２０１２年５月
Ｊ 第５期ｏｕｒｎａｌｏｆＧｒｅｅｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ ｇｙ ＵＡＳＢ－ＭＢＲ－ＮＦ工艺处理生活垃圾焚烧电厂 渗滤液处理研究 冯小杰
（）新源（中国）工程有限公司，福建厦门３６１００８
、摘要：以福建某垃圾焚烧发电厂渗滤液处理工程为例，分析了升流式厌氧污泥床反应器（膜生化反ＵＡＳＢ）和纳滤膜（处理相结合的处理工艺在焚烧厂渗滤液处理中的应用情况。经预处理后，厌氧应器（ＭＢＲ）ＮＦ）工艺可有效降低污水的有机物负荷，之后采用ＭＢＲ工艺进一步降低水体中的氨氮和有机污染物浓度，
／／最后经过纳滤处理，可以使出水Ｃ纳滤净化水回用率８ＣＯＤ００ｍＬ以下，ＯＤ０ｍＬ，０％。ｇｇＣｒ降到５Ｃｒ降到３关键词：垃圾渗滤液；处理工艺；中水回用中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ （）文章编号：１６７４９９４４２０１２０５０１７１０４－－－表１ 工程设计进出水主要指标
水质指标渗滤液《污水排入城镇下水道水质标准》三级标准 《污水综合排放标准》一级标准 ００≤１ ０≤３ ５≤１ ６～９ ０≤７ ００≤５ ００≤３ ５≤３ ６～９ ００≤４
／（／ＣＯＤｍＬ）ｇＣｒ ６００００ ＋
／（／／（／ＢＯＤｍＬ）ＮＨｍＬ）ｐＨ值ｇｇ５４－Ｎ １ 引言
相对于卫生填埋法、堆肥法，生活垃圾焚烧处理技 无害化、资源化等方面具有很大优势。近术在减量化、 土地资源紧张、垃圾热值较高的年来在人口高度密集、
大中型城市和沿海经济发达地区，生活垃圾焚烧处理技术具有较快的发展。 但由于生活垃圾焚烧厂垃圾渗滤液水质复杂多变，传统的处理工艺很难将其有效地处理。厌氧法比较适用于高浓度有机废水包括垃圾渗滤液的处理。废水厌 产泥量少、对无机营氧处理技术因其产生可利用资源、 可生物降解卤素多环芳烃等难好氧降解养元素要求低、
有机物及占地面积小等而得到较快的发展，并出现以、厌氧滤池（厌氧折流板反应器（等为ＵＡＳＢ、ＡＦ）ＡＢＲ）代表的第二代厌氧反应器处理技术。Ｍａｒｉｓ等人应用
处理垃圾渗滤液，ＵＡＳＢ在常温下（３０℃左右）ＣＯＤＣｒ的，｝。ＵＡ去除率在８５％以上｛Ｍａｒｉｓ１９８５＃２４ＳＢ工艺在
处理垃圾渗滤液中得到了广泛的应用。综合国内生活垃圾焚烧厂垃圾渗滤液处理项目的运行情况，厌氧和ＭＢＲ组合工艺逐渐发展成为主流工艺。本文以福建某垃圾焚烧发电厂渗滤液处理工程为
、例，介绍升流式厌氧污泥反应床（膜生化反应ＵＡＳＢ）器（和纳滤膜过滤工艺组合处理工艺在焚烧厂渗ＭＢＲ） 滤液处理中的应用情况。 ＳＳ４０００
３００００ １５００ ６～９ ２．２ 工艺流程
工程工艺流程见图１，主要工艺可分为以下５个部分：预处理系统、膜生化反应器（反ＵＡＳＢ厌氧反应器、、、硝化、超滤系统）深度处理系统（纳滤系统）污泥硝化、处理系统。
针对垃圾渗滤液的有机负荷高的特点，厌氧工艺是一个较为合适的选择，其原因在于：厌氧工艺不需要曝气，从而节省能源；产生的污泥量低；进水水质水量可以运通过调节池稳定。由于厌氧生物处理工艺具有节能、行费低、能产生沼气等特点，所以一般认为针对高浓度有机废水处理较宜先采用厌氧工艺，然后再采用好氧工艺作进一步处理。
２．２．１ 预处理系统
来自垃圾储存坑的垃圾渗滤液收集后用泵抽至过过滤池内安装一套间隙为５渗滤液经滤池，ｍｍ的滤网，过滤后，大颗粒杂质及悬浮物被清除，再用泵经３ｍｍ
过设计渗滤液原水泵旁路滤器、１ｍｍ过滤器抽进初沉池（，直接进初沉池）较重的颗粒杂质进一步在初沉池沉淀，澄清后的渗滤液溢流到调节池。初沉池的初沉污泥用污泥泵抽到污泥处理间处理。 ３
（）调节池的设计约７的停留时间，且在内ｄ１５８８ｍ ２ 工程概述
２．１ 水质指标
污水经处理后，水质应达到城市污水管网纳管标准
（《）之后ＣＪ３４３－２０１０污水排入城镇下水道水质标准》最终进入市政污水处理厂进一步处理必须排入下水道，
