中國環(huán)保（臨沂）生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園以“環(huán)保優(yōu)先、資源共享、設施共建、物質(zhì)循環(huán)、能量梯次利用”為建設理念，以生活垃圾處理為依托，實(shí)現其他固體廢棄物的無(wú)害化、減量化、資源化協(xié)同處置，規劃建設固廢處理、園區配套、利鄰項目3大類(lèi)入園項目，包括生活垃圾、餐廚垃圾、動(dòng)物尸體、污泥等固廢處理項目，集中供熱、污水處理中心、科技研發(fā)中心、數字化管控平臺等園區配套項目，宣傳教育中心、區域居民供暖、村居倉儲扶貧等利鄰項目。產(chǎn)業(yè)園處置范圍覆蓋臨沂市5區6縣，服務(wù)730余萬(wàn)老區群眾，解決了城市生活垃圾、餐廚垃圾、污泥、動(dòng)物尸體等城市固體廢物的無(wú)害化處理和資源化利用問(wèn)題，充分利用各項目之間的協(xié)同效應，實(shí)現各項目資源的二次開(kāi)發(fā)和循環(huán)利用，達到節能減排的目的。當生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園建成，垃圾滲濾液、餐廚沼液、污泥壓濾液、動(dòng)物無(wú)害化廢水伴隨產(chǎn)生。近年來(lái)國內外針對單獨垃圾滲濾液、餐廚沼液等處理方面研究較多，但對混合污水處理技術(shù)研究一直較少。隨著(zhù)城市規模越來(lái)越大，人口聚集更多，產(chǎn)生的城市廢水將會(huì )更多，混合污水的處理技術(shù)研究顯得尤為重要，這就需要設計建成一個(gè)優(yōu)良的工藝系統滿(mǎn)足園內混合工業(yè)污水達標處理、處置的需求。

1、設計水質(zhì)水量

垃圾滲濾液主要產(chǎn)生于垃圾貯坑，其特點(diǎn)是污染物濃度高、成分復雜，屬高濃度有機廢水，C/N高，可生化性好，主要污染物表征參數為COD、NH3-N、SS等。餐廚沼液C/N低，碳源不足，生化處理效果差。運行時(shí)為使TN得到有效去除，往往需要額外投加大量碳源和純堿，大大增加了運行成本。污泥壓濾液為污泥壓濾脫水產(chǎn)生的液體，脫水過(guò)程中會(huì )添加CaO類(lèi)物質(zhì)，污泥壓濾液具有COD高、可生化性差、NH3-N濃度高、TP濃度高、C/N較低、硬度高、pH高等特點(diǎn)。動(dòng)物無(wú)害化污水成分復雜，含有大量的有機物質(zhì)和動(dòng)物油脂。

為保證系統適應來(lái)水復雜多變的水質(zhì)，且能最大程度承受水質(zhì)波動(dòng)帶來(lái)的沖擊，穩定運行，對設計進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行一定程度放大，使系統余量充足。生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園混合工業(yè)污水處理站處理設計規模為900m3/d，其中垃圾滲濾液、污泥壓濾液、餐廚沼液、動(dòng)物無(wú)害化污水處理設計規模分別為700、50、100、50m3/d。處理后的出水要求達到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標準》（GB16889―2008）表2要求后排入市政污水管網(wǎng)。設計進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

2、工藝設計及流程

2.1 工藝設計

餐廚沼液和垃圾滲濾液協(xié)同處理，調節池的垃圾滲濾液一部分進(jìn)入厭氧系統進(jìn)行厭氧發(fā)酵，一部分超越至生化系統，可以補充餐廚沼液生化處理所需要的碳源，無(wú)需額外投加碳源，大大節省了運行成本；脫氮菌利用滲濾液補充的碳源，使系統的TN去除效果大大提高，同時(shí)滲濾液中的有機物在生化系統的去除率也得到相應提高。污泥壓濾液進(jìn)入MBR系統與垃圾滲濾液混合，因垃圾滲濾液處理量大，兩者協(xié)同處理對污泥壓濾液起到稀釋作用，無(wú)需另外投加酸液調節污泥壓濾液pH，節省大量藥劑成本。此外，4種污水協(xié)同處理，餐廚沼液、動(dòng)物無(wú)害化污水含油量被大大稀釋?zhuān)瑴p弱了油含量對生化系統微生物及后期膜系統處理產(chǎn)生的影響。

