1.1  处理规模、进出水水质

1.1.1  处理规模

根据前文的计算，一期、二期及三期工程渗沥液日产生量分别为22.2m3/d、29.0m3/d及39.4m3/d，管理区的污水3.2m3/d、洗车废水4.8m3/d及化验排水2.0 m3/d经收集后排入渗沥液调节池。由于由于明水县当地气候条件恶劣，常年平均气温2.9°C，冬季（11月~3月）平均气温为-17.6°C，极端最低气温达到-38°C，因此生化系统处理部分难以运行。此外，冬季降雨量极少，降雨集中在6~8月。因此，本项目的渗沥液处理系统安排在每年的4月至10月运行，其余时间暂停处理，此阶段产生的渗沥液暂存在垃圾填埋场的渗沥液调节池内。

由于生化系统的重新启动大约需要1个月的时间，渗沥液处理站实际运行时间为6个月，同时考虑1.2的安全系数，本工程渗沥液的设计处理规模为100 m3/d。

1.1.2  设计进、出水水质

1、设计进水水质

根据明水县生活垃圾的特点，并结合国内同类地区垃圾渗沥液水质的特征，本工程设计进水水质见表8-7。

表8-7 设计进水水质

2、设计出水水质

根据《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）第9.1.2条的规定：现有和新建的生活垃圾填埋场自2008年7月1起执行表2规定的水污染物排放限值。本工程渗沥液处理出水就近排入冲沟，最后汇入安肇新河。根据《黑龙江省地表水功能区标准》（DB23/T740-2003），安肇新河属Ⅳ类水功能区，水质执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类水质标准。由于明水县常年降水量较少，本工程渗沥液处理出水部分用于纤维作物、旱地谷物及水田谷物的农田灌溉，因此，明水县城市生活垃圾填埋场渗沥液处理出水水质执行GB16889-2008《生活垃圾填埋污染控制标准》中表2的排放限值及《城市污水再生利用 农田灌溉用水水质》（GB20922-2007）中表1（纤维作物、旱地谷物及水田谷物类）的最大限制的更严者。部分设计出水水质见表8-8。

表8-8  设计出水水质

3、尾水排放

本工程渗沥液处理站处理后的水排入渗沥液站区清液池中，部分用于明水县纤维作物、旱地谷物、水田谷物的农田灌溉、渗沥液处理设施的反冲洗用水以及填埋作业区的降尘用水，未利用部分排入附近排水渠，最后汇入安肇新河。

表8-9   工艺各段去除率预测表

1.3 渗沥液处理工程设计

本项目渗沥液处理分为水质均衡池、MBR生化系统、MBR超滤系统、NF系统、RO系统、剩余污泥处理系统及浓缩液回灌系统。

1.3.1 水质均衡池

由于调节池内的渗沥液可生化性和碳氮比较差，为保障渗沥液处理系统的脱氮稳定性、节约系统运行成本，设计水质均化系统。水质均化单元不但提高渗沥液的可生化性，而且可以对渗沥液中大分子和较为复杂的有机物转化为小分子物质，将环状结构转化为链状结构，进一步提高了渗沥液的BOD/COD比，增加了渗沥液的可生化性，为后续的好氧生化处理创造了条件。采用填埋场产生的可生化性较好的渗沥液原液与调节池渗沥液在水质均衡池中进行适当的混合调配，有利于生物脱氮，减少外加碳源的投加量，从而降低了运行成本。

1、水质均衡池

功能： 水质均衡调节

数量： 1座

建筑尺寸： 5.0m×2.5m×4.50m

有效水深： 4.0m

有效容积： 50m3

备注： 钢砼结构，埋地式

2、主要设备

（1）均衡池预曝气系统

功能： 预曝气

数量： 1套

规格： 曝气膜盘

（2）MBR生化进水泵

功能： MBR生化进水

数量： 2台（1用1备）

规格： 螺杆泵；Q=5.0m3/h，H=15m，Pn=3kW

（3）袋式过滤器

功能： MBR进水过滤

数量： 2台（1用1备）

规格： 袋式过滤器；Q=10m3/h，过滤精度600-800um

1.3.2 MBR系统系统

一、工艺原理

针对本项目较严格的总氮达标排放标准，在原来的单级生化脱氮工艺上引入了二级反硝化、硝化工艺，当一级反硝化和一级硝化脱氮不完全时，一级反硝化、硝化过程中残留的氨氮、硝态氮和亚硝态氮在二级反硝化和二级硝化反应器中通过进行深度脱氮反应，从而保障了生化脱氮的完全性和稳定性。

