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东莞中科环保电力有限公司 广东省 523085
摘要：垃圾渗滤液成分复杂、氨氮浓度很高、有机物浓度高，导致处理工序和设备繁多，处理时间较长。垃圾渗滤液由于在垃圾体已经经历了厌氧过程，其生化性相对较差，生物处理的停留时间较长，因此，采用膜生物反应器处理垃圾渗滤液，可以更好的实现泥水分离，同时达到污泥浓缩的效果，从而可以大幅度提高生物反应器中的混合液浓度，使泥龄增长，通过降低F/M比使剩余污泥量减少，出水水质显著提高。
关键词：垃圾焚烧发电厂；渗滤液处理；膜生物反应器
引言：膜生物反应器MBR（Membrane Bio-reactor）是二十世纪末发展起来的新技术，它是膜分离技术和活性污泥生物技术的结合。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用中空纤维膜替代沉淀池，因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000-18000mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，在污水处理方面具有传统工艺不具备的优点。
1.膜生物反应器（MBR）的原理
膜生物反应器主要由膜组件和膜生物反应器两部分构成。大量的微生物（活性污泥）在生物反应器内与基质（废水中的可降解有机物等）充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢已维持自身生长、繁殖，同时使有机污染物降解。膜组件通过机械筛分、截留等作用对废水和污泥混合液进行固液分离。大分子物质等被浓缩后返回生物反应器，从而避免了微生物的流失。生物处理系统和膜分离组件的有机组合，不仅提高了系统的出水水质和运行的稳定程度，还延长了难降解大分子物质在生物反应器中的水力停留时间，加强了系统对难降解物质的去除效果。
2.膜生物反应器（MBR）的分类
根据膜组件和生物反应器的组合位置不同可将膜生物反应器分为一体式、分置式和复合式三大类。
2.1 分置式MBR反应器
分置式MBR是指膜组件与生物反应器分开设置，相对独立，膜组件与生物反应器通过泵与管路相连。分置式MBR，也称为错流式MBR、横向流MBR，通常都采用加压型过滤。加压泵从生物反应器抽水，压入膜组件中，膜过滤后出水排出系统，浓缩液回流至生物反应器。
2.2 一体式MBR反应器
一体式MBR反应器时将膜组件直接安置在生物反应器内部，所以又称为淹没式MBR（SMBR），它依靠重力或水泵抽吸产生的负压作为出水动力。一体式MBR反应器的膜组件浸没在生物反应器的混合液中，污染较快，而且清洗起来较为麻烦，需要将膜组件从反应器中取出。因此为了有效防止一体式MBR的膜污染问题，在膜组件下方进行高强度的曝气，靠空气和水流的搅动来延缓膜污染；或者在反应器内设置中空轴，通过它的旋转带动轴上的膜也随之转动，在膜表面形成错流，防止其污染。
2.3 复合式MBR反应器
复合式MBR 从形式上看，也属于一体式MBR，也是将膜组件置于生物反应器之中，通过重力或负压出水，所不同的是复合式MBR是在生物反应器中安装填料，形成复合式处理系统。
图1 MBR系统工艺
3.垃圾渗滤液的膜生物反应器（MBR）处理技术
由于处理垃圾渗滤液生化污泥浓度较高，常常是15-30g/L，因此浸没式中空纤维MBR很容易造成堵塞、断丝和瘫痪。管式膜MBR技术是外置式形式，通过水泵将污泥送入膜管内，在压力的驱动下进行膜分离，出水透过膜进入产水箱，而污泥回到生化池继续参与生物反应。
垃圾渗滤液处理工艺通常采用分体式膜生化反应器，包括生物反应器和超滤（UF）两个单元，为生物脱氮工艺。生物反应器分为前置反硝化和硝化两部分。
在硝化池中，通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，并使氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，回流到反硝化池，在缺氧环境中还原成氮气排出，达到脱氮的目的。为了提高氧的利用率，采用高效内循环射流曝气系统，氧的利用率可达25%。
超滤采用孔径0.03μm的有機管式超滤膜，经过MBR生物反应器处理后，通过超滤膜分离净化水，污泥回流可使生物反应器中的污泥浓度达到10-30g/L，经过不断驯化形成的微生物菌群，对垃圾渗滤液中难生物降解的有机物也能逐步降解。
3.1生物反应器（反硝化/硝化）
