02水量設(shè)計(jì)

該固體廢物污水處理廠位于某高濃度綜合型廢水預(yù)處理廠站，其用途主要是負(fù)責(zé)園區(qū)內(nèi)部的生活廢物焚燒發(fā)電廠以及廚余垃圾處理廠、污泥處理廠等地區(qū)形成的高濃度綜合廢水。

依照相關(guān)文件以及焚燒廠、污泥廠和餐廚廠對(duì)進(jìn)排水水質(zhì)的要求標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)不超過該污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)的污水（其水量大致為 610.1m3/d）會(huì)通過機(jī)械粉碎格柵，由其處理之后再傳輸至污水處理廠的外排泵站內(nèi)提升排出。對(duì)該污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)的污水予以預(yù)處理（焚燒廠滲濾液等約590t/d，除此以外的廢水約 88.9t/d，餐廚廠污水約399.7 t/d，污泥處理廠約27.1 t/d，總共約1105.7 t/d)。在該設(shè)計(jì)中，允許的最高進(jìn)水水量約1798.1 t/d，需要予以生物處理的污水水量約1105.7t/d。

基于此，該項(xiàng)目的總量設(shè)定為2100 t/d，污水處理總量設(shè)定為1350 t/d，其中焚燒廠滲濾液（包括沖洗廢水）、餐廚沼液（包括部分污泥廠高濃度廢水）以及其他進(jìn)入外排放泵后提升排出（泵房集水池進(jìn)口處設(shè)機(jī)械粉碎格柵處理）的低濃度廢水的處理總量分別設(shè)定800t/d、550t/d 及 950m3/d。

03水質(zhì)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

依照我國相同屬性的滲濾液以及餐廚沼液水質(zhì)、該地區(qū)生活垃圾特定指標(biāo)予以科學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)，詳細(xì)參數(shù)見表1所示內(nèi)容。

表 1 進(jìn)水水質(zhì)設(shè)計(jì)參數(shù)

3.2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)該污水廠的出水水質(zhì)予以設(shè)計(jì)，詳細(xì)參數(shù)見表 2 所示內(nèi)容。

表 2 出水水質(zhì)設(shè)計(jì)參數(shù) mg/L

04工藝設(shè)計(jì)

因我國焚燒廠垃圾滲濾液中含有的污染物質(zhì)具備復(fù)雜多變、水量水質(zhì)活性強(qiáng)、有機(jī)污染物和懸浮污染物濃度較高、NH3-N濃度較高等特性，所以滲濾液的設(shè)計(jì)如圖 1 所示，其展示的為全面具體的污水廠處理工藝設(shè)計(jì)流程。

圖 1 污水處理廠工藝設(shè)計(jì)步驟示意

因餐廚厭氧消化沼液內(nèi)存在的有機(jī)污染物和懸浮物具備濃度高、NH3-N濃度高、油脂含量高、鹽分高等特性，其設(shè)計(jì)的詳細(xì)工藝步驟見圖 1 所示內(nèi)容。上述工 藝設(shè)計(jì)步驟對(duì)污染物的去除效果見表 3。

表 3 工藝設(shè)計(jì)步驟污染物去除效果參數(shù)

05構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

5.1 預(yù)處理系統(tǒng)

設(shè)計(jì)建造了污水處理廠中的合建式預(yù)處理場所，其地上建筑內(nèi)配備了格柵機(jī)、氣浮裝置、PAC 以及 PAM 加藥裝置、配電裝置，地下位置配備了滲濾液調(diào)節(jié)裝置、餐廚沼液調(diào)節(jié)設(shè)備、氣浮浮渣和提升泵場所。該建筑的設(shè)計(jì)尺寸分別是：預(yù)處理場所為 40.2m×2 8.9m；提升泵場所為地下式建筑，其尺寸為 9.5 m×6.0 m；2 個(gè)滲濾液調(diào)節(jié)裝置尺寸分別是31.0m×26.2 m×6.5m（裝置 1）和11.0 m×8.0 m×6.5m（裝置 2）；餐廚沼液調(diào)節(jié)裝置尺寸是11.0 m×8.0 m×6.5 m；氣浮浮渣裝置尺寸是 8.0 m×4.0 m×6.5 m。

