糞便濾后液處理混凝+兩級A/O+MBR技術
糞便濾后液是糞便經過固液分離之后，經加藥離心脫水產出的廢水，其特性如下：①COD、TN、TP等濃度較高；②可生化性較好。若該廢水直接排入污水處理廠，會對污水處理系統(tǒng)造成沖擊負荷，甚至直接影響后端納管污水處理廠穩(wěn)定達標。以杭州市某糞便無害化處理廠糞便濾后液處理工程為例，介紹了工藝流程、設計參數及運行效果，以期為國內同類廢水的處理提供經驗參考。
1、工程概況
該糞便無害化處理廠設計糞便處理規(guī)模為100m3/d，糞便無害化處理生產線主要設備包括卸糞系統(tǒng)、固液分離機系統(tǒng)、絮凝脫水系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)、泵房系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、自控及中控系統(tǒng)。糞便無害化處理工藝流程為糞便經粗格柵和一體化固液分離機處理后，泥漿經加藥混凝，隨后進入離心脫水機，進行脫水處理。三道工序產生的糞渣輸送到焚燒廠進行焚燒處理，糞便濾后液經廢水處理系統(tǒng)處理后排至附近污水處理廠統(tǒng)一處理。
糞便濾后液的污染物成分簡單，水質相對比較穩(wěn)定。廢水處理工藝以去除有機物、氨氮和總氮為主。該廢水處理后排放水質達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的二級標準，總氮與總磷執(zhí)行《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準》（GB/T31962-2015）的C級限值要求。該廠糞便濾后液水量較小，且考慮到場地緊張，因此，采用一體化鋼制設備進行處理。
2、設計水量、水質
2.1 設計水量
該糞便無害化處理廠設計糞便處理規(guī)模為100m3/d，考慮變化系數和日后區(qū)域發(fā)展，污水處理站設計水量為100m3/d。
2.2 設計水質
設計進水水質參照糞便處理廠現有基礎監(jiān)測數據，該濾后液處理后排放的水質達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的二級標準，總氮與總磷執(zhí)行《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準》（GB/T31962-2015）的C級限值要求。設計進、出水水質如表1所示。
3、處理工藝
該工程糞便濾后液的進水B/C=0.5，可生化性好，主體工藝可采用缺氧-好氧生物處理工藝。考慮到糞便濾后液主要污染物為COD、TP、TN、NH3-N且進水污染物濃度較高及用地緊張等因素，故主體工藝采用兩級A/O+MBR生物脫氮法，這是一種傳統(tǒng)活性污泥法與高效膜分離技術相結合的新型高效污水處理工藝。兩級A/O工藝具有脫氮除磷效果好、抗沖擊負荷能力強等優(yōu)點，MBR將生化降解作用和膜分離作用的優(yōu)點有機結合，同時，MBR采用有機平板膜，平板膜具有抗污染性高的優(yōu)點，可減少清洗次數。
糞便濾后液處理工藝流程如圖1所示。
廠區(qū)產生的糞便濾后液進入現有調節(jié)提升池，調節(jié)水質水量，隨后經泵提升到混凝反應池。投加混凝劑（PAC）、助凝劑（PAM）并進行攪拌，與廢水中的雜質、懸浮物反應形成膠體絮團?；炷磻靥幚沓鏊粤鬟M入沉淀池進行泥水分離，沉淀池出水進入生化系統(tǒng)。
在兩級A/O處理系統(tǒng)中，利用生化池內環(huán)境條件的串聯(lián)變化，強化了脫氮除磷作用，并去除大量有機物。出水進入MBR池，由于MBR膜對活性污泥和大分子有機物質具有截留作用，使反應池內活性污泥濃度大大提高，水力停留時間和污泥停留時間可以得到控制，而難降解的物質在池中不斷反應、降解，同時，MBR池的混合液分別回流至前端1#缺氧池與2#缺氧池，以保證反硝化系統(tǒng)穩(wěn)定運行和前端生化處理系統(tǒng)有足夠且穩(wěn)定的生物群體。MBR膜池出水進入儲水池，可達標排放。
沉淀池污泥與MBR膜池產生的剩余污泥進入污泥儲池，隨后污泥與糞便處理廠內經第二道一體化固液分離機處理后的糞便一并處理，經加藥處理后輸送到第三道脫水機進行脫水處理。污泥儲池內的上清液回流到調節(jié)提升池。
4、主要構筑物設計參數
該工程處理系統(tǒng)主要由調節(jié)提升池、一體化設備、儲水池以及風機房構成。調節(jié)提升池由廠區(qū)原有出水泵井改造而成，為全地下鋼筋混凝土結構。一體化設備采用全地上304不銹鋼設備，包含混凝反應池、沉淀池、1#缺氧池、1#好氧池、2#缺氧池、2#好氧池、MBR膜池、膜清洗池、污泥儲池、泵房及配電間。儲水池采用全地上不銹鋼304，風機房采用全地上鋼棚結構。
主要構筑物設計參數見表2。
5、調試及運行效果
5.1 調試情況
該工程于2019年11月底開始系統(tǒng)調試，生化系統(tǒng)接種的污泥采用當地市政污水處理廠脫水污泥。污泥馴化后，系統(tǒng)開始調試，至2019年12月底，各項指標均達到設計出水水質，調試工作結束，系統(tǒng)投入運行。
①物化系統(tǒng)
通過加藥系統(tǒng)向混凝反應池內投加10%的PAC和0.1%的PAM，根據進水水量確定投加量及投加比，從而達到良好的絮凝效果。
