目前，我國(guó)一半的垃圾填埋場(chǎng)和焚燒廠采用膜生物反應(yīng)器（MBR）結(jié)合納濾和反滲透膜工藝處理垃圾滲濾液[1-3]。其中，MBR生化段采用硝化/反硝化設(shè)計(jì)進(jìn)行生物脫氮，以保證出水氨氮和總氮滿足排放要求[4-5]。

MBR生化反應(yīng)器是一種高效的上蓋生化好氧反應(yīng)器。反應(yīng)器中的廢水依靠微生物的作用降解高濃度有機(jī)物和氨氮。在生化降解過(guò)程中，有機(jī)物和氨氮氧化過(guò)程中的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，反應(yīng)器內(nèi)溫度較高；同時(shí)由于送風(fēng)溫度較高，各循環(huán)水泵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能能量大，生化反應(yīng)放熱大；在夏季運(yùn)行過(guò)程中，生化反應(yīng)器的溫度可能超過(guò)生化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度。在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，生化反應(yīng)速度和增殖速度也加快；蛋白質(zhì)、核酸等細(xì)胞成分對(duì)溫度非常敏感，當(dāng)溫度突然升高或下降并超過(guò)一定限度時(shí)，會(huì)發(fā)生不可逆的損傷[6]。

硝化菌的最佳反應(yīng)溫度范圍為25～35℃。當(dāng)溫度低于5℃或高于45℃時(shí)，會(huì)抑制硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)，從而抑制硝化反應(yīng)。反硝化細(xì)菌的最適溫度為34～37℃，當(dāng)溫度低于15℃時(shí)，生化反應(yīng)速率大大降低。滲濾液處理過(guò)程中，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)使生化反應(yīng)溫度保持在32℃～35℃之間。當(dāng)生化溫度高于38℃時(shí)，不利于活性污泥的生長(zhǎng)。必須通過(guò)冷卻系統(tǒng)對(duì)活性污泥進(jìn)行冷卻，以保證生化系統(tǒng)中活性菌的正常生長(zhǎng)，使生化處理系統(tǒng)正常運(yùn)行[7]。本文介紹了垃圾滲濾液生化冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行情況，為其工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐提供技術(shù)依據(jù)。

1冷卻系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

MBR生化系統(tǒng)的熱源主要有：進(jìn)出水溫差、生化反應(yīng)放熱、機(jī)電設(shè)備溫升、輻射、散熱等，其中生化反應(yīng)放熱約占總放熱量的80%。因此，冷卻系統(tǒng)主要針對(duì)曝氣嚴(yán)重的硝化池。冷卻系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示。

生化系統(tǒng)中的活性污泥通過(guò)冷卻污泥泵輸送至板式換熱器，冷卻塔中的冷卻水也通過(guò)冷卻水泵輸送至板式換熱器。來(lái)自冷卻塔的熱活性污泥和冷卻水通過(guò)板式換熱器中的金屬板進(jìn)行傳熱。冷卻后的活性污泥流回生化反應(yīng)池。經(jīng)板式換熱器換熱后的活性污泥達(dá)到了活性污泥生長(zhǎng)溫度的要求。冷卻水返回冷卻塔，經(jīng)換熱后冷卻水由冷卻塔冷卻回收。冷卻塔的蒸發(fā)量通過(guò)添加自來(lái)水來(lái)補(bǔ)充。

在垃圾滲濾液處理過(guò)程中，在夏季持續(xù)高溫的條件下，高濃度活性污泥會(huì)產(chǎn)生生物放熱，生化池內(nèi)溫度容易超過(guò)38℃，不利于活性污泥的生長(zhǎng)。為了降低生化系統(tǒng)的溫度，滿足活性污泥的生長(zhǎng)需要，需要通過(guò)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。

2冷卻系統(tǒng)設(shè)備選擇

在冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一套冷卻系統(tǒng)主要配置1臺(tái)污泥泵、1臺(tái)冷卻水泵、1臺(tái)冷卻塔和1臺(tái)板式換熱器。為便于現(xiàn)場(chǎng)觀察冷卻效果和設(shè)備正常運(yùn)行，冷卻水泵和冷卻污泥泵后一般設(shè)置壓力表和溫度計(jì)。當(dāng)管道因結(jié)垢等因素堵塞時(shí)，可觀察設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)