鞍山市羊耳峪垃圾填埋场渗滤液处理项目设计

来源《CE碳科技》微信公众号

作者刘一夫、孙文汗、徐创、苏克钢、石欢、陈玉婷、闫佳璐、倪琦

刘一夫现就职于中城环境第八事业部，高级工程师，注册公用设备工程师（给水排水）、注册环保工程师，主持设计的项目曾多次获得省部级奖项，作为主要参编者参与多项标准、导则的编制工作。目前主要从事固废、污水处理相关技术研究和设计工作。

一、工程概况

鞍山市羊耳峪垃圾填埋场于1997年12月建成，1998年7月7日正式投入使用，填埋区容量为1100万t。2017年以后，填埋场内平均每天产生渗滤液410m3/d，原渗滤液站实际处理能力仅为60m3/d。随着2018年年底应急项目的投入，大量浓缩液被回灌，导致渗滤液水质进一步恶化。为彻底解决填埋场内渗滤液处理能力不足的紧迫问题，鞍山市羊耳峪垃圾填埋场渗滤液处理项目于2019年年底开工建设，项目处理规模为500m3/d。

二、设计进出水水质

根据现场实测水质情况，并结合其他类似填埋场渗滤液进水水质，确定项目的渗滤液进水水质。项目出水水质达《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008）表2标准，主要设计进出水指标如表1所示。

表1 设计进出水水质表

本项目的进水水质负荷较高，碳氮比失调，氨氮与总氮指标接近，属于典型老龄化填埋场水质。本项目建设之前，存在一定的浓缩液回灌，导致水体内电导率较高，接近40mS/cm，给运行带来很大难度。

三、工艺流程

根据项目进水水质特点及GB 16889—2008表2的排放要求，渗滤液处理采用主流的“膜生物反应器（二级A/O+超滤）+膜深度处理”工艺，纳滤浓缩液采用“减量化+混凝沉淀+两级芬顿氧化+膜生物反应器”。

渗滤液由现状调节池提升至均衡池，调节C/N比之后，经过MBR生化处理去除主要污染物，超滤出水指标接近排放标准。后续采用纳滤（NF）进行深度处理，正常情况下纳滤出水可达到排放要求直接排放。同时为应对水质剧烈波动等不利情况，采用反渗透系统作为出水保障措施。

纳滤浓缩液经过减量化处理后，采用混凝沉淀去除其中的碱度、硬度及20%~30%的有机污染物。其后，利用芬顿氧化系统提高B/C至0.3以上，提升生物降解性能。最后通过小规模的膜生物反应器处理浓缩液废水中的总氮。

具体工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程及水量平衡图

四、工艺设计参数

1. 水质均衡池

水质均衡池设置2座，总有效池容160m3，总停留时间7.68h。用于补充碳源，调节水质，提高碳氮比。

2. MBR系统

两级缺氧/好氧池采用钢筋混凝土结构设计，与均衡池一并建设。总体采用两条线设计。

一级缺氧池共2格，单格尺寸12m×9m×8m，总有效池容1728m3，停留时间3.46d。每格配置2台4kW潜水搅拌器，混合功率为9.26W/m3。

一级好氧池共4格，单格尺寸12m×9m×8m，总有效池容3456m3，停留时间6.91d。每格好氧池配置2个20路射流曝气器，1台射流循环泵，Q=600m3/h，H=13m，Pn=37kW。

二级缺氧池及二级好氧池均为2格，单格尺寸7.5m×4.3m×8m，单格有效池容258m3。二级缺氧、好氧池总停留时间均为1.03d。

两级好氧池共配置3台鼓风机，Q=5000m3/h，H=8m，Pn=160kW。冷却塔2座，总流量为600m3/h，同流量配置冷却污水泵、冷却清水泵。

超滤膜系统选用2套集成设备，一套为双环路、一套为单环路，带自清洗设备。配置3台超滤进水泵，2用1备，单台泵Q=150m3/h，H=25m，Pn=22kW。

系统精简了硝酸盐回流泵，通过超滤回流及冷却污水泵回流，总计回流量比为42.2。理论上，MBR系统出水可控制总氮为80mg/L以下。脱氮率可达97%以上。

3. 膜深度处理

膜深度处理采用纳滤处理，反渗透作为应急备用。纳滤膜系统进水设计流量500m3/d，考虑1.1倍富余系数，清液产率85%，设计通量18L/（h·m2），单位膜元件面积37m2（产品参数），膜元件30支，膜总面积1110m2。反渗透设计进水能力200m3/d，考虑1.1倍富余系数，清液产率80%，设计通量12L/（h·m2），单位膜元件面积40.4m2（产品参数），膜元件20支，膜总过滤面积808m2。

