沈陽市老虎沖生活垃圾衛(wèi)生填埋場滲瀝液處理工程采用了“均化池+膜生化反應(yīng)器（MBR）+納濾（NF）+反滲透（RO）”主工藝，納濾濃縮液和反滲透濃縮液分別采用減量化處理和 MVR蒸發(fā)處理系統(tǒng)處理。設(shè)計(jì)該工藝處理出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）表2及遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB21/1627-2008）的控制出水水質(zhì)要求，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)工藝，實(shí)現(xiàn)了濃縮液全量處理和滲瀝液項(xiàng)目的全量處理。

01工程概況

沈陽市老虎沖生活垃圾衛(wèi)生填埋場位于沈陽市蘇家屯區(qū)奉集堡老虎沖村，距市區(qū)28公里，于2003年6月1日投入運(yùn)行，填埋場占地面積1478畝，總庫容量為1.34×107m3，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，生活垃圾量也在不斷增多，2015年實(shí)際日處理垃圾達(dá)2700噸，產(chǎn)生的滲瀝液量也隨之增加。同時滲瀝液處理站的處理能力達(dá)不到滲瀝液產(chǎn)生量，導(dǎo)致填埋區(qū)和調(diào)節(jié)池內(nèi)大量積存滲瀝液需要及時處理；同時考慮規(guī)劃的餐廚垃圾廠污水約250 m3/d，以上垃圾滲瀝液集中處理，滲瀝液設(shè)計(jì)總規(guī)模為1100 m3/d。

02設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

根據(jù)垃圾滲瀝液的來源及填埋場多年實(shí)測水質(zhì)，確定本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表1。

表1 垃圾滲瀝液處理站設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)情況表 單位mg/L

設(shè)計(jì)出水需同時達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）表2及遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB21/1627-2008）的控制出水水質(zhì)要求。主要水質(zhì)參數(shù)控制指標(biāo)詳見表2。

表2 垃圾滲瀝液污水處理站設(shè)計(jì)出水水質(zhì)情況表

注：水溫≤12℃時NH3-N 出水指標(biāo)≤10 mg/L。

03工藝流程

根據(jù)本工程滲瀝液水量、水質(zhì)特點(diǎn)和處理要求，滲瀝液及濃縮液處理工藝分別如下：

滲瀝液處理工藝：均化池+膜生化反應(yīng)器（MBR）+納濾（NF）+反滲透（RO）；

濃縮液處理工藝：納濾濃縮液采用減量化處理，反滲透濃縮液采用預(yù)處理+MVR蒸發(fā)處理系統(tǒng)處理。

滲瀝液經(jīng)現(xiàn)狀調(diào)節(jié)池收集后進(jìn)入均化池，在均化池進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整后即可進(jìn)入MBR系統(tǒng)進(jìn)行污染物質(zhì)的去除，經(jīng)納濾、反滲透系統(tǒng)處理后，清水達(dá)標(biāo)排放。

納濾濃縮液進(jìn)入減量系統(tǒng)提取腐植酸后清液同納濾產(chǎn)水一起進(jìn)反滲透處理，反滲透濃縮液進(jìn)入MVR蒸發(fā)工藝處理，處理后清水達(dá)標(biāo)排放。本項(xiàng)目清水回收率約為91.3%，工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程及水量平衡圖

04工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

1. 均質(zhì)池

作為滲瀝液處理系統(tǒng)的入口，填埋場滲瀝液、餐廚垃圾處理污水、污泥處理系統(tǒng)的上清液等進(jìn)入均質(zhì)池混合。均質(zhì)池設(shè)計(jì)有效容積設(shè)計(jì)為1150m3；主要設(shè)備：預(yù)曝氣系統(tǒng)1套；MBR進(jìn)水泵，Q=25 m3/h，H=20 m Pn=7.5 KW，4臺（2用2備）；袋式過濾器2套，Q=30m3/h，過濾精度800-1000um。

2. MBR系統(tǒng)

MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩條線獨(dú)立運(yùn)行，生化系統(tǒng)（兩級A/O）部分全部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地上式，與均化池合并建設(shè)。

一級反硝化反應(yīng)器兩座，單座尺寸12.2m×9.80m×9.5m，每座有效容積950 m3，一級硝化反應(yīng)器兩座，單座尺寸17.6 m×12.1m×9.5m，有效容積3400 m3，設(shè)計(jì)溫度25°C，設(shè)計(jì)污泥濃度15 g/L，設(shè)計(jì)反硝化速率0.10kg NO3-N/（kgMLSS?d），設(shè)計(jì)反硝化率99%，設(shè)計(jì)總回流比21:1，設(shè)計(jì)硝化污泥齡17.35天，污泥負(fù)荷0.02kgCOD/（kgMLSS?d），硝化速率0.03kgNH4+-N/（kgMLSS?d），設(shè)計(jì)生化COD去除率95%。

