垃圾滲濾液三級多級系列強化生物處理技術

1項目概況山東省濟南市城市垃圾焚燒發電廠每天產生約150噸垃圾滲濾液，主要由垃圾本身所含的水、垃圾發酵分解產生的水、雨水和儲運過程中滲透的地表水組成[1]。滲濾液中有機物濃度極高，在水質之間變化很大，生物降解性好，[2，3]。由于處理后的尾水需要直接排海，常規工藝難以達標，建議采用預處理/生化處理/深度處理與三級多級串聯強化生物處理相結合的工藝。流出物水質需要滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》 (GB 18918-2002)一級標準的要求。本項目設計進水指標及排放標準見表1。

垃圾滲濾液

2處理工藝及設計參數

垃圾滲濾液

滲濾液 先進入調節池調節水量水質，然后泵入預處理段的快速混合池，加入石灰調節其酸堿度至微堿性。之后，進入一級反應沉淀池和二級反應沉淀池，分別加入混凝劑和絮凝劑。流出物被外部蒸汽加熱至約30℃，然后進入生化段。

生化段由兩段式UBF段(厭氧段)和小型SBR段(好氧段)組成。在兩級UBF段，處理液從UBF反應器底部進入，依次通過厭氧污泥床和填料生物膜區。醉后，在反應器頂部進行固液氣三相分離。醉后，處理液自動流入脫氣沉淀池，去除甲烷和污泥。由UBF反應器產生的甲烷通過氣體管道收集和儲存，用于發電或燃燒處理[4，5]。處理液進入膜生物反應器段，通過好氧處理進一步降解有機物，出水排入超濾膜池，進行鼓風曝氣強化生物處理[6】。作為嘴的基本污水指標，酸堿度勢必成為供需熱點，這對于E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極等眾多制造商來說是一大好處。美國BroadleyJames作為美國BroadleyJamesE-1312的老牌制造商，必將為中國的環境保護帶來可觀的經濟效益。我們生產的pH電極經久耐用，質量可靠，檢測準確。廣泛應用于各級環保污水監測及污水處理過程中。

生化段出水進入雙膜段(納濾和反滲透)進行深度處理，該段處理液中的難降解有機污染物通過膜[7]的篩選、截留和吸附去除，使醉后z終出水達到標準并直接排放入海。系統產生的污泥通過污泥管道收集，然后進入污泥濃縮池進行重力濃縮。濃縮污泥泵入離心脫水機機械脫水，脫水后的干污泥外運或送往焚燒廠焚燒。

各處理單元的設計參數和主要設備見表2。

表2處理單元及主要設備材料設計參數

3工程調試

工程調試主要包括兩級UBF段厭氧調試和生化處理段序批式反應器段好氧調試。

(1)兩段UBF段厭氧調試。接種厭氧消化污泥取自濟南市某城市污水處理廠(含水率約為80%)，按30t污泥、300t清水和30t滲濾液(化學需氧量約為5000毫克/升)的比例稀釋后，送入一級和二級UBF反應器，并按M(化學需氧量):M(氮):M(磷)=1000: 7: 1的比例投加適當的養分。

調試期間，在酸性環境下，控制一級UBF反應器的酸堿度至約5，污泥培養時間至約7天；污泥在二級反應器中的培養時間約為14天。當在兩級UBF反應器中觀察到CO2、CH4等氣體，并且檢測出水的化學需氧量顯著下降時，視為污泥接種

(2)好氧調試(2)丁苯橡膠工段。濟南某城市污水處理廠15t活性污泥(含水率約80%)經粗濾后，進入SBR好氧反應池。稀釋后的二級UBF反應器出水(BOD5控制在500毫克/升左右)注入反應池進行射流曝氣，溶解氧控制在1毫克/升。在連續曝氣4小時無進水后，停止曝氣，通過沉淀換水。在這樣的操作12天后，連續供給少量水，并且在污泥回流系統的連續曝氣和連續操作的動態條件下進行污泥馴化。在此過程中，隨著UBF反應器流出物流入量的增加，相應微生物的數量逐漸增加，直到所有流入物都是UBF流出物。