就本项目而言，采用带有两级生物脱氮功能的膜生化反应器，主要由一级反硝化、硝化初级脱氮系统，二级反硝化、硝化深度脱氮系统和外置式超滤单元组成，如下图8-5所示。

膜生化反应器的硝化罐内根据需要配置射流鼓风曝气专用设备，可以培养出高活性的好氧微生物，使污水中的可生化降解的有机污染物在硝化罐内几乎完全降解，同时把氨氮和有机氮氧化为硝酸盐，由于超滤膜把菌体（活性污泥）和净化水完全分离，使得在生化系统中经过不断驯化产生的微生物菌群得以繁殖，对渗沥液中相对普通污水处理工艺而言难降解的有机物也能逐步降解，可以获得高品质的出水水质。超滤进水兼有回流功能，即超滤进水经过超滤浓缩后，清液排出，而浓缩液回流至反硝化罐中，在缺氧环境中还原成氮气排出，达到脱氮的目的，反硝化罐内设液下搅拌装置。

二、MBR系统组成

本项目设计的外置式膜生化反应器由一级反硝化、硝化，二级反硝化、硝化和外置式超滤单元组成。

（一）一级反硝化和硝化

一级反硝化和硝化反应器由反硝化罐和硝化罐组成。硝化罐内曝气采用专用设备射流鼓风曝气，通过高活性的好氧微生物作用，污水中的大部分有机物污染物在硝化罐内得到降解，同时氨氮在硝化微生物作用下氧化为硝酸盐。硝化罐至前置反硝化罐设有混合液回流泵（硝氮回流），硝氮回流至反硝化罐内在缺氧环境中还原成氮气排出，达到生物脱氮目的。

（二）二级反硝化和硝化

由于需要考虑国家相关新标准颁布后渗滤液处理出水要求达到总氮排放限值40mg/l的要求，因此设计二级反硝化和二级硝化，当前置反硝化和一级硝化脱氮不完全时，在二级反硝化和二级硝化反应器中通过进行深度脱氮反应，为后续深度膜处理系统脱氮达标创造有利条件。

（三）超滤单元

与传统生化处理工艺相比，微生物菌体通过超滤系统从出水中分离，确保大于20nm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。由于超滤实现泥水分离，因此生化反应器中的污泥浓度可以达到15-30g/l。

UF进水泵把生化池的混合液分配到至UF环路。超滤最大压力为6bar。超滤膜直径为8mm，内表面为高分子有机聚合物的管式错流失超滤膜，膜分离粒径为20nm。超滤环路设有单独的循环泵，该泵在沿膜管内壁提供一个需要的流速，从而形成紊流，产生较大的过滤通量，避免堵塞。

膜管由储存有清水或清液的“清洗槽”通过清洗泵来完成。自动压缩空气控制阀能同时切断进料，留在管内的污泥随冲刷水去生化池。CIP是一种偶频过程，清洗后期阀门按程序打开，允许清洗水在膜环路中循环后回到“清洗槽”，直到充分清洗。超滤的药剂清洗周期一般为一月一次。  

超滤系统采用集成化装置设备，即所有超滤相关的水泵、膜壳等设备以及自控系统均集成在集成架上，所有系统管路和设备（包括电气）在出厂前已经完成设备运转测试、管路压力测试以及电气测试，运至现场后只需连接进出口管线、动力电源以及自控电缆即可投入使用，可以大大节省现场施工和调试时间。

（四）辅助设施

MBR设有如下辅助设施：

（1）生化冷却系统

夏天外界温度较高，生化反应放热，设计冷却系统对生化活性污泥进行降温。

（2）消泡剂投加系统

由于本项目MBR运行负荷较高，在微生物环境因素发生变化时会导致MBR生化产生泡沫，因此，设置消泡剂投加系统用于消泡。

（3）在线监测系统

由于本项目生化系统承担了主要的污染物去除任务，因此需对生化系统运行状况进行实时监控，并根据其状态调整运行参数。本项目设计有pH在线监测、溶解氧在线监测、液位在线监测、温度在线监测系统监测生化运行状况。

三、MBR工艺计算

本项目设计的外置式膜生化反应器由一级反硝化、硝化，二级反硝化、硝化和外置式超滤单元组成。

表8-10   反硝化、硝化罐容计算表