（。经污水达到《污水综合排放标准》ＧＢ８９７８－１９９６） 厂处理后，必须达到《污水综合排放标准》的一级标准， 工程设计进出水主要指标见表１。
使污水在池内成迂回流动，调节池底部增设导流隔板，
部铺设填料增强预处理效果，有机污染物的去除率约为调节池上设置３０％。同时考虑到池内气体需及时排除，
排气孔，气体由引风机引至垃圾坑负压区。调节池内装 收稿日期：２０１２０４０５－－
，作者简介：冯小杰（男，浙江嘉兴人，硕士，工程师，主要从事生活垃圾焚烧
发电处理、餐厨垃圾处理、污泥干化焚烧处理等项目建设及经营工作。１９７２—） １７１
冯小杰：ＵＡＳＢ－ＭＢＲ－ＮＦ工艺处理生活垃圾焚烧电厂渗滤液处理研究 环境与安全 设液位计。
合，有机质被吸附分解；所产沼气经由厌氧反应器上部 含有悬浮污泥的污水进入三三相分离器的集气室排出， 相分离器的沉降区，沉淀性能良好的污泥经沉降面返回 反应器主体部分，含有少量较轻污泥的污水从反应器上部排出
。
２．２．２ 厌氧反应器（ＵＡＳＢ）
厌氧进水泵进水和厌氧循环泵出水混合进入反应
器底部，混合液以一定流速自下而上流动，厌氧过程产使污水与污泥充分混生的大量沼气也起到搅拌作用，
图１ 渗滤液处理工艺流程简图
就是能使反应器 该厌氧反应器有一个很大的特点， 且具有良好的沉降性能和很高的产甲内的污泥颗粒化，
烷活性。这使反应器内的污泥浓度更高，泥龄更长，大大提高了Ｃ实现了泥水之间的良好接触。ＯＤ容积负荷，由于采用了高Ｃ所以沼气产量高，使污泥处于ＯＤ负荷，膨胀流化状态，强化了传质效果，达到了泥水充分接触的目的。 厌氧系统采用最新的多点布水管混合工艺技术，可有效避免管道堵塞现象的产生。为了保证冬季时厌氧
系统的反应温度，设置一套采用蒸汽加热方式（混合加 的加热装置对污水进行加热，加热管线充分考虑热器）
耐温性能，加热器前加现场温度计，加热器后加远传测
。温点（信号送控制室）经厌氧反应器处理后的出水，进入ＭＢＲ系统进行 进一步的处理。厌氧产沼气由引风机（在管道加负压表，并设报警等安全措施）通过管道引到垃圾坑负压区。厌氧池设置多个取样点，方便取样分析。所有预埋件都做防腐处理。 １７２
２０１２年５月 绿 色 科 技 第５期
２．２．３ 膜生化反应器（ＭＢＲ）
近年来，膜生化反应器（技术在渗滤液处理ＭＢＲ）方面得到成功应用，其中分体式膜生化反应器已成功应用于佛山、中山、郴州、太仓、上海等地的垃圾渗滤液处理。
ＭＢＲ是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统，用膜分离（通常为超滤）替代了常规生化工艺的二沉池。与传统活性污泥法相比，ＭＢＲ对有机物的去因为在传统活性污泥法中，由于受二沉除率要高得多，
池对污泥沉降特性要求的影响，当生物处理达到一定程度时，要继续提高系统的去除效率很困难，往往延长很长的水力停留时间也只能少量提高总的去除效率，而在膜生化反应器中，由于分离效率大大提高，生化反应器
／／内微生物浓度可从常规法的３～５Ｌ提高到１５～３０ｇｇ可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达Ｌ，
到更好的去除效果，减小了生化反应器体积，提高了生化反应效率，出水无菌体和悬浮物，因此在提高系统处理能力和出水水质方面表现出很大的优势。错流式膜分离技术的开发，特别是膜材料和膜产品不断发展，以使膜分离技术在水和废及近年来膜价格的大幅度下降，
水处理中的应用得到了迅速发展。本方案采用的ＭＢＲ是一种分体式膜生化反应器，包括生化反应池和超滤ＵＦ两个单元。
（）生化反应池。经厌氧反应器处理后的渗滤液与１
硝化池回流液混合后进入反硝化反应器，在液下搅拌器的作用下与反硝化污泥充分混合。硝化池回流液由于使氨氮和有机氮已通过高活性好氧微生物的硝化作用，
氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，在反硝化反应器缺氧环境在反硝化污泥的作用下还原成氮气排出，达到脱氮中， 的目的。
