好氧膜生物反應(yīng)器工藝(MBR)是垃圾焚燒廠滲濾液處理常用工藝之一[1]，上海某生活垃圾焚燒廠也使用該工藝處理滲濾液，該廠是我國(guó)首座千噸級(jí)現(xiàn)代化垃圾焚燒廠，設(shè)計(jì)垃圾處理能力為1 500 t/d，其垃圾滲濾液一期工程處理設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)模為400 m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示，處理達(dá)標(biāo)后尾水就近排入城市污水管網(wǎng)，進(jìn)入下游污水廠進(jìn)一步處理。

 

    該廠滲濾液處理采用預(yù)處理-膜生物反應(yīng)器(MBR)組合工藝，由預(yù)處理系統(tǒng)、膜生化反應(yīng)器MBR處理系統(tǒng)兩部分組成，詳見(jiàn)圖1所示。生化系統(tǒng)剩余污泥經(jīng)離心脫水，與生活垃圾混合后協(xié)同焚燒處置。

 

    1、問(wèn)題描述

 

    1.1 整體運(yùn)行效果

 

    該廠垃圾滲濾液處理設(shè)施自2006年底正式運(yùn)行以來(lái)，實(shí)際處理水量約250~300 m3/d，從整體運(yùn)行效果上看，運(yùn)行情況基本可滿足處理要求[2]，能有效去除CODCr、氨氮、SS等污染物，出水達(dá)到且優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，該垃圾滲濾液處理設(shè)施某年生產(chǎn)數(shù)據(jù)如表2所示。

 

    1.2 制約處理量的關(guān)鍵問(wèn)題

 

    從實(shí)際運(yùn)行效果證明該垃圾滲濾處理工藝對(duì)高濃度的垃圾焚燒廠垃圾滲濾液有較強(qiáng)的處理能力，但該設(shè)施實(shí)際處理量一直低于設(shè)計(jì)處理量，超濾膜通量大幅下降可能是制約處理量的關(guān)鍵問(wèn)題[3]。MBR工藝活性污泥濃度較高，對(duì)后序的膜過(guò)濾工序運(yùn)行影響較大，易發(fā)生膜管污堵，膜通量迅速下降問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)處理量下降。雖通過(guò)膜清洗可以緩解，但長(zhǎng)期運(yùn)行后，清洗效果不斷降低，導(dǎo)致原設(shè)計(jì)一用一備的超濾膜組件，現(xiàn)兩組超濾膜滿負(fù)荷運(yùn)行也無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)處理能力。可見(jiàn)，超濾膜污堵導(dǎo)致膜通量下降是制約整個(gè)系統(tǒng)處理水量的關(guān)鍵問(wèn)題。

 

    2、運(yùn)行優(yōu)化研究

 

    2.1 方案可行性分析

 

    活性污泥污水處理系統(tǒng)處理后的水必須通過(guò)有效的固液分離過(guò)程才可完成清液排放的目的，超濾膜過(guò)濾是一種高效過(guò)濾固液分離方式，其它常見(jiàn)的固液分離方式還有重力沉淀、離心、滲透等。在本系統(tǒng)中剩余污泥的離心脫水也是一種固液分離方式，離心濾液若可滿足排放要求，也可作為滲濾液處理系統(tǒng)一種新的出水排放方式。

 

    根據(jù)圖1工藝示意圖所示，MBR工藝排放的剩余污泥是生化系統(tǒng)的反應(yīng)池混合液，通過(guò)離心脫水機(jī)實(shí)現(xiàn)泥水分離目的。因滲濾液的主要污染物經(jīng)微生物的處理后，剩余污染物大多是可溶成份，超濾對(duì)這部分污染物去除作用已不明顯，可見(jiàn)離心出水方式的水質(zhì)在理論上與超濾出水方式相差不大，存在作為一種新的出水方式的可能。

 

    垃圾滲濾液MBR處理系統(tǒng)污泥產(chǎn)率約為0.4~0.5 kg SS/kg CODCr[2]，高于一般活性污泥法，加之進(jìn)水濃度遠(yuǎn)高于一般市政污水，因此該類系統(tǒng)剩余污泥排放量也較高。根據(jù)工藝需要，該廠剩余污泥排放量約為400~450 m3/d，含水率約97%，通過(guò)離心脫水機(jī)脫水后外運(yùn)處置。經(jīng)過(guò)計(jì)算產(chǎn)生的離心濾液約340~380 m3/d。若將原系統(tǒng)僅依靠單一超濾出水方式，改進(jìn)為超濾出水+部分離心出水的組合出水方式，可明顯提高整個(gè)系統(tǒng)的處理水量。

 

    2.2 試驗(yàn)驗(yàn)證

 

    離心出水方式，是通過(guò)剩余污泥離心脫水排放上清液達(dá)到出水排放的目的，出水水質(zhì)與剩余污泥的排放方式緊密相關(guān)，根據(jù)不同的排泥方式.

