谈湿垃圾减量废水处理工程技术实践

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摘要：上海市湿垃圾就地减量化处理产生的废水含有大量污染物，废水中COD、SS、氨氮、总氮、总磷的浓度均严重超过《污水排入城镇下水道水质标准》GB/T31962-2015的要求。采用格栅、叠螺脱水机、混凝沉淀池、混凝气浮机、厌氧池、缺氧池、好氧池、和MBR组成的组合工艺，处理湿垃圾减量废水，系统稳定运行，COD去除率达到98%，氨氮去除率达到85%，出水达标排放。

关键词：湿垃圾减量化，叠螺脱水，混凝气浮，MBR

《上海市生活垃圾管理条例》于2019年7月1日开始实施，引起了行业和社会的广泛关注。上海市生活垃圾分四类：有害垃圾、可回收物、湿垃圾、干垃圾。其中湿垃圾是指食材废料、剩菜剩饭、过期食品、瓜皮果核、花卉绿植、中药药渣等易腐的生物质生活废弃物。上海厨余垃圾占城市生活垃圾的比例已达59％，实施干湿分类投放对减少生活垃圾处理量至关重要，而干湿分类扩面或分类正确率提高对现有处理设施的处理能力造成极大压力。湿垃圾含水率高，含水率一般在60%以上，通过就地脱水减量化可大幅度减少湿垃圾处置量。上海市很早就出台了湿垃圾就地减量化的政策，如2014年《上海市促进生活垃圾分类减量办法》就规定“本市大型果蔬集贸市场应当实行果蔬菜皮就近就地处理”。纯粹减量型设备有污水排出，经测试，污水中COD、BOD5、SS、氨氮、动植物油的浓度均超出了CJ343-2010污水排入城镇下水道水质标准。在实际应用湿垃圾减量化产生的污水排放严重超标，需要增加适当的污水处理装置对其进行有效的处理。本文拟对某湿垃圾减量化项目废水处理工程案例进行总结，为其他类似项目提供借鉴。

1项目概况

上海市某小型湿垃圾处理站处理湿垃圾（以果蔬垃圾为主）约30t/d，主要工艺为湿垃圾脱水减量，减量过程采用破碎挤压，最后剩余干物质约6～8t，产生挤压废水和清洗废水约30m3/d。废水水质情况如表1所示，该废水中COD、SS、氨氮、总氮、总磷的浓度均严重超过《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962-2015）B级的要求。需要通过适当的水处理工艺设备处理后，达到纳管标准后再排放。

2处理工艺

湿垃圾减量处理主要采用破碎挤压脱水，产生沥滤液、挤压废水、设备和场地清洗废水，废水中有大量的悬浮物和有机物，极易发酵膨胀固化，废水流动性不佳，需采取适当的预处理进行固液分离。该废水中含有大量的果蔬纤维素、胶体，还含有一定的油，采用滤布形式的压滤容易堵塞，相比较采用挤压脱水的方式更为合适，因此该项目采用滚筒格栅+混凝+叠螺脱水的方式进行初步固液分离。初步叠螺脱水排出的滤液依然浑浊，再通过混凝气浮和混凝沉淀处理后获得澄清出水，排入生化调节池中调节水质水量，之后采用厌氧/缺氧/好氧的生化处理工艺去除有机物并脱氮除磷，最后通过MBR膜实现固液分离，出水排入清水池，达标排放，不达标回流至生化调节池进行循环处理。混凝气浮、混凝沉淀产生的物化污泥和MBR池排出的剩余污泥都排入污泥池中由叠螺脱水机脱水，脱水污泥作为一般固废外运处置。具体工艺流程如图1所示。

3主要处理单元及设备

该废水处理系统设计处理量为30m3/d，分为物化预处理段和生化处理段两个部分，物化处理段按5m3/h设计，白天运行，晚上停止，生化处理按1.5m3/h设计，每天24小时连续运行。以下就主要功能设施进行简要介绍。

3.1物化预处理

3.1.1筛滤机筛滤机是一种滚筒格栅设备，格栅网孔孔径3mm，将污水中的大块悬浮物拦截，以免对后续泵、管道和设备造成损坏。湿垃圾减量废水从车间由泵和压力管道输送至筛滤机，筛下的栅渣落在一旁渣斗中，废水进入集水池。筛滤机为成套设备，处理流量与车间输送泵流量配套，为30m3/h。因为需要快速转移废水以免发酵板结，车间输送泵选择较大流量。

3.1.2集水池转存废水，调节水量和水质，集水池采用地下钢砼结构，有效容积为10m3。设置废水提升泵两台，流量为6m3/h，扬程10m，功率0.55kW，设置电磁流量器1套和液位控制器1套。

3.1.3混凝反应池三联箱反应池，在第一个反应池中调整pH值，第二个反应池中投加絮凝剂，第三个反应池中投加助凝剂。每个反应池有效体积1m3，配套搅拌机1台，在第一个反应池中配置在线pH计一套，配套加药装置3套。

3.1.4污泥池储存混凝反应调理后的原水、物化污泥和生化污泥，地下钢砼结构，有效容积30m3。设置提升泵两台，一用一备，流量为8m3/h，扬程10m，功率0.75kW，设置液位控制器1套。

