2.2 调节
生活垃圾焚烧厂渗滤液处理站进水水量和水质常常不稳定，其主要与垃圾存储量、发酵环境和发酵时间、当地气候、生活习惯等因素有关。而水质的波动会对渗滤液处理系统，特别是生化系统产生冲击，甚至会破坏生化系统的正常运行，进而对其他渗滤液处理设施、设备的运行和参数控制产生不利影响。在这种情况下，应在预处理系统设置均化调节池，用以调节进水水量和水质，保证渗滤液处理的正常进行。此外，调节池还提供了水量缓冲功能，起到应急事故池的作用。使得，渗滤液处理系统在枯水期也可以正常运行，不至于因缺水而导致生化系统停止运行。在丰水期时，可存储多余的渗滤液，防止垃圾仓积水或渗滤液外溢处理的事故发生。
具体渗滤液处理设施中调节池的作用主要有以下几方面：
①均质均量渗滤液，防止因渗滤液水质突变引发生化系统不稳定；
②调节pH值，以减小后续调节pH值时的化学品用量；
③可稀释高浓度有毒物质，防止高浓度的有毒物质进入后续生物处理系统，引发系统不稳定；
④可以保证突发事件发生时，生物处理系统在一定时间内的进水，起到事故池的作用。
2.2.1 调节池类型
调节池又称均化池，可分为均量池和均质池。均量池主要起均化水量的作用，也称为水量均化池；均质池主要起均化水质作用，也称为水质均化池。
（1）均量池
常用的水量调节池有两种调节方式。
①线内调节。进水一般采用重力流，出水用泵提升，池内最高水位不高于进水管的设计水位，有效水深一般为2～3m，线内调节的示意图如图2.10所示。
图2.10 线内调节
②线外调节。调节池设在旁路上，当废水流量过高时，多余废水用泵打入调节池，当流量低于设计流量时，再从调节池回流至集水井，并送去后续处理。
线外调节与线内调节相比，其调节池不受进水管高度限制，但被调节水量需要两次提升，能耗大。其示意图如图2.11所示。
图2.11 线外调节
（2）均质池
异程式均质池是最常见的一种均质池，为常水位，重力流。均质池中水流每一质点的流程由短到长，都不相同（沉淀池每一质点的流程都相同），再结合进出水槽的配合布置，使不同时程的水得以相互混合，取得随机均质的效果。均质池设在泵前、泵后均可，应当注意，这种池子只能均质，不能均量。由于均质的机理有很大的随机性，故均质池的设计关键在于均质池构造，通过适当的结构使先后到达的废水充分混合。常用的均质池的池型有以下两种。
①折流调节池。配水槽设在调节池上部，池内设有多个折流板，废水通过配水槽上的空口溢流到调节池的不同折流间，从而使某一时刻的出水包含不同时刻流入的废水，达到某种程度的调节。其示意图如图2.12所示。
图2.12 折流调节池
②差流式调节池。对角线上的出水槽所接纳的废水为来自不同时刻进入均质池的进水，从而达到水质调节的目的。为防止调节池内废水短路，可在池内设置一些纵向挡板，以增强调节效果。其示意图如图2.13所示。
图2.13 差流式调节池
（3）均化池
均化池既能均量又能均质，在池中设置搅拌装置，出水泵的流量用仪表控制。池前须设置格栅、沉砂池以及（或）磨碎机，以去除砂砾及杂质等。池后接二级或三级处理。
（4）事故池
为解决可能出现的污水处理系统运行的事故时（如偶然的废水倾倒或泄漏等），废水的去向问题，宜设事故调节池，或分流贮水池，贮留事故排水。
2.2.2 调节池混合方法
由于渗滤液来水呈峰、谷不均匀状态，调节池内通常要进行混合，以缓解来水不均匀可能给后续处理系统带来的冲击负荷。调节池内一般设置液下搅拌器以保持整池的内部循环流动，避免池体内部产生死角而形成沉淀。常用的混合方法包括以下几种：
（1）水泵强制循环
即污水泵从调节池抽水，又回流到调节池的方式。在调节池底设穿孔管，穿孔管与水泵压水管相连，用压力水进行搅拌，不需要在均化池内安装特殊的机械设备，简单易行，混合也比较完全，回流水量、搅拌时间、搅拌次数根据实际需要决定，但动力消耗较大。
