南京市某生活垃圾轉(zhuǎn)運站總占地面積17298m2，設計轉(zhuǎn)運規(guī)模為1500t/d，其中290t/d為廚余垃圾。2020年10月新增1套處理規(guī)模為100m3/d的廚余垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，其中廚余垃圾壓縮產(chǎn)生的滲濾液60m3/d，沖洗水等其他生產(chǎn)廢水40m3/d。該系統(tǒng)采用預處理（疊螺脫水+隔油+兩級氣�。�+厭氧+MBR（兩級A/O+超濾）+臭氧催化氧化處理工藝，出水水質(zhì)可達到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》（GB/T31962—2015）的B級限值規(guī)定，出水達標后納入城市污水管網(wǎng)。
1、設計水質(zhì)及工藝流程
設計進、出水水質(zhì)見表1。
該項目廚余垃圾滲濾液成分復雜，污染物種類多、濃度高且隨垃圾來料變化頻繁波動，還含有部分油脂，塑料帶狀物、纖維條狀物及小顆粒固體雜質(zhì)也會隨垃圾進入滲濾液。綜合考慮廚余垃圾滲濾液的特點，在保證處理效果的基礎上，需采用切合實際的處理工藝，選用節(jié)能且高效的工藝設備，盡量降低工程投資，并考慮后續(xù)運行維護成本。
滲濾液處理工藝流程見圖1。廚余垃圾壓榨后產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)收集后由泵提升進入疊螺脫水機，通過投加絮凝藥劑去除大部分懸浮物并帶走部分油脂，清液進入調(diào)節(jié)池，殘渣外運。調(diào)節(jié)池內(nèi)滲濾液經(jīng)隔油、兩級氣浮處理后，懸浮物和油脂濃度進一步降低，滿足進入?yún)捬醴磻鞯臈l件。在厭氧反應器中，通過厭氧微生物的作用去除絕大部分有機物，產(chǎn)生的沼氣通過內(nèi)燃式火炬燃燒，厭氧出水通過厭氧沉淀池回收部分厭氧污泥。厭氧沉淀池出水自流至MBR系統(tǒng)，在缺氧/好氧交替條件下硝化菌將滲濾液中的氨氮氧化為硝態(tài)氮，反硝化菌將硝態(tài)氮還原為氮氣，最終實現(xiàn)總氮的去除，同時降低了有機負荷，并補充了后續(xù)硝化反應的堿度。在管式超濾膜的作用下實現(xiàn)泥水分離，同時膜的高效截留作用可保證MBR系統(tǒng)在高污泥濃度條件下穩(wěn)定運行，最終MBR出水達標排放，應急條件下MBR出水進入臭氧催化氧化系統(tǒng)，進一步去除有機物，達到排放要求。
2、主要處理單元工藝設計
2.1 預處理系統(tǒng)
預處理系統(tǒng)包括疊螺脫水機、調(diào)節(jié)池、隔油池及兩級氣浮系統(tǒng)。
①疊螺脫水機
廚余滲濾液中懸浮物濃度較高，通過疊螺脫水機的作用控制濾液SS<5000mg/L，能極大降低后續(xù)處理單元負荷，同時還能降低油脂含量。
主要設備：進料泵2臺（1用1備），Q=20m3/h，H=300kPa，N=7.5kW；疊螺脫水機1臺，Q=20m3/h，N=5.5kW，出泥含水率80%；絮凝劑制備裝置1套，制備能力1m3/h；加藥螺桿泵1臺，Q=1m3/h，H=150kPa，N=0.75kW。
②調(diào)節(jié)池
調(diào)節(jié)池主要是儲蓄及調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量。池內(nèi)設置潛水攪拌器以保持整池的內(nèi)部循環(huán)流動，避免池體內(nèi)部產(chǎn)生死角而形成固體顆粒的沉淀沉積。
調(diào)節(jié)池有效容積為100m³，停留時間為24h，采用鋼結(jié)構池體。主要設備：潛水攪拌機1臺，功率為1.1kW，主體材質(zhì)為不銹鋼SS316；提升泵2臺，Q=15m³/h，H=140kPa，N=1.1kW，材質(zhì)為不銹鋼SS304。
③隔油池及兩級氣浮系統(tǒng)
廚余垃圾滲濾液含有一定量的油脂，為避免對后續(xù)生化系統(tǒng)造成影響，采用隔油池及兩級氣浮系統(tǒng)進一步去除浮油類物質(zhì)。
隔油池尺寸（L×B×H）為5.8m×2.8m×3.5m，氣浮池尺寸（L×B×H）為6.0m×1.8m×2.0m。主要設備：隔油池提升泵2臺，Q=8m³/h，H=200kPa，N=4.0kW，材質(zhì)為不銹鋼SS304；氣浮池提升泵2臺，Q=8m³/h，H=200kPa，N=4.0kW，材質(zhì)為不銹鋼SS304；PAC制備及投加裝置1套；PAM制備及投加裝置1套；排泥泵1臺，Q=5m³/h，H=200kPa，N=2.2kW，材質(zhì)為不銹鋼SS304。
