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。2 Q" k( G" e) V' j. n
) o/ O! h6 O, d& Q- b4 j4 F垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点如下：
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7 Z( ]' U7 I: k- Y◆MBR生化处理系统的设计应以COD进行计算；
- l0 O z; _- p! T: R" ?, t
2 `8 ^( K3 i- R. i8 c◆规模较小时可以采用一条线，规模较大时需设置二条线；$ [+ _" U+ g6 a; x* r
+ j8 @3 t- M. g; r. ~◆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；6 x6 s" R [ N& i" d
4 `4 @0 q- B0 x8 K0 k
◆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；$ Z! }5 V, h B
+ x$ W$ c$ c' c6 V# |◆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；: {6 u- y2 ?# n/ h2 @1 g. z; n% G
" d$ e, N Z1 A8 _# i! ~& j8 H
◆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。
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1用COD进行设计计算
. f1 }! g+ \: V$ ^3 ~0 H/ v
- z8 }5 ]$ M! z( K5 y7 {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。& n, i0 ~4 Z6 F" a
8 \) @( L2 \4 d$ b
2一条线和二条线的设定原则设置
$ {9 I: |) K' S
2 Y) d+ |' W' K+ b. i# u( w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。9 l) |# X8 t! |: p6 f D" z5 t
0 X' s9 o9 P9 Q* s8 Y. ^$ m$ i# u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。) O$ [5 ?. r9 Y8 P- w2 d0 r
8 E# y! M3 j! y+ r# r7 b3单级生物脱氮和二级生物脱氮的适用条件
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! }3 V& w. F& C" i6 ?" y$ V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。
( b' U$ y9 a; B6 _0 r4 K, ?. W: z, J& U* [# ]7 e. Z' _
' |! Y! [8 M- V/ ^图1单级生物脱氮系统示意图0 h9 f( v& @+ _4 x+ B
) W7 E- z$ Z/ J9 n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。% b2 F0 B8 H, f
6 E3 X0 H) T2 a2 B3 o! z
! \) r6 c7 m7 W, A4 C
图2二级生物脱氮系统示意图
( k X: d: o& `: @ }, W! H& u) u5 H9 P
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。
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6 f+ A% W: p9 A- S7 t7 f0 u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。8 a- M: ?1 e: k
* M# u" s/ C# ~- ?# D- [4主要设计参数
4 k+ K$ D# q' a* _! p6 o: F: \( W1 N P+ h& F) H9 u# L9 n0 j' e
4.1主要设计参数的选取
2 B8 v( o; D+ O+ X$ k& b+ b3 W0 f S/ |* q
生化处理系统设计参数取值见表1。3 l, H) @( h3 o, o0 A# a
% K! T+ p8 W4 }+ [
表1MBR系统主要设计参数
, V& s' }8 i! |3 b( e7 x9 k/ R0 Y
! n9 ~) [7 p9 r2 z7 _" o0 T" ]- h
) E# D; q' e4 ~8 d2 x+ E9 t# j* b
4.2混合液回流比的计算
9 L7 M, e/ }% o0 x# D. `
+ a# F7 N1 R" E6 x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。/ i" `4 f8 m8 k3 ]
8 V" N: Q9 ]) b9 I3 P' i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：7 N3 X2 U( x1 w0 H9 o
+ {6 v% G8 D V: }, q
6 _6 i) f0 N m( U$ Q
) u* P2 Z9 ?. ]9 b反硝化率fde按下式计算：
- f% R8 p; ]0 S0 o4 N/ o
! |2 @$ w) D: P& ], m
0 Q5 a& S9 Q+ H- z8 J2 u+ h
6 C) k; r9 p" n9 D8 ]& v需硝化的氨氮量按下式计算：* h1 `9 D' }2 x" P
0 \, k1 T4 ^. _（4）Nht=24Q［N-0.05（S0-Se）］×10-3（kg/d）
+ Y8 @1 W* S1 O5 `) m m2 J# _7 V: k( h Y! e+ `, T
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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& N( I* B# q8 i" |/ P4 U, m; d- g反硝化的硝酸盐量按下式计算：
7 u8 _& v, [ Z2 F. m
. d" Y9 H, F9 K* ?（5）NOt=24QNO×10-3（kg/d）
# m" A8 |3 H* X/ q! W H l( F
, n H D; p2 w# W/ F$ J式中需反硝化的硝态氮浓度NO按下式计算：
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（6）NO=N-0.05（S0-Se）-Ne- W: k$ d" q7 Y& p P8 B
% j4 f/ L+ g+ j6 ^) M. M
5外部碳源投加系统; c& h! d5 }' ?! D
) o0 L" M, ~8 L' s% H
5.1外部碳源的种类
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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。
z/ ]5 y5 @& _8 E% _! S) @1 f: E" ~. N2 g' H. {0 S- J
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。' _% }2 v9 k, w1 q2 @
7 Q, W7 p1 E' z: h1 u
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。
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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。: C: Y- [" E; z9 z" n
, z* M. ?7 n1 H
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。
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5.3外加碳源对生化处理系统的影响2 a* w. Z- }9 A6 T3 P
* ]' p* ^2 r* F% T9 t' C' C9 }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。
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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
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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。1 H% n3 N1 C! C) L1 H
+ I$ t \5 K1 e$ x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。
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0 J% b a9 s2 T- ]4 O; \6 x0 D3 d6.2污水冷却系统回流管的设置
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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。
5 A3 H8 h: a: ~
( L: z5 i0 g" f$ @4 r9 |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。4 w3 P4 P7 R' g$ w: L `
7 B# X- d1 B1 w% ]' o- J
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图3污水冷却系统示意图
& X1 W ]1 R" w! q; j" K
. X' F' d6 w) E% S* B; j6.3膜分离系统回流管的设置: M. c2 l$ _7 j/ c5 F1 i5 R) z
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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。2 R& F j$ Z: U; r5 B! ]2 M
& j, e" [: ^& x1 w+ [* j, f' `9 z
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/ m; i) ]! U K/ [% k M1 i图4膜分离系统示意图
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