中國市政工(gong)程華北設計(ji)研究總院(yuan)有(you)限公司(si)教(jiao)授級高工(gong)杜昱，從(cong)事垃(la)圾滲濾液(ye)處理工(gong)程設計(ji)工(gong)作近二十年(nian)(nian)，作為(wei)業內資深專家在垃(la)圾滲濾液(ye)工(gong)程設計(ji)及現場運(yun)行(xing)方面積累了(le)豐富的(de)實踐經驗，為(wei)分享(xiang)多(duo)年(nian)(nian)經驗，他(ta)多(duo)有(you)著(zhu)述，為(wei)大家傳經送寶，以(yi)推動(dong)行(xing)業發展，相信工(gong)程師(shi)們會受(shou)益匪(fei)淺。  

作者簡介(jie)：杜昱(1964—)，男(nan)，遼寧義(yi)縣(xian)人，大學本科，中國市(shi)(shi)政工程華北設(she)計研究總院(yuan)教授級高(gao)工，主要從事城(cheng)市(shi)(shi)污水處理和垃圾滲濾液處理的研究與設(she)計工作，多次獲(huo)得國家及省部級優秀勘察(cha)設(she)計獎(jiang)項。  

垃圾滲濾液MBR處理系統設計要點  

無論是(shi)垃圾(ji)填埋場還是(shi)垃圾(ji)焚燒廠，滲濾液的特點(dian)是(shi)水量(liang)水質受季(ji)節(jie)、氣候等因素的影響大，成分(fen)復雜(za)、污染(ran)物(wu)濃(nong)度(du)高、可生化性差，滲濾液處理(li)工(gong)藝大多采用“預處理(li)+生化+深(shen)度(du)處理(li)”工(gong)藝，其中生化處理(li)普遍采用MBR工(gong)藝，是(shi)整個滲濾液處理(li)系(xi)統的核心，是(shi)出水能否達標排放(fang)的重要保障。  

垃圾滲濾液MBR處理系統設計要點如下：  

◆MBR生化(hua)處理系統的設計應以(yi)COD進行計算;  

◆規模(mo)(mo)較小時可以(yi)采用一條線(xian)，規模(mo)(mo)較大時需設置二條線(xian);  

◆滲(shen)濾液處理出(chu)水(shui)對總氮無要(yao)求時采用單級生(sheng)物(wu)脫(tuo)氮，出(chu)水(shui)對總氮有要(yao)求時采用二級生(sheng)物(wu)脫(tuo)氮;  

◆合(he)理選(xuan)取(qu)水溫、泥齡、污泥濃度、剩余污泥產率及單位耗氧(yang)量等(deng)設(she)計參(can)數，通過(guo)計算確定混(hun)合(he)液回流比;  

◆外加碳源可以采用甲醇、乙(yi)酸鈉、葡萄糖等，分別投加在缺(que)氧池和后置反硝化池;  

◆通過控(kong)制(zhi)(zhi)生物(wu)池內水(shui)的流態、利用(yong)空(kong)氣(qi)管(guan)道控(kong)制(zhi)(zhi)曝氣(qi)區域、控(kong)制(zhi)(zhi)膜分離和(he)污水(shui)冷卻系(xi)統回流位置等技術措施，可(ke)以(yi)取得良好的處(chu)理效果。  

1用COD進行設計計算  

大(da)部分的(de)生化處理系(xi)計是(shi)按BOD進(jin)行(xing)(xing)(xing)設(she)計計算的(de)，但(dan)對垃圾(ji)滲(shen)(shen)濾(lv)液(ye)而言，COD濃(nong)度遠遠高于BOD濃(nong)度，二者(zhe)的(de)比值COD/BOD>2.2，此種(zhong)情(qing)(qing)況(kuang)下如果(guo)仍按BOD進(jin)行(xing)(xing)(xing)設(she)計，會(hui)存在較(jiao)大(da)誤差，嚴重影響(xiang)處理效(xiao)果(guo)，因(yin)此垃圾(ji)滲(shen)(shen)濾(lv)液(ye)MBR生化處理系(xi)統應以COD進(jin)行(xing)(xing)(xing)設(she)計計算，實際(ji)運行(xing)(xing)(xing)結果(guo)證(zheng)明，這種(zhong)計算方式是(shi)符合實際(ji)情(qing)(qing)況(kuang)的(de)、是(shi)合理的(de)。  