關(guān)鍵設(shè)備裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)：該處理廠配備了一套渠箱螺旋格柵機(jī)，其具備的污水處理數(shù)量高于 55m3/h，柵隙為1.0 mm，N=2.2 kW，且該套裝裝置還具備沖洗系統(tǒng),同時(shí)擁有壓榨性能。此外，還配備了 4 套氣浮機(jī)，每套 Q=20～3 0 m3/h，N=4.0 6kW，且該裝置還自帶溶氣罐、回流泵以及刮渣機(jī)等。還需要設(shè)計(jì)配置以及 PAM 制備和投加設(shè)備、調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的潛水?dāng)嚢杵?、滲濾液提升裝置、餐廚液提升以及浮渣提升裝置。

5.2 厭氧處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.2.1 厭氧處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

第一、需要設(shè)計(jì) 4 座厭氧反應(yīng)器，并將其作用模式更改為并聯(lián)運(yùn)作，每座 Qd =210 m3/d，進(jìn)水需氧量為60000 mg/L，同時(shí)對(duì)厭氧處理系統(tǒng)中的需氧量去除率予以設(shè)計(jì)，使其不低于 81%，且容積符合是11kgCOD/（m3 ·d），每座厭氧反應(yīng)器的有效容積是1400m3，在此基礎(chǔ)上再設(shè)計(jì)每座反應(yīng)器尺寸為 9.5 m×23 m，以及有效液位是22m。最高循環(huán)比是 6∶1，上升流速是 2.6 m/h。

第二、沼氣生產(chǎn)率需要設(shè)計(jì)在 0.34～0.4 1m3/kg COD范圍內(nèi)，以及沼氣產(chǎn)量在12000 ～13 000m3/d(480.0～5 3 5.5 m3/h)范圍內(nèi)。

5.2.2 核心配套裝置

針對(duì)厭氧反應(yīng)區(qū)的設(shè)計(jì)：需配置 4 座 CLR 內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器,以及具備較強(qiáng)防腐和保溫性質(zhì)的碳鋼結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵構(gòu)件主要有三相分離器(單座反應(yīng)器均需配置 2 套)、旋流金水布水系統(tǒng)、氣液分離水封設(shè)備(單座反應(yīng)器均需配置2套，其規(guī)格尺寸為 0.9 m×1.4 m)以及脫水設(shè)備。另設(shè)厭氧循環(huán)泵8臺(tái)，其Q=120m3/h，H =350kPa，N= 22kW。還需設(shè)計(jì)配置厭氧剩余污泥泵 4 臺(tái)，其Q=10m3/h，H =6 5 0 kPa，N=8.5 kW。設(shè)計(jì)配置籃式過濾裝置 4 套，Q=55 m3/h。管式換熱器四套，其換熱范圍是10m2，應(yīng)用的材質(zhì)為 SS304。

針對(duì)沼氣存儲(chǔ)和處理區(qū)的設(shè)計(jì)：需配置一套干式雙膜沼氣氣柜，?=13.5 m，V =1000 m3 ，其應(yīng)用的膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯，氣體流動(dòng)的壓力需要控制在 0.7～1.3 MPa 范圍內(nèi)。另設(shè)計(jì)配置一臺(tái)調(diào)壓風(fēng)機(jī)，1000 m3/h，2 kPa，2.2 kW。還需要設(shè)計(jì)配置3臺(tái)沼氣 引風(fēng)設(shè)備，14.1 m3/min，35 kPa，15 kW。配置 2 座沼式干式脫硫裝置，該設(shè)備并不屬于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。設(shè)計(jì)配置沼氣燃燒火炬一套，Q=65 0m3/h，其功率是 11.5 kW，由 PLC 予以操作控制，且具備自動(dòng)點(diǎn)火性能。

5.3 MBR 膜生物反應(yīng)池

工藝參數(shù)設(shè)計(jì)：MBR 膜生物反應(yīng)池中的水溫設(shè)計(jì)需要控制在 25 ℃左右，以及MLSS10kg/m3 ，反硝化速率為0.07kgNO3—-N/(kgMLSS·d)，設(shè)計(jì)的反硝化率為98%，對(duì)反硝化池整體的有效容積是4300m3 ，其中針對(duì)圖 1 中的一級(jí)反硝化池設(shè)計(jì)容積是3050m3 ，二級(jí)為1250m3 。對(duì)膜生物反應(yīng)池中的污泥齡予以設(shè)計(jì)，取 17.6 8d，以及硝化細(xì)菌生長速率需設(shè)計(jì)在 0.0255d，需氧量的處理數(shù)量是11000.5 kgCOD/d，還需要對(duì)膜生物反應(yīng)池的一級(jí)硝化池有效容積予以設(shè)計(jì)，為 6200m3 。

