垃圾填埋场渗滤液处理方案.docx
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垃圾填埋场渗滤液处理方案
垃圾处理场
渗滤液处理工程方案
二〇一六年三月
一、工程概况
1、项目简介
根据《中华人民共和国环境保护法》规定“防止环境污染，保护人民健康，促进经济发展”的原则、国务院（98）253号令《建设项目环境保护设计规定》及有关法规的规定，需对生产和生活垃圾进行有效治理或综合利用。
在睢县城建局领导的高度重视下，以及当地主管部门的关心下，决定对睢县垃圾填埋场垃圾渗滤液进行升级改造，减轻渗漏废水对附近水环境的污染、保护人民身体健康、改善人类的环境卫生条件，使其达到2008年4月2日国家重新颁布的《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）版新标准后排放，故提出此方案。
设备采用预处理+硝化+反硝化+MBR+NF+RO处理工艺，配有自控系统装置，有自动切换，报警功能。
对垃圾渗滤液设施、设备和工艺进行方案设计，以供各方决策和参考。
为严格遵守有关环境法规，保护环境，本着经济建设和环境保护同步进行的“三同时”原则。
我单位受投资者邀请，在进行初步调研，并经多项垃圾渗滤液成功的实践经验的基础上，编制该垃圾填埋场渗滤液设计方案，以供有关部门决策、实施。
为了保护水体环境不受垃圾渗滤液影响，针对该垃圾填埋场渗滤液具体水质的特点，本方案拟采用常规的“预处理+硝化+反硝化+MBR+NF+RO处理”工艺，该处理工艺较为简单，操作运行方便，日常费用低廉，出水稳定。
2、设计要求：
遵守国家对环境保护、垃圾填埋场渗滤液治理的制定的法规、标准及规范，服从单位的总体规划，执行各种相关的标准和规定；节约能源，最大限度降低运行费用；延长设备的使用寿命。
3、方案设计原则：
1.水质
工程出水水质必须达到2008年7月1日实施的《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889－2008）版新标准表2中的排放限值
2.设计原则
1）严格执行国家现行的环保技术标准、规范，遵守国家和地方环保的有关法律、法规及排放标准；
2）选用先进、合理、可靠的处理工艺，在确保处理排放达标的前提下，做到操作简单、管理方便、占地小、投资省、运行费用低；
3）本工程系环境工程，尤其要注意环境保护，避免和减少二次污染。
要求改善劳动卫生条件，贯彻安全生产和清洁文明生产的方针；
4）为了提高污水处理站管理水平，设计采用PLC程序控制，减轻操作人员的劳动强度；
5）合理选用优质配件，降低能耗，提高工作效益和使用寿命，降低系统运行成本；
6）在工艺设计时，有较大的灵活性，可调性，以适应水量、水质的周期变化。
采用一套50t/d渗滤液处理设备，以提高系统的灵活性、可变性、适应性和先进性；
7）因地制宜，合理布局，有效地利用空间和场地。
3.设计范围
垃圾渗滤液处理系统设计（包括方案、建筑、设备、工艺配管、照明、仪表自控等整体工程设计、运行费用成本分析等）。
二、工程项目主要内容
1、工程现状
垃圾渗滤液来源
本系统的渗滤液主要来自垃圾填埋场
渗滤液处理工程水量
根据设计单位估算，平均排水量为50吨/天，则本方案按一套50吨/天；垃圾渗滤液设计处理运行。
渗滤液处理工程进水水质
项目
数值
平均值
BOD5
400~10000mg/L
平均：
700mg/l
CODcr
1000~10000mg/L
平均：
5000mg/l
SS
200~800mg/L
平均：
600mg/l
NH3-N
160~1600mg/L
平均：
1000mg/l
PH
6～8
总N
200~1500mg/L