4. 浓缩液处理系统

浓缩液处理系统设计规模为75m3/d，浓缩液经过减量化后首先进入混凝沉淀装置，混凝沉淀出水进入两级串联的芬顿氧化处理系统，每级含5个反应池，总有效容积34.90m3，1个沉淀池，有效容积为12.38m3。芬顿氧化系统出水进入MBR系统。MBR系统包括容积130m3反硝化池、容积330m3硝化池以及处理能力75m3/d的内置式超滤系统。浓缩液处理系统产水送至总排口混合达标排放，沉淀物进入脱水系统脱水，脱水清液回流至生化处理系统，污泥经过板框压滤机脱水后送至填埋场。

投产运行后，根据现场各工艺段水质情况分析，此浓缩液工艺，混凝沉淀对COD去除率在60%以上，两级芬顿氧化处理系统对COD的进一步去除率为40%，MBR系统对COD的进一步去除率为5%，最终达到总排口混合达标排放。目前执行GB 16889—2008表2标准的浓缩液处理工艺，可优先考虑浓缩液处理后出水与纳滤出水混合后达标排放。

浓缩液工艺流程图详见图2。

图2 浓缩液工艺流程图

5. 污泥处理系统

本项目生化系统产生剩余污泥产量约为145.7m3/d，设计采用剩余污泥脱水设施对剩余污泥进行脱水，脱水后污泥量为10.93m3/d，脱水上清液回入生化系统，脱水干泥含水率约为60%，干泥由建设单位送至垃圾填埋场填埋处置。

五、主要经济技术指标

本项目处理规模500m3/d，于2019年10月动工，2020年6月投产达标出水，总占地面积仅为6603.21m2，年总运行350d。总投资概算为5934.23万元，设备装机容量为1347kW，年耗电量约为587.75万kWh。渗滤液单位运行成本为90.19元/m3。

六、运行效果

本工程于2020年6月完工并投入运行，目前工程稳定运行，进出水水质月均变化情况如表2和图3、图4所示，从两年间的运行效果可见，工程出水水质指标均能保持稳定达标排放。同时，可以注意到，进水COD的波动与出水水质呈现一定的关联性，进水NH3-N浓度存在波动时，出水水质仍然保持稳定的效果。可见本项目整体工艺路线，对NH3-N的抗冲击能力较为理想，对COD的去除效果基本可控。

表2 项目实际进出水水质

图3 项目实际进出水水质月均变化

图4 项目实际进出水NH3指标月均变化

七、项目分析

目前国内生活垃圾填埋场的排放标准在有下游管网和污水厂接纳的情况下，一般执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）表2标准，个别需要直排水体的填埋场执行表3标准或者一级A。从国内已建项目调研情况来看，执行表2项目的工艺路线选择较多，可用常规工艺或者非膜法，建设成本和运行成本也较低，但是需要具备一定条件。

本项目为常规膜处理工艺，对纳滤浓缩液采用非膜法常用的高级氧化工艺，主要考虑现状调节池有效容积较少，填埋场选址为山坡，不具备暂存渗滤液的功能，在保障渗滤液日产日销方面需求较高，因此考虑出水稳定，按规模配置纳滤膜，一半规模配置反渗透作为保障，水质波动条件下，产水率可以保障至少80%。

八、结语

填埋场渗滤液的C/N失调、氨氮总氮浓度高、进水水质波动大、出水执行标准不一，一直是国内渗滤液处理的难点。如何对于不同排放标准，针对性选择稳定合理的、低成本的全量化处理工艺，是行业内持续关注的热点。

本项目在采用国内主流工艺路线基础上，通过对浓缩液减量化后，采用混凝沉淀+两级芬顿氧化+膜生物反应器技术路线实现全量化处理，对执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008）表2标准排放要求的填埋场渗滤液站建设，具有一定的借鉴意义。

本项目工艺段中两级芬顿氧化工艺，在药剂投加环节，需人工根据进水水质投加相应量药剂，如何进一步提升芬顿氧化工艺的自动化水平，是下一步工作值得关注的问题。

原文标题:案例分析丨鞍山市羊耳峪垃圾填埋场渗滤液处理项目设计