摘要：随着湿垃圾末端处置技术的流行和应用，处理过程中通过厌氧发酵产生沼气后的废水，因含有高浓度悬浮物、较少可降解有机物，且碳氮比不协调，成为一种新型的“垃圾渗沥液”处理问题。该废水处理由于设计基础来源于传统垃圾渗沥液处理方法，取值上存在一定不足，实际运行受限。从水质特性看，湿垃圾沼液与传统垃圾渗沥液存在显著差异。湿垃圾沼液含有更高浓度悬浮物，且这些悬浮物主要由未完全降解的有机物质构成，增加了后续处理难度。同时，其可降解有机物含量相对较少，意味着在生物处理阶段，微生物可利用碳源有限，可能导致生物处理效率低下。此外，湿垃圾沼液的碳氮比不协调：氮元素含量较高，可能在生物脱氮过程中去除受限。为更深入地了解湿垃圾沼液的水质特性，完成工艺设计并提高运行管理的抗风险能力，需要对现有数据展开详尽分析。文章系统阐述湿垃圾沼液处理的典型工艺设计，分析该工艺2021—2024年实际运行数据，包括水质、水量、污染物指标、排放污泥等多个维度，并给出具体改进建议及实际生产中的问题解决措施。

　　关键词：湿垃圾沼液；膜生物反应器；水质特性；工艺设计；运行问题

　　随着垃圾分类的推行，湿垃圾末端处置和资源化成为固体废弃物处置的新方向[1]。在全国不同湿垃圾处理处置工艺中，沼液处理成为亟须解决的污染物问题。

　　无论是餐饮还是厨余垃圾，经预处理并厌氧发酵产生沼气后的废水，其典型特征为：悬浮物含量高，可降解类有机物少，氮含量及磷含量高，营养物质间比例不协调，生物脱氮和有机物降解难度大[2]。

　　由于污染物浓度未达到成为资源化产品的要求，大部分沼液被作为处理对象。除完成日常保质保量达标排放外，如何达到高效、低碳处置也成为生产中重要的问题。目前，其设计基础来自传统垃圾渗沥液处理[3]，取值尚显不足，存在一系列运行问题。

　　1典型工艺设计和案例

　　基于上述情况，对有机污染物（COD）、氨氮（NH3-N）的去除是污水处理的2大核心内容。鉴于生物法的经济性与环保性，沼液中的绝大部分COD和NH3-N采用生物法降解去除，以尽量避免污染物的二次转移。根据沼液的水质特性及排放标准，单纯的生物法出水稳定性较差，难以满足实际需求，需要结合膜技术对经过生物法处理后的残留污染物进行处理。因此，湿垃圾沼液处理的典型工艺设计，一般为“好氧+超滤+纳滤”的工艺组合。

　　1.1进出水水质

　　该文以上海某湿垃圾处置项目的沼液处理为例，其沼液和厂内生产废水等需要集中处理的污水总规模为600 m3/d。

　　根据已有项目实际监测数据，并参考国内同类型项目水质，设计进水水质如表1所示。

　　根据环评批复，湿垃圾污水经处理达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》三级标准。其中，色度、NH3-N、TN、总磷（TP）执行GB/T 31962—2015《污水排入城镇下水道水质标准》B级标准。

　　1.2工艺流程

　　湿垃圾沼液处理采用“膜生物反应器（MBR）+纳滤+反渗透”组合工艺，确保水质达标排放。

　　湿垃圾沼液进入MBR系统。MBR由反硝化、硝化和超滤单元组成。针对生化系统产生的剩余污泥，将脱水后含水率低于60%的泥饼送至焚烧厂与生活垃圾一并掺烧，脱水上清液则回生化系统再次处理。

　　将MBR出水泵入pH调节水池，加酸调节进水pH后，进入纳滤进水罐，经由纳滤进水泵泵入纳滤系统。利用纳滤对有机物及高价态盐分的高选择性截留能力，去除水中绝大部分有机物及高价盐分：纳滤浓缩液进入浓缩液处理系统；清液经纳滤清液池泵入反渗透系统。反渗透清液达标排放，而浓缩液进入反渗透浓液池。

　　纳滤浓缩液通过膜分离系统：一级与二级产生的浓液回喷焚烧炉；清液进入纳滤清液池。

　　反渗透浓缩液先进入预处理系统，去除废水中大量的硬度、碱度和有机物。预处理系统出水通过泵提升进入高压膜系统进一步浓缩，使清液与反渗透清液混合后达标排放，同时浓缩后的盐水进入浓盐水池，通过蒸发装置进一步蒸发，去除残渣。

　　2设计案例实际运行情况

　　该项目已稳定运行4年，但并非所有运行工况均在设计范围内。部分超过设计值的生产工况，采取一定措施后系统仍可承受。本文简单列举一些特殊情况，以供后续工艺设计参考。

　　2.1进水水质水量

　　2021—2024年度处理系统进水水量情况如表2所示。

　　设计600 m3/d的系统经过4年的稳定运行，从最初调试的日平均进水量393 m3/d，提升至548 m3/d，证实系统运行整体较为稳定，可达到预设处理量，并各项指标中：COD、NH3-N、pH的平均值落在设计范围内；SS、TN的平均值超过设计值，在实际生产中对系统整体稳定性产生一定影响。TN在生产中可通过工艺调整达标，但SS偏高的问题，需要在后续工艺中做出调整。

