无论是垃圾填埋场还是垃圾焚烧厂，渗滤液的特点是水量水质受季节、气候等因素的影响大，成分复杂、污染物浓度高、可生化性差，渗滤液处理工艺大多采用“预处理+生化+深度处理”工艺，其中生化处理普遍采用MBR工艺，是整个渗滤液处理系统的核心，是出水能否达标排放的重要保障。4 ]2 z0 B" I* { M( n2 Z e! C
) }' h) r; i$ {7 B+ T
垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点如下：/ n/ W) i% D3 F. h2 U* v+ C
7 i; z" A& ], r( l1 _◆MBR生化处理系统的设计应以COD进行计算；7 ^6 O* U3 e: }4 h3 Y
( @" D% o }! P) ], v
◆规模较小时可以采用一条线，规模较大时需设置二条线；
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◆渗滤液处理出水对总氮无要求时采用单级生物脱氮，出水对总氮有要求时采用二级生物脱氮；
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- _/ |: ~- x7 k5 ]◆合理选取水温、泥龄、污泥浓度、剩余污泥产率及单位耗氧量等设计参数，通过计算确定混合液回流比；0 o! F% }* Y9 Z: h- W9 i
( ]% ]1 Y& g+ i
◆外加碳源可以采用甲醇、乙酸钠、葡萄糖等，分别投加在缺氧池和后置反硝化池；
1 W1 N4 [7 \ d P. T- i( f2 C7 W8 o
◆通过控制生物池内水的流态、利用空气管道控制曝气区域、控制膜分离和污水冷却系统回流位置等技术措施，可以取得良好的处理效果。
& W, v( p) z" E- C
" @& q8 H5 @" i7 D6 L) q4 @0 y1用COD进行设计计算
. g% I3 v" v) W) q' E) k" y5 F/ w$ V; F
+ c9 U+ \) k2 d4 F a" X/ m大部分的生化处理系计是按BOD进行设计计算的，但对垃圾渗滤液而言，COD浓度远远高于BOD浓度，二者的比值COD/BOD＞2.2，此种情况下如果仍按BOD进行设计，会存在较大误差，严重影响处理效果，因此垃圾渗滤液MBR生化处理系统应以COD进行设计计算，实际运行结果证明，这种计算方式是符合实际情况的、是合理的。
. e, `9 N9 v. i& n; H
3 F& p' N. {1 h# s2一条线和二条线的设定原则设置
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/ b* K# V$ C' y0 _- l# E9 h许多垃圾渗滤液处理工程，生化处理部分往往只设置一条线，检修、维护时整个系统必须停止运行，对整个渗滤液处理系统影响很大，而且恢复运行难度也很大。因此为保证渗滤液处理系统能够连续稳定运行，同时考虑到渗滤液处理规模大小不一，原则上规模较小时可考虑设置一条线，规模较大时可应采用二条线，使系统的运行更加可靠、灵活和合理，把由于检修维护的影响降到最低。
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" l! K* i' d3 K1 S根据渗滤液处理工程的特点，工程规模Q≤200m3/d的渗滤液处理工程可以按一条线进行设计，工程规模Q＜400m3/d的渗滤液处理工程，优先考虑采用二条线，如果现场条件不允许也可采用一条线，工程规模Q≥400m3/d的渗滤液处理工程应采用二条线。
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. J. J3 |- G5 j6 P2 v% p& u8 d3单级生物脱氮和二级生物脱氮的适用条件
! M! }2 F" A0 W% z0 ]0 x) D& M6 k" N4 t: i
所谓单级生物脱氮系统，就是在系统内设置缺氧池和好氧池，利用微生物的硝化和反硝化反应达到去除总氮的目的，对于进水氨氮浓度较低或排放标准对总氮没有要求的项目，采用单级生物脱氮即可满足要求。
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" ?) } |1 _" s. E2 c
