无论是垃圾填埋场还是垃圾焚烧厂，渗滤液的特点是水量水质受季节、气候等因素的影响大，成分复杂、污染物浓度高、可生化性差，渗滤液处理工艺大多采用“预处理+生化+深度处理”工艺，其中生化处理普遍采用MBR工艺，是整个渗滤液处理系统的核心，是出水能否达标排放的重要保障。
( M& b: ]! t6 L/ [8 ]4 b$ k# Q4 B
! f. I. l) B& x/ p" ^# b1 }垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点如下：3 g( s! I# H3 R1 V
; Q4 s+ A- a' P- J
◆MBR生化处理系统的设计应以COD进行计算；: ?# l+ H# j, ]3 r
! Z. v# u( e2 r9 B; E- P
◆规模较小时可以采用一条线，规模较大时需设置二条线；
- v3 n2 [' @5 S- ~+ {# o/ o
. ]) t# l0 {+ u! {2 i9 l- n◆渗滤液处理出水对总氮无要求时采用单级生物脱氮，出水对总氮有要求时采用二级生物脱氮；
! k! d, l. H& o" C# L8 y
, e3 J+ x0 ]: p9 _! q' i◆合理选取水温、泥龄、污泥浓度、剩余污泥产率及单位耗氧量等设计参数，通过计算确定混合液回流比； [1 N8 v! {% k! M9 c
' d) Q+ Q& w0 L; Z4 Z( T0 I
◆外加碳源可以采用甲醇、乙酸钠、葡萄糖等，分别投加在缺氧池和后置反硝化池；8 o! V O+ Z g: y* `/ @' R
" }7 h$ y: ~( Z& ^3 v◆通过控制生物池内水的流态、利用空气管道控制曝气区域、控制膜分离和污水冷却系统回流位置等技术措施，可以取得良好的处理效果。( H! l' D" _; T+ g
6 ]9 m# _) ]( [9 I1用COD进行设计计算& n6 t' q4 ?9 b' }2 m
* u0 Q. W/ X& K" n& Y大部分的生化处理系计是按BOD进行设计计算的，但对垃圾渗滤液而言，COD浓度远远高于BOD浓度，二者的比值COD/BOD＞2.2，此种情况下如果仍按BOD进行设计，会存在较大误差，严重影响处理效果，因此垃圾渗滤液MBR生化处理系统应以COD进行设计计算，实际运行结果证明，这种计算方式是符合实际情况的、是合理的。
1 y+ @- ?% B8 a% w% q8 h% v
9 h; Y9 e# ~: P$ u- i/ A2一条线和二条线的设定原则设置8 S; ]& u) u6 ?; | H
) B8 g @9 H) Q+ w
许多垃圾渗滤液处理工程，生化处理部分往往只设置一条线，检修、维护时整个系统必须停止运行，对整个渗滤液处理系统影响很大，而且恢复运行难度也很大。因此为保证渗滤液处理系统能够连续稳定运行，同时考虑到渗滤液处理规模大小不一，原则上规模较小时可考虑设置一条线，规模较大时可应采用二条线，使系统的运行更加可靠、灵活和合理，把由于检修维护的影响降到最低。
/ K0 i' x) u2 N0 w% V7 P" F9 }
6 Z/ V r- d# |$ Q& v根据渗滤液处理工程的特点，工程规模Q≤200m3/d的渗滤液处理工程可以按一条线进行设计，工程规模Q＜400m3/d的渗滤液处理工程，优先考虑采用二条线，如果现场条件不允许也可采用一条线，工程规模Q≥400m3/d的渗滤液处理工程应采用二条线。
) h* j2 V; K6 |/ {
6 n' K$ G/ j4 |: m* g3单级生物脱氮和二级生物脱氮的适用条件2 O; Z* h. J0 `' n6 ]1 y8 b
) w. x3 n) |7 k! c$ W }
所谓单级生物脱氮系统，就是在系统内设置缺氧池和好氧池，利用微生物的硝化和反硝化反应达到去除总氮的目的，对于进水氨氮浓度较低或排放标准对总氮没有要求的项目，采用单级生物脱氮即可满足要求。+ n( @) _1 S2 T/ A6 ^+ a8 l
- P' z3 h1 n4 P o8 B5 B; R$ L3 M0 |
% X1 y# I2 W8 z6 b! t% N( [1 ~图1单级生物脱氮系统示意图$ U9 d3 D- J% [
- O# e6 J# u/ D# c事实上经过单级生物脱氮处理后，出水中仍会含有一定量的硝酸盐，尤其是进水氨氮浓度高的情况下，出水中硝酸盐的含量会更高，总氮也相应偏高。在出水对总氮有严格要求的地区，为保证出水总氮达标，在单级生物脱氮后再增设后置反硝化池和后曝气池，亦即二级生物脱氮系统，通过投加外加碳源，利用微生物的硝化和反硝化反应进一步去除剩余的硝酸盐，进而达到提高总氮去除率的目的。0 q5 p" l% I, z S; k
- L! P: c6 n; B( _/ T: ]
1 d8 G# ]# Y# Q# |6 D- L$ r
图2二级生物脱氮系统示意图
