上海江桥生活垃圾焚烧厂渗沥液处理站性能测试试验分析

上海江桥生活垃圾焚烧厂渗沥液处理站性能测试试验分析
作者：潘海东王志强张禹
来源：《绿色科技》2013年第03期
摘要：对上海江桥生活垃圾焚烧厂渗沥液处理站性能试验进行了总结分析，以对渗沥液处理提供具体参考。

关键词：垃圾焚烧；渗沥液处理
1 项目简介
上海江桥垃圾焚烧厂位于嘉定区江桥镇建新村，设计能力日处理生活垃圾1500t。

该厂是目前我国已建的最大的现代化千吨级垃圾焚烧厂之一。

国内生活垃圾一般是混合收集的，其成分受生活条件、生活习惯、收集方法、地区和季节的影响很大。

因此，渗沥液污染物种类繁多，水质水量变化范围大。

这一特性是其他污水所无法比拟的，增加了处理工艺的难度[1～5]。

为了有效控制垃圾焚烧厂产生的垃圾渗沥液对环境的污染，项目建设单位投资建造生活垃圾焚烧厂渗沥液处理设施，渗沥液处理出水按照《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）三级标准并且达到上海石洞口市政污水处理厂接管要求。

2 工艺简介
江桥渗沥液处理工艺采用了除渣预处理+调节池预曝气+外置式膜生化反应器工艺。

垃圾坑的渗沥液经过设在垃圾坑中的格栅分离，但由于一般的格栅分离栅径很大，导致了渗沥液中有大颗粒悬浮物如碎纸片、塑料袋、木屑木段、纤维及细颗粒沉淀物等，如果不在进入中间水池和调节池前进行除渣预处理将严重影响后续处理工艺的正常运行。

鉴于以上情况，在来自垃圾储存坑中的垃圾渗沥液与调节池中间通过储存坑中的提升泵提升至有效容积为120m3的储存池，在储存池前设计一分离栅径为1mm的螺旋格栅机以截留粒径大于1mm的固体颗粒干扰物，该螺旋格栅机设有自动冲洗压榨系统，出渣的含水率小于70%。

经过螺旋格栅机的渗沥液进入中间储存水池，通过提升泵提升入调节池，调节池内设计了预曝气，其作用如下：通过预曝气去除掉渗沥液中对后续好氧生化产生抑制作用的可溶性或游离气体。

通过预曝气使得渗沥液得到初步降解，减轻后续好氧生化的负荷。

调节池中经过预曝气处理的渗沥液通过生化进水提升泵提升入膜生化反应器BIOMEMBRAT系统，该系统由生化池和超滤两个子系统组成。

2.1 生化反应器
生化反应器由前置的反硝化池和硝化池组成，反硝化池和硝化池分别是为两座140m3（有效容积）和两座2500m3（有效容积）的钢混水池。

污水中含有碳、氮和磷等元素的有机物经过生物降解得到有效去除。

硝化池内曝气采用专用设备射流鼓风曝气。

在硝化池中，通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，并使氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，一部分回流到反硝化池，在缺氧环境中还原成氮气排出，达到脱氮的目的，反硝化池内设液下搅拌装置。

一部分进入超滤（UF）系统。

超滤系统的作用相当于传统活性污泥法中的二沉池，超滤出水即可达标排放。

2.2 超滤系统（UF）
与传统生化处理工艺相比，微生物菌体通过高效超滤系统从出水中分离，确保大于0.02m 的颗粒物、微生物和与COD相关的悬浮物安全地截留在系统内。

超滤清液进入清液储槽，超滤浓液回到生化池。

污泥浓度通过错流式超滤的连续回流来维持。

3 项目中遇到的问题
在调试初期，由于垃圾焚烧厂渗沥液成分复杂、污染物浓度高、水质水量波动幅度较大，本项目在实施过程中确实遇到过不少问题。

（1）调试初期正值夏季，发现垃圾焚烧厂产生的渗沥液原水水温比设计的温度要高得多（设计水温为25℃，实际高达50～55℃），并且在设计时未考虑到该问题，故生化冷却系统的选型偏小，导致了生化温度不能得到有效的控制，为此，根据现场实际情况重新进行热平衡计算，并且在最短时间内为系统另增设了一套冷却系统。

（2）在调试后期，发现生化的曝气系统效率不高，经过认真地查找分析原因，发现每个生化池两台射流循环泵的吸入端距离较近，并且设计生化池内的吸入管段设计了向下的弯头，由于两台泵的流量较大（650m3/h）并且生化池处于曝气状态，因此造成气泡在水泵管段内不能上升逃逸，从而造成射流泵吸气，进一步导致曝气效率下降，为此，在一周的时间内完成了对两套曝气系统的改造，主要措施为将两台射流泵在生化池中的吸入管段采用不锈钢板隔离开，并且分别为每个吸入管段设计了吸入水箱（功能类似于脱气池）让污水中的气泡能上升溢出已达到脱气的目的，经过多曝气系统的改造，曝气效率明显得到了改善。

