案例：垃圾焚烧渗滤液MBR系统快速启动
1 工程设计情况MBR因具备占地少、污泥浓度高、抗冲击负荷能力强等特点，已成为垃圾渗滤液处理生化主流工艺。广州某生活垃圾焚烧发电厂渗滤液处理站，处理工艺为 UASB+MBR(二级 A/O)+RO，设计处理规模为高浓度渗滤液 400m³/d+低浓度污水 200m³/d，高浓度渗滤液经厌氧处理后与低浓度污水于均衡池混合进入 MBR处理单元。
1.1 设计进出水水质
MBR 系统设计进出水水质如表 1 所示。
1.2 MBR 系统设计
1.2.1 MBR 进水均衡池
尺寸为 6.4*3.5*9.5m，半地埋式钢混结构，用以均衡低浓度调节池，高浓度调节池，UASB 池出水水质。
1.2.2 一级 A/O 池
一级 A/O 反应池分别由一级反硝化池，一级硝化池组成，采用并联方式各设 2 座。其中，每座一级反硝化池尺寸为11.5*9.0*9.5m，2座，有效容积1656m³；每座一级硝化池17.0*9.0*9.5m，2 座，有效容积 2448m³。
1.2.3 二级 A/O 池
一级 A/O 反应池分别由二级反硝化池，二级硝化池组成，采用并联方式各设 2 座，其中，每座一级反硝化池尺寸为6.0*4.2*9.5m ， 2 座 ， 有效容积 403m³ ；每 座 一 级硝化池6.0*4.2*9.5m，2 座，有效容积 403m³。
1.2.4 超滤膜系统
设计规模为 600m³/d，设计膜通量为 65LMH，采用外置式管式膜，分为 2 套，每套超滤装置含 5 支超滤膜管，配套循环水泵，进水泵，阀门，在线仪表等设备。
2 调试运行基本情况
2.1 调试背景
受旱季降雨量及垃圾组分等因素影响，该焚烧电厂日均高浓度渗滤液产生量仅 30~50m³/d，厂区低浓度污水产生量 120m³/d，为完成该渗滤液处理站满负荷调试工作，同时缓解附近垃圾填埋场渗滤液积存问题，于 2018 年 10 月 16 日起，该焚烧电厂渗滤液处理站调试过程 MBR 进水由焚烧电厂高浓度渗滤液、厂区低浓度污水和填埋场渗滤液组成，调试目标为填埋场渗滤液进水量达到 200m³/d，生化系统稳定，污泥浓度达到 15g/L，出水水质稳定达标；因填埋场来水水质波动大，碳氮比较低，厂区高浓度渗滤液采用超越 UASB 系统直接进入 MBR 均衡池的方式，与厂区低浓度污水和填埋场渗滤液混合配水进入 MBR 系统。
2.2 调试过程情况
根据调试实际情况，此次工艺调试按照进水量由少到多，负荷由低到高实施，因填埋场渗滤液碳氮比失调，厂区高浓度渗滤液产生量小，为实现生化系统的快速启动，投加食品级葡萄糖以提高进水碳氮比，外加碳源系数取 0.6kgCOD/kg 葡萄糖，控制混合进水碳氮比在 8~18，系统运行稳定后进水碳氮比降至 5~8；硝化液回流比控制在 12~16，系统运行稳定后硝化液回流比降至9~11；进水电导率不大于 25000μs/cm，Cl-浓度不大于 6000mg/L，视情况投加片碱和磷酸三钠。
2.3 调试工作内容
调试期间具体工作内容如表 2 所示。
3 快速启动过程分析
3.1 混合进水水质水量分析
因填埋场来水水质波动大，每日进行 2 次进水水质检测并留样，厂区高浓度及低浓度进水水质检测每日 1 次，均衡配水以实现生化系统快速启动。快速启动期间 MBR 系统进水水质水量如表 3 所示。
2018 年 10 月 16 日起，引入填埋场渗滤液混合进水进行 MBR系统快速启动，快速启动初期，MBR 总进水量控制在 70~150 m³/d，其中厂区高浓度渗滤液 30 m³/d，填埋场渗滤液 30~60 m³/d，厂区低浓度污水 40~60 m³/d，待 COD 和 NH3-N 去除率分别稳定在 97%和 99%以上时，逐步提高填埋场渗滤液进水量和进水占比，混合进水量从第 35 天开始提升至 400 m³/d 并持续稳定运行，其中填埋场渗滤液进水量控制在 200 m³/d；因厂区高浓度渗滤液产生量较低，仅 40 m³/d，为保证出水总氮达标(小于 40mg/L)，外加碳源以提高混合进水碳氮比在 8~18；受当地垃圾组分影响，经检测，厂区高浓度渗滤液 Cr6+浓度达 3.85mg/L，为降低Cr6+对生化系统的抑制，厂区低浓度污水约 130 m³/d 经均衡池与高浓度渗滤液混合后进入 MBR 系统。