反硝化池的出水直接进入硝化池，污水、空气、活性
并在反应池循环往复运动，通过污泥充分混合与包容， 高活性的好氧微生物作用，污水中含有碳、氮和磷等元 素的有机物得到有效去除。
硝化池出水通过超滤进水泵进入超滤系统，在超滤
大部分活性污泥（超滤浓水）回流到反循环泵的作用下， 硝化反应器，进而又回到硝化反应器。剩余污泥（部分
超滤浓水）排到污泥浓缩池。（）超滤。垃圾渗滤液经过硝化、反硝化反应后，由２
超滤装置进行过滤处理。超滤代替了常规生化工艺中的二沉池，使微生物被迅速、完全截留在生化反应器内，保持生化反应器的高生物浓度，有效控制泥龄，避免了污泥的流失，确保硝化效果，提高出水质量。超滤是一种从溶液中分离出大粒子溶质的膜分离过程，其分离机理是机械筛分原理，超滤膜具有选择性在压力作用下，料液中含分离的特点。超滤过程如下：
有的溶剂及各种小的溶质从高压料侧透过超滤膜到达低压侧，从而得到透过液；而尺寸比膜孔大的溶质分子被膜截留成为浓缩液。 理。
纳滤膜和反渗透膜均属于致密膜范畴，二者的分离
机理也相同。但纳滤的截留界限仅为分子大小约为与反渗透相比，纳滤的最大优点是能１ｎｍ的溶解组分，
避免盐富集带来的不利影响。将小分子盐随出水排出，
如用来进一步处理经过超滤的水，可降低Ｃ重金属ＯＤ、，如磷等）达到出水要求。渗透离子及多价非金属离子（
。水量在８５％～９０％之间。操作压力为０．５～２．０ＭＰａ在膜生化反应器系统后加上纳滤系统，纳滤的作用
是截留那些难生化的大分子有机物ＣＯＤ。经纳滤系统／可以使纳滤出水Ｃ进一步深化处理，ＯＤ降到４００ｍＬｇ以下。
纳滤净化水回收率８同时产生２０％，０％的回流液（，浓水）浓水可外运进一步处理。为了达到一级排放标准，处理方案增加二级纳滤装置，对二级纳滤浓水外运做进一步处理。清洗水和废酸碱液经收集后通过泵送至调节池进一步处理。 ２．２．５ 污泥处理系统
渗滤液处理系统的污泥来自进水初沉污泥（在污泥
、厌氧池剩余污泥、生物处理剩余泵前加装反冲洗装置） 污泥三部分。为了发挥生物处理的剩余污泥的生物吸 设计中把三部分污泥集附作用和改善污泥的脱水性能，
，中排到污泥浓缩池（在污泥泵前加装反冲洗装置）经过
混凝沉淀和污泥浓缩，上清液溢流回调节池，浓缩污泥通过螺杆泵抽送到垃圾坑喷洒到新垃圾上面，经自然干
或者经过离心机燥后污泥随垃圾进入焚烧炉焚烧处置， 。或外运填埋）脱水后将干污泥运至焚烧炉焚烧（ ３ 运行效果 ＋
在整个处理流程中，各工艺出水ＣＯＤＮＨ４－ＮＣｒ、变化见图２。从图中可以看出，调节池、厌氧池对
／从原水３ＣＯＤ３４００ｍＬ降低 ｇＣｒ的去除作用最为明显，＋ ／到５去除率达８但ＮＨ４３２８ｍＬ，４．０％，－Ｎ稍微有所 ｇ＋ 对ＮＨ４增加。而ＭＢＲ工艺除对ＣＯＤ－ＮＣｒ有作用外， ／的去除作用尤为显著，从１６７７ｍＬ降低到未能检出ｇ 最后去除水平。ＮＦ工艺对ＣＯＤＣｒ持续具有去除作用， ／为５可达标排放。结果运行较为稳定，效果３．１ｍＬ，ｇ 较好
。
＋）图２ 各工艺出水ＣＯＤＮＨ４－Ｎ变化（ｎ＝７Ｃｒ、 ２．２．４ ＮＦ系统
为了使出水能保证达到一级排放标准，垃圾渗滤液 经过ＭＢＲ处理后，ＭＢＲ的出水要经过纳滤进一步处 图３给出了工艺２个月对ＣＯＤＣｒ的运行数据。生
活垃圾渗滤液经过ＵＡ尽管原水水ＳＢ－ＭＢＲ处理后，质变化幅度较大，但Ｃ基本小于ＯＤＣｒ除去个别天数外， １７３
冯小杰：ＵＡＳＢ－ＭＢＲ－ＮＦ工艺处理生活垃圾焚烧电厂渗滤液处理研究 环境与安全
／对Ｃ５００ｍＬ，ＯＤ７．９％～９８．８％之ｇＣｒ的去除率介于９平均去除率为９可以达标排放
。间，８．５％，
／经过ＵＡＳＢ－ＭＢＲ工艺，ＣＯＤ００ｍｇＣｒ基本小于５ ＋
对ＣＬ，ＯＤ８．５％；ＮＨ４－Ｎ均小于３０Ｃｒ平均去除率为９ ＋
／对ＮＨ４可以达标排Ｌ，－Ｎ平均去除率为９９．３％，ｍｇ放。 经过ＵＡ可达到《污水综ＳＢ－ＭＢＲ－ＮＦ工艺处理后，