二級反硝化兩座，為8.25m×6.55 m×9.5m，有效容積430m3；二級硝化兩座，為8.25m×5.2 m×9.5m，有效容積340m3；設(shè)計(jì)溫度25°C，設(shè)計(jì)污泥濃度15 g/L，設(shè)計(jì)反硝化速率0.05 kg NO3-N/（kgMLVSS?d）。

二級硝化出水經(jīng)過UF進(jìn)水泵分配至UF環(huán)路。設(shè)計(jì)超濾處理規(guī)模1100 m3/d，膜過濾通量65 l/h?m2，超濾單位膜管面積27.20 m2，膜管28支。超濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)6條環(huán)路，每個環(huán)路有5（4）支管式超濾膜。

主要設(shè)備：反硝化攪拌器6臺2.5 kW，4臺1.5 Kw；一級射流泵8臺，Q=640 m3/h，H=13 m，P=37 kW；二級射流泵2臺，Q=200 m3/h，H=13 m，P=15 kW；

硝酸鹽回流泵2臺，Q=250 m3/h，H=13 m，P=15 kW；鼓風(fēng)機(jī)6臺（4用2備）Q=4600 m3/h，H=8 m，P=160kW；超濾進(jìn)水泵4臺（2用2備），Q=250 m3/h，H=16 m，P=18.5 kW；雙環(huán)路超濾集成設(shè)備2套，Q=400 m3/h，P=110 kW；單環(huán)路超濾集成設(shè)備（帶清洗系統(tǒng)）2套，Q=150 m3/h，P=55 kW。

3. 納濾（NF）

納濾處理規(guī)模1100 m3/d，納濾產(chǎn)水率80%，膜過濾通量17l/h?m2，單位膜元件面積32.5 m2，設(shè)計(jì)膜原件72支。納濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)2套裝置，每套裝置有3條環(huán)路，每個環(huán)路并聯(lián)2根膜殼，每根膜殼裝有6支膜元件。

主要設(shè)備：納濾進(jìn)水泵2臺，Q=25 m3/h，H=40 m，P=5.5 kW；納濾集成設(shè)備2套，Q=575 m3/h，P=42kW。

4. 反滲透（RO）

納濾出水864m3/d和經(jīng)過處理后的納濾濃水濾出清液165m3/d經(jīng)過反滲透處理，反滲透處理規(guī)模1029m3/d，能夠達(dá)到排放要求。設(shè)計(jì)反滲透處理規(guī)模1110m3/d，反滲透為中壓反滲透，平均工作壓力為40-50bar，膜過濾通量14 l/h?m2，設(shè)計(jì)總膜面積2700 m2，單位膜元件面積30 m2，膜原件90支。

主要設(shè)備：反滲透進(jìn)水泵3臺，Q=25 m3/h，H=30 m，P=4kW；反滲透集成設(shè)備3套，Q=370 m3/h，P=53kW。

5. 污泥處理系統(tǒng)

生化剩余污泥產(chǎn)量約為210 m3/d，納濾濃縮液減量系統(tǒng)產(chǎn)生的化學(xué)污泥，經(jīng)過污泥濃縮池進(jìn)行濃縮后，采用疊螺脫水機(jī)進(jìn)行脫水，脫水產(chǎn)生的干泥去垃圾填埋場填埋，疊螺脫水機(jī)上清液回入均化池。

設(shè)計(jì)污泥池一座，貯存生化和混凝沉淀產(chǎn)生的污泥，半地上鋼砼結(jié)構(gòu)構(gòu)，尺寸10 m×7 m×5 m，有效容積280 m3；設(shè)計(jì)脫水清液池，半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸10 m×7 m×5 m，有效容積280 m3。

主要設(shè)備：污泥進(jìn)料泵1臺，Q=20 m3/h，H=15 m，P=5.5kW；疊螺脫水機(jī)1套，Q=450kg-DS/h，P=4.4kW；絮凝劑制備系統(tǒng)1套，P=3 kW。

6. 納濾濃縮液處理系統(tǒng)