2.2 厭氧系統(tǒng)
本項目進水COD濃度高，利用厭氧反應器內(nèi)厭氧微生物的水解酸化、產(chǎn)甲烷作用，將復雜大分子有機物轉(zhuǎn)化微生物細胞或者CH4、CO2和H2O等，高效降解高濃度有機物，確保出水COD滿足后續(xù)生化處理工藝需求，厭氧反應器主要由混合區(qū)、顆粒污泥膨化區(qū)、深度處理區(qū)、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)、出水區(qū)五部分組成。同時增加了外循環(huán)系統(tǒng)、可拆卸式布水系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等措施。
厭氧罐尺寸為Ø8m×16m，有效容積720m3，設計規(guī)模100m3/d，設計水溫30~35℃，設計進水COD為54g/L，容積負荷7.5kgCOD/（m3·d），設計COD去除率為80%，停留時間為7d；厭氧沉淀池尺寸為Ø3m×12m，有效容積70m3，水力負荷1.13m3（/m2·h）。
主要設備：厭氧進水泵2臺，1用1備，Q=8m³/h，H=250kPa，N=2.2kW；厭氧循環(huán)泵2臺，1用1備，Q=160m³/h，H=125kPa，N=7.5kW；厭氧排泥泵1臺，Q=20m³/h，H=140kPa，N=5.5kW；電加熱裝置1套；厭氧污泥回流泵1臺，Q=8m³/h，H=300kPa，N=2.2kW。
2.3 MBR系統(tǒng)
①生化池
經(jīng)厭氧處理的滲濾液仍含有較高濃度的COD和氨氮等，因此需要具備良好的有機污染物降解及生物脫氮功能的生化反應器進一步處理。選用的兩級A/O-管式超濾膜系統(tǒng)由兩級反硝化、硝化和外置式超濾（UF）單元組成，除具有高效降解有機物的作用外，還具有良好的硝化反硝化作用。
MBR系統(tǒng)處理規(guī)模100m³/d，設計污泥濃度為15g/L，設計水溫為25℃，設計污泥齡為18d，污泥負荷為0.125kgCOD/（kgMLSS·d）。一級反硝化罐1座，尺寸（Ø×H）為5.35m×12m，停留時間2.25d；一級硝化罐1座，尺寸（Ø×H）為5.35m×12m，停留時間2.25d；二級反硝化罐1座，尺寸（Ø×H）為3.05m×12m，停留時間0.73d；二級硝化罐2座，尺寸（Ø×H）分別為6.88m×12m、4.59m×12m，停留時間5.40d。生化池總停留時間為10.63d。由于場地限制、流線布置等因素，二級硝化段停留時間較長，通過調(diào)整控制超濾回流量、回流點來控制反硝化效果。
主要設備：一級反硝化潛水攪拌機1臺，N=2.5kW，主體材質(zhì)為不銹鋼SS316；羅茨風機2臺，1用1備，Q=14.11m³/min，P=100kPa，N=110kW；一級射流循環(huán)泵1臺，Q=75m³/h，H=150kPa，N=7.5kW，過流材質(zhì)為不銹鋼SS304；硝酸鹽回流泵1臺，Q=50m³/h，H=150kPa，N=3.7kW，過流材質(zhì)為不銹鋼SS304；二級潛水攪拌機1臺，N=1.1kW，主體材質(zhì)為不銹鋼SS316；二級射流循環(huán)泵2臺，Q=105m³/h，H=150kPa，N=7.5kW，過流材質(zhì)為不銹鋼SS304；消泡循環(huán)泵1臺，Q=50m³/h，H=300kPa，N=7.5kW，過流材質(zhì)為不銹鋼SS304。
②管式超濾膜
MBR系統(tǒng)的生化處理出水經(jīng)由超濾進水泵提升進入超濾集成裝置（管式超濾膜）實現(xiàn)泥水分離。超濾出水排入清液罐，濃縮液（泥水混合物）一部分回流至反硝化池，另一部分作為剩余污泥排放至污泥池。
設計參數(shù)：膜孔徑為30nm，膜絲直徑為8mm，膜材質(zhì)為PVDF，膜表面流速為4m/s，設計過濾通量為50L/（m2·h），膜組件實際過濾面積為108.8m2。
主要設備：超濾集成裝置1套，規(guī)模100m3/d，N=55kW；超濾進水泵1臺，Q=100m³/h，H=230kPa，N=9.2kW，過流材質(zhì)為不銹鋼SS304；超濾進水過濾器1臺，Q=120m³/h，過濾精度為800μm，過流材質(zhì)為不銹鋼SS304。
