介绍了预处理+UASB+MBR+NF+RO工艺处理垃圾焚烧厂渗滤液的工艺流程、构筑物设计参数及运行情况。运行数据表明，该工艺对垃圾渗滤液的具有较高的去除率且有较高的稳定性。处理后出水达《城市污水再生利用 工业用水水质要求》（GB/T 19923-2005）
【关键词】：垃圾渗滤液;上流式厌氧污泥床;超滤;纳滤;反渗透
引言
中国的原生生活垃圾的典型特点是厨余物含量高、含水率高、有机物含量高，混合收集，相对热值较低。因此，国内生活垃圾焚烧厂设计中，垃圾坑的储存容量为3-7天的垃圾处理量;即垃圾在垃圾坑中储存经过3-7天的发酵熟化，以达到将垃圾中的水份沥出，提高垃圾燃烧热值的目的，从而减少辅助燃料投加，增加发电量，提高垃圾焚烧发电厂的效率。但同时也产生了渗滤液废水的问题。因此垃圾焚烧厂渗滤液具有以下特点[1-2]
1）污染物成份复杂多变、水质变化大。由于焚烧厂渗滤液属于原生渗滤液，未经过厌氧发酵、水解、酸化过程，通过质谱分析，垃圾沥滤液中有机物种类高达百余种，其中所含有机物大多为腐殖类高分子碳水化合物和中等分子量的灰黄霉酸类物质，且内含如苯、萘、菲等杂环芳烃化合物、多环芳烃、酚、醇类化合物、苯胺类化合物等难降解有机物，因而其水质是相当复杂的，污染物种类多，而且浓度存在短期波动性和长期变化的复杂性。
2）有机污染物浓度高（COD浓度高）。垃圾焚烧厂的渗滤液COD浓度较高一般在40000-80000mg/l左右，但可生化性较好，一般B/C大于0.4，单一采用传统的生化处理工艺，很难将其处理到要求的排放标准。
3）氨氮浓度高，垃圾焚烧厂的渗滤液氨氮浓度较高一般在1000-2000mg/l左右，如此高的氨氮浓度也为焚烧厂渗滤液处理带来了难度，要求处理工艺具备较高的脱氮能力。
4）可生化性较好。其B/C不超过0.5，VFA含量在5g/L以上，易被微生物降解。
5）重金属离子与盐份含量高。由于垃圾中含有较多的重金属离子与盐份，渗滤液渗滤过程中将重金属离子与盐份带入渗滤液中，造成渗滤液中的重金属离子与盐份含量较高，该点从渗滤液的电导率高达30000-40000us/cm可以看出。
6）焚烧厂渗滤液水量波动较大。受垃圾收集、气候、季节变化等因素影响，垃圾焚烧厂渗滤液水量波动较大，特别是季节变化对渗滤液水量变化影响较大，一般夏天渗滤液产量较大，而冬天相对较少。
这里以某垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液为处理对象，介绍预处理+UASB+MBR+NF+RO的组合工艺的设计及运行情况。
1、工程概况
本渗滤液处理系统主要处理：生活垃圾渗滤液及垃圾卸料平台冲洗水;考虑到垃圾运来前已经进行过压缩，含水率按30%计算;垃圾卸料平台按每天冲洗一次计算，确定本项工程规模为200m3/d。
水质参照焚烧厂渗滤液典型水质参数及本地区垃圾中转站渗滤液水样检测数据确定本项目主要水质参数，见下表;出水水质达《城市污水再生利用 工业用水水质要求》（GB/T 19923-2005）
表 渗滤液处理系统设计水质
项目 PH COD
（mg/L） NH3-N
（mg/L） SS
（mg/L） TP
（mg/L）
进水 5～8 50000 2500 2000 15
出水 6～9 60 15 — 1
2、处理工艺流程
渗滤液首先从垃圾焚烧厂集水池通过水泵打入预处理系统（格栅间），经过格栅的过滤去除纤维物及大颗粒的杂质后进入调节池内;调节池进入UASB罐体前需检查UASB罐中温度及原水温度，若有必要则可通过管道蒸汽加热系统将调节池出水加热至UASB运行所需温度后进入UASB罐底部。UASB系统处理后水通过自流流至MBR反硝化池前端;通过AO生化系統硝化—反硝化反应脱氮后出水至超滤系统完成固液分离。超滤产水经过杀菌后进入NF系统截留不可生化的大分子有机物及二价盐、无机物等，纳滤清液进入RO系统进一步截留部分盐分及不可生化的有机物、无机物等;RO产水排至厂区工业冷却水水池中，用于工业冷却循环水补水;超滤分离出来的污泥回流至生化系统及污泥浓缩池中（需要排泥时），纳滤、反渗透产生的浓缩液排至焚烧厂浓缩液水池，用于炉渣冷却、飞灰制砖及湿式除硫[3]。
