马良
天津碧海海绵城市有限公司，天津市，300202
摘要：随着我国城市化进程的加快，城市垃圾产量也迅速增加，生活垃圾转运及处理过程中会产生大量的垃圾渗滤液，垃圾渗滤液是一种高浓度、难处理有机废水。目前垃圾处理技术包括生化处理、物化处理、膜处理及其组合工艺。
本论文对100m3/d的垃圾中转站的垃圾渗滤液处理工艺进行改造设计，在原有工艺的基础上增加两级AO+MBR+DF处理系统，使MBR出水达到《水污染物综合排放标准》（DB11/307-2013）：排入公共污水处理系统的水污染排放限值的要求；DF出水达到《城市污水再生利用-城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）道路清扫、消防标准。
MBR系统采用534m2中空纤维膜，膜通量为8.0L/(m2?h)；DF系统采用一级两段共6支8寸聚酰胺复合膜，单支膜面积37m2，平均通量为15L/(m2?h)，DF系统产水率达80%，生化脱氮去除率达到90%以上。
关键词：垃圾渗滤液，MBR，低压纳滤膜
绪论：我国是严重缺水的国家，再生水作为一种稳定的再生水源，从污水再生利用的工艺发展来看，近年来，由于需求持续增加，再生水处理工艺也得到了快速发展[1,2]。
随着经济的发展和生活水平的提高，城市垃圾随之增多，常采用焚烧、堆肥、填埋和综合利用等方法对垃圾进行处理[3]。垃圾在转运及填埋过程中会产生大量的垃圾渗滤液。
垃圾渗滤液处理工艺需要具有较强的抗冲击负荷能力、高负荷处理能力和高氨氮处理能力[4]。垃圾渗沥液处理技术中应用趋势最好的一类是膜技术的应用，采用膜技术其优点是出水水质较好，可以达到较高的排放要求[5]。
本论文主要介绍了100m3/d的垃圾压缩转运站垃圾渗滤液处理提标改造工程工艺方案设计。
一、工程概况
1、项目规模
本工程项目规模为100m3/d。
2、进出水水质
垃圾转运站进水水质指标如下：
设计进水水质：CODcr =5000mg/L，BOD5 =2000mg/L，SS=2000mg/L，NH3-N =500mg/L，TN=700mg/L，TP=30mg/L，pH=6-9
根据工程设计基础资料，要求处理后尾水达到北京市《水污染物综合排放标准》（DB11/307-2013）中表3：排入公共污水处理系统的水污染排放限值的要求。中水回用达到《城市污水再生利用 - 城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）道路清扫、消防标准，主要污染物控制指标如下：
（1）尾水排放标准：
CODcr ≤500mg/L，BOD5≤300mg/L，SS≤400mg/L，NH3-N≤45mg/L，TN≤70mg/L，TP≤8mg/L，pH=6-9。
（2）再生水回用标准
BOD5≤15mg/L，SS≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L，pH=6-9。
二、工艺确定
1、工艺选择
根据上述的进出水水质分析，本工程工艺需采用生化处理+深度处理系统。
（1）污水生物处理可行性分析（BOD5/CODcr 衡量指标）
BOD5/CODCr值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法， BOD5/CODCr 值越大，说明污水可生物处理性越好，本工程为垃圾压缩转运站废水， BOD5/COD比值应为0.4左右，具有较好的生化性能；
（2）污水生物脱氮可行性分析（BOD5/TN 衡量指标）
该指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，一般认为，BOD5/TN≥4，即可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用，本工程生活污水设计进水水质 TN 为700mg/L，BOD5 为2000mg/L，设计进水 BOD5/TN=2.86，碳源不足，因此需要外加碳源；
（3）污水除磷分析
本工艺拟采用化学除磷工艺，脱出原水中的TP。
2、MBR工艺
膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）简称MBR，是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合。具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性， MBR工艺具有以下优点：
（1）出水水质优良、稳定，优于国家一级A标准，部分指标达到地表水IV类，可直接回用。
（2）工艺流程短，运行控制灵活稳定。由于膜的高效分离作用，不必单独设立沉淀、过滤等固液分离池。
（3）容积负荷高，占地面积小。
（4）污泥龄长，污泥排放少，二次污染小。
（5）对水质的变化适应力强，系统抗冲击性强。
（6）生物脱氮效果好。
3、工艺流程
本项目将原旋流沉沙+隔油工艺改造为水解酸化+两级AO+MBR+NF工艺；出水分尾水和中水两部分，MBR出水成为尾水，不需回用水时，尾水直接排放市政污水管道；当需回用水时，尾水进入DF系统， 经DF系统处理后进入产水池回用。DF膜浓水进入浓水处理系统，经过处理后回流到生化系统前端。