生化出水經(jīng)過納濾膜濃縮分離后，其濃水中主要含有大分子腐植酸和二價鹽。

本項(xiàng)目為了減少濃縮液的產(chǎn)生量和處理量對納濾的濃縮液進(jìn)行減量化處理。納濾濃縮液先經(jīng)過一級物料膜提取腐植酸后，水中的大分子有機(jī)物含量降低，可以再進(jìn)入二級物料膜系統(tǒng)進(jìn)一步回收水資源。二級物料膜出水可進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，二級物料膜濃水進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)加藥脫水后回流均質(zhì)池。

本工程設(shè)計(jì)納濾濃縮液減量化處理系統(tǒng)處理規(guī)模220t/d。按照水量平衡圖出水率要求，滿足提取腐殖酸濃度不低于3%，納濾濃縮液產(chǎn)水率不低于75%，本項(xiàng)目納濾濃縮液減量系統(tǒng)流程見圖2。

圖2 納濾濃縮液減量系統(tǒng)流程圖

主要設(shè)備：物料調(diào)理系統(tǒng)1套，Q=15 m3/h；一級物料膜系統(tǒng)1套，Q=220 m3/h， Pn=30kW；二級物料膜系統(tǒng)1套，Q=214.5 m3/h， Pn=14kW；清洗系統(tǒng)1套，Pn=6kW。

7. 反滲透濃縮液處理系統(tǒng)

濃縮液處理系統(tǒng)的處理對象為RO產(chǎn)生的濃縮液，其水中主要含有一價鹽離子、二價鹽離子、氨氮和難降解有機(jī)物等物質(zhì)。考慮到此類濃縮液的成分復(fù)雜，應(yīng)用一般的生化、物化工藝很難處理達(dá)標(biāo)。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用預(yù)處理+MVR蒸發(fā)處理濃縮液，處理后產(chǎn)物為：符合填埋要求的干化污泥、符合排放要求的產(chǎn)水和可回收利用的有機(jī)鈉鹽及銨鹽。處理工藝流程見圖3。

圖3 反滲透濃縮液蒸發(fā)系統(tǒng)工藝流程圖

8. 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

深度處理系統(tǒng)濃縮液為反滲透系統(tǒng)濃縮液220 m3/d。所以MVR蒸發(fā)系統(tǒng)處理規(guī)模為：220m3/d。濃縮液設(shè)計(jì)水質(zhì)見表3。

表3 濃縮液水質(zhì)表單位mg/L pH除外

MVR蒸發(fā)系統(tǒng)出水符合本項(xiàng)目出水指標(biāo)，見表2。

主要設(shè)備：加藥系統(tǒng)1套，處理量220 m3/d，P=23 kW；預(yù)處理系統(tǒng)1套，Q=220 m3/h， Pn=63kW。MVR蒸發(fā)系統(tǒng)1套，Q=220 m3/h， Pn=440kW；干化系統(tǒng)1套，Pn=160kW。

05主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

本項(xiàng)目總投資概算為1.14億元，廠區(qū)占地面積12798.92 m2，總裝機(jī)容量約為3275 kW，工作容量為2725 kW。處理每噸滲瀝液的成本包括人工費(fèi)、動力費(fèi)、消耗藥劑材料費(fèi)、維護(hù)維修費(fèi)、運(yùn)行管理費(fèi)等，經(jīng)過計(jì)算，單位處理成本約75~105元/m3（隨著水質(zhì)情況波動）。

06運(yùn)行效果

本工程于2016年1月完工并投入運(yùn)行，歷經(jīng)5年的運(yùn)行 ，處理效果的監(jiān)測數(shù)據(jù)見表4，處理出水達(dá)到設(shè)計(jì)的排放濃度限值。

表4 垃圾滲瀝液處理站進(jìn)出水水質(zhì)情況表 單位mg/L pH除外

07結(jié)語

我國滲瀝液處理難度大，處理設(shè)施設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求高。本項(xiàng)目處理規(guī)模較大，出水水質(zhì)嚴(yán)格，該工程的成功實(shí)施對國內(nèi)大型滲瀝液項(xiàng)目具有指導(dǎo)意義。

納濾濃縮液減量化工藝可以使納濾系統(tǒng)整體回收率達(dá)到95%，起到減少納濾濃縮液、增加系統(tǒng)總產(chǎn)水率的作用。

針對反滲透濃縮液，采用MVR蒸發(fā)系統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)最終干化處理，通過此工藝可以使系統(tǒng)整體回收率達(dá)到91.3%，實(shí)現(xiàn)濃縮液全量處理和滲瀝液項(xiàng)目的全量處理。