垃圾渗滤液三级多级串联强化生物处理技术

垃圾渗滤液三级多级系列强化生物处理技术

1项目概况山东省济南市城市垃圾焚烧发电厂每天产生约150吨垃圾渗滤液，主要由垃圾本身所含的水、垃圾发酵分解产生的水、雨水和储运过程中渗透的地表水组成[1]。渗滤液中有机物浓度极高，在水质之间变化很大，生物降解性好，[2，3]。由于处理后的尾水需要直接排海，常规工艺难以达标，建议采用预处理/生化处理/深度处理与三级多级串联强化生物处理相结合的工艺。流出物水质需要满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918-2002)一级标准的要求。本项目设计进水指标及排放标准见表1。

垃圾渗滤液

2处理工艺及设计参数

垃圾渗滤液

渗滤液 先进入调节池调节水量水质，然后泵入预处理段的快速混合池，加入石灰调节其酸碱度至微碱性。之后，进入一级反应沉淀池和二级反应沉淀池，分别加入混凝剂和絮凝剂。流出物被外部蒸汽加热至约30℃，然后进入生化段。

生化段由两段式UBF段(厌氧段)和小型SBR段(好氧段)组成。在两级UBF段，处理液从UBF反应器底部进入，依次通过厌氧污泥床和填料生物膜区。醉后，在反应器顶部进行固液气三相分离。醉后，处理液自动流入脱气沉淀池，去除甲烷和污泥。由UBF反应器产生的甲烷通过气体管道收集和储存，用于发电或燃烧处理[4，5]。处理液进入膜生物反应器段，通过好氧处理进一步降解有机物，出水排入超滤膜池，进行鼓风曝气强化生物处理[6】。作为嘴的基本污水指标，酸碱度势必成为供需热点，这对于E-1312 pH电极，S400-RT33 pH电极等众多制造商来说是一大好处。美国BroadleyJames作为美国BroadleyJamesE-1312的老牌制造商，必将为中国的环境保护带来可观的经济效益。我们生产的pH电极经久耐用，质量可靠，检测准确。广泛应用于各级环保污水监测及污水处理过程中。

生化段出水进入双膜段(纳滤和反渗透)进行深度处理，该段处理液中的难降解有机污染物通过膜[7]的筛选、截留和吸附去除，使醉后z终出水达到标准并直接排放入海。系统产生的污泥通过污泥管道收集，然后进入污泥浓缩池进行重力浓缩。浓缩污泥泵入离心脱水机机械脱水，脱水后的干污泥外运或送往焚烧厂焚烧。

各处理单元的设计参数和主要设备见表2。

表2处理单元及主要设备材料设计参数

3工程调试

工程调试主要包括两级UBF段厌氧调试和生化处理段序批式反应器段好氧调试。

(1)两段UBF段厌氧调试。接种厌氧消化污泥取自济南市某城市污水处理厂(含水率约为80%)，按30t污泥、300t清水和30t渗滤液(化学需氧量约为5000毫克/升)的比例稀释后，送入一级和二级UBF反应器，并按M(化学需氧量):M(氮):M(磷)=1000: 7: 1的比例投加适当的养分。

调试期间，在酸性环境下，控制一级UBF反应器的酸碱度至约5，污泥培养时间至约7天；污泥在二级反应器中的培养时间约为14天。当在两级UBF反应器中观察到CO2、CH4等气体，并且检测出水的化学需氧量显著下降时，视为污泥接种

(2)好氧调试(2)丁苯橡胶工段。济南某城市污水处理厂15t活性污泥(含水率约80%)经粗滤后，进入SBR好氧反应池。稀释后的二级UBF反应器出水(BOD5控制在500毫克/升左右)注入反应池进行射流曝气，溶解氧控制在1毫克/升。在连续曝气4小时无进水后，停止曝气，通过沉淀换水。在这样的操作12天后，连续供给少量水，并且在污泥回流系统的连续曝气和连续操作的动态条件下进行污泥驯化。在此过程中，随着UBF反应器流出物流入量的增加，相应微生物的数量逐渐增加，直到所有流入物都是UBF流出物。