2.2 工藝論證

厭氧生物處理技術(shù)由于具有運行成本低、能耗低、剩余污泥量少、可以處理高濃度和好氧條件下生物難降解有機物的特點(diǎn)，近年來(lái)已被廣泛用于高濃度有機廢水處理。常見(jiàn)的厭氧反應器有上流式厭氧污泥床反應器（UASB）、升流式厭氧污泥床-濾層反應器（UBF）、厭氧生物濾池（AF）。UASB系統抗沖擊能力強，負荷率高，工藝設計參數有較多的滲濾液試驗數據和運行效果分析數據支持，有機物去除效果優(yōu)于AF，單位建設投資較UBF低。并且UBF、AF在國內比較有影響力的垃圾滲濾液處理工程中成功應用實(shí)例較少，難以確認較為可靠的設計參數。所以，本工程設計采用UASB作為厭氧處理單元的構筑物選型。

好氧生物處理在廢水處理中技術(shù)比較成熟，能使有機物最大程度地降解并接近排放標準，降低深度處理的難度和成本，主要有膜生物法（MBR）、氧化溝、序批式活性污泥法（SBR）等工藝。MBR工藝在高濃度有機廢水處理中的應用日益廣泛成熟，MBR系統的污泥濃度高，系統占地小，能夠方便地安排生物脫氮，特別適合氨氮較高的污水處理；由于采用超濾膜進(jìn)行泥水分離，MBR工藝出水SS低，有利于后續深度處理。本工程的好氧單元選擇MBR系統，其中生化段設置兩級AO，一級AO段去除不掉的氮在后加的缺氧段通過(guò)超越一部分垃圾滲濾液補充碳源進(jìn)行反硝化脫去，最后的好氧段控制較高溶解氧，氧化剩余的碳源和有機物。

由表1看出，垃圾滲濾液COD為60000mg/L，遠高于其他廢水，僅設計垃圾滲濾液進(jìn)入UASB進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，保證產(chǎn)氣效率及其穩定性。垃圾滲濾液處理規模遠大于其他污水處理量之和，需將垃圾滲濾液調節池設計余量，并實(shí)時(shí)監測UASB厭氧罐出水水質(zhì)指標。保證垃圾滲濾液水質(zhì)水量可調可控即可確保4類(lèi)廢水直接在MBR混合后處理效果穩定且良好，無(wú)需在MBR前設置勻質(zhì)池，節省了池體建設費用。

經(jīng)過(guò)MBR處理后難生化降解的有機物形成的COD和色度仍然超標，一般混凝處理對于該類(lèi)廢水的去除率低且污泥量較大，處理麻煩。其他物化處理技術(shù)在高濃度有機廢水處理實(shí)際工程應用上還缺乏生產(chǎn)性相關(guān)的應用技術(shù)參數確認。目前可靠的深度處理工藝只有膜處理技術(shù)。根據膜的孔徑，膜處理可以分為反滲透、納濾、超濾以及微濾等。與反滲透相比，納濾的最大優(yōu)點(diǎn)是能使小分子鹽隨出水排出，避免鹽分富集帶來(lái)的不利影響。納濾膜和反滲透膜在設備投資方面相差不大，但納濾系統動(dòng)力消耗遠小于反滲透系統。本工程深度處理采用納濾工藝。

