高浓度有机混合污水协同处理技术
1、前言
某生态循环产业园位于某地，日处理生活垃圾1500吨，餐厨废弃物300吨，污泥300吨，动物尸体90吨。其污水处理中心采用“预处理系统+厌氧系统+MBR系统+纳滤系统+反渗透系统”的主体工艺对上述项目产生的垃圾渗滤液、污泥压滤液、餐厨沼液、动物无害化污水进行协同处置，设计日处理能力，一期300m3/d，二期900m3/d，处理后的出水全部达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表二标准。
2、工艺流程
本生态循环产业园目前采用的主要工艺为“预处理系统+厌氧系统+MBR系统+纳滤系统+反渗透系统”，工艺原理为先通过预处理系统除去大颗粒固体，调节水量、均衡水质，进一步通过厌氧系统进行厌氧发酵产沼气，大大降低有机物含量，经厌氧发酵的污水进入生化系统，生化系统中的微生物利用污水中的有机物完成自身生长繁殖，进一步降低有机物含量，并完成生化系统反硝化脱氮过程。难以生化降解的有机物，无机盐离子被膜处理系统截留，保证透过水达标排放。浓缩液进入浓缩液处理站进行处理。具体工艺流程图如1、2所示。
3、餐厨沼液和垃圾渗滤液协同处置研究
3.1 混合处理效果研究
餐厨沼液是餐厨垃圾等各种有机物经厌氧发酵后残留的液体，主要包括发酵过程中分解释放的有机物及无机盐类。沼液中含有很多可溶性物质，包括少量发酵原料中未被消化的可溶物，以及种类众多的微生物代谢产物，这些新产生的可溶性物质包括各种有机物及各种离子等，沼液中含有多种氨基酸，.氮、磷、钾含量高，而且含有一定油类物质。
当前针对沼液的生化处理工艺有缺氧好氧(Anoxic/Oxic，A/O活性污泥法、序批式活性污泥法(Sequencing Batch eactor Activated Sludge，SBR)与膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor，MBR)等工艺。由于沼液难降解及可供微生物利用的有机质较少且C/N失调等特点，致使单个处理工艺处理效果不理想；一般需要经过组合工艺的处想理才能实现氨氮与有机物的去除，达到不同废水排放标准，额外投加碳源也是一种提高碳氮比的方式，但处理成本大大增加。
增加。垃圾渗滤液有机物浓度高，水质水量不均匀，且渗滤液中成分复杂，在渗滤液处理过程中存在一定的难度，而磷元素缺乏，生化反应剩余污泥产量大。生活垃圾渗滤液中包含的杂质很多，其中就有污泥，针对渗滤液的污泥处理，若在条件允许的情况下，可以考虑和工业废水一起处理。
综上；餐厨沼液和渗滤液协同处理，可以补充餐厨沼液生化处理所需要的碳源和碱度，无需额外投加碳源和纯碱，大大节省了运行成本。脱氮菌通过消耗渗滤液补充的碳源，TN去除效果良好，同时渗滤液的有机物在生化系统的去除率也得到相应提高。另外两者混合处理，餐厨沼液含油量被大大稀释，减弱了油含量对生化细菌生化细菌及后期膜系统处理产生的影响。餐厨沼液中富含磷元素可以补充垃圾渗滤液处理中磷元素不足的问题。
本产业园餐厨沼液单独处理时，碳源需投加约1.7t/d，经餐厨沼液和垃圾渗滤液协同处理，完全节省了碳源的投加量，餐厨沼液对垃圾渗滤液起到稀释作用，水质水量较之前均衡，垃圾渗滤液也对餐厨沼液中含油成分起到稀释作用，对后续膜系统副作用降低。
由于本产业园铰厨沼液与焚烧厂渗滤液水质差异较大，因此先将垃圾渗滤液进行厌氧处理(UASB)降低COD，随后再与餐厨沼液在水质均衡池混合后进入MBR生化系统处理。设计处理量300m3/d，垃圾渗滤液140m3/d，池容1200m3，厌氧停留时间8.57天。生化系统池容2100m3，停留时间7天。
3.2 生产工艺改进
在污水一、二期生化池间添加污水管道，这样必要时两者可以互通，互相应援。污水二期调节池的沼液可直接通过管道输送至污水一期，补充沼液生化处理中所需要的碳源：渗滤液高峰期，污水二期渗滤液负荷高时，输送至污水一期，可解燃眉之急。污水一期停机检修时沼液可通过管道直接输送至污水二期与垃圾渗滤液混合处理。本项目餐厨沼液和垃圾渗滤液混合比例在10：1-4：1之间.