平均：
1100mg/l
硫化物
~
铜
~
铅
~
镉
~
汞
铁
135~252
设计出水水质
垃圾填埋场渗滤液经处理后，出水水质应达到2008年7月1日实施的《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889－2008）版新标准表2中的排放限值：
现有和新建生活垃圾填埋场水污染物特别排放限值（GB16889—2008表2）
项目
排放限值
污染物排放监控位置
色度（稀释倍数）
40
常规污水处理设施排放口
化学需氧量（mg/L）
100
常规污水处理设施排放口
生化需氧量（mg/L）
30
常规污水处理设施排放口
悬浮物（mg/L）
30
常规污水处理设施排放口
总氮（mg/L）
40
常规污水处理设施排放口
氨氮（mg/L）
25
常规污水处理设施排放口
总磷（mg/L）
3
常规污水处理设施排放口
粪大肠菌群数（个/L）
10000
常规污水处理设施排放口
总汞（mg/L）
常规污水处理设施排放口
总镉（mg/L）
常规污水处理设施排放口
总铬（mg/L）
常规污水处理设施排放口
六价铬（mg/L）
常规污水处理设施排放口
总砷（mg/L）
常规污水处理设施排放口
总铅（mg/L）
常规污水处理设施排放口
2、工程的规模和实施方案：
本项目的建设范围包括工艺及建筑物等设计、设备采购、各类管网、电器设备及管线采购、配套土建工程施工、设备、电器安装及调试和人员培训等整体工程。
根据目前垃圾填埋场情况，渗滤液的排放量约为50吨/天，因此以这一流量作为渗滤液处理升级改造工程的设计流量。
出水水质必须达到2008年7月1日实施的《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889－2008）版新标准表2中的排放限值。
针对该垃圾渗滤液具体水质的特点，本方案拟采用常规的“混凝沉淀+硝化+反硝化+MBR+NF+RO”处理工艺，该处理工艺较为成熟，操作运行方便，日常费用低廉，出水稳定。
3、工程采用的标准
?
、《中华人民共和国环境保护法》；
?
、《中华人民共和国水污染防治法》；
?
、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；
?
、《污水处理设计规程》（CECS?
?
：
?
?
?
?
）；
?
、《污水处理技术指南》（环发?
?
?
?
?
?
?
?
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号）；
?
、《室外排水设计规范》（?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
）；
?
、《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）；
?
、《建筑给水排水设计规范》（?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
）；
?
、《环境工程设计手册》；
?
?
、《污水污物处理》（化学工业出版社）；
?
?
、《污水处理技术及工程实例》（化学工业出版社）；
?
?
、国家现行的建设项目环境保护设计规定；
?
?
、其他相应的设计技术规范与标准。
?
?
、厂区污水排放情况，2010年3月
?
?
、厂区污水排放量及污染物情况，2010年3月
?
?
、《三废处理工程技术手册（废水卷）》，2000年
?
?
、《水工混凝土结构设计规范》SDJ20-78
?
?
、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
?
?