3.1.5叠螺脱水机叠螺脱水机是成套污泥脱水设备，是运用了螺杆挤压原理，通过螺杆直径和螺距变化产生的强大挤压力，以及固定环与游动环之间的微小缝隙，实现污泥挤压脱水。设备选型：污泥处理量5m3/h，绝干污泥处理量30～60kg/h，配套PAM加药装置1套。

3.1.6物化调节池储存叠螺脱水机滤液，调节水量和水质，集水池采用地下钢砼结构，有效容积为30m3。设置废水提升泵两台，流量为6m3/h，扬程10m，功率0.55kW，设置电磁流量器1套和液位控制器1套。

3.1.7混凝气浮机气浮机采用回流加压溶气气浮，使水中的细小悬浮物黏附在微小空气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成浮渣，达到除去水中悬浮物，改善水质的目的。该项目采用气浮机处理量为5m3/h，功率为1.96kW，另配套氢氧化钠、PAC和PAM加药装置各1套与其他设备共用。

3.1.8混凝沉淀池混凝沉淀池包括2个快速反应池、1个慢速反应池和一个竖流沉淀池。快速反应池有效容积0.5m3，反应停留时间6min。慢速反应池有效容积2m3，反应停留时间24min。竖流沉淀池边长2m，池深3.5m。

3.2生化处理

3.2.1生化调节池储存物化处理后的废水，调节水量和水质。调节池采用钢砼结构，有效容积为30m3。设置废水提升泵两台，流量为6m3/h，扬程10m，功率0.55kW，设置电磁流量器1套和液位控制器1套。

3.2.2厌氧/缺氧/好氧（A2O）生化反应池在厌氧条件下，由厌氧和兼性微生物的共同作用下将有机物不完全分解，可以对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解，将复杂的大分子转化为结构简单的小分子，提高污水的可生化性。厌氧池采用碳钢防腐结构，工艺形式采用升流式厌氧污泥床，有效容积为45m3，停留时间为30h，配置循环泵2台，流量为8m3/h，扬程为10m，功率为0.55kW。缺氧池是指没有溶解氧但有硝酸盐的反应池，主要起反硝化去除硝态氮的作用，同时去除部分BOD，也有水解反应提高可生化性的作用。缺氧池采用碳钢防腐结构，有效容积为15m3，停留时间为10h，配置搅拌机2台。好氧池通过曝气形成好氧条件，由好氧微生物的代谢作用降解有机物。好氧池采用钢砼结构，有效容积90m3，好氧池停留时间为3d，配置鼓风机2台。

3.2.3膜生物反应器(MBR)MBR为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统，以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，实现了活性污泥中的净化水和微生物菌体的完全分离，使微生菌群被完全截留在生物反应器内，使得系统内能够维护较高微生物浓度和较长的污泥龄，由此产生的好氧微生物对渗滤中的有机物具有极高的降解能力。MBR池采用钢砼结构，有效容积48m3，MBR膜孔径0.1um，设计通量为3L/m2•h，污泥浓度8000～12000mg/L，膜组件膜面积500m2，配置曝气鼓风机1台和反冲洗加药装置1套。

4运行效果及分析

项目接种采用食品厂废水处理产生的剩余活性污泥，调试3个月后系统稳定运行，采用滚筒格栅、混凝、叠螺脱水、混凝气浮和混凝沉淀组合的物理化学处理工艺能够快速有效的去除湿垃圾减量废水中的悬浮物，解决了混合液快速发酵膨胀板结的问题。后续厌氧/缺氧/好氧组合生化处理系统稳定运行，最终MBR出水清澈透明。原水和处理出水水质情况如表2所示。结果表明经过系统稳定运行，最终处理后出水各项指标均可达标。系统经过连续1个月的运行后，每隔1天对其进出水的COD和NH3-N进行检测，其运行结果如图2和图3所示。率十分稳定且耐冲击负荷。系统对COD的去除率为98%以上，对氨氮的去除率为85%以上。通过对图2和图3的进水浓度分析，其连续的进水水质浓度相对较好高，且具有一定波动性，但出水水质良好且稳定，表明该处理系统具有良好的耐冲击负荷能力和较高的处理能力。

5结语

湿垃圾中转站或湿垃圾减量化处理站产生的湿垃圾减量废水含有大量的悬浮物和有机物污染物，对其进行适当的预处理去除悬浮物是进行后续处理的关键。通过工程实践证明采用滚筒格栅、混凝、叠螺脱水、混凝气浮和混凝沉淀组合的物理化学处理工艺进行预处理，然后采用厌氧/缺氧/好氧+MBR的生化处理组合工艺作为主体对湿垃圾减量废水进行处理，系统运行稳定可靠，出水能够稳定达到《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962-2015）B级的要求纳管排放。由于许多湿垃圾中转站或减量化处理站在城市中，对周边环境影响显著，除了废水处理外还需要严控臭气污染，同时需要控制废水处理设施的占地规模，需要进一步优化设备，研究开发集约化一体化高效处理设备。

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作者：吴昊 单位：上海清浥环保科技有限公司