膜生物反应器处理垃圾中转站废水的实验研究

膜生物反应器处理垃圾中转站废水的实验研究

彭鹏陈成义陈晓东

深圳市凯宏膜环保科技有限公司

摘要：垃圾转运站的废水来源较多，来源不同，性质不同，主要通过垃圾收集运输车运输到处理点后，压榨固废所产生。垃圾转运站产生的废水主要有生活废水、冲洗废水、垃圾渗滤液等。由于老工艺处理废水效果不理想，出水不稳定，因此，利用膜生物反应器技术处理此类废水的方法应运而生。通过小试设备，研究出处理此类废水的最佳方法。

关键词：垃圾转运站；膜生物反应器；研究

一、垃圾转运站废水处理现状

垃圾转运站随着各城市发展需求越来越大，解决了当地固废问题的同时，带来的废水排放问题也组件家具。并随着环保要求的不断提升，原本达标排放的水质指标，目前已经不能适应最新的环保要求。面临的将是整改和停业整顿的风险。

垃圾转运站所排放的废水成分非常复杂，在不同的生产阶段会产生不同的废水，且各种废水的成分差异极大，存在形态也不尽相同，处理工艺方法也就有所不同，这就构成了处理垃圾转运站废水技术的独特性。在实际生产中，主要可以分为三类，即：生活废水、冲洗废水、垃圾渗滤液[1]。垃圾渗滤液成分复杂，污染物浓度高、色度大、毒性强，不仅含有大量有机污染物，还含有各类重金属污染物，是环境污染的大户，垃圾渗滤液的不当处置，不但影响地表水的质量，还会危及的地下水的安全。

常用处理方法主要方法有生物处理法、化学氧化法、絮凝法、生化法等。因各城市产生的废水成分差异极大，应针对不同废水水质特征采取相应的处理工艺。

但是，常用的传统处理方法由于稳定性差，处理效率低，已经不能满足目前的环保要求，需要结合膜技术[2]才能达到理想状况。

二、膜生物反应器的发展

国外的研究与应用膜生物反应器技术起源于上世纪60年代的美国。膜生物反应器的研究与应用可分为三个阶段：第一阶段（1966年~1980年）：1966年，美国的Dorroliver公司首先将MBR用于废水处理的研究；1968年，Smith等将好氧活性污泥法与MBR相结合的MBR用于处理城市污水；1969年，Budd等的分离式MBR技术获得了美国的专利。

国内的研究与应用：我国对膜生物反应器污水处理工艺的研究起步比较晚，对MBR的研究仅有20年的时间，但是发展十分迅速。1991年岑运华介绍了MBR工艺在日本的研究现状，从此MBR在水处理方面的应用逐渐在我国开展了起来。天津大学和浙江大学是国内较早对MBR进行研究的单位，1992年开展了用中空纤维膜进行泥水分离的技术的科学研究，杨造燕于1994年对MBR处理污水及回用进行了研究，重点研究了MBR工艺设备。

三、垃圾转运站废水单一处理小试设备的准备

数据：

1、实验设备准备

所需材料：有机玻璃、SS304框架、小型加药泵、小型搅拌器、小型提升泵、UPVC管及阀门。

设计尺寸：根据实际需要的水力停留时间缩小比例建造各个反应池。

药剂准备：氢氧化钠（NaOH）浓度5%,聚丙烯酰胺（PAM）浓度：0.1%,聚合氯化铝（PAC）浓度5%（质量分数）。

2.实验方法

原水准备：取废水排放口原水

原水稀释10倍以上加入废水收集池当中

（首先2000ml稀释5倍以上，

经试验后，原水CODmg/L，处理过后出水CODmg/L,满足设计的要求。BOD/COD＞0.3，生化性能良好，适合进入下一级MBR工艺处理。

四、MBR实验设备的准备

根据处理后废水的性质，设计兼氧池+好氧池的生化工艺，选择配套的小型膜片进行终端处理。

1、实验设备准备

所需材料：有机玻璃、SS304框架、小型气泵、小型自吸泵、穿孔曝气系统、UPVC管及阀门、2片3平方膜面积的增强型PVDF中空纤维帘式膜片。

设计尺寸：根据进水量，按照兼氧池水力停留时间2小时，好氧池加膜池停留时间8小时计算池体体积。

污泥准备：取成熟的污水处理厂的活性污泥。

原水：物化处理后的水。

2、实验方法

将取来的成熟污泥放入生化池进行闷爆，周期为48小时，然后调节曝气，进行曝气培养，训话污泥周期时间为一周。根据泥水沉降比确定污泥的浓度是否合适并观察其颜色。将原水进入生化池进行预调试，运行一天后，陆续引入原水，整体设备进入正常运行状态。在此期间，风机24小时曝气，自吸泵运行8分钟，停止2分钟，间歇式运行。调节出水至设计要求通量，观察通量的变化，每6小时观察记录一次，每天产水取样一次，送检化验。

五、实验结果及改进方案

从膜出水取样品进行COD测定，在不同阶段的值均在30-40之间，BOD＜8mg/L，氨氮小于5mg/L，TSS小于2mg/L，出水达到国家一级排放标准。再次证明MBR膜技术结合合理的前段物化处理，最终出水可以达到理想的效果。

改进方案：

1.由于垃圾转运站产生的废水成分复杂，酸碱度不稳定，加药程度不一，导致物化系统处理出水不是很稳定。物化系统处理出水持续进入生化池后，生化池COD会不断上升，引发膜片容易出现污堵现象，通量下降快。因此特在原来对磨皮那曝气15:1气水比的计算方法上调整为25:1的气水比比率。使膜得到更佳充分的冲刷清洗，通量下降速率减少85%以上。

2.特针对此类废水，调整膜片本身的设计通量，从16.7L/㎡/hr调整为15L/㎡/hr，进一步延缓膜片通量衰减速率。

3.使用更加亲水的PVDF材质膜丝应用于此类废水的处理，使膜表面不容易结泥。

4.调整膜池及好氧池污泥浓度，从8000mg/L提高到10000mg/L，进一步达到理想的处理效果。

六、结论

1.实验证明MBR技术的应用对于垃圾转运站压榨废水处理能够起到关键的作用，达到预期的效果。使出水达到目前国家要求的排放水标准，甚至优于标准。

2.通过对MBR膜系统的运行方式，曝气量，膜自身材质的升级，使MBR膜系统更加适应垃圾转运站压榨废水的水质条件。

3.采用更加有效稳定的药剂用于前端物化处理工艺是减少后端MBR系统负荷的重要因素。

参考文献：

[1]曹京哲.城市垃圾渗滤液特性及处理对策[J].市政技术.2003(03)

[2]许振良.膜法水处理技术.北京.化学工业出版社.2001.