2.4 臭氧催化氧化系統(tǒng)
經(jīng)超濾處理后未達標的出水，進入臭氧氧化系統(tǒng)進行深度處理。在本系統(tǒng)中，主要利用臭氧自由基間接氧化反應，臭氧氣體通過微孔曝氣盤曝氣，與接觸池內(nèi)的水接觸反應。催化劑促進O3分解產(chǎn)生·OH，進而降解有機污染物。
主要設備：臭氧氧化成套裝置1套，空氣源，臭氧產(chǎn)生量3kg/h，處理量為100m³/d，配套水泵、反應塔、儀表等；臭氧系統(tǒng)進水泵2臺，Q=5m³/h，H=200kPa，N=0.55kW，過流材質(zhì)為不銹鋼SS304。
2.5 污泥脫水系統(tǒng)
廚余滲濾液處理系統(tǒng)中的氣浮、厭氧、MBR等工藝段中產(chǎn)生的污泥，在污泥均質(zhì)池進行處理，再提升至污泥脫水機進行脫水處理，脫水污泥的含水率<80%，污泥外運處置，濾液回到調(diào)節(jié)池繼續(xù)處理。污泥均質(zhì)池尺寸（L×B×H）為5m×3.5m×4.5m，碳鋼防腐。主要設備：污泥進料泵2臺，1用1備，Q=10m3/h，H=300kPa，N=3.0kW；疊螺脫水機1臺，Q=10m3/h，N=3.0kW，出泥含水率為80%；絮凝劑制備裝置1套，Q=1m3/h；加藥螺桿泵1臺，Q=1m3/h，H=150kPa，N=0.75kW；污泥池攪拌機1臺，N=1.1kW。
2.6 除臭系統(tǒng)
為控制廠區(qū)環(huán)境異味，對滲濾液系統(tǒng)的預處理區(qū)、反硝化池、污泥均質(zhì)池等區(qū)域進行封閉除臭，通過引風機將臭氣收集后輸送至轉(zhuǎn)運站總體除臭系統(tǒng)——化學洗滌法+生物過濾法，滲濾液系統(tǒng)不單獨建設除臭設施。主要設備：風機1臺，流量為5000m3/h，風壓為2kPa，功率為5.5kW，玻璃鋼材質(zhì)。
3、工程調(diào)試及連續(xù)運行情況
對該組合工藝進行連續(xù)50d滿負荷運行調(diào)試，預處理段和生化段對污染物的去除效果分別見表2、圖2及表3、圖3。
可見，該組合工藝對生活垃圾轉(zhuǎn)運站滲濾液具有良好的去除效果，COD去除率可達99.2%，NH3-N去除率可達98.7%，TN去除率可達96.1%，出水水質(zhì)達到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》（GB/T31962—2015）的B級限值規(guī)定。
4、經(jīng)濟成本分析
實際工程的直接運行成本主要包括電費、藥劑和耗材費、人工費、設備維護保養(yǎng)費等。
①電費。
主要設備總耗電量為5031.25kW·h/d，電費為3270.31元/d，折合32.70元/m3。
②藥劑和耗材費。
包括處理系統(tǒng)投加的藥劑、實驗室檢測、膜更換等費用，計算得3484.0元/d，折合34.84元/m3，其中PAC平均投加量為進水量的0.4%，PAM為0.03%，片堿為0.1%。
③人工費。
工作人員8人，含1名技術人員。人工費為2630.14元/d，折合26.30元/m3。
④設備維護保養(yǎng)費。
計算得設備維護保養(yǎng)費為233.04元/d，折合2.33元/m3。采用該套組合工藝處理垃圾滲濾液的運營成本合計96.17元/m（3折合33.16元/t垃圾）。
5、結(jié)論
采用“預處理+厭氧+MBR系統(tǒng)+臭氧催化氧化”工藝處理廚余垃圾壓榨產(chǎn)生的滲濾液具有較好的適應性，處理效果良好：預處理段對懸浮物、動植物油、總磷的去除率分別為92.4%、88.1%、87.9%，生化處理段對COD、NH3-N、TN的去除率分別為99.0%、97.5%、93.4%。出水水質(zhì)可達到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》（GB/T31962—2015）中的B級排放限值。本項目的實施解決了生活垃圾轉(zhuǎn)運站內(nèi)新增廚余減量轉(zhuǎn)運功能中滲濾液處理的難題，占地面積較小，投資運行費用較低，在工程建設上具有一定優(yōu)勢。由于場地限制等因素，本項目未考慮廚余垃圾季節(jié)性油脂含量變化及其回收、沼氣資源化利用、滲濾液原液易酸化及進一步降低運行成本等問題，有待更多研究論證。（來源：南京環(huán)境集團有限公司，中國市政工程華北設計研究總院有限公司江蘇分公司）