2一條線和二條線的設定原則設置  

許(xu)多垃(la)圾滲濾(lv)液(ye)處(chu)理(li)(li)(li)工(gong)程，生化(hua)處(chu)理(li)(li)(li)部分往往只設置(zhi)一(yi)條(tiao)線，檢(jian)修、維護(hu)時整個(ge)系(xi)(xi)統必須停(ting)止運(yun)行，對(dui)整個(ge)滲濾(lv)液(ye)處(chu)理(li)(li)(li)系(xi)(xi)統影響很大(da)(da)，而且恢復運(yun)行難度也(ye)很大(da)(da)。因此為(wei)保證滲濾(lv)液(ye)處(chu)理(li)(li)(li)系(xi)(xi)統能夠連(lian)續穩(wen)定運(yun)行，同時考(kao)慮到滲濾(lv)液(ye)處(chu)理(li)(li)(li)規模大(da)(da)小不一(yi)，原(yuan)則上規模較(jiao)(jiao)小時可(ke)考(kao)慮設置(zhi)一(yi)條(tiao)線，規模較(jiao)(jiao)大(da)(da)時可(ke)應采用二條(tiao)線，使系(xi)(xi)統的(de)運(yun)行更加可(ke)靠(kao)、靈(ling)活和合理(li)(li)(li)，把由于檢(jian)修維護(hu)的(de)影響降到最低。  

根據滲(shen)濾(lv)液(ye)處(chu)理工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)的(de)特點(dian)，工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)規模(mo)(mo)Q≤200m3/d的(de)滲(shen)濾(lv)液(ye)處(chu)理工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)可以按一條(tiao)線(xian)(xian)進(jin)行設計，工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)規模(mo)(mo)Q<400m3/d的(de)滲(shen)濾(lv)液(ye)處(chu)理工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)，優先考慮采用(yong)二條(tiao)線(xian)(xian)，如果現(xian)場條(tiao)件(jian)不允許也可采用(yong)一條(tiao)線(xian)(xian)，工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)規模(mo)(mo)Q≥400m3/d的(de)滲(shen)濾(lv)液(ye)處(chu)理工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)應采用(yong)二條(tiao)線(xian)(xian)。  

3單級生物脫氮和二級生物脫氮的適用條件  

所謂單級生(sheng)(sheng)物(wu)脫氮(dan)系統(tong)，就是(shi)在系統(tong)內設置(zhi)缺氧池和好氧池，利用微生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)硝化(hua)和反(fan)硝化(hua)反(fan)應(ying)達到去(qu)除總氮(dan)的(de)目的(de)，對于進(jin)水氨氮(dan)濃(nong)度較低(di)或排放(fang)標準(zhun)對總氮(dan)沒有要(yao)求的(de)項目，采用單級生(sheng)(sheng)物(wu)脫氮(dan)即(ji)可滿(man)足(zu)要(yao)求。  

事實上經過單級生(sheng)物脫氮(dan)(dan)處理后(hou)，出水(shui)中仍會(hui)含(han)有一定量(liang)的(de)硝(xiao)(xiao)酸鹽，尤其是(shi)進(jin)水(shui)氨氮(dan)(dan)濃度高的(de)情況下，出水(shui)中硝(xiao)(xiao)酸鹽的(de)含(han)量(liang)會(hui)更高，總(zong)氮(dan)(dan)也相(xiang)應偏(pian)高。在(zai)出水(shui)對總(zong)氮(dan)(dan)有嚴格要求(qiu)的(de)地區，為(wei)保(bao)證出水(shui)總(zong)氮(dan)(dan)達標，在(zai)單級生(sheng)物脫氮(dan)(dan)后(hou)再增設后(hou)置(zhi)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)池(chi)和(he)后(hou)曝氣池(chi)，亦即二級生(sheng)物脫氮(dan)(dan)系統，通(tong)過投加(jia)外(wai)加(jia)碳源，利用微生(sheng)物的(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)和(he)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)反(fan)應進(jin)一步(bu)去除剩余的(de)硝(xiao)(xiao)酸鹽，進(jin)而(er)達到提高總(zong)氮(dan)(dan)去除率(lv)的(de)目的(de)。  