此外，對(duì)圖 1 所示的二級(jí)反硝化池進(jìn)水予以設(shè)計(jì)，NO3—-N 是165 mg/L，以及該池內(nèi)的水力滯留時(shí)段（包括回流量）設(shè)計(jì)成 2h。一級(jí)硝化混合液的回流比值設(shè)計(jì)為 2 1。深度為 8m 的膜生物反應(yīng)池中，其水氧利用概率是 41%，以及生化系統(tǒng)的共計(jì) COD是10500.5 m3/h。該池中每天剩余的污泥數(shù)量其平均值是165 t/d，內(nèi)部設(shè)計(jì)配置的超濾膜數(shù)量是 6套，且該膜的材質(zhì)為聚四氟乙烯，該材質(zhì)過濾通量的平均數(shù)值是 8.6 L/(m2 ·h)，以及支持的最高過濾通量是 11 L/(m2 ·h)，該膜的整體面積數(shù)值是5900m2 ,每支膜的面積是 12.2m2 。站在理論層面，該膜的設(shè)計(jì)數(shù)量為500 支，其擦洗強(qiáng)度在 50L/(min·支)。

對(duì) MBR 膜生物反應(yīng)器構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)：需設(shè)計(jì)配置一座一體模式的 MBR 綜合性水池，該池在地面上呈現(xiàn)一部分，下半部分位于地下，兩級(jí) A/O 池并聯(lián)3組運(yùn)行（2組處理滲濾液厭氧出水，1組處理餐廚沼液）。還需要設(shè)計(jì)配置2座膜池以及酸堿沖洗池。具體的規(guī)格參數(shù)如表 4 所示內(nèi)容。

表 4 MBR 組合型水池各構(gòu)筑物規(guī)格參數(shù)

06效果分析

該污水處理廠在設(shè)計(jì)準(zhǔn)備一個(gè)季度之后便開始進(jìn)入試驗(yàn)檢測環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段滲濾液進(jìn)水量可以大致達(dá)到 700 t/d，餐廚沼液進(jìn)水量就可以大致達(dá)到300 t/d。在試驗(yàn)檢測環(huán)節(jié)，取詳細(xì)的進(jìn)出水參數(shù)以及平均數(shù)值如表5內(nèi)容。根據(jù)對(duì)表 5 內(nèi)容分析可知，實(shí)際的固體廢物污水處理效果以及相關(guān)指標(biāo)均有效滿足合計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

表 5 試驗(yàn)檢測環(huán)節(jié)的進(jìn)、出水水質(zhì)參數(shù)

07結(jié)論

（1）北京市構(gòu)建的循環(huán)經(jīng)濟(jì)環(huán)衛(wèi)產(chǎn)業(yè)園污水處理廠，其設(shè)計(jì)的總量為2100 t/d，污水處理總量設(shè)定在1350t/d，其中分別包含焚燒廠滲濾液(包括沖洗廢水)、餐廚沼液（包括部分污泥廠高濃度廢水）以及其他進(jìn)入外排放泵后提升排出(泵房集水池進(jìn)口處設(shè)機(jī)械粉碎格柵處理）的低濃度廢水，處理總量分別設(shè)定在 800 t/d、550 t/d、950 m3/d。

（2）該污水處理廠的設(shè)計(jì),其滲濾液應(yīng)用了氣浮、調(diào)劑裝置、內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器、兩級(jí) A/O-MBR工藝（即膜———生物反應(yīng)器）。餐廚沼液的處理設(shè)計(jì)應(yīng)用了氣浮、調(diào)劑裝置、兩級(jí) A/O-MBR 工藝。

作者簡介

周輝

現(xiàn)就職于中城環(huán)境廣東分公司，主要從事垃圾焚燒、滲濾液處理、有機(jī)垃圾處理、垃圾填埋等全過程綜合咨詢與監(jiān)管工作。先后參與中山三大組團(tuán)垃圾處理基地第三方運(yùn)營監(jiān)管、佛山垃圾資源化處理提質(zhì)改造項(xiàng)目第三方監(jiān)管、無錫惠聯(lián)垃圾處理終端第三方監(jiān)管、惠州垃圾填埋場運(yùn)營維護(hù)及滲濾液處理運(yùn)營服務(wù)項(xiàng)目、惠州仲愷高新區(qū)生態(tài)環(huán)境園區(qū)第三方監(jiān)管等重大項(xiàng)目。

編輯：李丹