黄永胜，司海瀛，张广芳，赵旭红，嵇 磊

(溧阳中材环保有限公司，江苏 常州 213000)

1 工程概况

本项目为改造项目，原有设计处理水量为60 m3/d，出水水质执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中的要求，设计工艺为“混凝反应沉淀+调节+厌氧+A/O+MBR+RO”，出水部分回用，部分排放，RO浓水回灌填埋场。

表1 工程进水水质及出水排放标准Table 1 Inlet water quality and effluent discharge standards of the project

项目改造后，其处理规模为：最小处理量62 m3/d，最大处理量125 m3/d。浓水产生量通过循环，可小于15%。出水水质为《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中标准，设计工艺为“调节池(填埋场调节池)+一级A/O+二级A/O+MBR+RO”，出水部分回用，部分直接排放。

图1 系统工艺流程图Fig.1 Process flow chart of the system

本项目的垃圾渗滤液的主要来源有三个部分，即垃圾本身含有的和填埋过程中发生厌氧生物反应生成的水分；填埋区内的雨水汇集和浅层地表渗流水。

影响垃圾渗滤液生产量和成份的因素很多，主要包括垃圾成份，温度气候条件，年平均降雨及垃圾填埋的地的地质条件。还有一个重要因素，即垃圾填埋龄的影响尤为明显。垃圾渗滤液成份复杂，含有许多有害的有机物和重金属。对垃圾渗滤液做过抽样测定，有机物污染物达到100多种，其中含有近20种难以生物降解的杂环类化合物和长链有机化合物。垃圾渗滤液的有机物浓度和氨氮浓度都很高。属于典型的难处理高浓度废水[1]。而且随着季度性降雨量和气温的变化，水质水量变化幅度很大，总体水质情况会随垃圾填埋龄的延长发生质的变化。

垃圾填埋根据垃圾填埋年限分为：初期填埋场、成熟填埋场和老龄填埋场。3年以下的填埋场为初期填埋场，COD和BOD浓度都很高，但可生化性较好，氨氮浓度相对较低，相对来说要好处理。3至10年的为成熟填埋场，COD和BOD浓度有所下降，但B/C比下降更明显，可生化性很差，而氨氮浓度则迅猛上升，这个时期的渗滤液极难处理。10年以上的为老龄填埋场，此时COD和BOD都下降到了一个比较低的浓度，污染程度有所减轻。但直接排放仍不能达标，而且废水仍较难处理。溧阳垃圾填埋场是成熟期的垃圾填埋场，渗滤液COD偏低而氨氮很高，属于难处理垃圾渗滤液[2-3]。

2 培养及调试过程

2.1 生化段原理

本项目采用反硝化+硝化(A/O)进行有机物、氨氮、总氮以及总磷的去除。反硝化作用也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮。另外废水经过反硝化后可以提高其可生化性，降低污水的pH值，减少污泥产量，为后续好氧生物处理创造有利条件；可以提高整个系统对有机物和悬浮物的去除效果，减轻硝化系统的有机负荷，使整个系统的能耗相比于单独使用硝化系统大为降低。硝化作用是利用硝化菌和异氧菌，在好氧的条件下，将废水中的氨氮和有机物进行有效去除，其中硝化菌是完成硝化作用，即将氨氮转化为硝酸盐氮或亚硝酸盐氮的主要微生物。硝化池中的混合液，即废水和污泥(含硝化菌和反硝化菌)，通过回流反硝化池，使硝酸盐氮或亚硝酸盐氮还原为分子态氮(N2)或一氧化二氮，达到脱氮的目的[5]。

2.2 污泥的采集和处理

硝化和反硝化单元中所需要的微生物，均来自活性污泥。活性污泥的初次采集可采自渗滤液处理站剩余污泥(干污泥)或者其它生活污水处理厂曝气池、氧化沟等产生的活性污泥(湿污泥)。本项目可采用溧阳市垃圾填埋场垃圾渗滤液处理站脱水污泥进行投加。

采用压滤后的80%含水的泥饼时，应注意将污泥中的纤维物质或较大颗粒物质挑选清除(可用5 mm间隔的细格栅进行污泥清洗)，以免堵塞膜处理系统。按照10000 mg/L污泥浓度(绝干污泥量/池中污水体积)进行初次投加，投加量约为30 t(80%含水)。投加80%含水的泥饼时，也可以采用垃圾填埋场垃圾渗滤液处理站的硝化或反硝化稀污泥进行补充，更利于菌种的培养。

