談濕垃圾減量廢水處理工程技術實踐

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摘要：上海市濕垃圾就地減量化處理產生的廢水含有大量污染物，廢水中COD、SS、氨氮、總氮、總磷的濃度均嚴重超過《污水排入城鎮下水道水質標準》GB/T31962-2015的要求。采用格柵、疊螺脫水機、混凝沉淀池、混凝氣浮機、厭氧池、缺氧池、好氧池、和MBR組成的組合工藝，處理濕垃圾減量廢水，系統穩定運行，COD去除率達到98%，氨氮去除率達到85%，出水達標排放。

關鍵詞：濕垃圾減量化，疊螺脫水，混凝氣浮，MBR

《上海市生活垃圾管理條例》于2019年7月1日開始實施，引起了行業和社會的廣泛關注。上海市生活垃圾分四類：有害垃圾、可回收物、濕垃圾、干垃圾。其中濕垃圾是指食材廢料、剩菜剩飯、過期食品、瓜皮果核、花卉綠植、中藥藥渣等易腐的生物質生活廢棄物。上海廚余垃圾占城市生活垃圾的比例已達59％，實施干濕分類投放對減少生活垃圾處理量至關重要，而干濕分類擴面或分類正確率提高對現有處理設施的處理能力造成極大壓力。濕垃圾含水率高，含水率一般在60%以上，通過就地脫水減量化可大幅度減少濕垃圾處置量。上海市很早就出臺了濕垃圾就地減量化的政策，如2014年《上海市促進生活垃圾分類減量辦法》就規定“本市大型果蔬集貿市場應當實行果蔬菜皮就近就地處理”。純粹減量型設備有污水排出，經測試，污水中COD、BOD5、SS、氨氮、動植物油的濃度均超出了CJ343-2010污水排入城鎮下水道水質標準。在實際應用濕垃圾減量化產生的污水排放嚴重超標，需要增加適當的污水處理裝置對其進行有效的處理。本文擬對某濕垃圾減量化項目廢水處理工程案例進行總結，為其他類似項目提供借鑒。

1項目概況

上海市某小型濕垃圾處理站處理濕垃圾（以果蔬垃圾為主）約30t/d，主要工藝為濕垃圾脫水減量，減量過程采用破碎擠壓，最后剩余干物質約6～8t，產生擠壓廢水和清洗廢水約30m3/d。廢水水質情況如表1所示，該廢水中COD、SS、氨氮、總氮、總磷的濃度均嚴重超過《污水排入城鎮下水道水質標準》（GB/T31962-2015）B級的要求。需要通過適當的水處理工藝設備處理后，達到納管標準后再排放。

2處理工藝

濕垃圾減量處理主要采用破碎擠壓脫水，產生瀝濾液、擠壓廢水、設備和場地清洗廢水，廢水中有大量的懸浮物和有機物，極易發酵膨脹固化，廢水流動性不佳，需采取適當的預處理進行固液分離。該廢水中含有大量的果蔬纖維素、膠體，還含有一定的油，采用濾布形式的壓濾容易堵塞，相比較采用擠壓脫水的方式更為合適，因此該項目采用滾筒格柵+混凝+疊螺脫水的方式進行初步固液分離。初步疊螺脫水排出的濾液依然渾濁，再通過混凝氣浮和混凝沉淀處理后獲得澄清出水，排入生化調節池中調節水質水量，之后采用厭氧/缺氧/好氧的生化處理工藝去除有機物并脫氮除磷，最后通過MBR膜實現固液分離，出水排入清水池，達標排放，不達標回流至生化調節池進行循環處理。混凝氣浮、混凝沉淀產生的物化污泥和MBR池排出的剩余污泥都排入污泥池中由疊螺脫水機脫水，脫水污泥作為一般固廢外運處置。具體工藝流程如圖1所示。

3主要處理單元及設備

該廢水處理系統設計處理量為30m3/d，分為物化預處理段和生化處理段兩個部分，物化處理段按5m3/h設計，白天運行，晚上停止，生化處理按1.5m3/h設計，每天24小時連續運行。以下就主要功能設施進行簡要介紹。

3.1物化預處理

3.1.1篩濾機篩濾機是一種滾筒格柵設備，格柵網孔孔徑3mm，將污水中的大塊懸浮物攔截，以免對后續泵、管道和設備造成損壞。濕垃圾減量廢水從車間由泵和壓力管道輸送至篩濾機，篩下的柵渣落在一旁渣斗中，廢水進入集水池。篩濾機為成套設備，處理流量與車間輸送泵流量配套，為30m3/h。因為需要快速轉移廢水以免發酵板結，車間輸送泵選擇較大流量。

3.1.2集水池轉存廢水，調節水量和水質，集水池采用地下鋼砼結構，有效容積為10m3。設置廢水提升泵兩臺，流量為6m3/h，揚程10m，功率0.55kW，設置電磁流量器1套和液位控制器1套。

3.1.3混凝反應池三聯箱反應池，在第一個反應池中調整pH值，第二個反應池中投加絮凝劑，第三個反應池中投加助凝劑。每個反應池有效體積1m3，配套攪拌機1臺，在第一個反應池中配置在線pH計一套，配套加藥裝置3套。

3.1.4污泥池儲存混凝反應調理后的原水、物化污泥和生化污泥，地下鋼砼結構，有效容積30m3。設置提升泵兩臺，一用一備，流量為8m3/h，揚程10m，功率0.75kW，設置液位控制器1套。

