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。
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垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点如下：2 ]; V) M" I% X9 m* [
+ \6 R) u& p, l: W◆MBR生化处理系统的设计应以COD进行计算；
" b3 F4 m; c* M# ]' w" p) u/ L5 P
/ B- `: R! J) ?, P◆规模较小时可以采用一条线，规模较大时需设置二条线；% |. K- g( g- ]4 E3 c
1 j) q9 S2 m6 [9 x! h◆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；( g8 ~# \2 K; f2 s( H% k
# ]. B4 X9 x) P: t% D& U; j0 U
◆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；
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, x Q( O: t3 [6 g◆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；) h, ^( D! n: c
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◆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。- ~/ V, J7 M1 u; r
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1用COD进行设计计算3 z2 G) i1 F$ j7 v" g3 t2 M
7 ~ t' |$ u' u% Y# g/ S
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。. i& M$ N# S8 h# B
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2一条线和二条线的设定原则设置' }$ Z2 K; [/ |& W* J
& Y. ^% I/ L, B2 H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。
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- T& _' e+ F5 h6 _* h6 q5 Z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。5 P8 Q! D. ^; Z9 J$ `
: Y7 _: k; j3 i1 a8 d3单级生物脱氮和二级生物脱氮的适用条件/ v6 A& |2 \* K( `9 j1 G5 D
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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。
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$ `9 \, p* j5 `+ S: z% s, p图1单级生物脱氮系统示意图: y' t* f, ~/ H! R
/ i2 M$ U) Y( Q+ V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。
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; y& \# \' h' L& P% ~! W/ t图2二级生物脱氮系统示意图
4 E0 z6 y0 y0 V+ Q/ L
" f5 {4 D' u1 \% D' n/ p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。* |) \- A1 J2 g
, n y+ K' B0 P- ^( H, j8 t8 N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。
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4主要设计参数2 ]0 d _# E* i' L
1 N, X* u* g/ A0 C; ?2 z4.1主要设计参数的选取
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生化处理系统设计参数取值见表1。
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表1MBR系统主要设计参数- s( O7 m5 o0 ]7 F
: m$ I# y7 c$ W8 @ H
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4.2混合液回流比的计算& e9 g- b/ e( v* Q8 r2 d. j2 M1 D4 X
, k- T; z3 l' D. L& v1 ^0 I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。
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m2 A! x2 a& y7 A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：9 F6 _2 E6 z: G
6 e x8 U6 j' k+ }% r. m
& I) I4 [9 X F8 q
1 q% _% s$ b5 {/ m( n ~7 b反硝化率fde按下式计算：
0 v0 f! O- ?' d/ R
' ?) G7 h# W: z, {3 f- f- W Q
3 |; e1 S7 }2 l* z0 b% D ?
7 a1 n4 ?* b5 R需硝化的氨氮量按下式计算：7 K, F! @2 q) Y" W0 h* P
6 h" L! l# e/ j: X% t4 b' @% E# H
（4）Nht=24Q［N-0.05（S0-Se）］×10-3（kg/d）
& J- s' s; L1 {+ {
( P( n i; w1 l9 o6 M+ {( KMBR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。& q; J5 R8 S* N
$ T) a8 t0 a% B: f
反硝化的硝酸盐量按下式计算：
& \+ d N* u; T- c
4 Y3 D/ Y+ W; f: I! J1 z% ]0 `6 \（5）NOt=24QNO×10-3（kg/d）( Z) {& @: H: ~4 I8 t/ [+ b$ I
$ ]- U$ z! m9 r6 u$ u# I- c' m" U Q
式中需反硝化的硝态氮浓度NO按下式计算：3 F2 w/ ?: b9 L/ F3 B" O
& f# W: M8 k$ D$ K0 k（6）NO=N-0.05（S0-Se）-Ne! y# G# S, h9 x5 y8 i7 t, ]
7 h# ]# N8 e3 m1 d Q' `5外部碳源投加系统
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7 e$ l6 s h8 x2 W2 G! v) N. W5.1外部碳源的种类
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9 }5 m8 I- K3 N9 ^! M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。
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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。4 l* h) h$ A% |' F; d
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5.2外部碳源投加位置3 H' M5 F. k4 t1 e+ G c( {
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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。
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2 P$ g M! S4 e2 ?% n* |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。
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3 B) s3 C( v1 s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。
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5.3外加碳源对生化处理系统的影响; y. f/ v% x* Y3 k7 q
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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。: g8 @6 J5 n9 c8 T; a) X% p7 g
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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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7 a3 H) |7 B A" J/ X6工程设计技术措施
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- u( B$ w8 o) D$ m6.1水流形态的控制
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% e, E. X4 A2 B& |. L3 O, v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。! U$ j# X+ C+ l$ d3 B$ k3 A: k* p
9 G/ H! W8 ]6 d8 |# C3 A7 {3 d) u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。: w! J3 y7 C! Q/ Z6 Z3 W; Y1 N- ]
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6.2污水冷却系统回流管的设置- c# S0 [: ~* j$ C# h7 |9 \
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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。; U0 W8 {+ l2 c1 B
1 L I7 w( @& Z7 d4 s. b8 I* S- j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。( x. T% G5 L% R, T5 G4 f) ?) J
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图3污水冷却系统示意图
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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。
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图4膜分离系统示意图( H' _3 T7 ]0 m, ]
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