垃圾滲濾液原液中氨(an)氮濃(nong)度很高(gao)，一般(ban)介于2000mg/L~3000mg/L之間，也(ye)有高(gao)達(da)3000mg/L~4000mg/L，一些排放標準要求出水總(zong)氮低于40mg/L，總(zong)氮去除率高(gao)達(da)98%以上，如此(ci)高(gao)的去除率對MBR系(xi)統提出了更(geng)高(gao)的要求，單級生物脫氮系(xi)統很難達(da)標，必須(xu)采用二級生物脫氮方能滿(man)足要求。  

對(dui)于垃圾滲濾(lv)液而言，排(pai)放(fang)標(biao)準對(dui)總氮(dan)(dan)沒有(you)要求的(de)項目(mu)，生(sheng)化處理系(xi)統(tong)采用(yong)單(dan)級(ji)(ji)生(sheng)物脫氮(dan)(dan)，如(ru)果排(pai)放(fang)標(biao)準對(dui)總氮(dan)(dan)有(you)嚴(yan)格的(de)要求，應(ying)采用(yong)二級(ji)(ji)生(sheng)物脫氮(dan)(dan)處理系(xi)統(tong)，通過控制硝化和反硝化反應(ying)的(de)完全程(cheng)度來(lai)控制出水中的(de)總氮(dan)(dan)。  

4主要(yao)設計參數  

4.1主要設(she)計參數的選取  

生(sheng)化處(chu)理系統(tong)設計參數(shu)取(qu)值見表(biao)1。  

4.2混合液回流比的計算  

垃圾滲(shen)濾(lv)液進水氨氮(dan)(dan)濃度高，排(pai)放標(biao)準(zhun)對氨氮(dan)(dan)和總氮(dan)(dan)的要求非常(chang)嚴格，混合(he)(he)(he)液回流(liu)(liu)比(bi)對總氮(dan)(dan)的去除率影響較大(da)(da)，混合(he)(he)(he)液回流(liu)(liu)比(bi)增大(da)(da)，TN去除率也增大(da)(da)，合(he)(he)(he)理確定混合(he)(he)(he)液回流(liu)(liu)比(bi)，才能達到良好的脫氮(dan)(dan)效(xiao)果。實際工(gong)程(cheng)設(she)計中，許多工(gong)程(cheng)設(she)計混合(he)(he)(he)液回流(liu)(liu)比(bi)不能滿足脫氮(dan)(dan)要求，出水總氮(dan)(dan)超標(biao)現象非常(chang)普遍(bian)。  

反硝(xiao)(xiao)化所需的硝(xiao)(xiao)酸鹽(yan)由污泥回流和(he)混合液回流提供(gong)，反硝(xiao)(xiao)化率(lv)用回流比(bi)控(kong)制，它(ta)們(men)之間的關系為：  

反(fan)硝化率fde按下(xia)式計算：  

需硝(xiao)化(hua)的氨氮量按下式計算：  

(4)Nht=24Q[N-0.05(S0-Se)]&times;10-3(kg/d)  

MBR系統采用外置(zhi)式超濾膜(mo)，出水SS接近于(yu)零,其含氮量(liang)亦按零考慮。 &nbsp;

反(fan)硝化的硝酸鹽量按下(xia)式計算：  

(5)NOt=24QNO×10-3(kg/d)  

式中需反硝化的硝態氮濃度(du)NO按下式計算：  

(6)NO=N-0.05(S0-Se)-Ne  

5外部碳源投加系統  

5.1外部碳源的種類  

目(mu)前普遍使用的(de)外(wai)部碳(tan)(tan)源(yuan)有(you)甲醇、乙烷(wan)、乙酸、乙酸鈉(na)、葡萄糖等，各種碳(tan)(tan)源(yuan)各有(you)優(you)缺點，合理選擇(ze)外(wai)部碳(tan)(tan)源(yuan)對脫(tuo)氮效果(guo)、運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)等影響(xiang)很大(da)。  