活性污泥驯化成功约20天。增加SBR槽的进水，增加负荷，增加曝气量，直到溶解氧达到2mg/L，醉z终使曝气池的污泥浓度和运行负荷达到设计值，此时sv30 <70%，MLSS约为7500 mg/l，污泥驯化时，氮源充足，无需补充；由于微生物的持续消耗，磷源和碳源需要补充。从经济角度看，本项目分别选用磷酸氢二钠(工业级，P2O5为45%)和工业淀粉，添加比例为m (c): m (p)=(100-200): (0.8-1.0)。

4组合工艺各处理单元的运行效果

(1)组合工艺的整体运行效果。项目稳定运行后，所有出水水质均符合 标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918-2002)的要求。操作效果见表3。

(2)预处理段的运行效果。预处理段的去除机理主要是化学反应。石灰(质量分数:4%) 先加入到快速混合罐中，并将酸碱度控制在8.5-9.0，为一级和二级反应沉淀池提供碱性环境，并为后续厌氧段和好氧段提供碱性。

之后，在一级反应沉淀池和二级反应沉淀池中分别加入混凝剂(5质量%铁盐)和絮凝剂(1%~2质量%聚丙烯酰胺)。在两者的共同添加下，原水中的大分子有机颗粒、悬浮颗粒和胶体物质经过架桥吸附、混凝吸附等反应，去除处理液中的部分有机物，化学需氧量去除率为25.00%。同时，在碱性环境中，处理液中的羟基与NH4在离子平衡中反应(羟基-NH4 NH3‖H2ONH 3‖H2O)。出水水箱被密封蒸汽加热后，原有的平衡被破坏，产生大量NH3-H2O并挥发，从而部分去除处理液中的NH4，NH3-N去除率为14.81%。

(3)生化处理工段的运行效果。生化段由两级UBF反应器和序批式活性污泥法串联组成，可以达到强化生物处理的效果，是组合工艺的核心工艺段。

预处理后的废水从UBF反应器底部进入，以螺旋上升的形式流经生物反应区。处理液中的有机物 先在生物反应区被高浓度有机颗粒污泥分解(大分子有机物被分解成小颗粒物质，如乙酸)，然后通过附着在厌氧生物膜上的填料区被进一步截留、吸附和厌氧分解[8]。

经过两级UBF反应器后，有机物和CO2、CH4等被大量去除。生成，化学需氧量去除率可达96.55%。丁苯橡胶段的进水为UBF段脱气沉淀池出水，具有良好的生物降解性。化学需氧量的去除主要是通过[9，10]的好氧作用。活性污泥和超滤膜好氧降解后，该段出水化学需氧量降至200毫克/升以下，化学需氧量去除率达到78.79%。

生化段系统的进水与部分SBR池回流污泥混合进入一级UBF反应器，回流污泥中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮利用进水中的有机碳源在一级UBF反应器中脱氮，同时进行厌氧产甲烷反应。

二级UBF反应器通过脱氮和微生物进一步降解剩余的有机物

(5)经济技术分析。项目总投资约1200万元，核算后实际运行费用为2580元/天，平均每吨水处理费用为17.20元，其中电费6.50元/m3，化学品2.85元/m3，人工3.60元/m3，日常维护维修2.45元/m3，折旧1.80元/m3。

5结论

城市垃圾焚烧发电厂渗滤液中化学需氧量和氨氮浓度高，常规工艺难以达标。作者采用预处理、生化处理和深度处理相结合的工艺，即三级多级串联强化生物处理。工程运行实践表明，处理效果良好，化学需氧量和氨氮的去除率极高，出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918-2002)一级甲等标准，可直接排放入海。