（合排放标准》的一级标准，可实现纳ＧＢ８９７８－１９９６） 滤净化水回收。
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图３ ＵＡＳＢ－ＭＢＲ工艺对ＣＯＤＣｒ处理效果 ＋
图４给出了工艺２个月对ＮＨ４－Ｎ去除的运行数＋
据。生活垃圾渗滤液经过ＵＡＳＢ－ＭＢＲ处理后，ＮＨ４－＋ ／对ＮＨ４Ｎ均小于３０ｍＬ，－Ｎ的去除率介于９８．９％ｇ 平均去除率为９可以达标排放
。９．７％之间，９．３％，～９ ２．～４
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采用ＵＡ能够有效地降低焚烧厂生活垃ＳＢ工艺，
调节池、厌氧池对Ｃ圾渗滤液的有机负荷，ＯＤＣｒ的去除 ＋
作用最为明显；ＭＢＲ工艺对ＮＨ４－Ｎ作用尤为显著。
ＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＬｅａｃｈａｔｅｏｆＧａｒｂａｅＩｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｂ ｇｙ ＵＡＳＢ－ＭＢＲ－ＮＦＰｒｏｃｅｓｓ ＦｅｎＸｉａｏｉｅｇｊ
（，，Ｎｅｗ ＳｋＥｎｉｎｅｅｒｉｎＣｏ．Ｌｔｄ．Ｆｕｉａｎ，Ｘｉａｍｅｎ３６１００８，Ｃｈｉｎａ）ｙ ｇｇ ｊ
：ＡｂｓｔｒａｃｔＴａｋｉｎｔｈｅｌｅａｃｈａｔｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｏｒｋｓｏｆａｎｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎｉｎＦｕｉａｎａｓａｎｅｘａｍ
－ａｒｂａｅｏｗｅｒｌａｎｔ ｇｇｇｐｐｊ ，ｔｈｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅａｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆＵＡＳＢ，ＭＢＲａｎｄＮＦｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｔｈｅｌｅａｅｒｒｏｃｅｓｓｉｎ ｐｐｐｐｐｐｇ ，ｌｅａｃｈａｔｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ａｆｔｅｒｔｈｅａｎａｅｒｏｂｉｃｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｒｅｄｕｃｅｔｈｅｏｒｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎｌａｎｔｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｒｏｃｅｓｓ －ｙｐｐｐ
ｌｏａｄｏｆｓｅｗａｅ．ＡｎｄｔｈｅｎｔｈｅＭＢＲｆｕｒｔｈｅｒｒｅｄｕｃｅｓａｍｍｏｎｉａａｎｄｏｒａｎｉｃｃｏｎｃｅｎｔｒａａｎｉｃｒｏｃｅｓｓｏｌｌｕｔａｎｔ －ｇｇｇｐｐ，ｔｉｏｎｓＣＯＤＣｒｉｓｒｅｄｕｃｅｄｂｅｌｏｗｔｏ５００ｍＴｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｃａｎｒｅｄｕｃｅＣＯＤＣｒｔｏ３０ｍ ｇ／Ｌ．ｇｇ／Ｌ， ｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｒｅｄｕｃｅｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｒｅｕｓｅｒａｔｅｔｏ８０％． ｐ
：；ＫｅｗｏｒｄｓｌｅａｃｈａｔｅＵＡＳＢ－ＭＢＲ－ＮＦ；ｒｅｕｓｅｗａｔｅｒ ｙ １７４
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