垃圾冲洗废水的处理工艺设计

　　在对垃圾回收利用的过程中，需要对垃圾进行粗冲洗、消毒、碱洗和漂洗，所产生的废水经 一定工艺处理后能够满足生活杂用水水质标准(CJ25.1—89)。

1 工程设计

1.1 设计水量
　　废水一部分来自垃圾粗冲洗废水(水量较小但浓度较高)，另一部分来自垃圾消毒、碱洗及漂洗废水(水量较大但浓度较低)。
工程设计规模为Q=1500m3/d，其中粗冲洗废水水量Q1=300m3/d，消毒、碱洗及漂洗废水水量Q2=1200m3/d。
1.2 设计水质
　　① 进水
　　垃圾冲洗废水中的主要污染物是粘附在纸张、塑料、玻璃等上面的灰尘、沙土等物质，因此具有有机污染物浓度低、无机悬浮物含量较高等特点。
　　粗冲洗废水水质：COD为300～400mg/L，SS为300mg/L左右，pH值为6～9。
　　消毒、碱洗及漂洗废水水质：COD为100～150mg/L，SS为100mg/L左右；pH值为6～9。
　　② 出水
　　处理出水将全部回用于垃圾冲洗、消毒、碱洗及漂洗，其水质应达到生活杂用水水质标准(CJ25.1—89)，即：COD≤50mg/L，SS≤10mg/L，浊度≤10NTU。
1.3 工艺设计
　　将粗冲洗、消毒、碱洗及漂洗工段产生的废水集中在一起进行处理，工艺流程见图1。

　　 ① 格栅
　　为去除水中的漂浮及悬浮物质，设人工粗格栅及自动细格栅各1台。人工粗格栅为500mm×1000mm，栅条间距为10mm。机械细格栅：GSHZ-300型旋转式格栅除污机，安装角度为60°，耙齿间隙为1～3mm，有效栅宽为140mm，水槽宽度为370mm，电机功率为0.75kW。
　　② 调节池
　　因为污水处理系统1天24h连续运行，而生产工艺1天20h连续运行，二者之间有4h的差值，所以调节池水量调节时间至少应大于4 h。调节池有效容积按8h的污水停留时间设计。 
　　调节池设预曝气系统以达到均质的目的，同时可防止悬浮物质在调节池中发生沉降，为后续处理设施创造条件。
　　调节池尺寸为25000mm×5000mm×4500mm，有效水深为4000mm，钢筋混凝土材质。池内设潜污泵2台(1用1备)，电机功率为5.5 kW，预曝气鼓风机1台，电机功率为5.5kW；气水比为4∶1。
　　③ 悬浮粒子生物接触氧化池
　　采用悬浮式生物载体填料，具有如下特点：
　　a.填料上的生物量大，除生长有菌胶团外，还有大量的真菌、丝状菌、原生动物和后生动物，能形成稳定的食物链；
　　b.比表面积巨大(232m2/m3)；
　　c.不结团、不堵塞，具有理想的孔隙率和良好的通气、过水性能；
　　d.生物膜降解能力强，优于传统的活性污泥法；
　　e.传质效率高，曝气时悬浮填料的流化、切割、碰撞能提高氧气的利用率；
　　f.耗气少，曝气就可使生物膜自行脱落更新而无需加大气量；
　　g.设计、施工、管理和安装极为方便，悬浮填料可以直接投入池中，无需安装支架。
　　在悬浮填料的下方设有曝气管，除具有维持池中较高的溶解氧以保证生物膜生长良好的作用外，还能加快生物膜的新陈代谢以保持较高的生物活性，因此该装置对COD去除率较高 。
　　采用穿孔管曝气，可避免曝气系统的堵塞。
　　氧化池尺寸为25000mm×5000mm×4500mm，采用分格形式布置，有效水深为4000mm，水力停留时间为8.0h，钢筋混凝土材质。曝气鼓风机2台(1用1备)，电机功率为18.5kW，气水比为15∶1。
　　④ 沉淀池
　　沉淀池设计成竖流式，由中央导流筒进水，四周溢流堰溢流出水，沉淀污泥通过气提管道排入污泥池。
　　悬浮粒子生物接触氧化池出水经管道混合器与混凝剂(碱式氯化铝或聚铁)的混凝作用后，矾花形成快、沉淀速度快、出水浊度低、可以减小后续过滤单元的负荷。
　　沉淀池表面负荷设计为1.25m3/(m2·h)、水力停留时间为3.2h；沉淀池2座，尺寸为5000mm×5000mm×6000mm，钢筋混凝土材质；气提排泥，设鼓风机1台(和预曝气兼用) 。
　　⑤ 配水池
　　如果沉淀池出水达到出水水质要求，则通过配水池直接进入消毒水池，否则需进入后续处理单元进行深度处理。
　　配水池尺寸为5000mm×5000mm×5500mm，有效水深为5000mm，停留时间为2.0h，深度处理提升泵2台(1用1备)，电机功率为5.5kW，钢筋混凝土材质。
　　⑥ 高效纤维过滤器
　　作为深度处理单元，高效纤维过滤器是一种取代传统石英砂等颗粒状滤料的机械过滤装置，具有如下特点：
　　a.效率高，出水水质好于砂滤器；
　　b.滤速快、占地面积小、截污量大；
　　c.操作简单，易清洗；
　　d.水耗少，滤料不流失，滤料使用寿命可达15年以上；
　　e.检修方便。
　　采用HFF-1600型高效纤维过滤器，滤速为27.5m/h。
　　⑦ 消毒水池
　　消毒处理可杀灭水中的大肠杆菌等病原微生物，为了节省投资，可利用垃圾消毒处理中所采用的消毒剂。
　　⑧ 污泥池
　　由沉淀池排出的污泥及高效纤维过滤器的反冲洗水进入污泥池进行污泥浓缩处理后再进行脱水处理，脱水后可利用其制建筑材料，也可以定期抽吸外运。
　　污泥池内设溢流管，上清液溢流回调节池。
　　污泥池尺寸为6000mm×5000mm×4500mm，有效水深为4000mm，钢筋混凝土材质。 

2 　运行成本

　　污水处理系统采用PLC自动控制运行，仅设技术管理兼维护人员两名。
　　运行成本含动力费(P1)、药剂费(P2)、人工费(P3)三部分。
　　动力费：各种机械总功率为43.93kW，电价按0.60元/(kW·h)计，则P1=43.93×24×0.6/1500=0.42元/m3。
　　药剂费：碱式氯化铝投加量为20mg/L，单价为2000元/t，则P2=0.04元/m.。
　　人工费：P3=0.044元/m3。
　　运行成本=P1+P2+P3=0.50元/m3。

3　结语

　　① 调节池可起均质、均量作用，同时通过预曝气不仅可有效地防止污染物在池内沉淀而且可以起到预处理作用；
　　② 悬浮粒子生物接触氧化法具有有机负荷高、处理效果好、能耗少、滤料不结团、不堵塞、传质效率高、安装管理方便等优点；
　　③ 高效纤维过滤器具有效率高、滤速快、占地面积小、截污量大、易清洗、滤料使用寿命长等优点；
　　④ 处理系统采用PLC自动控制，可大大减轻管理工作量；
　　⑤ 对于垃圾冲洗废水的处理采用生物接触氧化—混凝沉淀—高效纤维过滤的工艺是可行的，其出水水质达到生活杂用水水质标准，运行成本约为0.50元/m3。

⑥MBR中空纤维膜分离技术达到有效快速排放。