（2）空气搅拌
在调节池的侧壁上布置环状管道，管道上开孔，按照穿孔管曝气的方式进行搅拌。也可在池底设穿孔管，穿孔管和鼓风机空气管相连，用压缩空气进行搅拌。空气搅拌不仅起到混合均化的作用，且具有预曝气的功能，效果较好，能够防止水中悬浮物的沉积，动力消耗也较少。空气搅拌的缺点也很明显，会使废水中的挥发性物质散逸到空气中，产生异味，同时布气管经年淹没在水中，容易被腐蚀。
（3）穿孔导流槽引水
即利用差流方式使污水进行自身水力混合。同时进入调节池的废水，由于流程的长短不同，前后进入调节池的废水发生混合。该过程几乎不需要消耗动力，但会出现水中杂质在池中积累的现象，而且，池体结构也较为复杂。
（4）机械搅拌
典型的机械搅拌装置包括以下几部分：搅拌器，包括旋转轴和叶轮；辅助部件和附件，包括密封装置、减速箱、搅拌电机、支架、挡板和导流筒等。搅拌器是实现搅拌操作的主要部件，叶轮是其主要的组成部分，它随旋转轴运动将机械能传递给液体，促使液体运动。机械搅拌的混合效果较好，但是，这些设备常年浸泡在水中，容易腐蚀损坏，维护保养工作量较大。
搅拌器有多种形式：按流体流动形态，可分为轴向流搅拌器、径向流搅拌器、混合流搅拌器；按搅拌器叶片结构，可分为平叶、折叶、螺旋面叶；按搅拌用途，可分为低黏流体用搅拌器、高黏流体用搅拌器；按安装形式，可分为顶进式、侧入式以及潜水搅拌器。
常用机械搅拌设备有桨式、推进式、涡流式、双曲面式等。
①桨式搅拌器。桨式搅拌机结构最简单，叶片常由扁钢制成，用焊接或螺栓固定在轮毂上，叶片数通常为2～4片，叶片形式可分为平直叶和折叶式两种，即根据叶片的形状特点的不同可分为平桨式搅拌器和斜桨式搅拌器。平桨式搅拌器产生的是径向力，斜桨式搅拌器产生的是轴向力，桨式搅拌器的转速相对较低，一般为20～80r/min，适用于低黏度的液体、悬浮液及溶解液搅拌。其示意图如图2.14所示。
图2.14 桨式搅拌器
②推进式搅拌器。推进式搅拌器的特征是排出液体的能力强，叶轮在旋转时液体向前方成轴向流排出，使之循环流动，流体以容积循环形式流动，所受的剪切作用较小，上下翻腾效果良好。推进式搅拌器常用于液液混合、使温度均一化、防止淤浆沉降等。转速常为300～600r/min，常被用于大容积的搅拌。其示意图如图2.15所示。
图2.15 推进式搅拌器
③涡流式搅拌器。其常常由水平圆盘和2～4片叶片构成，能有效地完成搅拌操作，并能处理黏度范围很广的流体，是应用较广的一种搅拌器。按照叶轮又可分为平直叶和弯曲叶。涡流搅拌器速度较大，一般为300～600r/min。其主要优点是当能量消耗不大时，搅拌效率较高，搅拌产生很强的径向流。其示意图如图2.16所示。
图2.16 涡流式搅拌器
④双曲面搅拌器。双曲面叶轮体上表面为双曲线母线绕叶轮体轴线旋转形成的双曲面结构，其独特的叶轮结构设计，最大限度地将流体特性与机械运动相结合。为了迎合水体流动，设计从叶轮的中心进水，这一方面减少了进水紊流，另一方面保证了液体对叶轮表面的压力均匀，从而保证整机在运动状态下的平衡。在渐开双弧面上均布有八条导流叶片，借助液体自重压力作补充进水获得的势能与叶轮旋转时产生的离心力形成动能，液体在重力加速度的作用下经双曲面结构过渡，沿叶轮圆周方向作切线运动，在池壁的反射作用下，形成自上而下地循环水流，故可获得在轴向（y）和径向（x）方向的交叉水流（如图2.17所示）。正是由于立式波轮搅拌机叶轮的结构特性和接近池底安装的特点，其工作位置决定了它对悬浮物的防沉降作用是直接的，在工作中可获得理想的搅拌效果，能有效地消除搅拌死角。大比表面积可获得大面积的水体交换。