4、污泥压滤液和垃圾渗滤液协同处理研究
本生态循环产业园污泥压滤液pH为11～12，垃圾渗滤液pH为4.5~5。为此进行以下工艺设计，污泥压滤液进入生化系统前需进入pH调节池进行pH调节，然后进入沉淀池沉淀，沉淀后的清液进行水解酸化提高可生化性，进入中间池，经污泥压滤液提升泵泵入生化池，与经UASB厌氧发酵的渗滤液出水在一级反硝化混合，共同协同处理。协同处理节省了污泥压滤液pH调节所需要的酸成本，大大节省了成本。
5、混合污水膜浓缩液DTRO+MVR处理技术研究
污水处理项目处理规模为一期300m3/d、二期900m3/d。产业园产生的污水量约700-1200m3/d(其中处理渗滤液700m3/d，压滤液200m3/d，沼液及动物无害化污水200m3/d)，产生浓缩液量约280-480m3/d。环评批复浓缩液回喷至焚烧炉处理，而大量浓缩液进炉焚烧将降低炉温、影响发电量，二当前膜浓缩液处理压力极大。
国内现有的膜浓缩液通用处理工艺较多应用DTRO进一步浓缩；最近几年出现采用MVR更大程度的蒸发浓缩，减少产生量；根据本项目垃圾渗滤液浓缩液特性的分析，硬度及碱度较高，易结垢，考虑到本项目要求，通过对不同处理工艺的比较，考虑到运行成本、投资成本及系统可以长时间的连续稳定运行，选定前端采用DTRO工艺对浓缩液产量减量，再用MVR强制循环闪蒸工艺作为处理本项目膜浓缩液的处理工艺方案。浓缩液减量化处理部分(DTRO部分1规模为400m3/d，MVR蒸发工艺部分为1套100m3/d的蒸发系统。
DTRO+MVR工艺可以满足浓缩液处理后，产水达到回用水标准进行回用；产生的浓缩液进行大幅减量，减量95％以上的要求。
6、创新性分析
本项目自2018年10月正式运行以来，设备运行安全可靠，处理效果好，运行成本低，截止到2020年5月共处理污水40.69万吨，、其中垃圾渗滤液25.5万吨，餐厨沼液10.39万吨，污泥压滤液2.11万吨，动物废水2.35万吨，浓缩液9.3万吨。处理后的污水经实验室自测、第三方检测和环保局在线监测系统，完全符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889―2008)表二标准要求，项目创新点如下：
(1)通过采用预处理+厌氧系统(UBF)+水质均衡池+MBR(AO+外置管式超滤)+纳滤系统+反渗透系统处理工艺对餐厨沼液和垃圾渗滤液协同处理，垃圾渗滤液为沼液提供碳源补给，无需额外投加碳源和纯碱，降低碳源和纯碱等耗材成本200多万元/年。同时渗滤液中的有机物在生化系统的去除率也得到相应提高。
(2)通过采用预处理系统(格栅+调节池)+厌氧系统(UASB+中沉池)+MBR系统(两级A/O+外置管式超滤)+纳滤系统+反渗透处理工艺对垃圾渗滤液与污泥压滤液协同处理，pH相互调配，节省了污泥压滤液pH调节所需要的酸成本，同时通过工艺改进，简化了工艺流程，提高了处理效率，降低了运行成本。
(3)DTRO+MVR技术处理产业园混合污水过程中很大程度上降低了浓缩液产生量，使进炉焚烧量基本不会影响锅炉热值和炉膛温度，也避免了大量回灌导致的膜产水量降低，提高了膜过滤的效率，解决了渗透液处理难以达到标准要求等问题。
7、结论
生态循环产业园湿合污水处理技术工艺严谨科学，符合产业园应用需求，该研发项目能保证垃圾渗滤液、餐厨沼液、污泥压滤液、动物无害化废水等的稳定处理并达标排放，在国内具有先进性和创新性，是产业园高浓度有机混合废水的一次创新性应用，具有较大的推广应用价值，经济、社会、环境效益显著。（来源：中节能(临沂)环保能源有限公司）