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图1单级生物脱氮系统示意图* \: A1 C. ]! D! Q$ y
% @7 R) ^" f4 z6 N4 f事实上经过单级生物脱氮处理后，出水中仍会含有一定量的硝酸盐，尤其是进水氨氮浓度高的情况下，出水中硝酸盐的含量会更高，总氮也相应偏高。在出水对总氮有严格要求的地区，为保证出水总氮达标，在单级生物脱氮后再增设后置反硝化池和后曝气池，亦即二级生物脱氮系统，通过投加外加碳源，利用微生物的硝化和反硝化反应进一步去除剩余的硝酸盐，进而达到提高总氮去除率的目的。
' r) g D- x$ \) w6 v& }
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- W' W9 f2 R5 o图2二级生物脱氮系统示意图- U! C' |. D: F/ r
5 q3 {, c4 ]# ^4 J% s垃圾渗滤液原液中氨氮浓度很高，一般介于2000mg/L~3000mg/L之间，也有高达3000mg/L~4000mg/L，一些排放标准要求出水总氮低于40mg/L，总氮去除率高达98%以上，如此高的去除率对MBR系统提出了更高的要求，单级生物脱氮系统很难达标，必须采用二级生物脱氮方能满足要求。1 B( |0 e8 h5 S/ C
5 w) C7 j" x' \) \& [1 ^
对于垃圾渗滤液而言，排放标准对总氮没有要求的项目，生化处理系统采用单级生物脱氮，如果排放标准对总氮有严格的要求，应采用二级生物脱氮处理系统，通过控制硝化和反硝化反应的完全程度来控制出水中的总氮。
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7 b' w6 y. @) u6 o' E+ m4主要设计参数6 Z0 N. q" _. E4 w0 v
1 [) x" c+ M8 `* w- R4.1主要设计参数的选取 ?# h( ~+ A/ H- ?0 b) U
/ F# Z$ q4 B* b5 W5 l生化处理系统设计参数取值见表1。- F9 c- O: s9 p0 e2 {* z' }: T
+ q% l. l+ u3 l0 ]表1MBR系统主要设计参数
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/ M( ?# D ]9 I, G& d. T1 x) L6 ~; `8 s; [
4.2混合液回流比的计算
$ l }1 Y1 Q2 F- A0 P2 H/ X# B" n* A4 N& A/ U: z
垃圾渗滤液进水氨氮浓度高，排放标准对氨氮和总氮的要求非常严格，混合液回流比对总氮的去除率影响较大，混合液回流比增大，TN去除率也增大，合理确定混合液回流比，才能达到良好的脱氮效果。实际工程设计中，许多工程设计混合液回流比不能满足脱氮要求，出水总氮超标现象非常普遍。) x/ n2 m- `7 L# d' z& I
" ?. A0 } ?2 u8 r! M: R* C反硝化所需的硝酸盐由污泥回流和混合液回流提供，反硝化率用回流比控制，它们之间的关系为：! A% p: O5 e6 x
) q' a! F5 a2 K( w6 I
! a, v }" j. ?, x9 d
! a% s( B* R3 |) z反硝化率fde按下式计算：
0 V; U# e6 O% `$ w4 P
9 m1 o) Z; G& {) L) D0 ]$ r
{% r' a |( x& O9 V Q
! [6 X- S. B5 A$ h
需硝化的氨氮量按下式计算：+ r& w' I6 n( d* R
+ }& p, ]2 E) d) u. K9 v
（4）Nht=24Q［N-0.05（S0-Se）］×10-3（kg/d）
- Y5 A7 i8 S2 H) Q) W0 C8 |( _0 i, p; G& S3 f% K% O7 W e
MBR系统采用外置式超滤膜，出水SS接近于零,其含氮量亦按零考虑。
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反硝化的硝酸盐量按下式计算：+ l' |9 m4 k8 C$ N
- o) k3 f2 o- U) _（5）NOt=24QNO×10-3（kg/d）5 d2 E g. e( E9 N0 J) ?