綜上工藝論證，本工程厭氧系統采用UASB工藝，好氧處理采用MBR系統（兩級A/O+外置管式超濾），深度處理采用納濾工藝。

2.3 工藝流程

混合工業(yè)污水處理工藝流程如圖1所示。

垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生的滲濾液自流進(jìn)入預處理工段，格柵機對水中大的懸浮物進(jìn)行截留，以防止后段污堵設備。格柵過(guò)濾后的污水自流進(jìn)入滲濾液調節池。

調節池滲濾液一部分通過(guò)提升泵定量提升至UASB厭氧罐，一部分超越至MBR系統。厭氧系統產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)收集后進(jìn)入到沼氣處理系統進(jìn)行處理或利用；厭氧處理出水自流進(jìn)入到中間沉淀池，去除隨水流出的老化厭氧污泥以避免其對后端生化系統的不利影響。

厭氧工段中沉池出水自流進(jìn)入MBR系統。MBR系統采用外置式，膜系統部分采用管式超濾膜形式，生化部分采用兩級A/O生化工藝。MBR系統包括一級反硝化池、一級硝化池、二級反硝化池、二級硝化池、管式超濾系統等5部分。硝化液在管式超濾系統循環(huán)壓力作用下形成一部分超濾產(chǎn)水，壓力作用下自流進(jìn)入超濾清液箱。

污泥無(wú)害化處置中心產(chǎn)生的污泥壓濾液進(jìn)入壓濾液調節池，經(jīng)過(guò)pH調節池、沉淀池、水解池后進(jìn)入中間池，后經(jīng)提升泵泵入MBR系統。

餐廚無(wú)害化項目厭氧罐產(chǎn)出的沼液以及動(dòng)物無(wú)害化項目產(chǎn)生的動(dòng)物無(wú)害化污水分別經(jīng)除渣預處理后存入各自項目預存池，后續分別經(jīng)過(guò)自動(dòng)過(guò)濾清洗器除渣后經(jīng)提升泵泵入MBR系統。

MBR工藝處理后的污水進(jìn)入納濾處理系統。在一定壓力作用下，部分清水和小分子物質(zhì)透過(guò)膜形成清液，剩余的物質(zhì)和水形成濃縮液，清液回用或者達標排放，濃縮液則排入濃縮液收集池，經(jīng)濃縮液處理站的碟管式反滲透（DTRO）系統進(jìn)一步濃縮后，進(jìn)入機械式蒸汽壓縮（MVR）系統進(jìn)行蒸發(fā)，中水作為循環(huán)冷卻塔補水，母液回噴至垃圾焚燒爐。

3、主要構筑物及設計參數

（1）調節池。

2座，調節池有效容積4800m3。其中滲濾液調節池設計有效容積4200m3，設計水力停留時(shí)間6d，分為2格，設計尺寸分別為19m×15m×8.5m、19.6m×12.5m×8.5m，其中一格兼作事故池；污泥壓濾液調節池有效容積600m3，設計尺寸為19m×4m×8.5m，設計水力停留時(shí)間3d。調節池前設置格柵機，去除大顆粒懸浮物，調節池內設置潛水攪拌機，減少污泥沉降，同時(shí)在調節池內底板設置一定坡度，并在最低點(diǎn)設計排泥井，可定期對調節池進(jìn)行排泥。

（2）UASB厭氧罐。

2座，每座有效容積2700m3，規格為D15m×17m。系統處理水量Q為700m3/d，UASB液位高度15.8m，沉淀區高度1m，三相分離器沼氣層高度0.8m，單體分配流量14.6m3/h，單體內循環(huán)流量162~250m3/h，單位COD產(chǎn)氣率0.45m3/kg，產(chǎn)氣量14742Nm3/d，單位COD容積負荷≤6.63kg/（m3?d），污泥MLSS產(chǎn)率0.05kg/kg（以COD計），總泥SS產(chǎn)量2047.5kg/d，水力停留時(shí)間7.7d。

