摘要：近年来，许多新技术应用于垃圾渗滤液处理，取得了迅速的发展。其中发展最成功和目前应用趋势最好的一类是膜技术的应用，包括超滤、纳滤和反渗透等。本文介绍了膜生化处理工艺技术在珠海市西坑尾生活垃圾填埋场渗滤液处理中的应用。
关键词：垃圾渗滤液，膜生化反应器（MBR），纳滤处理系统
1、项目背景：
1.1项目概况
珠海市西坑尾生活垃圾填埋场渗滤液处理站渗滤液来自于填埋区、垃圾分选车间、粪便处理车间和焚烧厂。渗沥液处理站规模拟按1000m3/d的能力设计，。其中一期处理规模为660m3/d，二期处理规模为340m3/d。本方案设计处理量为一期处理量：660m3/d。
1.2设计进水水质
珠海市现有填埋场、垃圾焚烧厂和粪便的实测资料，西坑尾生活垃圾卫生填埋场各股水质特征，主要是有机可生化的污染物质含量高、氨氮浓度较高。各股污水及经渗沥液调节池均和降解后的平均水质，见下表：
1.3设计出水水质
渗滤液经处理车间处理后的水质须达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889－1997）的二级标准：
2工艺设计
2.1工艺方案确定
选择一个工艺的先决条件是要对垃圾渗滤液主要成份进行分析，特别对是重金属、COD、BOD、TKN和盐（电导率、氯化物和硫酸盐）以及碱度的分析，一年中要对不同时间的变化进行分析。这种经常性的分析能够提供垃圾渗滤液的季节性变化。
根据渗滤液水质水量特点和处理要求，我们拟采用如工艺流程图所示的膜生化反应器+纳滤的处理工艺。
膜生化反应器（MBR）技术在渗滤液处理的应用方面进行了大量的研究,开发出一系列的技术及设备，并广泛成功应用于垃圾处理厂的渗滤液处理，在不同的国家渗沥液处理中有许多应用。衍生式膜生化反应器，用于对排放标准要求较高的项目。
膜工艺中微滤（MF）孔径范围一般为0.1~75µm,超滤（UF）筛分孔径为1nm~70µm，均不能截留渗滤液中所含盐份，只能用来将微生物菌体、沉淀物从污水中分离出来，压力量在0.2~7bar之间。近来微滤和超滤在与好氧生物工艺处理组合应用，即所谓膜生化反应器（MBR）技术显示出强劲的市场竞争力。
MBR是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统，用膜分离（通常为超滤）替代了常规生化工艺的二沉池。与传统活性污泥法相比，MBR对有机物的去除率要高得多，因为在传统活性污泥法中，由於受二沉池对污泥沉降特性要求的影响，当生物处理达到一定程度时，要继续提高系统的去除效率很困难，往往需要延长很长的水力停留时间也只能少量提高总的去除效率，而在膜生物反应器中，由於分离效率大大提高，生化反应器内微生物浓度可从常规法的3~5g/l提高到15~25g/l，可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的去除效果，减小了生化反应器体积，提高了生化反应效率，出水无菌体和悬浮物，因此在提高系统处理能力和提高出水水质方面表现出很大的优势。
垃圾渗滤液经MBR处理，不仅可以连续排放,而且能满足间接排放要求;若排放标准较高,可采用后续接纳滤NF或反渗透RO作深度处理。
2.2系统流程
渗滤液处理系统由四部分组成，包括：(1)调节池；（2）膜生化反应器MBR系统；（3）纳滤NF系统；（4）生化剩余污泥、NF浓缩液处理系统，如图1所示。
图1、系统流程图
3工艺介绍
3.1工艺说明
根据具体情况本项目确定方案为膜生化反应器+纳滤，本方案的工艺流程(详见工艺流程图)可分为以下四个系统：
①膜生化反应器②超滤系统（UF）③纳滤处理系统④剩余污泥处理系统
3.2膜生化反应器系统
如上图所示；膜生化反应器BIOMEMBRAT®系统由生化反应器和超滤两个子系统组成。
3.2.1膜生化反应器
渗滤液通过生化进水泵按大于27.5m3/h处理能力提升入生化反应器。为保护后续的超滤膜，生化池进水前加了篮式过滤器，以去除进水中的小颗粒固体干扰物。