不同碳(tan)(tan)源類型對系統的(de)脫氮性能(neng)影(ying)響存(cun)在差異(yi)，在實際工(gong)程(cheng)(cheng)應用(yong)中應根據工(gong)程(cheng)(cheng)的(de)具體(ti)情況合理選(xuan)用(yong)外(wai)部碳(tan)(tan)源，綜合分析(xi)并參考以往的(de)工(gong)程(cheng)(cheng)經(jing)驗，外(wai)部碳(tan)(tan)源宜優先考慮采(cai)用(yong)葡(pu)萄糖。  

5.2外部碳源投加位置  

滲濾液原液碳(tan)源(yuan)極(ji)度(du)缺(que)失的情(qing)況(kuang)下，如(ru)果不投加(jia)外部碳(tan)源(yuan)，會導(dao)致生(sheng)(sheng)化處理系統(tong)內硝酸鹽過度(du)積累、堿度(du)缺(que)失，輕(qing)則抑制微生(sheng)(sheng)物的活(huo)性(xing)，重則導(dao)致系統(tong)崩(beng)潰，此種情(qing)況(kuang)下為確保系統(tong)穩定運行，應在缺(que)氧池和后置反硝化池都投加(jia)外部碳(tan)源(yuan)。  

如果碳源不是很缺乏(fa)，硝(xiao)酸(suan)鹽積(ji)累現象也(ye)不是很嚴重，系統(tong)內(nei)能維持正常(chang)的硝(xiao)化(hua)反硝(xiao)化(hua)反應，此時宜在后(hou)置反硝(xiao)化(hua)池內(nei)投加(jia)外(wai)部碳源，可以節省投加(jia)量，從而達到降(jiang)低運行成本(ben)的目的。  

國(guo)內大部分滲濾液(ye)(ye)處理工程，在后(hou)(hou)置反硝(xiao)化(hua)池(chi)投加新鮮滲濾液(ye)(ye)，確實可(ke)以達到(dao)節省運行成本的(de)目的(de);但(dan)由于滲濾液(ye)(ye)原液(ye)(ye)含(han)有高濃度(du)的(de)氨氮(dan)，而后(hou)(hou)曝氣(qi)池(chi)未設置內回流(liu)系統，導致(zhi)出水(shui)總氮(dan)增加，因此在后(hou)(hou)置反硝(xiao)化(hua)池(chi)應(ying)投加甲醇(chun)或乙酸(suan)鈉等不(bu)含(han)“氮(dan)”的(de)外部碳源，而不(bu)應(ying)投加新鮮滲濾液(ye)(ye)。  

5.3外加碳源對生化處理系統的影響  

如果滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)(ye)進水(shui)C/N比嚴重失調，生化處(chu)理(li)系(xi)統(tong)長(chang)期靠投加(jia)外部碳(tan)源(yuan)維持運行，這種情況與單(dan)純處(chu)理(li)垃(la)圾滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)(ye)有(you)很(hen)大(da)不同(tong)。無(wu)論采用(yong)何種碳(tan)源(yuan)，其反應速(su)度均遠(yuan)遠(yuan)高于滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)液(ye)(ye)原液(ye)(ye)，水(shui)力(li)停(ting)留時(shi)間也相(xiang)應很(hen)短，因此池容積(ji)也較小。  

如果池容積(ji)過(guo)(guo)大、水力停留(liu)時間(jian)過(guo)(guo)長，異養(yang)好氧反硝化菌得不(bu)到足(zu)夠的營養(yang)物質(zhi).因而利用自身體內的原生物質(zhi)進行(xing)內源呼(hu)吸，進而降低活(huo)性(xing)污泥的活(huo)性(xing)，影響(xiang)處(chu)理效果。因此在靠投(tou)加外部碳(tan)源維持運行(xing)的滲濾液生化處(chu)理系統，其生物反應(ying)池容積(ji)不(bu)能過(guo)(guo)大，應(ying)通過(guo)(guo)計算合理確定。  

