1、適用范圍或應用領域

公共環衛/市政

2、技術簡介

該垃圾中轉站滲濾液全量處理系統，包括污泥處理系統，以及依次相連的預處理系統、高效厭氧系統、高效生化系統和深度處理系統；其中，高效厭氧系統包括依次相連的水解酸化池、高效厭氧池以及沼氣處理系統；高效生化系統包括依次相連的兩級反硝化/硝化處理系統以及MBR分離裝置；深度處理系統包括依次相連的混凝沉淀池，多級Fenton流化床、Fenton沉淀池、生物流化床，以及外排沉淀池。垃圾中轉站滲濾液經本發明的系統處理后，滲濾液全量達標外排，系統不產生膜濃水，無需回灌至垃圾堆體或經過蒸發、氧化還原等其他處理，可實現滲濾液的全流量達標排放。

3、工藝背景及參數或技術原理

2.1  工藝背景

隨著城鎮垃圾產生量日益增多，國內多數城鎮選擇清潔直運-焚燒發電的方式運輸處理生活垃圾。因此城鎮原有的小型垃圾中轉/收集站被逐漸取消，取而代之的建設是各種大、中型垃圾中轉站。大、中型垃圾中轉站以及垃圾焚燒廠由于垃圾處理量大，其滲濾液產生量多，對周邊環境影響較大。 垃圾中轉站滲濾液主要是由城市生活垃圾在中轉站經過壓縮或堆放之后所產生的二次污染。城市生活垃圾在中轉壓縮過程中，垃圾中所含水分會被壓出，垃圾中的污染物會被水分帶出，這樣使得垃圾滲濾液逐漸形成。垃圾滲濾液中的污染物來源主要是：垃圾自身中含有的可溶性及不可溶性的有機物和無機物。

垃圾滲濾液是一種高濃度特殊有機廢水，其具有化學需氧量（≥30000mg/L），生化需氧量（≥5000mg/L），氨氮（≥500mg/L），總氮（≥1200mg/L）及總磷（≥70mg/L）等污染物濃度高、水質水量變化大、含有害有毒污染物種類多等特點。另外垃圾中轉站不同于垃圾填埋場，其一般建于城鎮中心區域。因此要求滲濾液處理系統污染物處理效率高，處理設施集約占地小，不產生二次污染等。

現有的垃圾滲濾液處理技術多來源于垃圾填埋場滲濾液處理技術，其一般多采用預處理+氨吹脫+生化處理系統+MBR/NF/RO/DTRO膜處理系統。滲濾液經系統處理后能夠達標外排，但是會產生膜濃水及氨吹脫廢液，滲濾液并沒有全量達標外排。膜濃水一般采用回灌至垃圾堆體、高級氧化或蒸發的方式進行處理，處理成本高，濃水達標難度大，處理過程也可能產生危廢。同時也有采用“調節+預處理+反硝化/硝化+超濾+鐵氧化+混凝沉淀+鐵氧化+混凝沉淀+過濾”工藝處理填埋場滲濾液，該工藝雖也能達到滲濾液全量化處理的要求，其僅適用處理低濃度的填埋場滲濾液（CODcr≤10000mg/L，總氮≤1000mg/L）,并不完全適用處理垃圾中站滲濾液。同時該工藝存在硝化/反硝化池體占地大，鐵氧化工藝污泥產生量大的問題。

垃圾中轉站或焚燒廠滲濾液屬于新鮮滲濾液，沒有經過垃圾堆體的發酵處理，所以其各種污染物濃度（CODcr≥10000mg/L，總氮≥2000mg/L，TP≥2000mg/L）普遍高于垃圾填埋場滲濾液的污染物濃度。同時中轉站垃圾會含有一定比例廚余垃圾，造成中轉站滲濾液水質更加復雜，因此其處理難度要大于垃圾填埋場滲濾液。另外垃圾中轉站多位于城鎮近郊區，滲濾液系統若產生濃水，濃水不能回灌垃圾堆體，若采用高級氧化或蒸發方式處理，濃水達標的可靠性差，處理過程中還會產生危險廢物，可能會造成二次污染進而影響周邊環境。一般垃圾中轉站占地是高度集約化，因此需要滲濾液處理設施高度集約、占地小。因此迫切需要開發一種適用于垃圾中轉站滲濾液的全量處理系統。

2.2  結合具體實施方式詳述工藝流程、原理

杭州市某綠色循環綜合體項目為大型垃圾中轉站，日處理垃圾2000噸/天，產生垃圾壓縮滲濾液500m3/天。滲濾液處理系統采用本技術進行處理，本技術主要包括以下系統：

