隨著城市化進(jìn)程和規(guī)模的擴(kuò)大、居民生活水平的提高，我國(guó)城市垃圾產(chǎn)生量迅速增加，國(guó)家也開始推廣垃圾壓縮式收集和運(yùn)輸方式。
然而，在垃圾壓縮過程中，垃圾壓縮及壓縮站沖洗產(chǎn)生的廢水，即垃圾壓濾液。由于有機(jī)物濃度極高、產(chǎn)生臭味造成了嚴(yán)重的二次污染，因此如何高效處理垃圾壓濾液成了亟待解決的問題。
1、垃圾壓濾液概述
垃圾中轉(zhuǎn)站是我國(guó)城市垃圾處理系統(tǒng)中的一個(gè)必要環(huán)節(jié)。在垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站中，通常采用壓縮的方式將生活垃圾減量化，在這一過程中會(huì)得到一定數(shù)量垃圾壓濾液。
在中轉(zhuǎn)站的日常作業(yè)過程中，為了保證中轉(zhuǎn)站區(qū)域內(nèi)的衛(wèi)生條件，同時(shí)伴隨著大量的地面和車輛的清洗工作，會(huì)產(chǎn)生較多的沖洗廢水。一般來(lái)說(shuō)，壓濾液和沖洗廢水的收集是共享一套收集池的。
根據(jù)垃圾中轉(zhuǎn)站規(guī)模大小，每日將會(huì)產(chǎn)生5噸~50噸不同規(guī)模的壓濾液廢水，包含生活垃圾壓縮產(chǎn)生的廢水以及清洗廢水。
相較于市政垃圾填埋場(chǎng)的滲瀝液，垃圾中轉(zhuǎn)站壓濾液的可生化性相對(duì)較好。管理水平較高的中轉(zhuǎn)站產(chǎn)生的壓濾液的水質(zhì)也相對(duì)理想，CODcr濃度可控制在20000 mg/L，氨氮濃度可在500 mg/L以內(nèi)，部分以有機(jī)氮的形式呈現(xiàn)，總磷濃度一般在100 mg/L以內(nèi)，而SS懸浮顆粒固體的濃度較高，多在1000 mg/L以上。并且，由于中轉(zhuǎn)站每天的作業(yè)情況不一，每日所產(chǎn)生的壓濾液水質(zhì)也存在一定的波動(dòng)。
2、厭氧處理工藝
1）UASB工藝概述
厭氧塔，多為UASB和IC工藝為主，又稱上流式厭氧污泥床，是一種現(xiàn)代厭氧反應(yīng)器。污水從反應(yīng)器底部進(jìn)入，靠水力推動(dòng)，污泥在反應(yīng)器內(nèi)呈膨脹狀態(tài)?；旌弦撼浞址磻?yīng)后進(jìn)入截面積擴(kuò)展的沉淀區(qū)，經(jīng)三相分離器，產(chǎn)生的沼氣從上部進(jìn)入集氣系統(tǒng)，污泥靠重力返回反應(yīng)區(qū)。
2）UASB工藝特點(diǎn)
由于UASB反應(yīng)器運(yùn)行的需要，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度一般都維持在較高的濃度水平，平均污泥濃度為20~40 gVSS/L，因此適用于高濃度有機(jī)廢水的厭氧處理，例如釀酒/果酸等廢水。
在其高有機(jī)負(fù)荷（一般大于10 kgCOD/m³d）的運(yùn)行下，具有相對(duì)較短的停留時(shí)間，依靠底部的進(jìn)水水力攪動(dòng)和沼氣上浮攪動(dòng)保持一定的懸浮狀態(tài)，促進(jìn)厭氧污泥和有機(jī)物的互相接觸。并設(shè)置有三相分離器，專分離產(chǎn)生的氣體和出水，因此也無(wú)需另設(shè)污泥沉淀池，免去了污泥回流過程。
3）UASB工藝適用范圍
垃圾中轉(zhuǎn)站的壓濾液實(shí)際的有機(jī)物濃度一般在20000 mg/L以內(nèi)，不屬于真正意義上高有機(jī)濃度這一概念的范疇，不滿足UASB進(jìn)水的有機(jī)物濃度要求。同時(shí)，中轉(zhuǎn)站的壓濾液有機(jī)物濃度也不滿足UASB要求的反應(yīng)器污泥濃度。
在厭氧處理中，有時(shí)會(huì)在構(gòu)筑物內(nèi)增加厭氧填料以增加厭氧掛膜微生物的數(shù)量來(lái)提高其進(jìn)水負(fù)荷或強(qiáng)化厭氧處理效果，而UASB因污泥床的運(yùn)用不采用填充填料的方式，因而不滿足水質(zhì)經(jīng)常變化的垃圾壓濾液的處理。
4）UASB工藝劣勢(shì)
除此之外，UASB反應(yīng)器因本身的工藝特征也存在一定的局限性和不足之處，UASB進(jìn)水懸浮固體濃度要求通常在100 mg/L左右，過高的SS會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部污泥床堵塞，而垃圾壓濾液通常含有數(shù)千毫克每升的懸浮固體，顯然UASB無(wú)法承受該SS濃度的進(jìn)水。
當(dāng)UASB運(yùn)行一段時(shí)間后，污泥床內(nèi)都會(huì)存在有短流現(xiàn)象，影響處理效果，垃圾壓濾液若因短流而未滿足足夠的停留時(shí)間，對(duì)后續(xù)好氧的處理效果將會(huì)產(chǎn)生十分不利的影響。
同時(shí)，也由于UASB在正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)保持相對(duì)懸浮的良好水力混合狀態(tài)和穩(wěn)定的上流速度，因此要求穩(wěn)定的進(jìn)水負(fù)荷，而垃圾壓濾液因每天中轉(zhuǎn)站作業(yè)情況的不一而經(jīng)常變化，很難將進(jìn)水負(fù)荷維持在穩(wěn)定水平。