、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97
三、项目采用的主要工艺技术
1.渗滤液水量与水质情况分析
本项目渗滤液来水不均匀程度较高，水质、水量变化较大（KZ=），由于水量与水质具有较大的不均匀性，因此必须考虑设置均质均量的调节池。
根据工程前期主管部门的相关批复，本项目渗滤液处理升级改造工程设计采用预处理+硝化+反硝化+MBR+NF+RO处理工艺。
根据环保部门对垃圾渗滤液排放的要求，本污水处理工艺应使出水达到渗滤液处理标准要求。
2.工艺流程说明
来自填埋场调节池内的渗滤液，首先由泵提升进入预处理系统，通过加入特定的专用药剂并加搅拌，使进水和药剂充分反映，来去除胶体悬浮物以及Hg、Gr等重金属，减少对后续生化系统的抑制，对后续的NF/RO膜有一定的保护作用，延长膜的使用寿命，同时能够去除40%左右的NH3-N，减轻对生化系统的负荷，达到生化系统运行标准。
沉淀池出水自流至外置式的MBR系统，外置式MBR系统包括A/O生化脱氮系统、斜板沉淀池以及超滤膜膜系统，其中A/O生化脱氮系统由反硝化池、硝化池组成。
A/O生化脱氮系统即“缺氧反硝化－好氧硝化”，在缺氧硝化区中，反硝化菌将回流来的硝酸盐还原为氨气排除，在好氧硝化区中，硝化菌将污水中的氨态氮氧化为硝态氮，然后回流至反硝化区还原，完成脱氮过程。
斜板沉淀池主要使硝化池出水中的污泥进行沉降，降低后续系统进水的SS，防止对超滤膜的堵塞。
沉淀的污泥一部分回流至反硝化池保证前面生化脱氮系统内有较高的污泥浓度，提高脱氮的效率，，一部分外排至污泥池进行处置。
外置式的MBR超滤膜将斜板沉淀池出水中剩余的SS截留，通过MBR膜孔径的截留，出水水质好，满足进入下一工序纳滤反渗透系统的要求；
外置式MBR的出水进入纳滤系统，由于纳滤对一价盐离子不作截留，盐份随出水排出，这样纳滤系统需要的高压泵能耗较小，可以将COD、BOD、二价离子截流率在90%以上，纳滤系统后设置反渗透系统，反渗透系统可以截留纳滤系统无法截留的一价盐离子，如前处理没有处理完全的氨氮、COD、BOD、一价离子等，最终出水达到国家标准排放限值。
纳滤系统和反渗透系统产生的浓缩液进入浓缩液储存池内储存后回罐至填埋场。
根据工程前期报告及相关批复，为便于工程操作运行并节省工程用地，睢县垃圾处理厂垃圾渗滤液处理系统改造项目采用集成式处理设备，整个工程按功能需求分为A段、B段和C段。
3.工艺流程简图
四、产品质量及技术参数
垃圾渗滤液调节池（甲方提供）
配套提供
（1）渗滤液提升泵
型号：
ZW65-10-32
形式：
自吸泵
流量：
10m3/h
扬程：
38m
功率：
数量：
2台
材质：
过流部件不锈钢
（2）电磁流量计
规格：
DN65
测定流量：
～15m/s
数量：
1台
一体化装置
5.2.1预处理装置
，首先由泵提升进入预处理系统，通过加入特定的专用药剂并加搅拌，使进水和药剂充分反映，来去除胶体悬浮物以及Hg、Gr等重金属，减少对后续生化系统的抑制，对后续的NF/RO膜有一定的保护作用，延长膜的使用寿命，同时能够去除40%左右的NH3-N，减轻对生化系统的负荷，达到生化系统运行标准。
数量：
1台
材质：
碳钢内外防腐处理
配套提供
（1）搅拌器
型号：
功率：
数量：
4台
材质：
不锈钢
（2）加药装置
药剂类型：
专用药剂
规格：
9.6L/h
数量：
1套
搅拌机
功率：
数量：
1台
材质：
不锈钢
溶液箱
规格：
Φ500
数量：
1只
材质：
PE
计量泵
型号：
J-JXM100/
流量：
9.6L/h
数量：
1台
（3）斜管填料
规格：
Φ35/50
数量：
8m2
材质：
PE
A/O系统
本次改造使用我公司真对垃圾渗滤液专门研发的新型高效硝化细菌和反硝化细菌，能够快速适应渗滤液水质，大大缩短调试周期，减少调试时间成本，同时能够极大提高微生物的处理能力，使出水达到后续处理标准，降低后续系统的处理负荷。