污泥浓缩池中污泥采用离心脱水机进行脱水，产生的污泥含水率在80%以下通过污泥车送至垃圾堆放区，随垃圾一起进炉内焚烧。离心脱水机产生的上清液则通过管道回流至生化系统中进行处理。
3、各工艺段的处理效果
渗滤液处理单元及处理效果一览表
序 号 处理
单元 COD（mg/L） BOD5 （mg/L） NH3-N（mg/L） SS（mg/L） PH
1 调节池 50000 25000 2500 2000 5-8
2 UASB罐 12000 5500 2500 800 6-8
3 A/O池 800 120 15 5 6-9
4 超滤 450 80 15 5 6-9
5 纳滤 <100 <20 15 <5 6-9
6 反渗透 <60 10 15 — 6-9
4、构建筑物及设备工艺设计
（1）调节池
因垃圾渗滤液随季节波动较大，为了保证系统正常运行，减少后续系统的负荷冲击;结合国内工程经验考虑调节池7天以上的水力停留时间来设计，设计总容量1700m3，有效容积1590m3，保护水深0.5m，尺寸为17.0m*12.0m*8.0m，半地下钢筋混凝土环氧树脂防腐结构。为了保证调节池内水质均匀，现配备两台推流搅拌机P=5.5kw，安置在调节池对角位置;考虑后续系统连续运行的特性，调节池配备两台自吸泵 Q=10m3/h，H=25m。
（2）UASB罐
UASB罐尺寸为D 11m*23m，现场制作，总有效容积1900m3。设计流量200t/d，容積负荷（以COD计）为4kg/（m3.d），COD去除率75%左右。UASB通过三相分离器进行三相分离，沼气通过除臭风机加压送至焚烧炉一次风机负压区，通过焚烧炉一次风机输送至炉膛内助燃，提高资源的利用率。UASB配备两台循环泵 Q=100m3/h，H=25m（水泵一用一备）。
（3）MBR系统[4]
MBR系统分为AO系统：反硝化池、硝化池及超滤系统;AO系统中反硝化池有效容积400m3、尺寸为7.0m*8.5m*8.0m，硝化池有效容积1000m3、尺寸为17.0m*8.5m*8.0m，采用半地下钢筋混凝土环氧树脂防腐结构。设计污泥浓度MLSS 15mg/L，采用射流曝气系统，氧利用率高达30%;AO系统主要设备如下：
表：AO系统主要设备清单
序号 名称 规格 数量 单位 备注
1 潜水搅拌机 P=2.2kw，有效水深7.5m 2 台 带导杆
2 射流循环泵 Q=400～450m3/h，H=12m 2 台 一用一备
3 射流曝气器 专用负压免维护式 2 套 非标
4 冷却塔 Q=360m3/h N=11kw 1 玻璃钢
5 板式换热器 Q=180m3/h 换热120m2 1 台
6 硝酸盐回流泵 Q=180m3/h，H=15m 2 台 一用一备
7 冷却水泵 Q=180m3/h H=15m 1 台
8 鼓风机 Q=21.10m3/min H=8m P=45kw 3 台 两用一备
超滤系统采用特里高管式超滤膜，共6支3m 8寸管式超滤膜，每支膜拥有27.2m2膜过滤面积;该外置式管式超滤膜以其优异的强度、PVDF材料的耐污染性和运行维护简便性得到认可。设计通量高达70～100L/（m2.h）[5]，过滤精度可达30nm，8mm的大通道可以将污泥有效截留并且不会造成膜管堵塞和污堵。该系统设计处理量为240m3/d，考虑20小时运行时间，4小时维护时间。
（4）NF及RO系统
纳滤系统由4支维赛博膜壳，每支膜壳内有5支陶氏海水淡化膜，共20支膜组成。考虑到运行稳定及膜的性能，设计回收率85%，设计处理能力240m3/d;反渗透膜系统由4支维赛博膜壳，每支膜壳内有5支陶氏海水淡化膜，共20支膜组成，考虑到运行稳定及膜的性能，设计回收率为75%，设计处理能力200m3/d。反渗透产水排至焚烧厂工业冷却循环水补水系统，NF及RO浓缩液通过浓水泵送至焚烧厂浓缩液集水池中，用于炉渣冷却、飞灰制砖、湿式除硫。NF及RO系统主要设备如下表：