3.1.5疊螺脫水機疊螺脫水機是成套污泥脫水設備，是運用了螺桿擠壓原理，通過螺桿直徑和螺距變化產生的強大擠壓力，以及固定環與游動環之間的微小縫隙，實現污泥擠壓脫水。設備選型：污泥處理量5m3/h，絕干污泥處理量30～60kg/h，配套PAM加藥裝置1套。

3.1.6物化調節池儲存疊螺脫水機濾液，調節水量和水質，集水池采用地下鋼砼結構，有效容積為30m3。設置廢水提升泵兩臺，流量為6m3/h，揚程10m，功率0.55kW，設置電磁流量器1套和液位控制器1套。

3.1.7混凝氣浮機氣浮機采用回流加壓溶氣氣浮，使水中的細小懸浮物黏附在微小空氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成浮渣，達到除去水中懸浮物，改善水質的目的。該項目采用氣浮機處理量為5m3/h，功率為1.96kW，另配套氫氧化鈉、PAC和PAM加藥裝置各1套與其他設備共用。

3.1.8混凝沉淀池混凝沉淀池包括2個快速反應池、1個慢速反應池和一個豎流沉淀池。快速反應池有效容積0.5m3，反應停留時間6min。慢速反應池有效容積2m3，反應停留時間24min。豎流沉淀池邊長2m，池深3.5m。

3.2生化處理

3.2.1生化調節池儲存物化處理后的廢水，調節水量和水質。調節池采用鋼砼結構，有效容積為30m3。設置廢水提升泵兩臺，流量為6m3/h，揚程10m，功率0.55kW，設置電磁流量器1套和液位控制器1套。

3.2.2厭氧/缺氧/好氧（A2O）生化反應池在厭氧條件下，由厭氧和兼性微生物的共同作用下將有機物不完全分解，可以對好氧微生物不能降解的一些有機物進行降解或部分降解，將復雜的大分子轉化為結構簡單的小分子，提高污水的可生化性。厭氧池采用碳鋼防腐結構，工藝形式采用升流式厭氧污泥床，有效容積為45m3，停留時間為30h，配置循環泵2臺，流量為8m3/h，揚程為10m，功率為0.55kW。缺氧池是指沒有溶解氧但有硝酸鹽的反應池，主要起反硝化去除硝態氮的作用，同時去除部分BOD，也有水解反應提高可生化性的作用。缺氧池采用碳鋼防腐結構，有效容積為15m3，停留時間為10h，配置攪拌機2臺。好氧池通過曝氣形成好氧條件，由好氧微生物的代謝作用降解有機物。好氧池采用鋼砼結構，有效容積90m3，好氧池停留時間為3d，配置鼓風機2臺。

3.2.3膜生物反應器(MBR)MBR為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態廢水處理系統，以膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池，實現了活性污泥中的凈化水和微生物菌體的完全分離，使微生菌群被完全截留在生物反應器內，使得系統內能夠維護較高微生物濃度和較長的污泥齡，由此產生的好氧微生物對滲濾中的有機物具有極高的降解能力。MBR池采用鋼砼結構，有效容積48m3，MBR膜孔徑0.1um，設計通量為3L/m2•h，污泥濃度8000～12000mg/L，膜組件膜面積500m2，配置曝氣鼓風機1臺和反沖洗加藥裝置1套。

4運行效果及分析

項目接種采用食品廠廢水處理產生的剩余活性污泥，調試3個月后系統穩定運行，采用滾筒格柵、混凝、疊螺脫水、混凝氣浮和混凝沉淀組合的物理化學處理工藝能夠快速有效的去除濕垃圾減量廢水中的懸浮物，解決了混合液快速發酵膨脹板結的問題。后續厭氧/缺氧/好氧組合生化處理系統穩定運行，最終MBR出水清澈透明。原水和處理出水水質情況如表2所示。結果表明經過系統穩定運行，最終處理后出水各項指標均可達標。系統經過連續1個月的運行后，每隔1天對其進出水的COD和NH3-N進行檢測，其運行結果如圖2和圖3所示。率十分穩定且耐沖擊負荷。系統對COD的去除率為98%以上，對氨氮的去除率為85%以上。通過對圖2和圖3的進水濃度分析，其連續的進水水質濃度相對較好高，且具有一定波動性，但出水水質良好且穩定，表明該處理系統具有良好的耐沖擊負荷能力和較高的處理能力。

5結語

濕垃圾中轉站或濕垃圾減量化處理站產生的濕垃圾減量廢水含有大量的懸浮物和有機物污染物，對其進行適當的預處理去除懸浮物是進行后續處理的關鍵。通過工程實踐證明采用滾筒格柵、混凝、疊螺脫水、混凝氣浮和混凝沉淀組合的物理化學處理工藝進行預處理，然后采用厭氧/缺氧/好氧+MBR的生化處理組合工藝作為主體對濕垃圾減量廢水進行處理，系統運行穩定可靠，出水能夠穩定達到《污水排入城鎮下水道水質標準》（GB/T31962-2015）B級的要求納管排放。由于許多濕垃圾中轉站或減量化處理站在城市中，對周邊環境影響顯著，除了廢水處理外還需要嚴控臭氣污染，同時需要控制廢水處理設施的占地規模，需要進一步優化設備，研究開發集約化一體化高效處理設備。

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作者：吳昊 單位：上海清浥環保科技有限公司