反硝化菌的适宜PH值为～；最佳温度为30℃，当温度低于10℃时，反硝化速度明显下降，而当温度低至3℃时，反硝化作用将停止。
生物脱氮可去除多种含氮化合物，其处理效果稳定，总氮去除率可达70%～95%，不产生二次污染，而且比较经济，但有占地面积大，低温时效率低，易受有毒物质影响且运行管理比较麻烦等缺点。
常见的生物脱氮流程可以分为三类。
多级污泥系统：
多级污泥系通常称为传统的生物脱氮流程，此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果，其缺点是流程长，构筑物多，基建费用高，需要外加碳源，运行费用高，出水中残留一定量的甲醇等。
单级污泥系统：
单级污泥系统的形式有：
前置反硝化系统,后置反硝化系统及交替工作系统。
前置反硝化的生物脱氮流程，通常称为A/0流程.与传统的生物脱氮工艺流程相比，A/0工艺具有流程简单，构筑物少，基建费用低，不需外加碳源，出水水质高等优点。
材质：
碳钢内外防腐处理
配套提供
（1）水下搅拌器
型号：
6-260/3-960/C
叶轮直径：
260mm
电机功率：
转速：
960rpm
数量：
1台
叶轮材质：
不锈钢
生物硝化是在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。
如果反应完全，氨氧化成硝酸盐分两阶段完成：
第一阶段，在亚硝酸菌的作用下使氨氧化成亚硝酸盐，亚硝酸菌属于强好氧性自养细菌，利用氨作为其唯一能源；第二阶段，在硝酸菌的作用下，使亚硝酸盐转化为硝酸盐，硝酸菌是以亚硝酸作为唯一能源的特种自养细菌。
虽然有些异养生物也能进行硝化，但硝化中最主要的生物是亚硝酸菌属和硝酸菌属。
硝化最佳pH值为，当pH在～范围时，为最佳速度的90%。
当温度从5℃提高到30℃时，硝化速度也随之不断增加，一般温度应维持在20℃～40℃为宜。
反硝化就是在缺氧条件下，由于反硝化菌的作用，将NO2-和NO3-还原为N2的过程，其过程的电子供体是各种各样的有机底物（碳源）。
同时投加消泡剂，使硝化池曝气时水面气泡减少，使空气与水完全混合。
材质：
碳钢内外防腐处理
配套提供
（1）微孔曝气器
规格：
Φ215
空气流量：
-3m3个·h
数量：
230套
（2）罗茨鼓风机
型号：
BR125
风量：
10.31m3/min
风压：
功率：
11kw
数量：
2台
（3）混合液回流泵
型号：
形式：
潜污泵
流量：
25m3/h
扬程：
12.5m
功率：
数量：
2台
材质：
不锈钢
（4）污泥回流泵
型号：
形式：
潜污泵
流量：
13m3/h
扬程：
12.5m
功率：
数量：
2台
材质：
不锈钢
（5）消泡剂投加装置
药剂类型：
消泡剂
规格：
9.6L/h
数量：
1套
搅拌机
功率：
数量：
1台
材质：
不锈钢
溶液箱
规格：
Φ500
数量：
1只
材质：
PE
计量泵
型号：
J-JXM100/
流量：
9.6L/h
数量：
1台
MBR板式膜装置
（1）膜分离技术介绍
膜是一种清洁生产技术，主要起分离作用。
它的功能就是把一种物质和另一种物质分离开。
膜分离技术是近几十年发展起来的高新技术，这些年发展尤为迅速。
膜的分离简单地说就是筛分，就是利用膜表面孔的机械筛分的原理，将不同大小的物质分离开，达到分离的目的。
膜表面孔的大小最大也只有微米级，最小只有纳米级。
超滤膜是膜分离技术中的一种，它的截留孔径为微米，可将悬浮物、微生物（细菌、病毒等）、胶体等完全截留，同时可截留部分大分子有机物、浊度等，是一个高效、环保的分离过程，与传统的分离技术如蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分离等相比，具有较多的优势。
◇可实现精密分离
◇品质稳定性好
膜设备本身没有运动的部件，工作温度又在室温附近，所以很少需要维护，可靠度很高。
◇纯物理过程