預處理系統包括依次相連的格柵集水池、初沉池、混凝氣浮池、調節池；初沉池、混凝氣浮池分別設有與污泥池相連的污泥出口。且初沉池、混凝氣浮池上均分別設有PAC加藥裝置和PAM加藥裝置；調節池內設置水下攪拌機和水力攪拌泵。

高效厭氧系統包括水解酸化池、高效厭氧池及沼氣處理系統；調節池的出水經水解酸化、厭氧UASB池后進入高效生化系統的一級反硝化池。水解酸化池、厭氧池還設有與污泥池相連的污泥出口。

高效生化系統包括依次相連的兩級反硝化/硝化處理系統和管式MBR裝置；如圖2所示，所述兩級反硝化/硝化處理系統包括依次相連的一級反硝化池1、一級硝化池2、二級反硝化池3、二級硝化池4；所述一級反硝化池1和二級反硝化池3內分別設有潛水攪拌機5；所述一級硝化池2內設有射流曝氣器8，射流曝氣器8與設在一級硝化池2外設的若干回流泵9通過閥門組相連，回流泵9還與一級反硝化池1相連；所述一級硝化池2外設有冷卻塔6，一級硝化池2循環冷卻管道上設有板式換熱器7，板式換熱器7的冷取水進入冷卻塔6進行冷卻；所述二級硝化池4內設有射流曝氣器8和碳源投加裝置，射流曝氣器8與設在二級硝化池4外的若干回流泵9通過閥門組相連，回流泵9出水去管式MBR裝置。管式MBR裝置的出水進入深度處理系統的混凝沉淀池。管式MBR裝置設有與污泥池相連的污泥出口，還設有與所述一級反硝化池2、二級反硝化池4相連的污泥濃縮液回流出口。

深度處理系統包括依次相連的混凝沉淀池、一級Fenton流化床、一級Fenton沉淀池、反硝化生物流化床、二級Fenton流化床、二級Fenton沉淀池15、反硝化/硝化生物流化床、外排沉淀池；其中，混凝沉淀池、一級Fenton沉淀池、反硝化生物流化床、二級沉淀池、反硝化/硝化生物流化床、外排沉淀池底部的污泥出口經回流泵與污泥外運系統的污泥池相連。所述混凝沉淀池上設絮凝劑加藥裝置和PAM加藥裝置；一級Fenton流化床、二級Fenton流化床上均分別設加氣裝置、硫酸加藥裝置、雙氧水加藥裝置和硫酸亞鐵加藥裝置；一級沉淀池、二級沉淀池上均分別設液堿加藥裝置、PAM加藥裝置；反硝化生物流化床、反硝化/硝化生物流化床上均設有碳源投加裝置，且反硝化生物流化床內填充富集反硝化菌的海綿填料；外排沉淀池上設有PAC加藥裝置和PAM加藥裝置。

污泥外運系統包括污泥池和脫水機；預處理系統、厭氧系統、MBR系統和深度處理系統的污泥出口分別與污泥池相連。所述脫水機可選用臥螺離心脫水機，污泥排入污泥池，通過污泥泵提升進入臥螺離心脫水機，脫水到含水率80%以下后統一運送至規定處置點。

本實施例的系統工作時，滲濾液通過提升泵泵入格柵集水池，在池內暫存同時起到除砂的目的，池內設置提升泵將污水泵入初沉池，在初沉池進行混凝沉淀后的清水進入混凝氣浮池，將初沉池設置在混凝氣浮池之前，可以減少氣浮的負荷，避免釋放器堵塞?；炷龤飧〕貎葟U水進行混合反應后從水中分離出一些顆粒物、漂浮物及浮渣和浮油。氣浮池出水流入調節池進行水量和水質的調節。調節池內設置水下攪拌機進行水質調節，同時設置水力攪拌泵對廢水進行水力攪拌以防調節池水面堆積浮渣而形成浮渣層。

調節池內廢水通過水泵泵入厭氧系統，對高濃度的廢水進行厭氧發酵，去除大部分的有機污染物。厭氧系統出水進入兩級MBR系統，依次流經一級反硝化池、一級硝化池、二級反硝化池、二級硝化池，利用微生物進行降解，同時通過設置反硝化池多點進水，大比例內回流，大比例污泥外回流等多種作用，污水在交替缺氧、好氧條件下，滲濾液中的有機物、氨氮、總氮得到降解去除，生化系統單元處理后的滲濾液通過外置管式MBR超濾進行泥水分離后，清液進入深度處理單元進一步處理，而污泥濃縮液則回流至硝化池或反硝化池。

