shè)計(jì)水量及水質(zhì) 該垃圾中轉(zhuǎn)站每日產(chǎn)生約50150m3廢水，其中沖洗場(chǎng)地、車輛的水量較大，約占總量的8

3、0%85%，新鮮垃圾滲濾液約占10%15%，職工生活污水約占5%。經(jīng)過前期現(xiàn)場(chǎng)踏勘，設(shè)計(jì)廢水處理規(guī)模為200m3/d。廢水經(jīng)處理后主要出水指標(biāo)需滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB189182002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，本工程設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1。 2工藝流程 MBR工藝發(fā)展至今，以其抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、出水效果優(yōu)良、占地面積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，在市政污水、工業(yè)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(yīng)用。膜系統(tǒng)優(yōu)良的泥水分離效果可以使污泥停留時(shí)間（SRT）與水力停留時(shí)間（HRT）獨(dú)立開來，因而生化系統(tǒng)可以具有較高的污泥濃度，實(shí)現(xiàn)各污染物較高的去除率。本項(xiàng)目中新鮮垃圾滲濾液雖然被大

4、量沖洗廢水稀釋，但是其各項(xiàng)污染物濃度依舊較高，為確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，采用兩級(jí)AO工藝與MBR組合工藝對(duì)其進(jìn)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(chǎng)地所致的泥、渣、砂，因此為確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，在預(yù)處理單元上進(jìn)行了強(qiáng)化。廢水自前端管網(wǎng)經(jīng)粗格柵攔截大顆粒的垃圾等雜物后再經(jīng)過一體化泥渣砂快速分離設(shè)備的處理，實(shí)現(xiàn)了廢水與泥、渣、砂的高效快速分離。經(jīng)強(qiáng)化預(yù)處理后，原廢水中的泥、渣、砂去除率可達(dá)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(fù)荷。廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池勻質(zhì)后經(jīng)由提升泵提升至兩級(jí)AO生化單元進(jìn)行生化處理。在缺氧池，反硝化菌利用廢水中的有機(jī)碳源作為電子供體

5、，將回流液中高濃度的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化還原成氮?dú)?，完成生物脫氮的過程；而在兩級(jí)好氧池，通過鼓風(fēng)機(jī)向混合液曝氣供氧，利用高活性的異養(yǎng)菌群去除有機(jī)物及降解氨氮；在兩級(jí)AO中間，設(shè)置緩沖池，一方面將一級(jí)好氧池末端未耗盡的溶解氧將至更低的水平，以達(dá)到二級(jí)缺氧池的缺氧環(huán)境，改善反硝化效果，同時(shí)可進(jìn)行水解酸化反應(yīng)，將部分一級(jí)好氧池難以降解的長(zhǎng)鏈有機(jī)物斷鏈成小分子物質(zhì)，提高可生化性，強(qiáng)化系統(tǒng)總的COD去除率。廢水經(jīng)生化段后自流進(jìn)入MBR膜池，在自吸泵的抽提作用下通過MBR膜，產(chǎn)生的清液進(jìn)入清水池定期排放。本工程中MBR膜系統(tǒng)采用浸沒式中空纖維超濾膜，其標(biāo)稱截留孔徑0.03m，可以有效截留幾乎全部的菌群，保證生化系統(tǒng)

6、的連續(xù)性和穩(wěn)定性；同時(shí)，超濾膜還能截留滲濾液廢水中難于降解的大分子有機(jī)物，使得其在生化系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水力停留時(shí)間，極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)處理效率。本系統(tǒng)除磷主要采用化學(xué)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(chǔ)泥池暫存，濃縮后外運(yùn)處置。 3主要設(shè)計(jì)參數(shù) 3.1強(qiáng)化預(yù)處理單元。采用粗格柵及一體化泥渣砂快速分離設(shè)備。粗格柵的柵條間隙為10mm，主要用于去除大顆粒雜質(zhì)及垃圾；一體化泥渣砂快速分離設(shè)備的主要原理為濾帶式精密過濾，過濾精度為300m，可攔截絕大部分的泥、渣、砂，尤其對(duì)毛發(fā)等嚴(yán)重威脅膜系統(tǒng)使用壽命的雜質(zhì)具有極高的截留率，可有效確保生化系統(tǒng)和

7、膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。3.2生化單元。生化單元主要由兩級(jí)AO池及緩沖池構(gòu)成，其中一級(jí)缺氧池HRT為4h，二級(jí)缺氧池HRT為3h，分別設(shè)置2臺(tái)攪拌機(jī)進(jìn)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(jí)好氧池HRT為12h，二級(jí)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(shí)間為3h，并設(shè)置攪拌器進(jìn)行攪拌以防止污泥沉淀。在一級(jí)AO段中設(shè)置硝化液內(nèi)回流，回流比為100%。整個(gè)生化段污泥質(zhì)量濃度控制在800010000mg/L，泥齡控制在2025d。3.3MBR膜池。膜組件采用PVDF材質(zhì)的中空纖維超濾膜，膜絲內(nèi)外徑分別為0.7、1.3mm，標(biāo)稱截

