粪渣污泥上清液和填埋场渗滤液混合处理工程分析

摘要：针对深圳市的情况，提出将粪渣污泥脱水上清液和玉龙坑垃圾填埋场渗滤液进行混合处理的工程方案。经过比较，推荐上清液和渗滤液混合废水的处理采用UASB和好氧生物处理工艺，脱水粪渣和剩余污泥的处理则采用高温好氧堆肥的方案，使排放出水达到排放标准的要求下，做到了污泥的资源化利用，工程和运行管理方面也是可行的。
关键词：粪渣污泥；渗滤液；生物处理；堆肥
深圳市自1980年建立经济特区以来，城市建设和人口的发展都相当快，目前在罗湖和福田两区的建成区内，人口已达118万，这一建成区范围内的化粪池污泥是采用吸粪车清运至玉龙坑垃圾填埋场简易填埋，每年清运填埋的粪渣污泥总量约4.5×104t。玉龙坑垃圾填埋场是深圳市最早的垃圾处置场地之一，自1983年启用以来已相继进行了7期扩建，共处置城市生活垃圾近300×104t。由于这类粪渣污泥含相当高的有机物和细菌，因此在清运和简易填埋过程中和之后都带来较为严重的环境污染和卫生问题，不符合现代化城市的发展要求。同时由于玉龙坑垃圾填埋场已经饱和并进入封场阶段，这些粪渣污泥的处置出路便陷入受阻的困境。为此，深圳市城管办环卫处根据国外现代化城市的经验，决定建一座粪渣污泥处理厂，同时处理封场后玉龙坑垃圾填埋场产生的渗滤液，本文根据粪渣污泥和渗滤液的产生量和水质特点，提出了废水和粪渣综合处理利用的工程方案。
1粪渣污泥脱水处理工程分析
1.1粪渣污泥处理量
根据调查结果，粪渣污泥(现状)总清运量为124t/d，预测罗湖、福田2区粪渣污泥清运量在2000年达到162t/d，2010年达到183t/d，根据预测结果，并考虑一定的保留能力(必要时可有偿接受家禽和牲畜养殖场产生的粪便污水、市内医院污水处理站污泥以及滨河水质净化厂产生的部分污泥)，因此，本项目确定的粪渣污泥最大处理量为250t/d。
1.2粪渣污泥脱水处理工艺选择
粪渣污泥脱水处理是粪渣污泥处理中比较重要的工艺环节，该环节处理效果的好坏将直接影响后续的废水处理和粪渣处理，综合国内外粪渣污泥脱水处理的不同方法，本工程选择机械脱水设备对污泥进行脱水处理，使悬浮物和粪便污水最大限度的分开，并且粪渣污泥的脱水处理全部在处理厂完成，尽量减少在其它过程产生的二次污染。确定的工艺路线见图1。

图1粪渣污泥脱水处理工艺路线
2粪渣污泥脱水上清液和渗滤液混合处理工程分析
2.1废水处理量和进水水质的确定
废水处理工程所处理的废水主要包括粪渣污泥脱水上清液和玉龙坑垃圾填埋场产生的渗滤液。粪渣污泥的设计处理量为250t/d，脱水后上清液量为200～220t/d将进入后续废水处理。根据预测，玉龙坑垃圾填埋场在封场工程完成后，每天产生的渗滤液量将达到250t/d，同样进入粪渣污泥处理厂进行处理。这样玉龙坑粪渣污泥处理厂废水处理阶段将要处理的废水量将达到470t/d。根据深圳市环境卫生管理处的实测值和预测结果，确定的粪渣污泥脱水上清液的水质情况如表1所示。要求处理后出水达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级排放标准。
表1废水处理水量和进水水质（mg/L）

2.2废水处理工艺比较及选择
1)处理工艺分析。鉴于本工程处理的废水为粪渣污泥脱水上清液和垃圾填埋场渗滤液混合污水，其COD、BOD5和NH3-N浓度相当高，采用单一的厌氧处理或好氧处理难以达到所要求的出水水质，并且对于高浓度粪便污水的生物处理国内还没有先例，为了保证处理厂在施工完成后能够正常运行并达到设计要求，本废水处理工程拟采用厌氧-好氧串联处理工艺，在进行总体方案设计时必须兼顾处理效果、环境影响、投资成本、运行成本等多方面因素，提出以下三种处理工艺流程方案：第一种为粪渣污泥脱水上清液会同填埋场渗滤液经过二段消化法和好氧处理(图2)；第二种方案为粪渣污泥脱水上清液会同填埋场渗滤经过上流式厌氧污泥床反应器再经过好氧处理(图3)；第三种处理方案为粪渣污泥脱水上清液会同填埋场渗滤液经过二级活性污泥法处理(图4)。

图2“二段消化法+好氧处理”方案工艺流程

图3“UASB+好氧处理”方案工艺流程

图4二级活性污泥法方案工艺流程
比较这三种方案，结合前几节的分析，推荐使用第二种工艺方案是可行的，它不仅能保证所要求的处理效果，而且所选择的工艺坚持了先进、经济、高效、节能和环保的总体要求。2)处理效果分析。各处理阶段的处理效果和水质控制见图5。

图5粪便污水+渗滤液混合处理系统物料平衡流程
从图5的结果可以看出，采用方案2处理粪渣污泥上清液和渗滤液混合废水是能达到所要求的出水排放标准的，并且不难发现在计算时考虑厌氧和好氧的去除率分别为60%和80%是比较保守的，根据中试实验的结果，这一去除效率在工程上是可以实现的，因此，出水达到三级排放标准是可行的。