另外，UASB的啟動(dòng)馴化是一個(gè)十分漫長(zhǎng)的過程，通常至少需要3~6個(gè)月的投產(chǎn)期，甚至1年以上，時(shí)間成本較大。且UASB的后期運(yùn)維對(duì)操作技術(shù)要求很高，一般人員難以滿足技術(shù)條件，規(guī)模較小的污水處理站也無(wú)需配置多個(gè)非常專業(yè)的人員，與UASB的長(zhǎng)期管理要求不匹配。
在安全方面，UASB反應(yīng)器因其反應(yīng)原理和構(gòu)造會(huì)連續(xù)產(chǎn)生可燃?xì)怏w——甲烷而存在一定的環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)通過可靠的三相分離器收集，并在火炬系統(tǒng)做燃燒處理。因此，對(duì)相關(guān)設(shè)施的質(zhì)量及可靠度有很高的要求，一旦不慎則會(huì)污染環(huán)境甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的事故。
由此可見，厭氧處理工藝并不能滿足水質(zhì)經(jīng)常變化的垃圾壓濾液的處理。那么有沒有更好的辦法來(lái)處理“變化無(wú)常”的垃圾壓濾液呢？
3、ILMS工藝
ILMS工藝是以ILMS高效生物反應(yīng)器為核心處理單元，通過前端高效物化預(yù)處理和尾端深度凈化實(shí)現(xiàn)垃圾中轉(zhuǎn)站壓濾液的達(dá)標(biāo)排放，該工藝流程圖如下：
該一體化設(shè)備工藝是專為垃圾中轉(zhuǎn)站壓濾液處理而獨(dú)立自主研制打造的，該設(shè)備以“壓濾液集水調(diào)節(jié)池-高效物化預(yù)處理-ILMS高效生物反應(yīng)器-出水深度處理”的工藝路線，采用物理化學(xué)法和生物法相結(jié)合的方式，將前后多個(gè)工藝進(jìn)行有機(jī)組合并設(shè)計(jì)入一體化反應(yīng)器中，其中包含了具備高生物活性的ILMS生物反應(yīng)的特殊工藝，能夠按照有機(jī)物降解的規(guī)律快速對(duì)垃圾壓濾液快速處理。
4、實(shí)際應(yīng)用案例
項(xiàng)目為垃圾中轉(zhuǎn)站壓濾液處理設(shè)備工程，主要包括壓濾液處理設(shè)備以及配套設(shè)施建設(shè)，屬于新建項(xiàng)目，原本壓濾液直接排入市政管網(wǎng)，腐蝕管道污染環(huán)境。項(xiàng)目實(shí)際每日壓濾液和沖洗廢水?dāng)?shù)量總和約為8m³，設(shè)計(jì)規(guī)模為10m³/天，采用了“高效物化預(yù)處理+ILMS高效生物反應(yīng)器”的處理工藝。
項(xiàng)目原水包含壓濾液和沖洗廢水兩部分組成，設(shè)計(jì)進(jìn)水pH≈5.5，CODcr≤18000 mg/L，NH3-N≤500 mg/L，TN≤800 mg/L，TP≤100 mg/L，SS≈1500 mg/L；ILMS高效生物反應(yīng)器中厭氧部分的設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為9.0 kgCOD/m³d；項(xiàng)目設(shè)計(jì)最終處理出水為納管標(biāo)準(zhǔn)，符合當(dāng)?shù)厥姓鬯畯S的接收要求。
在項(xiàng)目建成后，經(jīng)專業(yè)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)制定的調(diào)試啟動(dòng)計(jì)劃，順利完成了項(xiàng)目的調(diào)試工作并高效穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)團(tuán)隊(duì)反復(fù)研究和檢驗(yàn)，本項(xiàng)目采用的ILMS高效生物反應(yīng)器中的厭氧部分，經(jīng)專性生物菌劑培養(yǎng)和多個(gè)負(fù)荷梯度的嚴(yán)格調(diào)試，最終以FV=9.52 kgCOD/m³d的容積負(fù)荷啟動(dòng)運(yùn)行，溶解氧控制在DO=0~0.05 mg/L，厭氧混合液SV30≥40%，厭氧污泥絮狀明顯，沉降性能優(yōu)異。以精確的判斷和邏輯自動(dòng)控制ILMS反應(yīng)器內(nèi)部的運(yùn)作，保持區(qū)間高程度混勻狀態(tài)，建立良好傳質(zhì)效果，以及運(yùn)行過程中各個(gè)關(guān)鍵位置的技術(shù)參數(shù)的調(diào)控。
同時(shí)項(xiàng)目的垃圾壓濾液經(jīng)ILMS反應(yīng)器厭氧部分的高于預(yù)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的處理后，出水水質(zhì)優(yōu)于原定后續(xù)處理單元的進(jìn)水水質(zhì)設(shè)計(jì)，為整套處理系統(tǒng)預(yù)留了足夠的潛力。
ILMS反應(yīng)器以多個(gè)功能段交替，并以高活性和高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，最后處理單元以容積負(fù)荷FV≥1.1 kgCOD/m³d的水平完成ILMS反應(yīng)器的終端處理，系統(tǒng)最終出水水質(zhì)為pH=6.5，CODcr≤350 mg/L，NH3-N≤30 mg/L，TN≤60 mg/L，TP≤5 mg/L，SS≤30 mg/L。