投加前，硝化池(指好氧池)和反硝化池(指缺氧池)要做到水面没有漂浮物，池底没用金属、砂石等，硝化池和反硝化池中之前投加的清水或污水中没有大的悬浮物、漂浮物、纤维等杂质。干污泥投加时，可人工均匀投加到硝化池或反硝化池。湿污泥投加时，可用泵车直接打。

2.3 活性污泥的培养和驯化

无论是干污泥还是湿污泥投加，因为它们多数来源于渗滤液处理站，因此处理渗滤液要进行培养和驯化，以便逐步适合处理垃圾渗滤液。为了加快污泥培养驯化速度，一般会采用同类型污水处理产生的污泥，本工程即可采取附近填埋场垃圾渗滤液处理站的污泥。但即使用同类型污水处理产生的污泥，开始也需要进行培养和驯化。

培养和驯化的目标是：硝化池和反硝化池中的污泥浓度(MLSS)稳定在2500～4000 mg/L之间(与进水水质相关)，污泥颜色棕黄，呈絮状，半小时沉降数20%～30%。同时，污水处理的指标对于COD可达到35%～60%的去除率(与进水水质相关)，对于氨氮可达到45%～75%(与进水水质相关)的去除率时，视为活性污泥培养成功[4]。

2.4 碳源和磷源的准备

生化调试过程中理想的碳源是葡萄糖、淀粉或粪便。鉴于渗滤液中氨氮含量较高，本项目主要考虑碳源和磷源的补充。

磷源、氮源的准备。调试中补充碳源采用葡萄糖，1 kg葡萄糖约折合COD为1.06 kg。初期进水COD浓度控制在1500～2000 mg/L左右。如果实际投放的渗滤液COD占1000 mg/L，则需要补500～1000 mg/L的碳源。随着实际投放的渗滤液逐渐增加，补充碳源的量相应减少。(在运行中补充碳源要根据脱氮的情况而定，调试过程中碳源的投加只为了活性污泥增长到正常范围)。补充磷源一般以Na(H2PO4)2为主，生化池BOD5和COD的质量浓度比一般按0.3～0.4计，补充量按 m(BOD5):m(N):m(P)=100:5:1折算。

2.5 培养和驯化阶段

为配合生化调试，需对生化池中的COD(铬法)、溶解氧、pH值、细菌等指标进行监测，一般生化处理调试需配备以下监测仪器：COD测定仪、溶解氧测定仪、pH值测定仪、显微镜。

2.5.1 初期(3 d)

(1)首先将生化池注入一定量的清水和部分待处理的污水(本项目加入1/3待处理的渗滤液，其它用自来水或雨水将生化池补充至设计液位)，然后将污泥倒入反硝化池和硝化池。一般第1次投加2/3污泥，同时投加葡萄糖或面粉等培养料，加水搅拌后按比例均匀 投加到各生化池内。投加培养料以生化池COD的质量浓度控制在设计COD值为准，然后按比例补加磷。

(2)闷曝：投料后进行闷曝。一、二级硝化池水气体积控制在1:(20～30)。第1天曝气采取6 h充氧，4 h停机的方式进行。

(3)再次投料：经过1 d闷曝后，第2天COD的质量浓度将会降低。需再次投料，第2次可投入剩下的1/3污泥至化料池，(留下部分作为备用)。同时投加以葡萄糖为主的培养料，投加培养料仍以控制生化池COD的质量浓度在设计COD值为为标准，根据 需要补磷后闷曝。

(4)闷曝：第二、三天的闷曝可减少停机时间，生化曝气可控制为开6 h停2 h。

2.5.2 中期(4～7 d)

一般经过2～3 d的闷曝后，通过显微镜镜检，可能会看到少量的原生动物。原则上，此时每天定时补加碳源逐步以葡萄糖或面粉为主，同时补充磷源。补充碳源的标准仍以生化池COD的质量浓度在生化池设计进水浓度左右为准。

此阶段为排除生化代谢物，生化池需适量换水，同时继续进行闷曝。此阶段为加速污泥菌胶团的形成，在生化池中可适量投加粉状PAM。

2.5.3 后期(7～10 d)