废水经过厌氧处理后，首先进入反硝化池，利用氨化菌将废水中有机氮转化成NH3-N，与原废水中的NH3-N一并进入硝化池。在硝化池中，除与常规活性污泥法一样对含碳有机物进行氧化外，在适宜的条件下，利用亚硝化菌及硝化菌，将废水中NH3-N硝化生成NOx--N。为了达到废水脱氮的目的，硝化池中的硝化混合液通过内循环回流到反硝化池，利用原废水中有机碳作为电子供体进行反硝化，将NOx--N还原成氮气。生物反应器工艺只有一个污泥系统，混合菌群交替处于好氧和缺氧状态，有机物浓度高低交替条件，有利于控制污泥膨胀。
硝化池内曝气采用循环射流曝气，利用气泡扩散和水力剪切这两个作用达到曝气和混合的目的。在射流曝气器内部，由于射流的紊动及能量交换作用，形成剧烈的混掺现象，不仅在瞬间完成了氧气从气相向液相中的转移，而且射流曝气工作水流为进水和回流污泥的混合液，因此在射流器混合内部迅速地进行着泥（微生物）、水（有机物）、气（溶解氧）三者间的传质与生化反应。
3.2超滤（UF）
MBR采用外置超滤管式膜（UF）系统进行固液分离，将粒径大于0.03?m的颗粒、悬浮物等截留在系统内，超滤出水清澈。有单独循环泵以产生较大的过滤通量，流速为3～5m/s，避免膜管堵塞。超滤最大压力一般不超过6bar，膜管由清洗泵冲洗，清洗后的清洗水在膜环路中循环回到清洗箱，直到充分清洗。
UF采用孔径0.03?m的有机交错流管式膜，每根膜管内安装了一束Ф8mm、内表面为聚合物的管式过滤膜。硝化池的出水采用UF进水泵提升送至UF系统，UF系统的每个环路设置单独的循环泵，每台泵在沿膜管内壁提供一个需要的流速，从而形成紊流，产生较大的过滤通量，避免膜管堵塞。UF进水泵把硝化池的混合液分配到UF系统，超滤最大压力为6bar，膜管通过清洗泵进行冲刷清洗，防止污泥沉积在膜管，造成膜管堵塞；另外，每隔一定周期需要对UF环路进行化学循环清洗，以恢复UF膜的通透能力。
4.结论
经过上述的论述，采用膜生物反应器处理高浓度有机废水，特别是垃圾渗滤液时，出水水质优质稳定，可去除氨氮及难降解有机物，同时能够节省占地，操作管理方便，不产生污泥膨胀，目前MBR处理工艺在国内已成为垃圾渗滤液处理工艺的主要趋势。
参考文献：
[1]王晓丽，贾立敏.城市污水的开发和应用[M].北京.化学工业出，2008.
[2]杨晓霞.城市生活垃圾填埋厂垃圾渗滤液处理工艺的研究[J].环境工程，2009，5（3）：12-14.
[3]赵宗升.高氨氮渗滤液处理的好氧反硝化工艺研究.中国环境科学[M].2009，5（8）：412-415.
[4]崔喜勤.一体式好氧膜生物法处理城市垃圾渗滤液的试验研究[D].西安建筑科技大学，2004.
[5]唐家富，李国建.城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺比较[J].环境卫生工程，1995（02）：113-115.
[6]杨振沂.垃圾填埋过程渗滤液的处理[A].四川省环境科学学会，年学术年会论文集[C]，2003.
摘要：垃圾渗滤液成分复杂、氨氮浓度很高、有机物浓度高，导致处理工序和设备繁多，处理时间较长。垃圾渗滤液由于在垃圾体已经经历了厌氧过程，其生化性相对较差，生物处理的停留时间较长，因此，采用膜生物反应器处理垃圾渗滤液，可以更好的实现泥水分离，同时达到污泥浓缩的效果，从而可以大幅度提高生物反应器中的混合液浓度，使泥龄增长，通过降低F/M比使剩余污泥量减少，出水水质显著提高。
关键词：垃圾焚烧发电厂；渗滤液处理；膜生物反应器
引言：膜生物反应器MBR（Membrane Bio-reactor）是二十世纪末发展起来的新技术，它是膜分离技术和活性污泥生物技术的结合。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用中空纤维膜替代沉淀池，因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000-18000mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，在污水处理方面具有传统工艺不具备的优点。
1.膜生物反应器（MBR）的原理
膜生物反应器主要由膜组件和膜生物反应器两部分构成。大量的微生物（活性污泥）在生物反应器内与基质（废水中的可降解有机物等）充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢已维持自身生长、繁殖，同时使有机污染物降解。膜组件通过机械筛分、截留等作用对废水和污泥混合液进行固液分离。大分子物质等被浓缩后返回生物反应器，从而避免了微生物的流失。生物处理系统和膜分离组件的有机组合，不仅提高了系统的出水水质和运行的稳定程度，还延长了难降解大分子物质在生物反应器中的水力停留时间，加强了系统对难降解物质的去除效果。
2.膜生物反应器（MBR）的分类
根据膜组件和生物反应器的组合位置不同可将膜生物反应器分为一体式、分置式和复合式三大类。