膜分离是纯物理过程，不会发生任何的化学变化，更不需要外加任何物质，如助滤剂、化学试剂等。
◇连续化操作
膜分离过程可实现连续化生产过程，它的操作非常简便，设备启动时间短，可以在频繁的启、停状态下工作。
相比传统工艺可显着缩短生产周期，满足工业化生产的实际需要。
◇灵活性强
膜设备的规模和处理能力可变，易于工业逐级放大推广应用。
膜分离装置可以直接插入已有的生产工艺中，易与其它分离过程结合，方便进行原有工艺改建和上下工艺整合。
◇能耗较低
传统的冷冻、萃取和闪蒸等分离过程是发生相的变化（相变化的潜热是很大的），通常能耗比较高。
而膜的分离过程基本上不发生相的变化。
◇环保
膜分离设备制作材质清洁、环保，工作现场清洁卫生，符合国家产业政策。
配套设备
（1）进水泵
型号：
CHL16-20
处理能力：
35m3/h
扬程：
15m
功率：
数量：
2台
（2）循环水泵
型号：
CDL80-30-2
处理能力：
146m3/h
扬程：
40m
功率：
37kw
数量：
1台
（3）清洗水泵
型号：
CHL16-20
处理能力：
35m3/h
扬程：
15m
功率：
数量：
1台
（4）清洗水箱
容积：
1000L
材质：
PE
数量：
1只
5）NF进水罐
NF进水罐主要用于储存MBR装置的出水，起到MBR与NF过渡的作用，设计采用PE材质，数量1只。
容积：
5000L
外形尺寸：
Ф×1.94m
材质：
PE
数量：
1只
6）纳滤进水泵
中间增压泵主要用于提升NF进水箱内储存的水，提升加压至精密过滤器。
型号：
CHL8-30
处理能力：
4m3/h
扬程：
32m
功率：
数量：
1台
7）精密过滤器
精密过滤器滤芯设计采用滤袋过滤，在工艺中主要用于截留前置管道、设备中可能泄漏的机械杂质，确保纳滤进水的清洁度，以防泄漏的机械杂质进入膜元件，这种颗粒经高压泵加速后可能击穿膜元件，造成大量盐份的泄漏，同时可能划伤高压泵的叶轮，精密过滤器内的滤袋采用尼龙工艺制作，过滤具有：
过滤效率高，可进入深层过滤；纳污容量大，使用寿命长。
精密过滤器的滤袋应定期更换，一般可根据进出水压差来决定。
精密过滤器进出水管道上均设有压力表，可显示精密过滤器的进出水压力及进出水压差。
数量：
1台
产水量：
5m3/h.台
外壳直径：
Ф250×1000mm
正常运行压力：
外壳材料：
不锈钢
纳滤系统
纳滤系统主要由纳滤进水高压泵、纳滤膜元件、膜壳、机架、控制系统和配套辅助材料组成。
纳滤系统最早被称为疏松反渗透，其截留特性介于超滤与反渗透之间，大约为100-1000道尔顿（Daltons）。
因此，纳滤对水中溶解的小分子有机物具有很高的脱除率，同时纳滤对水溶液中的离子也有一定的脱除率。
纳滤是一种类似于反渗透的膜分离技术，但是纳滤膜的分离层相比反渗透更加疏松。
对一价离子，如Na+、K+、Cl-等的脱除率较低，但是对硬度、铁、色度等物质有很高的去除率。
因此，ESNA系统纳滤膜元件可以在很低的压力下，获得高的水通量。
同时，在使用过程中由于很低的运行压力，可以明显的节省设备及运行费用。
降低操作压力即意味节省费用。
因为低压操作时能耗低，而且相关的水泵、管路及压力容器等也更为便宜，ESNA系列膜元件的这一优点使它日益受到广大用户的青睐。
膜型号：
GEDuraslick
型式：
节能型
有效面积：
37.2m2
脱盐率：
97%
最高操作压力：
最高进水温度：
45℃
进水PH值范围：
数量：
8支
膜更换周期：
3年
配套提供
（1）纳滤高压泵
型号：
CDL4-16
流量：
4m3/h
扬程：
153m
功率：
数量：
1台
（2）压力容器
型号：
8040-2
形式：
2芯装
材质：
玻璃钢
数量：
4根
（3）纳滤循环泵
型号：
CDL4-16
流量：
Q=8m3/h
扬程：
H=36m
功率：
N=
数量：
2台
（4）加药装置
药剂类型：
酸、阻垢剂
规格：
9.6L/h
数量：
各1套
搅拌机
功率：
