ABR/氧化沟/膜生物反应器处理垃圾渗滤液
垃圾渗滤液是垃圾填埋产生的二次污染物，它的水质水量受填埋场场龄的影响相当大。随着垃圾填埋时间的延长，渗滤液中的氨氮浓度不断升高，有机物浓度则相对下降，碳氮比例严重失调，逐渐成为一种极难处理的高浓度氨氮废水。目前对城市垃圾渗滤液的处理中生物法因其高效低耗的特点而被广泛应用。
桂林市冲口垃圾卫生填埋场一期工程日处理垃圾500t，已于2002年正式投入使用。2004年，桂林市环境卫生管理处对冲口垃圾卫生填埋场300m3/d的渗滤液采取单独污水处理措施，并于2006年成功调试运行。
1 设计水量、水质
根据国内外大量垃圾填埋场渗滤液水质变化的统计研究资料，垃圾填埋场从开始运行到第五年，渗滤液中污染物浓度将不断上升，五年以后趋于稳定。桂林市环卫处多次对冲口垃圾填埋场渗滤液水质进行了采样分析，水质见表1。结果表明冲口垃圾填埋场在运行的一年半时间内，渗滤液的污染物浓度正以较快的速度上升，这与国内外垃圾渗滤液污染物浓度变化规律相一致。
表1 桂林冲口垃圾填埋场渗滤液分析结果
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通过对部分南方城市典型垃圾填埋场渗滤液水质的调查研究(见表2)可以看出，桂林冲口垃圾填埋场产生的渗滤液的水质情况，和其他几个南方城市的垃圾渗滤液水质相似，结合冲口垃圾填埋场的使用情况，得出污水处理站进水水质预测表，见表3。
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2 处理工艺
工程实践证明，渗滤液初期可生化性较好，而随着填埋程度的不断加剧和填埋量的增加，渗滤液中成分越来越复杂，可生化性逐渐降低，处理难度加大，处理效率日趋下降，难以达到排放标准。本工程根据实际监测渗滤液的水质情况，经过多方考察论证和比较，优化设计了一种符合实际情况的工艺流程，以适应水质的变化，见图1。
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与国内现在己采用的各种工艺相比，厌氧+氧化沟+膜分离工艺有如下优点：
1)出水水质好，运行可靠；
2)设备紧凑，占地少；
3)氨氮去除能力高(达98%以上)；
4)活性污泥浓度能达到10000～15000mg/L，由于活性污泥量多，抗冲击负荷能力强；
5)由于膜的作用，氧化沟反应器中污泥停留时间长，污泥自我消化，从而显著地减少剩余污泥量；
6)系统采用PLC控制，实现自动化控制；
7)工程投资和处理成本与其他膜处理技术相比，成本相对较低。
3 主要构筑物及设计参数
3.1 调节池和浮筒提升泵
调节池为原有构筑物，总容积25000m3，起到了调节水量，均衡水质、沉淀重金属和悬浮物的作用，为后续工艺奠定了基础。根据调节池的水位，多数情况下，调节池污水不能自流入处理系统，需设提升泵将污水提升至调节池坝顶。为尽量降低进水污染物浓度和减少管理环节，设计采用浮筒安装潜水泵，不设提升泵房，浮桶浮力大于1000kg，材质为钢制防腐，双桶双梁，DN：0。5m，L：3m。
3.2 厌氧反应池
为确保厌氧工艺的高效运行，提高厌氧反应池污泥浓度，尽量缩短水力停留时间，本方案采用折流式厌氧反应器(ABR)，并在上向流部分设置厌氧填料，与污泥的停留时间(SRT)较好分离。其抗冲击负荷能力强，处理效果好，COD平均去除率可达75%以上，减轻后续好氧的负荷。厌氧反应器平面尺寸为15m×10.6m，为下沉式构筑物，高出地面0.8m。控制平均流速Vu=0.5m/h，池体有效容积V有效为440m3分为两组，每组220m3。池总面积500m2，池的有效深度为3.52m，为保证池处于厌氧环境，沼气又能安全散发，设计有1m深的静止液位，池总深度5.0m。池内设填料总体积222m3，平均水力停留时间HRT为35.2h。
3.3 氧化沟(PID)+膜分离反应器(MBR)
厌氧池出水直接进入氧化沟(PID)+膜生物反应器(MBR)。该系统为氧化沟+膜分离器钢筋砼下沉式构筑物，联体共分为3部分：即兼氧部分(A段)、好氧部分(O段)、膜分离部分(M段)。A段长×宽×高=18m×11m×4.3m，O段长×宽×高=14.7m×10.5m×4.3m，M段长×宽×高=3.3m×10.5m×4.3m。运行过程中污水通过回流泵在A段和O段两池子中循环流动交替经好氧、缺氧状态。其中好氧部分提供氨氮硝化；缺氧部分提供反硝化(为保证反硝化的可靠，特设碱度投加系统一套备用)；M段膜分离部分保证硝化池的污泥浓度，确保污泥负荷<0。05kgNH4+2N/(kgMLSS·d)。
膜分离池另配鼓风机为膜组件供气，保证膜组件表面流体的流速，有效防止膜污染。并设中空纤维膜组件。中空纤维膜组件采用膜通量稳定的进口膜，膜通量0.2～0.25m3/d，单组膜面积105m2，共14组。配膜在线清洗系统、自动控制系统各一套。氧化沟(PID)+膜生物反应器(MBR)使得COD、BOD得到很好降解，氨氮得以高效的转化和释放，同时配合排泥可以去除大量的磷。由于膜对细菌有很高的截留作用，出水细菌总数也很低。
3.4 臭氧系统(脱色、杀菌)设计
系统由臭氧发生器与脱色罐共同组成。臭氧折算投加量约为40mg/L，需臭氧量500g/h。本工程通过水射器，使臭氧以最小气泡形式注入水中，从而使臭氧与水在臭氧接触脱色塔充分混合，以最大限度地溶解于水(达到理想溶解度和反应速度的水温约为10-30℃)。设计接触时间HRT为45min。选用CPS21A臭氧发生器两台，一用一备，配套9m3脱色接触罐一台。
4 污水处理站建成后对环境的改善污水处理站建成后能在很大程度上改善外排污水的水质，污染因子浓度值下降幅度均很大，对受纳水体水质的改善具有关键性作用。各污染物去除量见表5。
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5 结论及运行实践
该渗滤液处理系统采用折流式厌氧反应器(ABR)/氧化沟/膜分离反应器相结合的技术，将膜工艺与生化工艺有机结合，大幅降低工程投资和运行费用，同时取得很好的社会效益和环境效益。
本系统经过了2年的实际运行，从运行结果上来看，由于各工艺取长补短，从而提高了系统运行的稳定性和可靠性，增强了系统对水质变化的适应能力，确保了出水各项指标均达到排放标准的要求，为填埋场后期渗滤液的处理提供了可靠的保障。本工艺采用了膜处理系统，系统初投资略高，但能适应远期水质的变化，无需增添新的设备或进行系统改造，从中长期来看，总体经济效益应较好。
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