3.2 污染物去除率分析
调试期 MBR 系统 COD 和 NH3-N 去除率如图 2 和图 3 所示，以 5 日 均值作为 评价指标，调 试期间混合进 水 COD 为13245~18964 mg/L，混合进水 NH3-N 为 833~1659 mg/L；MBR 实际出水 COD 为 365~1054 mg/L，MBR 实际出水 NH3-N 为 6~59mg/L。
如图 4 所示，调试期第 10~20 天因填埋场来水碳氮比仅1.5~2.2，且厂区高浓度渗滤液量较少，第 11~15 天进水碳氮比从18.6~19.5 降至 12.2，且填埋场渗滤液 B/C 低于 0.2，同时因填埋场渗滤液占比提高，其混合进水电导率从 17439 μs/cm 上升至21039 μs/cm，期间污泥颜色变深，污泥沉降性变差，生化池泡沫明显增加]，NH3-N 去除率下降至 95.5 %~96.0 %，MBR 出水NH3-N 浓度上升至 50.3~59.2 mg/L。受填埋场渗滤液长期回灌影响，其难降解有机物累积，随着填埋场渗滤液进水量的提升，其难降解有机物导致 MBR 出水 COD 上升，COD 去除率下降，MBR进水可生化性下降。
从第 16 天起，开始投加葡萄糖以提升进水碳氮比，控制混合进水碳氮比在 17 左右；增加曝气量，提高间歇曝气频率，控制一级 O 池溶解氧在 3~4 mg/L，二级 O 池溶解氧 2~3 mg/L；同时提高厂区低浓度污水进水量以降低混合进水电导率。通过采取上述措施，从第 21 天起，NH3-N 去除率回升至 99%以上，MBR 出水NH3-N 维持在 10.4~11.9 mg/L 至调试期结束。
3.3 MBR 系统进水碳氮比、电导率和污泥浓度分析
如图 5 所示，系统调试初期向生化池投加接种污泥共 100 吨 (含水率 80 %)，后因厂区高浓度渗滤液产生量不足，生化调试暂缓，期间不定期进厂区高浓度渗滤液，间歇曝气。10 月 16 日引入填埋场渗滤液混合进水快速启动初期，生化池内污泥浓度为6085 mg/L 和 5477 mg/L，在快速启动第 11~15 天时，污泥浓度已增长至 11115 mg/L 和 10558 mg/L，快速启动第 11~20 天，受进水水质冲击影响，微生物增殖速率变缓，生化池内污泥浓度维持在10~12 g/L(期间未排泥)，通过采取投加葡萄糖提高进水碳氮比、增加厂区低浓度进水量降低进水电导率、增加曝气量提高溶解氧控制范围等措施，生化系统逐渐恢复正常，污染物去除率回升，污泥浓度在采取措施 15 天内从 11097 mg/L 和 12043 mg/L 增长至18352 mg/L 和 19380 mg/L，并开始定期排泥，生化池内污泥浓度控制在 18~20 mg/L。
快速启动完成后，MBR 进水量控制在 400 m³/d 以上，进水碳氮比降为 5~8，MBR 出水 COD 为 600~700 mg/L，MBR 出水 NH3-N 为 10~12 mg/L，MBR 出水经反渗透系统处理后水质稳定达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)中的敞开式循环冷却水系统补充水标准，且总氮不高于 40 mg/L。
本文以一座新建于广州市的渗滤液处理站 MBR 系统为例，介绍了 MBR 系统调试运行的参数选择及相应的运行效果。在进水水质波动大，生化系统受抑制的情况下，通过合理调节 MBR混合进水比例、曝气量和硝化液回流比等运行参数，同时采取投加葡萄糖提高进水碳氮比、增加厂区低浓度进水量降低进水电导率和增加曝气量提高溶解氧控制区间等措施后，生化系统恢复正常，COD 和 NH3-N去除率分别回升至 95%和 99%以上，污泥浓度增至 18~20g/L，进水量达到 400m³/d，一个月内完成了 MBR 系统的快速启动，达到了预期的效果。本文涉及的参数及方法可为类似工程调试和快速启动提供参考。来源:《广东化工》作者:王甲等
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