数量：
2台
材质：
不锈钢
溶液箱
规格：
Φ500
数量：
2只
材质：
PE
计量泵
型号：
J-JXM100/
流量：
9.6L/h
数量：
2台
（5）纳滤化学清洗系统
NF装置在运行一段时间会受到不同程度上的污染，污染物的性质及污染速度于给水条件有关，污染是慢慢发展的，如果不在早期采取措施，污染将会在相对短的时间内损坏膜元件，定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个方法，不同的污染将会对膜性能造成不同程度的损坏。
根据污染情况可以采用物理冲洗和化学溶解方法，配制一定浓度的化学药剂来与不同的化学结垢进行反应清洗，以恢复膜元件的特性。
化学清洗装置由药剂箱、清洗泵、精密过滤器组成。
为了更好的使系统安全稳定运行，我们将在系统中设一台SDI检测仪来监测污染情况，并按10%清洗法则，即在常压力下如产水量下降至正常值的10%、为了维持正常产水流量，经温度校正后的给水压力增加了10%、产品水质降低10%盐透过率增加10%、使用压力增加10%、RO各段的压差增加明显。
a．清洗水泵
数量：
1台
型号：
CHL8-30
出力：
17.5m3/hr
扬程：
52.7m
材质：
过流部分SS304
电机功率：
b．清洗保安过滤器
数量：
1台
设备规格：
φ250×1000mm
工作压力：
控制方法：
根据压力差更换滤芯
设备本体材料：
滤壳：
SS304
滤芯：
熔喷PP棉
孔径：
5μm
c．清洗药箱
数量：
1个
形式：
垂直圆筒
容积：
1.0m3
工作压力：
常压
设备本体材质：
PE
10）RO进水罐
RO进水罐主要用于储存NF装置的出水，起到NF和RO过渡的作用，设计采用PE材质，数量1只。
容积：
5000L
外形尺寸：
Ф×1.94m
材质：
PE
数量：
1只
11）RO进水泵
RO进水泵主要用于提升RO进水箱内储存的水，提升加压至精密过滤器。
型号：
CHL8-30
处理能力：
4m3/h
扬程：
32m
功率：
数量：
1台
12）精密过滤器
数量：
1台
产水量：
5m3/h.台
外壳直径：
Ф250×1000mm
正常运行压力：
外壳材料：
不锈钢
13）RO高压泵
型号：
CHL4-19
处理能力：
4m3/h
扬程：
178m
功率：
数量：
1台
反渗透装置
反渗透是1960年美国加利福尼亚大学的洛布（Loeb）与素里拉简（Sourirtajan）发明的一项高新膜分离技术，其孔径很小，大都≤10×10-10（10A），它能去除滤液中的离子范围和分子量很小的有机物，如细菌、病毒、热源等。
它已广泛用于海水或苦咸水淡化、电子、医药用纯水、饮用水、太空水的生产，还应用于生物、医学工程。
反渗透亦称逆渗透（RO），是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜（或称半透膜）分离出来。
因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。
根据各种物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
反渗透装置（简称RO装置）在除盐系统中属关键设备，装置利用膜分离技术除去水中大部分离子、SiO2等，大幅降低TDS。
RO是将原水中的一部分沿与膜垂直的方向通过膜，水中的盐类和胶体物质将在膜表面浓缩，剩余一部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走，在运行过程中自清洗。
膜元件的水通量越大，回收率越高则其膜表面浓缩的程度越高，由于浓缩作用，膜表面处的物质溶度与主体水流中物质浓度不同，产生浓差极化现象。
浓差极化会使膜表面盐的浓度高，增大膜的渗透压，引起盐
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