8、留孔徑為0.03m，單組膜面積20m2；設(shè)計(jì)膜產(chǎn)水通量為1020L/(m2h)，反洗通量為1030L/(m2h)，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(shè)置穿孔曝氣進(jìn)行氣擦洗，供風(fēng)量為1.1m3/(m2h)。此外，膜池內(nèi)設(shè)置兩路混合液回流，一路回流至一級(jí)缺氧池前端，另一路回流至二級(jí)缺氧池前端，回流比均為100%。 4工程調(diào)試與運(yùn)行 4.1污泥接種。在正式進(jìn)入調(diào)試階段后，重點(diǎn)是培養(yǎng)和馴化活性污泥。本工程中生化系統(tǒng)采用接種法，菌種來源于附近已穩(wěn)定運(yùn)行的生活污水處理廠的脫水污泥。根據(jù)有效池容計(jì)算所需脫水污泥（含水率80%），配置成30004000mg/L混合液。開啟好氧池鼓風(fēng)

9、機(jī)及膜池鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行悶曝，將好氧池溶解氧質(zhì)量濃度控制在24mg/L左右；開啟3臺(tái)混合液回流泵及3臺(tái)攪拌機(jī)，使污泥混合液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)起來；當(dāng)活性污泥的顏色恢復(fù)至黃褐色時(shí)，開啟進(jìn)水提升泵，進(jìn)水總量控制在設(shè)計(jì)規(guī)模的20%，同時(shí)開啟膜系統(tǒng)產(chǎn)水泵，初始膜通量不超過10L/(m2h)。運(yùn)行57d后，SV30上升至45%；每隔兩天逐步上調(diào)進(jìn)水量至設(shè)計(jì)規(guī)模后繼續(xù)運(yùn)行10d左右，SV30上升至82%，污泥質(zhì)量濃度達(dá)到9000mg/L，污泥接種完成。4.2膜系統(tǒng)維護(hù)。作為本工程的核心單元之一的超濾膜系統(tǒng)，在處理垃圾中轉(zhuǎn)站廢水中存在較大的膜污染風(fēng)險(xiǎn)。為確保膜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)膜使用壽命，需制定完善的膜清洗維護(hù)程序。首

10、先，為防止膜系統(tǒng)因連續(xù)產(chǎn)水導(dǎo)致污染物在膜表面結(jié)成致密的污染層，故設(shè)置產(chǎn)水周期，即產(chǎn)水泵運(yùn)行8min，停歇2min，在達(dá)到150300個(gè)產(chǎn)水周期后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行清水反洗。每1530d用質(zhì)量濃度300mg/L的次氯酸鈉對(duì)膜組件進(jìn)行在線化學(xué)反洗，反洗流量為2L/(m2h)，反洗時(shí)間30min。本工程在運(yùn)行至6個(gè)月時(shí)，跨膜壓差達(dá)到65kPa，即對(duì)膜組件進(jìn)行離線化學(xué)清洗。先后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的氫氧化鈉和0.3%的次氯酸鈉進(jìn)行浸泡，持續(xù)時(shí)間為2h，浸泡后開30min鼓風(fēng)機(jī)對(duì)膜絲進(jìn)行擦洗，最后用清水沖洗膜池，恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行。 5運(yùn)行效果 系統(tǒng)在運(yùn)行2個(gè)月后接種的活性污泥已完全適應(yīng)廢水水質(zhì)，污泥質(zhì)量濃度維持在

11、900010000mg/L，鏡檢顯示菌群生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，出現(xiàn)原生及后生動(dòng)物，出水感官清澈透明，膜系統(tǒng)產(chǎn)水COD為52.6mg/L，BOD5為16.1mg/L，NH3-N、TN、SS質(zhì)量濃度分別為4.2、16.8、8.6mg/L，均滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB189182002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的要求。 6成本分析 在直接運(yùn)行成本方面，主要支出項(xiàng)為動(dòng)力費(fèi)、藥劑費(fèi)，合計(jì)為1.79元/m3。1）動(dòng)力費(fèi)。本工程中的動(dòng)力費(fèi)用主要為電費(fèi)。系統(tǒng)裝機(jī)功率14.75kW，運(yùn)行功率為11.55kW，電價(jià)為1.0元/kWh，則電費(fèi)為1.39元/m3；2）藥劑費(fèi)。本工程中所消耗的藥劑主要由PAC除磷藥劑和膜系統(tǒng)清洗藥劑構(gòu)成，其中除磷藥劑費(fèi)用為0.24元/m3，化學(xué)在線及離線清洗藥劑費(fèi)用為0.16元/m3。 7結(jié)論 采用兩級(jí)AO型MBR工藝處理垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水，處理效果穩(wěn)定，出水能夠滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB189182002）一級(jí)B要求，直接運(yùn)行成本為1.79元/m3。本工程的應(yīng)用證明了兩級(jí)AO型MBR工藝在處理垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站廢水上的技術(shù)適用性及經(jīng)濟(jì)可行性，為同類型的廢水處理提供工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。 參考文獻(xiàn)： 1劉德明