一般经过7～10 d闷曝，生化污泥表现显淡黄色，污泥30 min 沉降比达到10%左右。通过镜检可发现有较多活跃的原生动物钟虫、纤毛虫，以及后生动物轮虫、线虫等，此时生化污水处理即可进入驯化及增负荷调试阶段。 增负荷调试一般以每2 d增加五分之一的污水负荷进行。1周后基本可以全负荷运行。为平稳过度，增负荷全几天视具体情况可适量补充碳源。 生化调试期间，曝气强度原则上应结合水中溶解氧类控制气水比，一般好氧区溶解氧的质量浓度控制在1～3 mg/L，兼氧区控制在0～0.5 mg/L。 其它监控指标主要有COD，生物相、pH值、污泥沉降比。取样分析频率为调试初期一般4 h取1次样，中期6 h取1次，后期8 h取1次样。

2.6 调试注意事项

生化设施的调试，有以下几点须特别注意。

(1)设置化料池及配备物料输送系统对于规模较大的污水处理设施是必要的。

(2)投加的污泥需尽可能化开，避免垃圾进入生化池，降低污泥使用效率。

(3)若投加粪便，则在投加时需做好垃圾的清理工作，避免垃圾进入输送泵，否则极易引起输送泵的堵塞。

(4)需随时掌握生化池内的COD及溶解氧变化情况，及时补充碳源和调整供气量。

(5)调试期间生化池pH值最好控制在7～8.5之间，发生异常及时寻找原因采取补救措施。

根据化验室检测的数据，每天往生化池投加225 kg的葡萄糖，用以满足微生物繁殖所需的碳源。经过几天碳源的投加和对化实验数据的分析，生化池已经具备了碳氧化和硝化的作用，连续几天的O2出水，COD在800～1000 mg/L之间、氨氮在30 mg/L左右。根据渗滤液的B/C比分析，生化的出水应该在800～1000 mg/L的范围。17日上午MBR开始产水，同时开始往系统进渗滤液，当天进渗滤液26.2 t。第二天化验室检测两个好氧池的COD和氨氮仍处于较低值，指标并没有上升趋势。18日RO膜系统运行出水。

表2 现场MBR、RO膜出水检测数据和每天进水量表Table 2 Field MBR and RO film effluent test data and daily influent meter

进水渗滤液中的COD极其不稳定，最低只有1500 mg/L左右，最高超过2800 mg/L，但全部符合我司处理厂渗滤液处理范围之内；进水氨氮较高，全部超过1000 mg/L，最低1085 mg/L，最高1562 mg/L，基本都在1000～1600 mg/L范围，进水碳氮比严重失调；连续九天的出水指标全部达标，COD出水最高只有58 mg/L，平均46 mg/L，出水氨氮最高10.6 mg/L，最低只有0.1 mg/L，平均数据不到5 mg/L，远低于标准氨氮出水标准。

从COD和氨氮总去除情况上超过95%的去除率对于整个系统工艺的能力是肯定的，兼氧环境的均质调节池+一级反硝化池+一级硝化池+二级反硝化池+二级硝化池+MBR膜组件+RO反渗透的整个工艺组合对于出水水质的达标起到明显效果，同时每一个单独工艺都有着不可替代的作用，都发挥自身独有的特点，组合到一起更是对于COD、氨氮的去除效率大大加强。同时系统对于磷的处理也同样出色，进水磷含量在20～30 mg/L之间，出水磷含量都在0.2～0.8 mg/L之间，远低于出水标准；pH出水检测控制在7.1～7.4之间，出水总氮、色度、碱度等也同样全部达标。

3 结 论

(1)以A/O、MBR为核心的活性污泥法处理渗滤液工艺中，生化污泥培养的情况是关键，缺氧池中的反硝化作用和好氧池中的硝化作用都依赖于活性污泥的情况，为了保证生产节约时间可以选择其他处理厂中合适的生化污泥进行培养；

(2)缺氧池起到缺氧反硝化除氮作用，好氧池起到硝化氧化氨氮和吸磷作用，此工艺对于高氨氮、低COD的渗滤液有着出色的去除效果，最后经过RO膜的物理反渗透过滤出水COD、氨氮分别平均仅有46和5左右；

(3)通过系统加入新的生化污泥后我司渗滤液处理站已稳定达标运营超过3个月，每天的出水数据证明接种污泥和活性污泥法处理此渗滤液是可行的。