表：NF及RO系统主要设备
序号 名称 规格 数量 单位 备注
1 纳滤进水泵 Q=10m3/h，H=35m 2 台
2 纳滤增压泵 Q=28m3/h，H=70m 1 台
3 管道混合器 DN65 1 套 非标
4 纳滤保安过滤器 DN80 PP喷熔滤芯 过滤精度5微米 1 台
5 纳滤膜元件 37m2，过滤孔径1mm 20 支
6 纳滤膜壳 WAVE-300P-8-1R2R-H-5-WH 4 支
7 浓水泵 Q=18m3/h，H=40m 2 台
8 反渗透进水泵 Q=10m3/h，H=35m 2 台
9 反渗透高压泵 Q=20m3/h H=400m 1 台
10 反渗透保安过滤器 DN65 PP喷熔滤芯 过滤精度5微米 1 台
11 反渗透膜 SW30HRLE-400i 支 20
12 反渗透膜壳 WAVE-600P-8-1R2R-H-5-WH 支 4
（5）污泥浓缩池
考虑到污泥浓缩池收集来自调节池、UASB罐、生化池中剩余污泥，设计有效容积137.5m3，设计水深7.5m，保护标高0.5m。污泥浓缩池上清液自流排至生化池中，达到污泥浓缩的目的。尺寸为5m*5m*8m。污泥脱水系统通过污泥螺杆泵将浓缩污泥输送至离心脱水机内脱水，脱水上清液排至生化池中，排出污泥通过自卸污泥车送至垃圾坑中随垃圾一起入炉膛焚烧。
（6）综合用房
超滤间 8.4m ×14.9m=125 m2
污泥脱水间 6.04m ×12.52m=101 m2
化验室 4.26m ×4.24m=18 m2
中控室 4.14m ×4.24m=18 m2
PLC间 3.34m ×4.24m=14 m2
配电间 3.46m ×4.24m=15 m2
5、系统运行情况
该工艺经过60d的调试运行后，达到200m3/d的处理量，其在满负荷运行阶段测得的各项水质指标数值的平均值如下表所示（1个月）。
表：各系统运行效果
处理单元 COD BOD5 NH3-N SS
原水 进水（mg/L） 49873 26316 2420 1600
调节池 出水（mg/L） 48050 26100 2420 1000
UASB罐 出水（mg/L） 11582 5422 2481 800
A/O池 出水（mg/L） 576 62 13 -
超滤 出水（mg/L） 331 33 7.3 4
纳滤 出水（mg/L） 84 12 3.5 3
反渗透 出水（mg/L） 42 6 1.6 -
总去除率（%） 99.91 99.97 99.93 99.81
6、结论
（1）采用预处理+调节池+UASB+MBR+NF+RO的组合工艺处理生活垃圾焚烧发电厂渗滤液，取得了较好的效果，出水各项指标均可达到《城市污水再生利用 工业用水水质要求》（GB/T 19923-2005）中的冷却用水标准，符合焚烧厂经济运行的要求;
（2）UASB罐出水COD过低时会导致A/O系统去除氨氮效果降低，合理控制C/N比有助于氨氮的去除，以及A/O系统的稳定运行;
（3）纳滤、反渗透浓水处理方式有助于缓解浓水处理的压力，使得运行更为经济合理;
（4）高效UASB罐能将大分子有机物有效去除，A/O系统去除氨氮效果明显;
参考文献
[1]孟了，熊向陨，马箭.我国垃圾渗滤液处理现状及存在问题[J].给水排水，2003，29（10）：26-29.
[2]胡焰宁.垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液处理工艺的研究[J].环境工程，2004，22（5）：30-32.
[3]秦海燕，孙佳寿，蔡鹤生，等.垃圾渗滤液的处理技术研究[J].环境科学与技术，2004，27（2）：98-100.
[4]彭青林，曾经，禹丽娥.垃圾渗滤液MBR-NF处理工艺的设计[J].广州化工，2010，38（5）：199-206.
[5]邵刚.膜法水处理技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2002.