+ `2 v3 A6 z: X6 _) I式中需反硝化的硝态氮浓度NO按下式计算：0 ^: m$ S$ l8 w0 t
, D0 z6 E) e0 B- A0 h
（6）NO=N-0.05（S0-Se）-Ne! K8 h1 |+ Q6 a) O
! w$ e' a9 r4 m4 G4 ~5外部碳源投加系统
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5.1外部碳源的种类1 B* m& B0 z' a( p
2 f: L2 N9 K) }) `) E0 S* T: n目前普遍使用的外部碳源有甲醇、乙烷、乙酸、乙酸钠、葡萄糖等，各种碳源各有优缺点，合理选择外部碳源对脱氮效果、运行成本等影响很大。& h8 u0 O. @$ c C& i( i
+ f0 s0 ?* G4 r5 X$ i不同碳源类型对系统的脱氮性能影响存在差异，在实际工程应用中应根据工程的具体情况合理选用外部碳源，综合分析并参考以往的工程经验，外部碳源宜优先考虑采用葡萄糖。
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p) u, J- g! ~6 L: E( ~5.2外部碳源投加位置
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渗滤液原液碳源极度缺失的情况下，如果不投加外部碳源，会导致生化处理系统内硝酸盐过度积累、碱度缺失，轻则抑制微生物的活性，重则导致系统崩溃，此种情况下为确保系统稳定运行，应在缺氧池和后置反硝化池都投加外部碳源。& \. a* O9 H% U& ~) H7 ^
8 Z Y( L+ M" _( T: S
如果碳源不是很缺乏，硝酸盐积累现象也不是很严重，系统内能维持正常的硝化反硝化反应，此时宜在后置反硝化池内投加外部碳源，可以节省投加量，从而达到降低运行成本的目的。
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国内大部分渗滤液处理工程，在后置反硝化池投加新鲜渗滤液，确实可以达到节省运行成本的目的；但由于渗滤液原液含有高浓度的氨氮，而后曝气池未设置内回流系统，导致出水总氮增加，因此在后置反硝化池应投加甲醇或乙酸钠等不含“氮”的外部碳源，而不应投加新鲜渗滤液。
3 s7 B; \6 O: D" \( M! c
$ }2 W, z( G/ T5.3外加碳源对生化处理系统的影响 @; Q. Z9 B, _1 I4 s8 [
- [. W6 H/ }1 Z9 Z+ C如果渗滤液进水C/N比严重失调，生化处理系统长期靠投加外部碳源维持运行，这种情况与单纯处理垃圾渗滤液有很大不同。无论采用何种碳源，其反应速度均远远高于渗滤液原液，水力停留时间也相应很短，因此池容积也较小。3 U: z( R6 @7 e e4 q- C8 \+ A
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如果池容积过大、水力停留时间过长，异养好氧反硝化菌得不到足够的营养物质．因而利用自身体内的原生物质进行内源呼吸，进而降低活性污泥的活性，影响处理效果。因此在靠投加外部碳源维持运行的渗滤液生化处理系统，其生物反应池容积不能过大，应通过计算合理确定。
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6工程设计技术措施3 q- i/ x. t. Q/ y* S
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6.1水流形态的控制
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许多生物池的设计对水的流态缺少控制，极易发生短流，减少实际水力停留时间，降低整个系统的处理效果。垃圾渗滤液处理生物池内的混合液悬浮固体浓度一般控制住12g/L~15g/L，实际运行过程中有时高达20g/L~30g/L，如此高的污泥浓度，在水流发生短流的情况下，极易发生污泥沉积，从而降低活性污泥的活性，导致处理效率下降。
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在工程设计中，尤其是大规模的渗滤液处理工程，应在生物池内采取必要措施，控制生物池内水的流态，避免污泥沉积并提高处理效率。 e# p, j0 {; v% r- \
# }2 X7 t* L, R, k4 p' o6.2污水冷却系统回流管的设置! }" q: R& t9 \4 H1 J" I
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由于高浓度污水在生化反应过程中会释放出大量的热能，同时由于部分电能转化成热能的缘故，垃圾渗滤液处理生物池内会保持较高的温度，过高的水温会抑制微生物的活性，严重时会使生化处理系统瘫痪。因此垃圾渗滤液生化处理均设有污水冷却系统，用污水泵抽取生物池内的混合液进入换热器，与冷却水在换热器内进行热交换，降温后混合液再回到生物池内，从而达到降低生物池内水温的目的。) J1 s. x8 j; c" v0 f0 I0 Y) u) R) m
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对于设有污水冷却设施的生化系统，由好氧池末端取水，将冷却后的污水回流到缺氧池进水端，可以同时起到混合液回流的作用，提高脱氮效果，也可以取代内回流泵节省能耗，但实际操作中要考虑冷却系统间歇运行的影响。$ H* C3 i$ g/ H: @' n0 t+ Y1 |: S
$ t) w8 j6 k/ T1 H) X$ G. T8 Y9 h1 q
$ L, P+ K) \9 E( j3 L& E F% T
图3污水冷却系统示意图
! K" E ~6 ~2 L9 D4 \ L8 K
/ H/ ]' h+ Z) H3 ?( p8 h9 w6.3膜分离系统回流管的设置3 W$ c7 f3 m% d. }; p
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在许多垃圾渗滤液处理工程中，MBR系统采用管式膜超滤分离系统，超滤进水泵由好氧池末端取水，进入管式膜浓缩又回流到生物池内。将含有硝酸盐的超滤回流管接至缺氧池进水端，同样可以起到混合液内回流的作用，提高脱氮效率、节省能耗。. e1 w% u! n* X
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! a3 c9 n4 L' N1 V: k9 I0 F+ B7 W: v9 L" X
图4膜分离系统示意图
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专题：2021年度环保安全事故