活性污泥馴化成功約20天。增加SBR槽的進水，增加負荷，增加曝氣量，直到溶解氧達到2mg/L，醉z終使曝氣池的污泥濃度和運行負荷達到設計值，此時sv30 <70%，MLSS約為7500 mg/l，污泥馴化時，氮源充足，無需補充；由于微生物的持續消耗，磷源和碳源需要補充。從經濟角度看，本項目分別選用磷酸氫二鈉(工業級，P2O5為45%)和工業淀粉，添加比例為m (c): m (p)=(100-200): (0.8-1.0)。

4組合工藝各處理單元的運行效果

(1)組合工藝的整體運行效果。項目穩定運行后，所有出水水質均符合 標準《城鎮污水處理廠污染物排放標準》 (GB 18918-2002)的要求。操作效果見表3。

(2)預處理段的運行效果。預處理段的去除機理主要是化學反應。石灰(質量分數:4%) 先加入到快速混合罐中，并將酸堿度控制在8.5-9.0，為一級和二級反應沉淀池提供堿性環境，并為后續厭氧段和好氧段提供堿性。

之后，在一級反應沉淀池和二級反應沉淀池中分別加入混凝劑(5質量%鐵鹽)和絮凝劑(1%~2質量%聚丙烯酰胺)。在兩者的共同添加下，原水中的大分子有機顆粒、懸浮顆粒和膠體物質經過架橋吸附、混凝吸附等反應，去除處理液中的部分有機物，化學需氧量去除率為25.00%。同時，在堿性環境中，處理液中的羥基與NH4在離子平衡中反應(羥基-NH4 NH3‖H2ONH 3‖H2O)。出水水箱被密封蒸汽加熱后，原有的平衡被破壞，產生大量NH3-H2O并揮發，從而部分去除處理液中的NH4，NH3-N去除率為14.81%。

(3)生化處理工段的運行效果。生化段由兩級UBF反應器和序批式活性污泥法串聯組成，可以達到強化生物處理的效果，是組合工藝的核心工藝段。

預處理后的廢水從UBF反應器底部進入，以螺旋上升的形式流經生物反應區。處理液中的有機物 先在生物反應區被高濃度有機顆粒污泥分解(大分子有機物被分解成小顆粒物質，如乙酸)，然后通過附著在厭氧生物膜上的填料區被進一步截留、吸附和厭氧分解[8]。

經過兩級UBF反應器后，有機物和CO2、CH4等被大量去除。生成，化學需氧量去除率可達96.55%。丁苯橡膠段的進水為UBF段脫氣沉淀池出水，具有良好的生物降解性。化學需氧量的去除主要是通過[9，10]的好氧作用。活性污泥和超濾膜好氧降解后，該段出水化學需氧量降至200毫克/升以下，化學需氧量去除率達到78.79%。

生化段系統的進水與部分SBR池回流污泥混合進入一級UBF反應器，回流污泥中的亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮利用進水中的有機碳源在一級UBF反應器中脫氮，同時進行厭氧產甲烷反應。

二級UBF反應器通過脫氮和微生物進一步降解剩余的有機物

(5)經濟技術分析。項目總投資約1200萬元，核算后實際運行費用為2580元/天，平均每噸水處理費用為17.20元，其中電費6.50元/m3，化學品2.85元/m3，人工3.60元/m3，日常維護維修2.45元/m3，折舊1.80元/m3。

5結論

城市垃圾焚燒發電廠滲濾液中化學需氧量和氨氮濃度高，常規工藝難以達標。作者采用預處理、生化處理和深度處理相結合的工藝，即三級多級串聯強化生物處理。工程運行實踐表明，處理效果良好，化學需氧量和氨氮的去除率極高，出水水質穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》 (GB 18918-2002)一級甲等標準，可直接排放入海。