6工程設計技術措施  

6.1水流形態的控制  

許多生(sheng)(sheng)物(wu)池的(de)(de)設計對水(shui)(shui)的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)態缺少控(kong)制，極易發生(sheng)(sheng)短(duan)流(liu)(liu)(liu)，減少實際水(shui)(shui)力停留時間(jian)，降(jiang)低(di)整個系統(tong)的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)理效(xiao)果(guo)。垃圾滲濾液(ye)處(chu)(chu)(chu)理生(sheng)(sheng)物(wu)池內的(de)(de)混合(he)液(ye)懸浮固體(ti)濃度一般控(kong)制住12g/L~15g/L，實際運行(xing)過程中有時高(gao)達20g/L~30g/L，如此(ci)高(gao)的(de)(de)污(wu)泥(ni)濃度，在(zai)水(shui)(shui)流(liu)(liu)(liu)發生(sheng)(sheng)短(duan)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)情況下，極易發生(sheng)(sheng)污(wu)泥(ni)沉(chen)(chen)積，從而降(jiang)低(di)活性污(wu)泥(ni)的(de)(de)活性，導致處(chu)(chu)(chu)理效(xiao)率下降(jiang)。在(zai)工(gong)程設計中，尤其是大規模的(de)(de)滲濾液(ye)處(chu)(chu)(chu)理工(gong)程，應(ying)在(zai)生(sheng)(sheng)物(wu)池內采(cai)取必要(yao)措施，控(kong)制生(sheng)(sheng)物(wu)池內水(shui)(shui)的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)態，避免污(wu)泥(ni)沉(chen)(chen)積并提(ti)高(gao)處(chu)(chu)(chu)理效(xiao)率。  

6.2污水冷卻系統回流管的設置  

由(you)于(yu)高濃度(du)污水(shui)在生(sheng)化反應過(guo)程中會釋放出大(da)量的(de)(de)熱(re)(re)能，同時由(you)于(yu)部(bu)分(fen)電能轉化成(cheng)熱(re)(re)能的(de)(de)緣(yuan)故(gu)，垃圾滲(shen)(shen)濾液(ye)(ye)處理(li)生(sheng)物(wu)池(chi)(chi)內(nei)會保持較(jiao)高的(de)(de)溫度(du)，過(guo)高的(de)(de)水(shui)溫會抑(yi)制微生(sheng)物(wu)的(de)(de)活性，嚴重(zhong)時會使生(sheng)化處理(li)系統(tong)(tong)癱瘓。因此垃圾滲(shen)(shen)濾液(ye)(ye)生(sheng)化處理(li)均設有(you)污水(shui)冷卻(que)系統(tong)(tong)，用污水(shui)泵抽取生(sheng)物(wu)池(chi)(chi)內(nei)的(de)(de)混合液(ye)(ye)進(jin)入換(huan)熱(re)(re)器，與冷卻(que)水(shui)在換(huan)熱(re)(re)器內(nei)進(jin)行熱(re)(re)交換(huan)，降(jiang)(jiang)溫后(hou)混合液(ye)(ye)再回到生(sheng)物(wu)池(chi)(chi)內(nei)，從(cong)而達到降(jiang)(jiang)低(di)生(sheng)物(wu)池(chi)(chi)內(nei)水(shui)溫的(de)(de)目的(de)(de)。  

對于設有污水(shui)冷卻(que)設施(shi)的(de)生化系(xi)統，由好氧(yang)(yang)池末端(duan)取水(shui)，將冷卻(que)后的(de)污水(shui)回(hui)(hui)流(liu)到缺氧(yang)(yang)池進(jin)水(shui)端(duan)，可以同時起(qi)到混合液(ye)回(hui)(hui)流(liu)的(de)作用(yong)，提(ti)高脫(tuo)氮效果，也可以取代內回(hui)(hui)流(liu)泵節省(sheng)能耗，但實際操作中要考慮冷卻(que)系(xi)統間歇(xie)運行的(de)影(ying)響。  

6.3膜分離系統回流管的設置  

在許多垃圾滲濾(lv)液(ye)處理工程中，MBR系統采(cai)用(yong)管(guan)式膜(mo)超濾(lv)分(fen)離(li)系統，超濾(lv)進水(shui)泵由好氧池末端取水(shui)，進入管(guan)式膜(mo)濃縮又(you)回流到生物池內。將含有硝(xiao)酸鹽的超濾(lv)回流管(guan)接至缺氧池進水(shui)端，同樣可以起到混合液(ye)內回流的作用(yong)，提高(gao)脫氮效率、節(jie)省(sheng)能耗。  

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