2.1 分置式MBR反应器
分置式MBR是指膜组件与生物反应器分开设置，相对独立，膜组件与生物反应器通过泵与管路相连。分置式MBR，也称为错流式MBR、横向流MBR，通常都采用加压型过滤。加压泵从生物反应器抽水，压入膜组件中，膜过滤后出水排出系统，浓缩液回流至生物反应器。
2.2 一体式MBR反应器
一体式MBR反应器时将膜组件直接安置在生物反应器内部，所以又称为淹没式MBR（SMBR），它依靠重力或水泵抽吸产生的负压作为出水动力。一体式MBR反应器的膜组件浸没在生物反应器的混合液中，污染较快，而且清洗起来较为麻烦，需要将膜组件从反应器中取出。因此为了有效防止一体式MBR的膜污染问题，在膜组件下方进行高强度的曝气，靠空气和水流的搅动来延缓膜污染；或者在反应器内设置中空轴，通过它的旋转带动轴上的膜也随之转动，在膜表面形成错流，防止其污染。
2.3 复合式MBR反应器
复合式MBR 从形式上看，也属于一体式MBR，也是将膜组件置于生物反应器之中，通过重力或负压出水，所不同的是复合式MBR是在生物反应器中安装填料，形成复合式处理系统。
图1 MBR系统工艺
3.垃圾渗滤液的膜生物反应器（MBR）处理技术
由于处理垃圾渗滤液生化污泥浓度较高，常常是15-30g/L，因此浸没式中空纤维MBR很容易造成堵塞、断丝和瘫痪。管式膜MBR技术是外置式形式，通过水泵将污泥送入膜管内，在压力的驱动下进行膜分离，出水透过膜进入产水箱，而污泥回到生化池继续参与生物反应。
垃圾渗滤液处理工艺通常采用分体式膜生化反应器，包括生物反应器和超滤（UF）两个单元，为生物脱氮工艺。生物反应器分为前置反硝化和硝化两部分。
在硝化池中，通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，并使氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，回流到反硝化池，在缺氧环境中还原成氮气排出，达到脱氮的目的。为了提高氧的利用率，采用高效内循环射流曝气系统，氧的利用率可达25%。
超滤采用孔径0.03μm的有機管式超滤膜，经过MBR生物反应器处理后，通过超滤膜分离净化水，污泥回流可使生物反应器中的污泥浓度达到10-30g/L，经过不断驯化形成的微生物菌群，对垃圾渗滤液中难生物降解的有机物也能逐步降解。
3.1生物反应器（反硝化/硝化）
废水经过厌氧处理后，首先进入反硝化池，利用氨化菌将废水中有机氮转化成NH3-N，与原废水中的NH3-N一并进入硝化池。在硝化池中，除与常规活性污泥法一样对含碳有机物进行氧化外，在适宜的条件下，利用亚硝化菌及硝化菌，将废水中NH3-N硝化生成NOx--N。为了达到废水脱氮的目的，硝化池中的硝化混合液通过内循环回流到反硝化池，利用原废水中有机碳作为电子供体进行反硝化，将NOx--N还原成氮气。生物反应器工艺只有一个污泥系统，混合菌群交替处于好氧和缺氧状态，有机物浓度高低交替条件，有利于控制污泥膨胀。
硝化池内曝气采用循环射流曝气，利用气泡扩散和水力剪切这两个作用达到曝气和混合的目的。在射流曝气器内部，由于射流的紊动及能量交换作用，形成剧烈的混掺现象，不仅在瞬间完成了氧气从气相向液相中的转移，而且射流曝气工作水流为进水和回流污泥的混合液，因此在射流器混合内部迅速地进行着泥（微生物）、水（有机物）、气（溶解氧）三者间的传质与生化反应。
3.2超滤（UF）
MBR采用外置超滤管式膜（UF）系统进行固液分离，将粒径大于0.03?m的颗粒、悬浮物等截留在系统内，超滤出水清澈。有单独循环泵以产生较大的过滤通量，流速为3～5m/s，避免膜管堵塞。超滤最大压力一般不超过6bar，膜管由清洗泵冲洗，清洗后的清洗水在膜环路中循环回到清洗箱，直到充分清洗。
UF采用孔径0.03?m的有机交错流管式膜，每根膜管内安装了一束Ф8mm、内表面为聚合物的管式过滤膜。硝化池的出水采用UF进水泵提升送至UF系统，UF系统的每个环路设置单独的循环泵，每台泵在沿膜管内壁提供一个需要的流速，从而形成紊流，产生较大的过滤通量，避免膜管堵塞。UF进水泵把硝化池的混合液分配到UF系统，超滤最大压力为6bar，膜管通过清洗泵进行冲刷清洗，防止污泥沉积在膜管，造成膜管堵塞；另外，每隔一定周期需要对UF环路进行化学循环清洗，以恢复UF膜的通透能力。
4.结论
经过上述的论述，采用膜生物反应器处理高浓度有机废水，特别是垃圾渗滤液时，出水水质优质稳定，可去除氨氮及难降解有机物，同时能够节省占地，操作管理方便，不产生污泥膨胀，目前MBR处理工艺在国内已成为垃圾渗滤液处理工艺的主要趋势。
参考文献：
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