0 l7 j! J1 V4 X$ i/ W& Y% S% x5 J& E+ S' I3 ?0 l9 Y( B0 G$ D
垃圾渗滤液原液中氨氮浓度很高，一般介于2000mg/L~3000mg/L之间，也有高达3000mg/L~4000mg/L，一些排放标准要求出水总氮低于40mg/L，总氮去除率高达98%以上，如此高的去除率对MBR系统提出了更高的要求，单级生物脱氮系统很难达标，必须采用二级生物脱氮方能满足要求。. A6 V1 V& y+ y% T% Y( G4 B" T
) N6 ^- ^- v) }, g, ^对于垃圾渗滤液而言，排放标准对总氮没有要求的项目，生化处理系统采用单级生物脱氮，如果排放标准对总氮有严格的要求，应采用二级生物脱氮处理系统，通过控制硝化和反硝化反应的完全程度来控制出水中的总氮。+ u5 M, y; n: {! r
* ~! o5 S o' |. R3 f4主要设计参数
* K2 m5 [1 C; |5 ~
- M; K( v. a) z' L3 V8 G4.1主要设计参数的选取
m5 }/ N* M' w+ H. K1 ~4 u9 }" M9 R: q( c, Q- A$ \! h6 w6 T) ~
生化处理系统设计参数取值见表1。4 ^' C% h% L, W4 J+ I
/ s9 N# ?3 `5 c# E& q. C3 k
表1MBR系统主要设计参数
, c" n- h0 G9 ~% |
3 P, o1 w! q% e2 C* D8 E4 s2 B7 {1 M" l3 E0 n% y: h
4.2混合液回流比的计算
9 ?( W3 _) r; y
+ \: `( `7 |) h* Z垃圾渗滤液进水氨氮浓度高，排放标准对氨氮和总氮的要求非常严格，混合液回流比对总氮的去除率影响较大，混合液回流比增大，TN去除率也增大，合理确定混合液回流比，才能达到良好的脱氮效果。实际工程设计中，许多工程设计混合液回流比不能满足脱氮要求，出水总氮超标现象非常普遍。7 _. n% \9 d" d/ q* f+ U4 K) Q7 a
4 T6 ^) {* Q+ |* B7 q5 O- f反硝化所需的硝酸盐由污泥回流和混合液回流提供，反硝化率用回流比控制，它们之间的关系为：6 p" D& k2 f; ]5 ^7 P2 V1 z' Z
, ]" t: y+ e( n" A4 g
- I. d+ G( V& ~
2 Z5 t" M9 Z- j. ]/ ]反硝化率fde按下式计算：
- n9 H. s$ V2 x; E: p, k. ?5 A9 t& k$ Q( @ D% x. Q* S
$ _# M- g& A6 G8 ?& I+ _2 I9 D/ X
; {- E* g* s2 S需硝化的氨氮量按下式计算：& N* s0 b. {/ }1 N& B6 P) H7 q
0 I( E; ]- l" {
（4）Nht=24Q［N-0.05（S0-Se）］×10-3（kg/d）
5 ]' [6 { q' R
1 r5 R/ { X! V! {2 |0 qMBR系统采用外置式超滤膜，出水SS接近于零,其含氮量亦按零考虑。
" i9 m6 _9 u$ Z8 ~& D* ~ i8 M! Y8 U# t! N9 W+ X7 U- Q
反硝化的硝酸盐量按下式计算：
6 V3 Z1 G; F* H$ Z% p3 C3 q8 i& O; M1 f) d( ]0 V
（5）NOt=24QNO×10-3（kg/d）* L3 {5 z: l/ U" D R
0 t9 p. g# O4 q
式中需反硝化的硝态氮浓度NO按下式计算：3 q" e0 V1 N+ n0 {# S! y z
f; y2 C5 \/ o K( f2 V) E5 l) T' J7 |（6）NO=N-0.05（S0-Se）-Ne: \0 n9 |3 F7 R" ?- l2 ]
R- }5 \5 X$ d. p/ `1 B5外部碳源投加系统6 O3 L3 F" R, |3 X
" t1 b; R. U, {$ m/ J0 L) k+ [5.1外部碳源的种类
6 ]5 ~! U% D) w _* C8 W6 f% g6 O2 ?* g/ j0 v
目前普遍使用的外部碳源有甲醇、乙烷、乙酸、乙酸钠、葡萄糖等，各种碳源各有优缺点，合理选择外部碳源对脱氮效果、运行成本等影响很大。 s( Q" d1 f7 g" R
2 p) \4 y+ H r$ Q9 l9 z2 r
不同碳源类型对系统的脱氮性能影响存在差异，在实际工程应用中应根据工程的具体情况合理选用外部碳源，综合分析并参考以往的工程经验，外部碳源宜优先考虑采用葡萄糖。+ c- H: K6 j: _7 ]
9 G/ O o2 @ b- D$ f8 c2 H( y5.2外部碳源投加位置& y- q3 q; Q4 b1 Q* D4 E; c0 y
8 H2 @. F% s; u
渗滤液原液碳源极度缺失的情况下，如果不投加外部碳源，会导致生化处理系统内硝酸盐过度积累、碱度缺失，轻则抑制微生物的活性，重则导致系统崩溃，此种情况下为确保系统稳定运行，应在缺氧池和后置反硝化池都投加外部碳源。7 c8 k+ C+ b! v, S% _; g& n