②生化系統(tǒng)
在調試階段，整個生化系統(tǒng)pH控制在7.0左右，水溫控制在20~30℃。1#缺氧池DO值控制在0~0.2mg/L，1#好氧池DO值控制在2~4mg/L，2#缺氧池DO值控制在0.2~0.5mg/L，2#好氧池DO值控制在2~4mg/L，MBR池DO值控制在2~4mg/L。經過30d調試后，菌膠團發(fā)育良好，污泥濃度（MLSS）保持在3500mg/L左右，標志著活性污泥馴化完成。
在調試期間，缺氧池的DO值會出現偏高的情況，因此，需調節(jié)MBR池曝氣風量以控制池內DO值在規(guī)定范圍內，以降低回流對缺氧池的影響，從而保證脫氮效果。
5.2 運行效果
調試完成后，該污水處理系統(tǒng)投入運行，在為期3個月的性能考核期內，出水水質穩(wěn)定達到出水標準。
該工程對COD的去除效果如圖2所示。
對NH3-N、TN、TP、SS的去除效果分別見圖3~6。
進水COD為780~1580mg/L，大部分在1000mg/L左右波動，經過混凝沉淀、兩級A/O處理，并輔以MBR平板膜處理，借助MBR平板膜的高截留特性，使污泥濃度保持在較高水平，提高了對有機物的去除效率，從而使出水COD穩(wěn)定在100mg/L以下，COD去除率可達到94%以上。
進水NH3-N及TN偏高且波動較大，分別在80~160mg/L以及140~260mg/L范圍內，但該系統(tǒng)的脫氮效果顯著，出水NH3-N基本穩(wěn)定在10mg/L以下，出水TN基本穩(wěn)定在15mg/L以下，去除率均可穩(wěn)定達到90%以上。糞便濾后液進水TP濃度較設計水質偏高，但出水TP穩(wěn)定在3mg/L以下，去除率可達91%以上。系統(tǒng)進水SS穩(wěn)定在設計水質范圍內，經過混凝沉淀以及MBR平板膜的截留作用，出水SS基本穩(wěn)定在20mg/L以下，去除率可達92%以上。該系統(tǒng)主要產生物化污泥和生化污泥，含水率為98%的濕污泥量排放量約為3.0m3/d。
根據對運行水質的分析，該工程工藝流程設計合理，各處理單元均發(fā)揮了污染物處理效果，系統(tǒng)具有較強的抗沖擊負荷能力，對COD、NH3-N、TN、TP以及SS均有較好的去除效果。
該系統(tǒng)中各處理單元對主要污染物的去除效果見表3。
兩級A/O可去除大量有機物，并結合MBR平板膜，將生化降解和膜分離的優(yōu)點有機結合，可使COD去除率得到保障。在該系統(tǒng)中，對NH3-N和TN去除率可達90%以上，主要依賴兩級A/O的強脫氮作用。在1#好氧池的亞硝酸菌和硝酸菌的作用下，將氨氮轉化為亞硝態(tài)氮及硝態(tài)氮，回流至1#缺氧池內，反硝化菌將硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成N2，從而達到脫氮的效果。隨后又通過2#缺氧池及2#好氧池進一步保障脫氮效率。在一級A/O對NH3-N和TN去除率達到80%以上的情況下，二級A/O進一步進行硝化、反硝化作用，同時MBR平板膜有利于增殖緩慢的硝化菌、反硝化菌的截留、生長和繁殖，從而達到高效的脫氮效果。該系統(tǒng)TP去除率也較高，通過加藥混凝沉淀去除大量磷酸鹽，去除率可達80%，并輔以微生物的同化和生物除磷作用以達到除磷效果。通過加藥混凝沉淀以及MBR平板膜的截留特性，出水SS穩(wěn)定達標。MBR的高效截留特性，將活性污泥截留在處理系統(tǒng)內，保持系統(tǒng)內較高污泥濃度，提高了對有機物的去除效果，進一步保證了出水水質?？梢?，經過該系統(tǒng)處理后，各出水指標均可穩(wěn)定達標。
6、投資及成本分析
該糞便濾后液新增污水處理系統(tǒng)占地面積為130m2，處理量為100m3/d，總投資為260萬元，總裝機功率為47kW，使用功率為25.5kW。根據運行期間的數據統(tǒng)計，電費約1.364元/m3，藥劑費約0.255元/m3，人工費約2.667元/m3，直接運行成本為4.286元/m3（不含設備折舊費）。
7、結論
①針對杭州市某糞便無害化處理廠產生的100m3/d糞便濾后液，采用混凝+兩級A/O+MBR工藝進行處理。該系統(tǒng)抗沖擊負荷較強，對COD、NH3-N、TN、TP及SS均有良好的去除效果。系統(tǒng)出水COD<100mg/L，NH3-N<25mg/L，TN<45mg/L，TP<5mg/L，SS<30mg/L，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的二級標準以及《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準》（GB/T31962-2015）的C級限值要求。
②該工程采用MBR平板膜工藝，可將微生物截留在系統(tǒng)內，保持較高的污泥濃度，有利于菌種的生長與繁殖，提高系統(tǒng)對污染物的去除效果。同時，平板膜抗污染性高，可減少清洗次數，節(jié)約運行成本。
③該工藝具有占地小、操作簡單、管理方便、運行成本較低、抗沖擊負荷強、出水水質穩(wěn)定等優(yōu)點，在糞便濾后液處理中具有重要作用，可為國內同類廢水的處理提供工程經驗參考。（來源：浙江省環(huán)境工程有限公司）