生化反应器由前置的反硝化罐和硝化罐组成，反硝化罐和硝化罐分别为一座为600m3（有效容积）和两座1500m3（有效容积）的钢筋混凝土池体。生化罐加盖。污水中含有碳、氮和磷等元素的有机物经过生物降解得到有效去除。硝化罐内曝气采用专用设备射流鼓风曝气。在硝化罐中，通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，并使氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，一部分回流到反硝化罐，在缺氧环境中还原成氮气排出，达到脱氮的目的，反硝化池内设1台液下搅拌装置。一部分进入超滤（UF）系统。
3.2.2超滤系统（UF）
与传统生化处理工艺相比，微生物菌体通过高效超滤系统从出水中分离，确保大于0.02µm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，超滤浓液回到生化池。污泥浓度通过错流式超滤的连续回流来维持。
UF进水泵把生化池的混合液分配到UF环路。超滤最大压力为6bar。每个膜管内安装了一组直径为8mm，内表面为聚合物的管式过滤膜。超滤系统设2组单独的环路，每组环路设有5根超滤膜管。每个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。每个环路可在其他环路运行的同时进行冲刷、清洗或维护。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。如需要，清洗后期可向清洗槽少量滴加膜清洗药剂。
在膜生化反应器中COD去除率大于96%，渗滤液中的氮源，部分生物合成，其它在硝化池内氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，并在反硝化中还原为氮气而去除，NH3-N去除率大于99%。
3.2.3纳滤处理系统
为达到规定的排放标准，在膜生化反应器后加上纳滤处理系统，纳滤的作用是截留那些不可生化降解的大分子有机物COD，纳滤后的清液可以达到很低的COD浓度。
纳滤系统设有一套，每套设有4组膜单元，每组膜单元设有两支并联的纳滤膜壳，纳滤膜总面积1300m2，操作压力为5—25bar。并配套清洗设施。
纳滤净化水回收率大于85%。
纳滤出水除以上主要指标达标外，其余指标如色度、重金属离子含量等污染物指标均达到排放要求。
3.2.4剩余污泥离心脱水系统
生化产生的剩余污泥将根据活性污泥的生长情况进行排放调节，生化剩余污泥排入污泥储池，通过泵提升入离心脱水系统脱水，脱水上清液回入生化处理系统，保证了处理系统的清液采率。
3.2.5纳滤浓缩液回灌设施
纳滤处理清液产率在85%，也就是说还产生15%的浓缩液，由于强化了生化预处理，纳滤的浓缩液中的污染物大部分为不可生化或生化难降解的有机污染物，且由于纳滤对盐分的截留很小，浓缩液中的盐分较少，因此纳滤浓缩液采取回灌方式回入垃圾填埋场，利用填埋场这个巨大的天然“厌氧反应器”进一步降解浓缩液中的不可生化降解或生化难降解的有机污染物。
根据填埋场实际情况，纳滤浓缩液回灌采用水平井回灌处理工艺。
水平井回灌法
水平井回灌法是在垃圾面一定深度下开挖水平井，内置穿孔的HDPE管作为布水支管，井填充砾石或废弃的轮胎碎片。由于水平管网覆盖面积大，该系统比其他回灌方式引入填埋场的浓缩液量大。由于该系统是敷设在垃圾面底下的，无论是正在使用的填埋场还是封场后的填埋场，均可采用此系统进行渗滤液回灌。
根据填埋场的现状，设计确保其水力负荷小于16L/m2•d,在覆盖层下0.5m处铺设水平井，东西向5条，南北向2条，每条设阀门控制，使回灌浓缩液均匀回灌至各处。
4膜生化反应器+纳滤的应用体会
本项目经过一年多的运营，运营人员总结MBR膜生物反应器有如下优点：
①高MLSS与微滤膜过滤下，出水水质良好稳定。②取代沉淀池及过滤单元，无污泥沉降性问题。③抗负荷冲击能力强，有效处理高浓度有机废水④悬浮物和浊度接近于零。⑤可有效去除氨氮。⑥可拦除大部分致病菌，减少消毒药剂用量。⑦操作运行费用低，低能耗及自动化控制。⑧排泥周期长，在生物自解下污泥量少。