1 W3 h* Y4 x y' m& d" J2 I* Y如果碳源不是很缺乏，硝酸盐积累现象也不是很严重，系统内能维持正常的硝化反硝化反应，此时宜在后置反硝化池内投加外部碳源，可以节省投加量，从而达到降低运行成本的目的。( W: L4 T$ c u7 h" Q! T
% y0 F6 G2 N- k3 I( _5 M国内大部分渗滤液处理工程，在后置反硝化池投加新鲜渗滤液，确实可以达到节省运行成本的目的；但由于渗滤液原液含有高浓度的氨氮，而后曝气池未设置内回流系统，导致出水总氮增加，因此在后置反硝化池应投加甲醇或乙酸钠等不含“氮”的外部碳源，而不应投加新鲜渗滤液。' u- z" |: @# {0 q
9 p7 x3 P- \; T5 E
5.3外加碳源对生化处理系统的影响
% G# [2 e9 |0 V
% t3 N% z. k4 b6 g/ o; t2 o( m0 F如果渗滤液进水C/N比严重失调，生化处理系统长期靠投加外部碳源维持运行，这种情况与单纯处理垃圾渗滤液有很大不同。无论采用何种碳源，其反应速度均远远高于渗滤液原液，水力停留时间也相应很短，因此池容积也较小。$ {. m- }, x* b. f; L+ J3 s. y/ b
7 ]( Q2 J0 n) u4 ^1 Q b* |2 i如果池容积过大、水力停留时间过长，异养好氧反硝化菌得不到足够的营养物质．因而利用自身体内的原生物质进行内源呼吸，进而降低活性污泥的活性，影响处理效果。因此在靠投加外部碳源维持运行的渗滤液生化处理系统，其生物反应池容积不能过大，应通过计算合理确定。
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6工程设计技术措施* y5 F* L' Q g$ J
) r# w3 c/ e+ Z7 b4 u; ?* X6.1水流形态的控制% R1 R* ]4 E/ P1 q0 i3 x
( i# G0 `3 a, U/ ]( m1 Q% Y1 _许多生物池的设计对水的流态缺少控制，极易发生短流，减少实际水力停留时间，降低整个系统的处理效果。垃圾渗滤液处理生物池内的混合液悬浮固体浓度一般控制住12g/L~15g/L，实际运行过程中有时高达20g/L~30g/L，如此高的污泥浓度，在水流发生短流的情况下，极易发生污泥沉积，从而降低活性污泥的活性，导致处理效率下降。% d7 X" b1 j- [5 X: S0 G
; N' S. J4 V' H# ^在工程设计中，尤其是大规模的渗滤液处理工程，应在生物池内采取必要措施，控制生物池内水的流态，避免污泥沉积并提高处理效率。7 _' X9 `. C2 _2 L7 x: N
; L, w# E, K$ H2 F! T4 w6.2污水冷却系统回流管的设置
6 n1 t1 E0 G6 t1 t
4 h( v: ]. u' g% a; s5 L/ A$ Q- M由于高浓度污水在生化反应过程中会释放出大量的热能，同时由于部分电能转化成热能的缘故，垃圾渗滤液处理生物池内会保持较高的温度，过高的水温会抑制微生物的活性，严重时会使生化处理系统瘫痪。因此垃圾渗滤液生化处理均设有污水冷却系统，用污水泵抽取生物池内的混合液进入换热器，与冷却水在换热器内进行热交换，降温后混合液再回到生物池内，从而达到降低生物池内水温的目的。* k. W0 \! a$ D, L9 Z$ u
4 `3 ] [6 s, |- P
对于设有污水冷却设施的生化系统，由好氧池末端取水，将冷却后的污水回流到缺氧池进水端，可以同时起到混合液回流的作用，提高脱氮效果，也可以取代内回流泵节省能耗，但实际操作中要考虑冷却系统间歇运行的影响。1 u3 f# U+ z% \% u- m( z7 K* A. I
# S% C; q/ e( S K
$ ]5 o& A6 s, l' k `图3污水冷却系统示意图4 p9 A% }+ I3 |6 b
7 V, [! T$ g0 _* Y7 v& K
6.3膜分离系统回流管的设置
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在许多垃圾渗滤液处理工程中，MBR系统采用管式膜超滤分离系统，超滤进水泵由好氧池末端取水，进入管式膜浓缩又回流到生物池内。将含有硝酸盐的超滤回流管接至缺氧池进水端，同样可以起到混合液内回流的作用，提高脱氮效率、节省能耗。
D+ |4 X: r4 U: G4 c! U; l7 m0 w1 }) ?9 b, q
9 r/ S2 a& j" D6 Y q2 V6 g6 o2 t5 j2 T2 m v( l1 _# N; n# z- m
图4膜分离系统示意图: r8 L: _( s! I. ^
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