图2.17 双曲面搅拌器
搅拌器的选择总结出相关内容，如表2.2所示。
表2.2 搅拌器的适用条件
注：有◆者为可用，空白者不详或不可用。
2.2.3 调节池设计
调节池的设计主要是确定调节池的容积。垃圾焚烧厂调节池的设计容量相比垃圾填埋场要小很多，主要是由于垃圾填埋场渗滤液水量受气象条件影响较大，特别是暴雨会大大提高垃圾填埋场渗滤液产生量，其调节池池容设计需要考虑满足十年一遇或三十年一遇暴雨下产生的渗滤液，而垃圾焚烧厂渗滤液来源于垃圾焚烧厂的垃圾储仓中，其产量大小与垃圾进场量、渗滤液产生率和垃圾停留时间、当地气候、生活水平、生活习惯、垃圾分类水平等因素有关系，池容通常比垃圾填埋场渗滤液调节池池容要小很多。
不同的垃圾焚烧工艺使垃圾渗滤液的产量存在一定的差异。比如使用循环流化床处理工艺的焚烧厂，原生垃圾经过预处理后直接进入锅炉焚烧，一般不对垃圾进行堆酵和储存，所以其产生的渗滤液会相对较少，基本是日产日清。此外，随着季节和垃圾库存量的不同，其垃圾渗滤液产量会有波动。而对于使用机械炉排的焚烧厂，生活垃圾一般先进行5～7d的堆酵预处理后再进入炉内进行焚烧处理。
有研究发现，垃圾堆酵48h析出的渗滤液量为可析出全量的99%。深圳市政环卫综合处理厂在2001年与清华大学合作进行生活垃圾堆酵实验，实测数据表明，进厂初测低位热值为4000kJ/kg，含水率为50%～65%的生活垃圾，在堆酵48～72h，脱水失重比大致为10%～12%。由此可以看出，炉排炉垃圾焚烧厂与循环流化床锅炉垃圾焚烧厂的垃圾渗滤液产量区别较大。另外，调节池还需考虑雨天导致的垃圾水分含量的增加，从而导致的垃圾渗滤液产量的大幅度增加所带来的储存风险，因此，调节池的容积应尽可能设置大些。
在垃圾焚烧厂渗滤液处理工艺中，调节池一般采用钢筋混凝土结构。为减少对环境的污染，其上部设顶板和人孔盖板进行密封，安装除臭系统抽取调节池产生的臭气送到垃圾焚烧炉进行焚烧。池体采取防腐防渗措施，避免池内液体渗漏。为方便调节池的维护及检修，调节池设2个，交替运行。调节池一般设计的水力停留时间为7～8d左右，池内设液下搅拌器以保持整池的内部循环流动，避免池体内部产生死角而导致固体颗粒的沉淀、沉积等。同时调节池的营养底物、微生物和温度条件具备产生厌氧发酵的条件，会产生沼气和臭气，因此，需要设置抽负压，防止爆炸。
以下将介绍垃圾焚烧厂渗滤液处理站调节池设计，当垃圾渗滤液的处理规模为400t/d时，调节池的设计说明与设计要点如下。
（1）设计说明
垃圾焚烧厂渗滤液处理站调节池设计遵循以下原则，首先需要确定垃圾焚烧厂渗滤液处理规模Q，再根据项目总平面图等进行初步设计，合理安排调节池的尺寸，使得调节池既有良好的均质均量作用，同时也可以承担渗滤液处理系统事故池的作用，给予特殊情况下系统充分的恢复时间，根据实践经验，一般设计调节池理论水力停留时间处于7～8d。此外，设计调节池的超高1m，计算理论水力停留时间时使用的是调节池的有效容积，即V有效进行计算。
（2）主要构筑物
处理规模：Q=400m3/d；
构筑物尺寸：L×B×H=21m×10m×8.0m，数量：2座；
取有效水深：H有效=7.0m；
取超高1m，则H=8.0m；
则有效容积：V有效=21m×10m×7m×2=2940m3；
理论水力停留时间：HRT=V有效/Q=2940/400=7.35d；
结构型式：半地下式钢筋混凝土结构。
（3）主要设备
潜水搅拌机：N=5kW，数量6台；
过滤器：过滤精度2mm，Q=40m3/h，数量2台；
自吸式排污泵：Q=15m3/h，H=30m，N=3.0kW，数量4台（2用2备）；
袋式过滤器：Q=25m3/h，过滤精度2mm，数量1台。