（3）中沉池。

1個(gè)，實(shí)際沉淀區設計規格6.5m×5.5m×9.5m，設計有效液位8.8m，設計泥斗高度2.0m，有效容積243m3，沉淀時(shí)間8.3h，表面積負荷1m3/（m2?h），沉淀區表面積30m2。（4）MBR系統。包含一級A/O系統、二級A/O系統、超濾系統。

一級A/O系統。反硝化段（缺氧段）包括2座小池體，尺寸分別為12m×11m×9.5m、6m×3.5m×9.5m，有效液位8.0m，有效容積1776m3，設計水力停留時(shí)間47.3h。硝化段（好氧段）容積尺寸12m×11m×9.5m，4座，有效液位8.0m，有效容積4224m3，設計水力停留時(shí)間112.6h。一級A/O實(shí)際污染物的BOD5去除負荷0.057kg/（kg?d）（以MLVSS計）。

二級A/O系統。反硝化段（缺氧段）容積尺寸12m×5.5m×9.5m，2座，有效液位8.0m，有效容積1056m3。設計水力停留時(shí)間28.1h。硝化段（好氧段）容積尺寸12m×12m×9.5m，2座，有效液位8.0m，有效容積2304m3，設計水力停留時(shí)間61.4h。二級A/O實(shí)際污染物的BOD5去除負荷0.031kg/（kg?d）（以MLVSS計）。

MBR生化系統污泥齡設計為26d。射流曝氣形式，清水氧利用率為40%以上，總曝氣量168.7m3/min?；亓髦饕譃橐患?/span>A/O系統內回流：包括連續的硝化液與厭氧進(jìn)水換熱后的回流（回流比6.4）、間歇的冷卻污泥回流（回流比>20）；二級A/O系統內回流：超濾系統濃液回流（回流比8）。好氧工藝溫度的控制方法：先與厭氧系統進(jìn)水進(jìn)行換熱冷卻，不足條件下與冷卻塔運行產(chǎn)生的冷媒進(jìn)行換熱冷卻，通過(guò)在線(xiàn)溫度監測控制換熱冷卻量。

超濾系統。采用外置管式超濾膜，設計處理水量1000m3/d，設計套數6套，單套環(huán)路設計D26.66cm×3m的管式UF膜5支，實(shí)際膜通量55.8L/（m2?h），實(shí)際膜面積816m2，超濾最大操作壓力為0.8MPa。超濾進(jìn)水前配置2套多袋式過(guò)濾器，流量范圍0~200m3/h，過(guò)濾孔徑為600μm，材質(zhì)SUS304。

（5）納濾系統。

采用卷式納濾膜，設計處理水量1000m3/d，設計套數3套，采用膜支數30支，單段設置2支耐壓膜殼，每支膜殼內設有5支卷式納濾膜元件，單套系統總膜面積為1020m2，設計清液產(chǎn)率80%。實(shí)際膜通量13.8L/（m2?h），實(shí)際膜面積1020m2。設計運行壓力1~2MPa，回收率80%。

4、運行效果

本工程于2018年10月調試完畢至正式運行以來(lái)，混合污水處理站處理效果穩定，處理后的出水達到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標準》（GB16889―2008）表2要求后排入市政污水管網(wǎng)或回用。目前混合污水處理站高峰時(shí)期超負荷運行，實(shí)際平均進(jìn)水量為698m3/d，其中滲濾液、沼液、污泥壓濾液、動(dòng)物無(wú)害化污水平均進(jìn)水量分別為462、145、20、42m3/d。通過(guò)公司例行監測和第三方監測，出水水質(zhì)穩定達到設計標準，監測結果見(jiàn)表2。