4 性能测试工艺要求
性能测试方法为在连续10d内对系统进水和出水水质进行每天两次的监控；记录系统日处理水量情况，计算系统的总进水负荷；记录各项设备运行参数。

其中进水和出水每天早晨9点和晚上21点各取一次水样进行水质分析化验，水质浓度以两次分析化验的平均值为准。

由于系统进水水质波动较大，尤其是COD浓度，因此系统性能测试中COD指标以系统进水负荷总量计算较为科学，参照性能测试实施方案，系统性能测试要求达到。

6 测试结果与分析
6.1 渗沥液处理系统出水水质和处理负荷达到性能测试方案要求
通过为期10d的性能测试，系统各项工艺运行指标，系统平均日处理水量为346.4m3/d，平均进水COD浓度为66227mg/L，COD日处理负荷总量平均为23t/d，出水COD水质平均为421mg/L，出水氨氮平均为34mg/L，处理负荷均达到预期性能测试实施方案预期的目标。

6.2 各工艺段分析
6.2.1 除渣预处理
由现场实际运行情况可以看，采用螺旋格栅机（栅径1mm）在渗沥液进入中间水池和调节池之前对渗沥液进行除渣处理无疑是非常明智的设计，垃圾坑中虽然设置了格栅，但渗沥液中仍然存在着大量的垃圾残渣，螺旋格栅机每天产生大约8～15kg的树叶、碎纸、木屑等压缩残渣，如果这些残渣进入中间水池和调节池，将极大地加重两水池的清污工作，并且会对后续的处理工艺以及设备性能产生极大的不利影响。

6.2.2 调节池预曝气
从运行和化验数据可以看出，调节池预曝气设计非常有效，调节池预曝气对可以去除渗沥液中对好氧生化不利的有害性游离气体，并且调节池预曝气对渗沥液可以产生初步降解作用，分析数据表明调节池预曝气可以使渗沥液中8%～15%的COD得到初步降解。

6.2.3 膜生化反应器
从性能测试数据表中可以看出，膜生化反应器对垃圾焚烧厂渗沥液处理完全适用，虽然在调试初期发现了生化温度等问题，但经过改造后，生化温度问题得到了解决，其运行状况稳定，出水水质远远优于设计标准。

6.3 渗沥液处理系统设备运行稳定
本次性能测试在设备连续运转的情况下进行，设备运行状态稳定良好。

6.4 渗沥液水质波动采取的措施
本次性能测试，由于初期急于达到预定水量和负荷目标，并未认真考虑好氧生化处理中微生物的生长和系统处理负荷的提高需要一定的缓冲时间，因此初期水量和负荷提升过快，导致
生化微生物不能有效地适应提升较快的负荷，造成生化微生物的活性下降，从而导致系统处理水量波动幅度较大。

而后经过一段时间的系统恢复，系统处理能力逐步恢复到日处理COD22t 以上，并且保持稳定，因此，技术小组认为，废水生物处理为一个循序渐进的过程，系统地进水量需要根据进水水质波动情况进行调节，不能随意的增减进水量，以保持生化的稳定性。

关于外置式超滤维护和保养的问题：按照原来的设计，超滤系统需要每月反冲洗、化学清洗一次，但经过实际运行观察发现，由于渗沥液废水中的纤维毛发以及钙镁离子较多，经过半个月的运行超滤膜就发生结垢、堵塞，超滤循环流量以及超滤通量就下降，因此建议超滤系统的每月反冲洗、化学清洗频率由原来的一次改为两次。

江桥垃圾焚烧厂渗沥液处理站运行至今已有一段时间，除了上述原因（循环量下降）造成了超滤膜发生结垢、堵塞，但膜的质量仍然保持完好，目前超滤膜通量与调试初始的膜通量相比，并没有明显衰减，按照目前的超滤出水量计算，目前超滤的膜通量为75～77 l/m2·h，明显高于设计时的膜通量（71 l/m2·h）。

因此，每月清洗二次条件下，超滤膜的设计寿命（3年）基本可以满足。

参考文献：
[1] 魏云梅，赵由才.垃圾渗滤液处理技术研究进展[J].有色冶金设计与研究，2007（2）：176～181.
[2] 杨秀环，牛冬杰，陶红.垃圾渗滤液处理技术进展[J].环境卫生工程，2006（1）：46～49.
[3] 齐旭东，赵庆良.垃圾渗滤液处理技术的最新研究进展[J].工业水处理，2005（11）：12～15.
[4] 倪晋仁，邵世云，叶正芳.垃圾渗滤液特点与处理技术比较[J].应用基础与工程科学学报，2004（6）：148～160.
[5] 何少林，曹吴苏，周新宇，等.垃圾渗沥液处理设施膜生物反应器设计探讨[J].净水技术，2008（27）：65～66.。