工艺说明:
（1）进水渠的跌水口处放置提篮格栅，用以去除大颗粒杂物；
（2）水进入旋流沉砂池，去除水中SS；
（3）旋流沉砂池出水进入隔油池，浮渣进入储泥池，脱水处理；
（4）出水流入调节池中，经泵进入二级调节池；
（5）调节池后设置有水解酸化池，提高可生化性。
（6）通过一级、二级缺氧池，利用进水中的有机物将来自一级好氧池的硝酸根离子转化为氮气；
（7）通过一级、二级好氧池，实现剩余部分的氨态氮向硝态氮的转化，同时投加除磷药剂，实现TP从水中去除；
（8）通过MBR膜池出水排入市政污水管网；
（9）MBR产水进入纳滤系统，纳滤产水用作道路清扫；
（10）NF产水进入NF清水池中储存待用，待清水池满后，NF设备停止运行。
（11）纳滤系统浓水进入浓水池中，通过混凝沉淀工艺处理后进入前端调节池。
三、工艺设计
1、调节池
水力停留时间：4.8d
平面净尺寸：12×8m
有效水深：5m
池深：5.5m
2、水解酸化池
水力停留时间：5d
平面净尺寸：12.5×8m
有效水深：5m
池深：5.5m
3、一级缺氧区
平面净尺寸：8×6m
池深：5.5m
有效水深：5m
水力停留时间：57.6h
硝氮去除量：500mg/L
反硝化负荷：0.03 kgNO3-N/kgMLSS.d
悬浮固体浓度：9000mg/L
4、一级好氧区
平面净尺寸：8×6m
池深：5.5m
有效水深：5m
水力停留时间：57.6h
一级好氧区至一级缺氧区混合液回流比：400%
硝化负荷：0.04kgNH4+/kgMLSS.d
悬浮固体浓度：9000mg/L
曝气量：7.62Nm3/min
污泥龄：23d
气水比：109:1
5、二级缺氧区
平面净尺寸：8×3m
池深：5.5m
有效水深：5m
水力停留时间：28.8h
硝氮去除量：160mg/L
反硝化负荷：0.03 kgNO3-N/kgMLSS.d
悬浮固体浓度：9000mg/L
BOD5需要量：640mg/L
乙酸钠BOD当量：0.5
乙酸钠用量: 1.28g/L
6、二级好氧区
平面净尺寸：8×3m
池深：5.5m
有效水深：5.0m
水力停留时间：28.8h
曝气量：2.5Nm3/min
硝化负荷：0.04kgNH4+/kgMLSS.d
悬浮固体浓度：9000mg/L
气水比：36:1
7、MBR膜池
膜池设计参数：膜池尺寸(长*宽*高)= 4.8×2.5×3.6m，膜组数2组，产水能力50m3/d，膜通量8.0L/m2.h-1，水力停留时间7.8h，单组膜面积267m2，膜吹扫风量300Nm3/h，污泥回流比1000%。
本工程需要计算出所需要的膜组器数量，因此，首先根据公式3-1计算出总的膜表面积：
(3-1)
式中：Az——总膜面积，m2；
Q——处理水量，m3/h；
J——膜通量，L/(m2?h)。
设计中，膜通量J的取值范围是8-10 L/m2.h-1，本工程设J=8 L/m2.h-1，代入公式3-1中，得到所需的总膜面积Az=520.8m2。
8、NF系统
NF系统设计参数：设计产水规模80m3/d，回收率80%，膜数量（2组，共6支），单支膜面积37m2，有效膜面积222m2，膜通量15L/m2.h-1，膜寿命3-5年。
本工程需要计算出所需要的膜组器数量，因此，首先根据公式3-2计算出总的膜表面积：
(3-2)
式中：Az——总膜面积，m2；
Q——处理水量，m3/h；
J——膜通量，L/m2.h-1。
设计中，膜通量J的取值范围是15~20 L/m2.h-1，本工程设J=15 L/m2.h-1，代入公式3-2中，得到所需的总膜面积Az=222m2。
根据总膜面积和公式3-3即可计算出所需膜壳的数量：
(3-3)
式中：N——膜支数量，支；
A——单支膜面积，m2/支；
本工程采用膜面积为AZ=Ap?n=222m2，单支膜面积37m2，代入公式3-3中，得到所需的膜数量为6支。
四、结 论
（1）根据项目进出水水质要求，本工程原有工艺基础上，增加两级AO+MBR+DF处理工艺；
（2）本工艺具有较高的脱氮效率，脱氮率达到90%以上；
（3）MBR系统采用534m2中空纤维膜，设计膜通量J=8 L/m2.h-1，生化系统污泥浓度8000mg/L；
（4）DF膜系统采用一级两段共6支8寸聚酰胺复合膜，平均通量为15L/(m2?h)，DF系统产水率达80%；
参考文献
[1]中华人民共和国国家质量监督检验总局,GB/T 18921-2002,中华人民共和国国家标准,北京:中国标准出版社,2002-12-20.
[2]鞠宇平,郑兴灿,孙永利,等.城市污水再生利用于市政景观环境的典型工程实践.全国城市污水再生利用经验交流和技术研讨会,2003.
[3]许凎等.关于生活垃圾填埋场渗滤液的危害与处理分析.商情,2018,6期.
[4]沈源源.垃圾渗滤液处理技术.环境与发展,2017,(03):087.
[5]金玲, 黄霞. 膜-生物反应器混合液性质对膜污染影响的研究进展. 环境污染治理技术与设备. 2006, 7(2): 16-23.