管式MBR裝置的出水進入混凝沉淀池，在池內廢水與聚鐵混凝反應，從而降低廢水中的CODcr?；炷恋沓爻鏊龠M入一級Fenton流化床，加入H2O2、FeSO4，利用Fenton試劑的強氧化作用對廢水中難降解有機物進行氧化降解并提高廢水的可生化性。一級Fenton流化床出水進入一級沉淀池，廢水與液堿、PAM反應后形成Fe(OH)3沉淀將廢水中的鐵離子及其它重金屬離子沉淀出來。一級沉淀池出水進入反硝化生物流化床，池內填充特種海綿填料，該填料能夠富集豐富的反硝化菌，利用其反硝化作用和外加碳源對廢水中TN進行反硝化。反硝化生物流化床出水再依次進入二級Fenton流化床、二級沉淀池和反硝化/硝化生物流化床，通過高級氧化及生化作用對廢水中的CODcr及TN進行處理。反硝化/硝化生物流化床的出水流入外排沉淀池進一步沉淀，以確保出水懸浮物達標。

預處理系統、厭氧系統、MBR系統、深度處理系統產生的污泥排入污泥池，通過污泥泵提升進入臥螺離心脫水機，脫水到含水率80%以下后統一運送至規定處置點。

圖1工藝流程示意圖

2.3  各系統原理及特點

該滲濾液全量處理系統，由預處理系統+高效厭氧系統+高效生化系統+深度處理系統所組成。以上單元系統相輔相成、缺一不可。該系統不產生濃水，無濃水處理設備，系統設備簡單，運行方便，處理效果好、運行成本低。其中高效厭氧系統具有占地小、CODcr降解效率高，提高可生化性等特點，能夠有效縮小生化系統占地面積。另外部分滲濾液經過水解酸化后超越厭氧池進入生化系統，為生化系統反硝化提供充足碳源。深度處理系統主體工藝具有占地小，CODcr去除率高，脫氮效率高級污泥產生量少等特點。

2.3.1 預處理系統 

預處理系統包括依次相連的格柵、初沉池、氣浮池以及調節池，主要針對滲濾液的大塊雜質，懸浮物，油類進行處理，初步降低滲濾液中的懸浮物，油類，化學需氧量，生化需氧量及總磷，并對滲濾液進行水質水量的調節。滲濾液經過預處理后，能夠確保后續高效厭氧系統+高效生化系統的運行穩定性和處理效果。

2.3.2 高效厭氧系統 

高效厭氧系統包括依次相連的水解酸化池、高效厭氧池以及沼氣處理系統。中轉站垃圾滲濾液其化學需氧量一般≥30000mg/L，生化需氧量一般≥5000mg/L，但B/C通常低于0.15，屬于高濃度難降解廢水，為了保證滲濾液能夠全量處理，降低后續生化處理系統的能耗和負荷，保證處理效果。采用水解酸化池、高效厭氧池對滲濾液進行處理，水解酸化池采用升流式流態、布水采用脈沖循環旋流形式，采用電板式換熱器對滲濾液進行升溫，并采用高效水解菌以提高滲濾液的B/C比，并將有機氮水解為氨氮。高效厭氧池根據水質特點采用UASB或EGSB的形式，布水采用脈沖循環旋流形式，厭氧循環攪拌采用沼氣、水力雙效循環，并采用馴化后顆粒污泥，保證池內泥水充分混合，能夠大幅降低滲濾液中的化學需氧量，生化需氧量。能夠確保后續高效生化系統的運行穩定性和處理效果。

2.3.3 高效生化系統 

該系統包括依次相連的兩級反硝化/硝化處理系統以及MBR（外置式）膜分離裝置（或二沉池）。其中反硝化池內設置潛水攪拌機或雙曲面攪拌機進行攪拌，并設置碳源投加裝置，反硝化池的總氮處理率≥90%。而硝化池內設置高效射流曝氣器、射流泵及由版式換熱器和冷卻塔所組成冷卻降溫裝置。硝化池的化學需氧量、生化需氧量的處理率≥90%，氨氮的處理率≥95%。兩級反硝化/硝化處理系統出水采用MBR（外置式）膜分離裝置（或二沉池）進行泥水分離，出水去深度處理系統，而截留的污泥則回流至兩級反硝化/硝化池內。

圖2兩級反硝化/硝化處理系統的結構示意圖

其中，1—一級反硝化池，2—一級硝化池，3—二級反硝化池，4—二級硝化池，5—潛水攪拌機，6—冷卻塔，7—板式換熱器，8—射流曝氣器，9—回流泵

一般MBR（外置式）膜分離裝置出水中化學需氧量及總氮兩項指標不能達標。常規工藝是MBR出水采用NF+RO/DTRO的工藝進行處理，滲濾液中的化學需氧量、總氮被截留在膜濃水中，膜清水達標外排。而膜濃水回灌至垃圾堆體或采用高級氧化、蒸發的工藝處理。膜濃水處理成本高，處理難度大。