5、社會(huì )環(huán)境及經(jīng)濟效益分析

5.1 社會(huì )環(huán)境效益分析

本工程中混合工業(yè)污水的處理處置是以保護生態(tài)環(huán)境、治理環(huán)境污染為目的，項目運行后降低了產(chǎn)業(yè)園污染物總體排放量，為節能減排貢獻巨大力量。產(chǎn)生的中水回用，有效降低了水資源的消耗，減少了滲濾液給環(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題，實(shí)現了滲濾液、餐廚沼液、動(dòng)物無(wú)害化污水、污泥壓濾液無(wú)害化、減量化處理，具有巨大的環(huán)境效益。自2018年10月正式運行以來(lái)，截止到2021年4月，共處理污水61.52萬(wàn)t，其中滲濾液處理量39.76萬(wàn)t，餐廚沼液處理量15.52萬(wàn)t，動(dòng)物無(wú)害化污水處理量3.98萬(wàn)t，污泥壓濾液處理量2.25萬(wàn)t。COD、氨氮、總氮排放量分別減少16719、1015、1288t。

5.2 經(jīng)濟效益分析

生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園混合廢水協(xié)同處置模式與各類(lèi)型污水單獨建廠(chǎng)處置相比，降低了土建和設備投資，噸水處理成本降低，節省了碳源、酸堿成本，具有明顯的經(jīng)濟效益。

5.2.1 單獨建廠(chǎng)與協(xié)同處置投資比較

若餐廚垃圾、生活垃圾、脫水污泥、動(dòng)物尸體4類(lèi)固廢單獨建設處理廠(chǎng)，產(chǎn)生的污水需建立獨立處理設施4套。建立生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園共同處置4種固廢，產(chǎn)生的4類(lèi)污水協(xié)同處置，共用1套處理系統。與單獨建廠(chǎng)相比，協(xié)同處置模式4種污水共用MBR處理系統與納濾處理系統，生化系統土建基礎費用及MBR系統和納濾系統的設備投資費用大大降低。與單獨建廠(chǎng)相比，協(xié)同處置土建投資節省690萬(wàn)元，設備投資節省4203萬(wàn)元，噸水處理成本節省43元。具體內容見(jiàn)表3。

5.2.2 單獨建廠(chǎng)與協(xié)同處置耗材藥劑成本比較

垃圾滲濾液與餐廚沼液協(xié)同處理，垃圾滲濾液提供餐廚沼液碳源補給，兩者pH相互調配，無(wú)需投加碳源和純堿。根據本工程建設前污水一期實(shí)踐數據可知，與單獨建廠(chǎng)相比，協(xié)同處置可節省碳源成本258萬(wàn)元/a，純堿成本23萬(wàn)元/a。垃圾滲濾液與污泥壓濾液協(xié)同處理，剩余污泥通過(guò)管道直接輸送到污泥無(wú)害化處理中心，節省污泥運輸費用46萬(wàn)元/a。若壓濾液?jiǎn)为毺幚?，不與滲濾液等協(xié)同處置，因壓濾液pH在11~12之間，必須在壓濾液pH調節池中投加酸，才能使壓濾液的pH適合MBR系統中的微生物生長(cháng)。污水協(xié)同處置后，壓濾液進(jìn)入MBR系統與處理量較大的滲濾液混合后，混合液pH在8~9之間，無(wú)需在pH調節池額外投加藥劑，降低酸成本130萬(wàn)元/a。具體內容見(jiàn)表4。

6、結語(yǔ)

（1）本工程采用“預處理系統（格柵+調節池）+厭氧系統（UASB+中沉池）+MBR系統（兩級A/O+外置管式超濾）+納濾系統”工藝處理生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園混合工業(yè)污水，處理效果良好且穩定，出水各項指標達到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標準》（GB16889―2008）表2要求，此工藝可應用于類(lèi)似生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園混合污水處理實(shí)踐中。

（2）本工程實(shí)現滲濾液、餐廚沼液、動(dòng)物無(wú)害化污水、污泥壓濾液無(wú)害化、減量化處理，具有巨大的環(huán)境效益。

（3）生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園混合廢水協(xié)同處置模式與各類(lèi)型污水單獨建廠(chǎng)處置相比，降低了土建和設備投資，噸水處理成本降低，具有明顯的經(jīng)濟效益。（來(lái)源：中節能（臨沂）環(huán)保能源有限公司）