 

    硝化池末端排泥，反應(yīng)池混合液經(jīng)過(guò)完整的反硝化和硝化反應(yīng)，其中的污染物降解較充分，試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)其離心脫水濾液CODCr、NH4-N均不會(huì)超標(biāo)，但濾液SS雖仍滿足設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)，但卻高于原超濾系統(tǒng)出水。其它三種排泥方式的離心脫水濾液水質(zhì)不能滿足排放要求。后續(xù)多次生產(chǎn)性試驗(yàn)也得出了相似的結(jié)論，即在生化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的前提下，離心脫水清液CODCr、NH4-N均滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，離心脫水清夜SS數(shù)據(jù)雖有波動(dòng)但能符合原設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)，若要進(jìn)一步確保出水水質(zhì)穩(wěn)定，需增設(shè)過(guò)濾設(shè)施。

 

    3、應(yīng)用分析

 

    3.1 優(yōu)化運(yùn)行模式

 

    原系統(tǒng)增加離心出水方式，即從硝化池末端排放剩余污泥，剩余污泥離心濾液直接排出系統(tǒng)，具體運(yùn)行模式，有兩種組合，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要選擇：(1)在現(xiàn)有全部超濾出水排放方式的基礎(chǔ)上，增加離心濾液出水方式，可明顯提高整個(gè)系統(tǒng)的處理量，且能降低超濾膜組件使用率，延長(zhǎng)超濾膜使用壽命。(2)當(dāng)一組超濾膜組件檢修時(shí)，可采取組合方式出水，既不會(huì)影響產(chǎn)量，也不會(huì)造成出水超標(biāo)排放。

 

    3.2 節(jié)能減排效果

 

    該垃圾焚燒廠產(chǎn)生滲濾液約350 m3/d，但現(xiàn)有滲濾液處理系統(tǒng)在常規(guī)運(yùn)行模式下，最大產(chǎn)能不足300 m3/d，剩余未經(jīng)處理的滲濾液外運(yùn)附近城市污水處理廠處置，若原系統(tǒng)增加離心濾液出水方式，可明顯提高整個(gè)系統(tǒng)的處理量，從而增加整個(gè)系統(tǒng)的污染物消減能力，按日處理量增加50 m3/d計(jì)，全年CODCr的削減量可增加約1 260t/年，NH4-N削減量可增加約19 t/年，CODCr、氨氮的削減量量比原系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)行模式相比增加了約16%。

 

    組合出水方式還具有明顯的節(jié)能效果。總?cè)仗幚戆?00 m3計(jì)，僅采用超濾出水為唯一出水方式，超濾系統(tǒng)及污泥脫水系統(tǒng)產(chǎn)生的日總電耗約為3 900 kW•h，單位單耗為13 kW•h /m3滲濾液。采用組合方式出水，即超濾出水+離心濾液出水，超濾出水及離心濾液出水各占總量50%，僅運(yùn)行一組超濾膜即可，超濾系統(tǒng)及污泥脫水系統(tǒng)累計(jì)日總電耗約為2 500 kW•h，單位單耗為8.3 kW•h /m3滲濾液，同比下降了約35%。可見(jiàn)，采用組合出水方式出水，可在不降低產(chǎn)量的前提下明顯節(jié)約能耗。而組合出水方式，還可減少超濾膜的使用率，增加超濾膜的使用壽命，降低因更換膜組件導(dǎo)致的維修費(fèi)用。新建類似的垃圾滲濾液處理實(shí)施時(shí)，可考慮采用組合方式出水，可適當(dāng)減少超濾膜組件的使用，與僅設(shè)計(jì)超濾出水方式相比，還可減少項(xiàng)目總投資。

 

    4、結(jié)論

 

    通過(guò)試驗(yàn)研究，采用組合出水方式，即超濾出水與離心機(jī)濾液出水組合出水排放方式，不僅可以滿足工藝運(yùn)行的需求，還可以增加系統(tǒng)產(chǎn)能，減少檢修費(fèi)用，具有較明顯節(jié)能減排效能，實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中具有一定的實(shí)用價(jià)值。若新建類似MBR垃圾滲濾液處理設(shè)施，在同等出水標(biāo)準(zhǔn)情況下，可考慮采用組合出水方式替代單一超濾的出水方式，不僅可以節(jié)約工程投資，還有利于節(jié)省運(yùn)行和檢修成本。