2.3.4 深度處理系統 

深度處理系統包括依次相連的混凝沉淀池、多級Fenton流化床、Fenton沉淀池、多級生物流化床及外排沉淀池。MBR（外置式）膜分離裝置的出水全量經過深度處理系統處理后，全量滲濾液能夠完全達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889—2008）表2的標準，不產生濃水、其他需要再處理的廢水以及危廢的等二次污染物。

圖3 深度處理系統的結構示意圖

其中，5—潛水攪拌機，9—回流泵，10—混凝沉淀池，11—一級Fenton流化床，12—一級Fenton沉淀池，13—反硝化生物流化床，14—二級Fenton流化床，15—二級Fenton沉淀池，16—反硝化/硝化生物流化床，17—外排沉淀池

3、主要技術指標

（1）垃圾滲濾液經本系統處理后其CODcr，BOD5、氨氮、TN、TP及SS等污染物處理達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889-2008）表2要求。 

（2）本系統不產生濃水或其他二次污染物。

4、技術優勢

（1）采用物理化學及生物作用而非膜濃縮的方式對滲濾液進行全量處理，確保其全量達標，除污泥以外不產生濃水或其他二次污染物 

（2）方法經濟高效，處理效果好，反硝化池的總氮處理率≥90%，硝化池的化學需氧量、生化需氧量的處理率≥90%，氨氮的處理率≥95%； 

（3）方法靈活多變，可根據具體情況來確定設備或材料類型。

5、技術特點

（1）本系統的高效厭氧系統采用水解酸化池+高效厭氧池；水解酸化池采用升流式流態、布水采用脈沖循環旋流形式，采用電板式換熱器對滲濾液進行升溫，并采用高效水解菌以提高滲濾液的B/C比，有利于提高厭氧池的處理效率，顯著提高厭氧池的處理負荷，縮小厭氧池池容。另外水解池出水一部分進入厭氧池，一部分超越厭氧池直接進入后續生化系統，滿足生化系統反硝化脫氮的碳源需求，降低碳源投加量。厭氧池根據進水濃度和場地尺寸可以采用UASB或EGSB等形式；本發明中高效厭氧池采用脈沖循環旋流布水形式，循環攪拌采用沼氣、水力雙效循環，池內采用高效顆粒污泥，污泥床內生物量多，折合濃度計算可達20~30g/L；容積負荷率高，在中溫發酵條件下，一般可達10kgCOD/（m3?d）左右，甚至能夠高達15~40kgCOD/(m3?d)，廢水在反應器內的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮??；設備簡單，運行方便，勿需設沉淀池和污泥回流裝置，不需要充填填料，也不需在反應區內設機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題。   

（2）垃圾中轉站由于采用高效厭氧系統對滲濾液進行處理，系統出水的COD濃度被大幅降解，能夠降低后續處理單元的COD負荷；有利于提高兩級反硝化/硝化處理系統中氨氮硝化和總氮反硝化效率，為MBR系統出水污染物指標達到較低的水質奠定了基礎。   

（3）本系統的高效生化系統中兩級硝化/反硝化針對垃圾中轉站滲濾液水質特點，優化曝氣設備及回流形式，并設置碳源投加系統以確保系統達到高效氨氮及總氮的處理效果；   而高效生化系統中MBR系統采用管式MBR裝置，運行通量大（50-120L/H）；抗污染性好；膜設備外置，安裝、維護、操作簡單；結構緊湊，占地??；膜壽命長（4-5年）；膜芯可單獨拆卸檢修、更換，換膜成本低；能耗較同類產品低；適用于高濃度的工業廢水、垃圾滲濾液等難處理的廢水；該MBR系統將滲濾液全量處理后進入深度處理系統，MBR系統出水氨氮，生化需氧量已經基本達標，而化學需氧量小于800mg/L，總氮低于100mg/L，不產生濃水，無需回灌或進行其他處理，無二次污染，為深度處理系統出水達標奠定了基礎。  

（4）本系統的深度處理系統中混凝沉淀、多級Fenton流化床主要通過物理化學的作用對滲濾液中的化學需氧量進行處理。而多級生物流化床則通過海綿載體上負載的異氧菌、反硝化菌以及外加碳源對滲濾液中的總氮進行生物處理。外排沉淀池則通過絮凝劑的混凝沉淀作用確保出水化學需氧量及懸浮物達標；整個深度處理系統均采用物理化學及生物作用而非膜濃縮的方式對滲濾液進行全量處理，確保其全量達標，除污泥以外不產生濃水或其他二次污染物。   （5）本發明的系統處理后的廢水無濃水產生，無需回灌或進行其他處理，可實現全流量達標排放。