环流曝气双段式渗滤液的处理工艺

尹 贞，吴海锁，李月中，浦燕新，朱卫兵

（1.维尔利环保科技集团股份有限公司，江苏常州213125;2.江苏省环境科学研究院，江苏南京210036）

根据我国垃圾处理“无害化、减量化、资源化”的指导原则，我国的许多城市已建造了不同规模的垃圾卫生填埋场。其中小城镇主要建造的填埋场规模约80～150 t/d，虽然由此产生的垃圾渗滤液排放量小，但是污染威力不可小视。由于中小城镇经济发展落后等原因，治理资金投入不足，缺乏专业技术管理人员，垃圾渗滤液处理的理论和实践薄弱。

目前，我国生活垃圾渗滤液处理技术大致分为两类：一是以“生化处理+膜深度处理”为核心单元的渗滤液处理工艺；二是以“物化处理”为核心单元的渗滤液处理工艺。但是现有以传统射流曝气为主的“生化处理+深度处理”工艺存在施工周期长、能耗高、占地面积大等问题，而“物化处理”存在工艺复杂、出水不稳定、处理成本高等问题。因此，寻找一种投资省、施工周期短、占地面积小、操作简便、清液得率高、出水稳定、经济的工艺成为渗滤液处理领域最重要的工作之一。

1 技术介绍

环流曝气双段式工艺是一种高效的渗滤液处理工艺，主要由环流生化段和膜处理深度段组成。环流生化段主要包括：均质单元、前置反硝化单元、出水收集单元、环流生化反应单元、脱气单元、后置反硝化单元、缓冲单元、剩余污泥脱水单元及辅助单元。膜处理深度段主要包括：外置式超滤单元、纳滤单元、纳滤浓液减量单元及反渗透单元。

其中环流生化段中的环流生化反应单元，内部设置环流曝气器，是一种特有的两相喷嘴，渗滤液通过特有的环流曝气器进入反应罐，同时将空气从喷嘴的中心管吸入，空气通过喷嘴在剪切紊流区形成微小气泡，剧烈的紊流可以使气泡达到两次曝气效应。单元内培养有曝气活性污泥，能代谢去除废水中的高浓度有机质，将渗滤液中的氨氮转化为硝态氮。环流生化反应单元有效水深10～12 m，鼓风机风压只需4～6 m，水力停留时间控制在30～60 h，污泥浓度为13～30 g/L，溶解氧控制在2～8 mg/L，硝化速率为0.07～0.10 kg NH-N/kg TS·d，容积负荷为0.9～1.4 kg NH-N/m·d，氨氮去除率≥95%。

经过环流生化段处理的BOD、氨氮等已经达到或接近排放标准，但是难生化降解的有机物形成的COD、盐分和色度仍然超标，膜处理深度段对生化段出水进行深度处理，使得最终出水达标排放或者回用。

2 技术应用案例

2.1 浏阳项目

浏阳市城市固体废弃物处理场渗滤液处理系统于2014 年开工建设，土建、生化系统及配套设施按400 m/d 规模一次性建成，膜深度处理系统分两期建设，一期规模为日处理垃圾渗滤液200 t。该项目选用了高效环流曝气双段式工艺（以CJR环流生化+超滤+纳滤为主），处理效率高，运行稳定，系统出水达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）中表2标准。

2.2 上海长宁项目

长宁区废弃物综合处置中心为2010年上海世博会配套环卫建设项目，工程分期建成，目前主要承担上海市长宁区固体废弃物处理。长宁区废弃物综合处置中心内渗滤液主要来源于800 t/天的垃圾中转站及60 t/天的餐厨垃圾处理厂。2016 年前，处置中心尚未建设渗滤液处理设施，厂内渗滤液由槽罐车定期运送至江桥焚烧厂的垃圾渗滤液处理站处理。2016年处置中心内开始建设处理量为100 m/d 的渗滤液处理设施。由于渗滤液污染物浓度高，现场用地狭小，形状极不规则，该项目选用了高效环流曝气双段式工艺（以CJR 环流生化+超滤为主），该工艺处理效率高，运行稳定，系统出水达到《污水排入城镇下水道水质标准》（DB 31/445-2009）标准。

2.3 沈阳老虎冲扩容项目

沈阳老虎冲垃圾场积存渗滤液较多，原有系统不能完全满足日益增长的渗滤液处理需求，因此于2019 年进行扩容改造。渗滤液污染物浓度高，成分复杂，氨氮含量高，属高浓度有机废水，主要污染物表征值为COD、NH-N、SS等。根据老虎冲垃圾处理园区及周边环境保护需求，扩容新增处理量500 m/d渗滤液处理系统，采用“水质均衡+CJR 环流生化+纳滤+反渗透”作为主体工艺路线，项目于2020年进入试运行阶段，出水水质达到《城镇渗滤液处理站污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A 标准。

3 技术创新

环流曝气双段式工艺投资省、占地面积小、操作简便、出水稳定，但在应对一些应急项目上，还需要进一步提升其响应速度。为此，在原有技术上进一步创新，将工艺形成产品化，将环流生化段中的各反应单元制作成同直径的钢罐形式，按流程顺序依次排列成U形。根据不同的处理量对应的钢罐个数进行核算，尽量符合双数，便于项目形成标准化的设计。

创新后的环流曝气双段式工艺设备大多采用可以运输的钢结构罐体及撬装式装备，整套系统到达项目现场定位好后，只要将各系统间的外部管道连接好就可以进行调试运行，整体安装方便，施工周期短。

工艺中的膜处理深度段的流程是可以根据项目所要达到的出水排放标准进行有机组合。针对排放标准：《污水综合排放标准》（GB 8979-1996）三级标准的项目，膜处理深度段只需选用“外置超滤单元”，出水可以达标纳管排放。当进水水质浓度过高时，可以考虑选择加上纳滤单元作为系统保障措施；针对排放标准：《生活垃圾填埋场污染物控制标准》（GB 16889-2008）表2 标准，膜处理深度段选用“外置超滤单元+纳滤单元”，出水清液可以达标排放。同时可以考虑增加纳滤浓液减量单元对浓缩液进行减量处理，以减少浓缩液后端的处理压力。根据项目的实际需求也可以选择增加一组反渗透模块对系统出水进行保障；针对排放标准：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A 标准。膜处理深度段选用“外置超滤单元+纳滤+反渗透”工艺，系统清液达标排放。同时可以考虑增加纳滤浓液减量化模块对浓缩液进行减量处理。

4 小结及展望

与传统技术相比，环流曝气双段式渗滤液处理工艺克服了地理位置局限及场地限制的问题，避免了厌氧工艺带来的安全隐患，实现了渗滤液处理站的节能减排目标，解决了场地中渗滤液外运处理带来的困扰，保护了处理厂区及周边的水体及生态环境。工艺提升后采用的是运输方便的钢结构罐体、集成模块化的设备、撬装式系统。到达现场后，只要连接各系统间管道就可以调试运行，安装方便，施工周期短。对于服务周期短的渗滤液处理项目，完成项目周期后还可以再次投入到新的项目中去，系统中的设备能重复利用。该工艺除了运用在渗滤液处理中，还可以为处理其他废水提供借鉴。