　　在所有SS指标数据中，超过4 000 mg/L的占23.5%，超过5 000 mg/L的占9.1%。建议将SS工艺计算取值提高到4 000 mg/L，并考虑突发SS指标超负荷情况的应对工艺措施。另外，在所有COD指标中，超过8 000 mg/L的占21.5%，远低于设计值。建议在设计中调整COD取值，设定8 000～9 000 mg/L为宜。同时，将TN工艺计算的取值调整到3 500 mg/L，结合系统碳氮比的配合，为提高脱氮能力做好准备。

　　2.2出水水质

　　通过有效的工艺生产控制，可使用现有设计系统确保出水稳定达标。2021—2024年度系统出水水质指标如表4所示。

　　数据显示，系统整体运行情况良好，大部分指标远低于排放标准值。其中，TN控制仍是项目运行的难点，做好TN指标的稳定达标工作，可实现节能降碳的一系列效果。

　　2.3剩余污泥的实际值

　　2021—2024年污泥实际情况如表5所示。

　　因污泥含水率未能达到设计值60%，污泥的产生量与设计值存在较大偏离。若换算到60%含水率的污泥，外运数量均值在7～9 t之间。导致污泥含水率无法降低的原因较为复杂，但从数年运行分析数据分析，工艺设计需要考虑额外的污泥处理余量以匹配实际运行。原设计的产泥率约1.2%，建议将该指标的设计值提高到2%以上。尤其是夏季负荷高峰时，污泥脱水设备满负荷运行，风险较高。

　　2.4生产实际超出设计值的工艺控制

　　生产超出设计值的情形主要涵盖3个方面：SS和含油率、水量，以及NH3-N和TN。在实践中，仍采用既有设计系统配合工艺参数和设备调整，以应对超负荷情况，具体如下。

　　2.4.1 SS和含油率

　　设计中未考虑来水含油率的情况。

　　在运行进行至2021年夏季高峰期时，系统经历了一段时间的SS和含油量高含量考验。阶段性SS保持在5 000 mg/L以上，最高超过10 000 mg/L，同时含油率从平时的0.05%升至0.3%～0.4%。

　　原设计系统并未考虑对油类物质的去除，且高SS的负荷余量控制也不足。普通调节池去除能力无法满足该负荷的污染物浓度，导致微生物和超滤性能受到限制。具体体现为：好氧池的DO值无法提高；超滤膜堵塞频率增加。为此，项目进行了曝气设备和前端预处理设备的改造和增加，更换了曝气风机和曝气头，并在调节池后增加了气浮设备。

　　2.4.2水量

　　水量超负荷在实际运行中较为常见。2021—2024年，超负荷天数最多的是2023年，有115 d均超过日处理量600 t；其次是2024年，有55 d超负荷，且大部分集中在夏季。2023年，最长的超负荷时间为47 d，平均处理量为625 t/d。

　　经过负荷计算，其间NH3-N超过设计值13.5%，TN超过设计值16.6%。在工艺调控上，对于夏季水量超负荷的预判，一般采取提前降低调节池、生化池液位的方法应对。由于长期超负荷运行，池内温度难以降低，运行中还采取了投加冰块降温的措施：在夏季高负荷前提前做好设备维护，如冷却塔和换热器清洗、污泥脱水设备检修保养等。

　　2.4.3 NH3-N和TN

　　水量负荷在设计范围内，但同期NH3-N、TN负荷均超过设计值。整体NH3-N和TN负荷呈逐年升高趋势：2021年均未超负荷；2022年年平均进水TN浓度超过设计值8%；2023年平均进水NH3-N浓度超过设计值1%，年平均进水TN浓度超过设计值14%；2024年平均进水NH3-N浓度超过设计值15%，年平均进水TN浓度超过设计值19%。

　　在生化池池容有限的情况下，要提高脱氮效率，需要多方面协同。在设计范围内，生化系统可达到超滤分离后TN低于70 mg/L的目标。在超负荷情况下，MBR难以完全脱除TN使其达标，可短期依靠后续深度处理工艺作为保障。

　　3结语

　　湿垃圾沼液处理典型工艺设计采用“MBR+纳滤+反渗透”路线是可行的。对于超过设计负荷的运行工况，该工艺路线能较好地应对并提供保障措施，总体闭环良好。

　　根据运行实际情况和改造措施，提出如下设计建议：调整工艺设计参数，做好对TN、含油量、SS浓度的充分估计，建议将SS工艺计算取值提高到4 000 mg/L、COD调整到8 000～9 000mg/L、TN调整到3 500 mg/L；前端增加足够的预处理设施（如气浮、过滤等），建议按照含油率1咖设置气浮设施，并在生化池内留有足够的曝气设备和冷却设备余量，以应对夏季水量超负荷和含油量较高引起的微生物不适应问题；在超负荷情况下，排泥需求紧迫，需留足污泥脱水余量，建议将原设计的产泥率（1.2%）提高到2%以上。

参考文献

　　［1］王川,王慧爽,邰俊,等.源头分类对生活垃圾处理碳排放和减排效果的影响研究——以上海市干湿垃圾分类为例［J］.环境卫生工程,2025,33(1):140-148.

　　［2］褚禛,田延威,吴楚雄,等.湿垃圾沼液水质特性及处理工艺讨论［J］.广东化工,2024,51(3):128-129,73.

　　［3］张洋,彭欣悦,郭堤.垃圾渗滤液两级生化+纳滤处理工艺研究［J］.绿色科技,2024,26(18):121-126.