300吨每天垃圾渗滤液方案设计.docx

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300吨每天垃圾渗滤液方案设计

垃圾渗滤液处理站

（300m3/d）

方案设计

XXXXXXX环保科技有限公司

二〇一一年八月

一、概述

1.1概况

本方案为某市垃圾填埋场渗滤液处理工程垃圾渗滤液处理站方案设计，设计规模为300m3/d。

1.2设计依据

本方案的编制依据和使用的标准如下：

《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ17-2004

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

《城市污水处理厂工程质量验收规范》GB50334-2002

《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-92

《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97

《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-95

《恶臭污染物排放标准》GB14554-93

《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-2008

《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-99；

1.3设计范围

本次方案编制范围包括生活垃圾场渗滤液处理工程由调节池后取水设施至处理达标排放至清水池的管道设施之间的构（建）筑物及相应配套的构（建）筑物工艺、设备、电气、仪表、管路设计。

用户供电、道路、绿化等不在本设计范围内。

1.4设计原则

渗滤液处理是一项技术复杂的系统工程，根据本工程的实际特点，结合生活垃圾场的规划情况，提出渗滤液处理工艺和设备的设计原则。

（1）在填埋场总体规划的指导下，根据本建设项目的规划布局，结合当地地质和环境要求，和填埋场总体规划相协调，建设美观实用的渗滤液处理设施。

（2）根据垃圾填埋场渗滤液废水中污染物浓度高，水质水量多变的特点，选择技术先进、工艺可靠、性价比高的工艺；

（3）在工艺设计中采用完善的设施和设备，来消除处理时产生的臭味、飞沫等、重金属等二次污染问题；采用低噪音处理设备；二次污染的治理应满足相关国家标准；浓缩液和生化产生的剩余污泥一起，排入混凝反应池，与混凝剂反应后去沉淀池，沉淀后上清液回到调节池进一步处理。

污泥进入储泥池，采用污泥泵打回至填埋区或者经过污泥处理系统处理后泥饼作填埋处理，产生的废液回流至调节池或其他处理单元；

（4）采用技术先进实用，运行稳定可靠，操作管理方便的处理工艺，使先进性和可靠性有机的结合起来；

（5）采用高效节能设备，尽可能的节省建设投资和运行成本，同时减少工程占地面积；

（6）所有设备保证一年四季均可运行，超滤膜使用寿命超过5年以上；NF、RO的膜片使用寿命在3年以上，纳滤系统的回收率达90%反渗透系统的回收率不低于80%；所有的工艺用罐均应加盖，室外考虑保温措施。

（7）采用自动化技术及监测仪器，提高运行管理水平。

（8）为确保工程质量，保证设备高效，可靠运行，主体设备选用国内外知名品牌。

二、设计参数

2.1废水水量

300m3/d。

2.2进水水质

进水即为调节池出水。

本工程考虑近期进水水质为：

项目

设计取值

CODCr

12000mg/L

BOD5

5000mg/L

NH3-N

1200mg/L

SS

1000mg/L

pH

6~8

2.3出水水质

本设计采用的出水水质根据项目建设要求是达到《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-2008中表2出水要求。

项目

出水水质标准

CODCr

≤100mg/L

BOD5

≤30g/L

NH3-N

≤25mg/L

SS

≤70mg/L

总氮

≤40mg/L

色度

<50倍

总磷

≤3mg/L

三．处理工艺选择

选择一个工艺的先决条件是要对垃圾渗沥液主要成份进行分析，特别对是重金属、COD、BOD、TN和盐（电导率、氯化物和硫酸盐）的分析，一年中要对不同时间的变化进行分析。

这种经常性的分析能够提供垃圾渗沥液的季节性变化。

根据某市垃圾填埋场渗沥液的水质水量特点和处理要求，我们拟采用如工艺流程图所示的UASB+膜生化反应器+纳滤+反渗透（RO）的处理工艺。

渗沥液处理系统由四部分组成，包括：

（1）预处理系统；

（2）膜生化反应器MBR系统；（3）纳滤（NF）、反渗透（RO）系统；（4）生化剩余污泥、浓缩液处理系统。

具体工艺流程如下图：

四．各段处理效果

COD

（mg/L）

去除率（%）

BOD（mg/L）

去除率（%）

NH3-N（mg/L）

去除率（%）

SS（mg/L）

去除率（%）

1

调节池

12000

0

5000

0

1200

0

1000

0

2

MBR处理系统

960

92

500

90

18

98.5

50

95

3

NF系统

240

75

140

72

18

0

4

RO系统

72

70

28

80

15

17

出水

≤100

≤30

≤25

≤70

五、工艺说明及成功案例

来自填埋场调节池内的渗沥液，用水泵送15m3/h废水经过粗滤器进入膜生化反应器（MBR），生化去除大部分可生化有机物和氨。

膜生化反应器（MBR）包括前置反硝化池、硝化池和超滤分离等几部分。

反硝化池和硝化池由搪瓷罐体组成。

超滤出水经过超滤清液池进入纳滤、反渗透系统，通过纳滤、反渗透系统去除不可生化的有机物，使出水的COD、BOD、NH3-N、SS、重金属、大肠菌群和色度等指标同时达到处理要求，送到清水池，作为净水储存，回用或排放。

反渗透的浓缩液用泵回灌填埋场，生化产生的剩余污泥，排入混凝反应池，与混凝剂反应后去沉淀池，沉淀后上清液回到调节池进一步处理。

污泥再经压滤后成泥饼回填填埋场。

5．1．MBR的工作原理

本系统是国外80年代末开发出的一种高效的膜生化反应器（MBR）废水处理技术（工艺原理图如下）。

该工艺特别适用于高负荷有机废水的处理，膜生化反应器（MBR）已成功地应用于垃圾处理厂的渗沥液处理，在国内外电已有50多个渗沥液处理的成功业绩。

MBR工艺原理图

如上图所示，MBR是一种分体式膜生化反应器，包括生化反应器和超滤UF两个单元。

生化反应器可分为前置式反硝化和硝化两部分。

在硝化池中，通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，在硝化池中，氨氮一部分通过生物合成去除，大部分在本公司特有的高效的硝化菌的作用下转变成为硝酸盐和亚硝酸盐，回流到反硝化池，在缺氧环境中还原成氮气排出，达到生物脱氮的目的。

为提高氧的利用率，采用特殊设计的曝气机构。

超滤UF采用孔径0.02µm的有机管式超滤膜,膜生化反应器通过超滤膜分离净化水和菌体，污泥回流可使生化反应器中的污泥浓度达到10-30g/l，是传统A/O工艺5~10倍，经过不断驯化形成的微生物菌群，对渗沥液中难生物降解的有机物也能逐步降解。

系统出水无菌，无悬浮物。

MBR的主要特点：

a）主要污染物COD,BOD和氨氮有效降解，无二次污染；

b）100%生物菌体分离；

c）出水无细菌和固性物；

d）容积负荷高，HRT短，反应器高效集成，占地面积小；

e）污泥负荷（F/M）低，生物系统运行稳定

f）污泥泥龄长，剩余污泥量小，有利于硝化菌的生长；

g）无需脱臭装置；

h）运行费用合理。

5．2．纳滤工艺原理

纳滤膜均属于致密膜范畴，为卷式有机复合膜，最大优点是出水水质好。

MBR的出水氨氮指标已经基本达标，但部分难降解有机物尚不能去除，采用纳滤进一步分离难降解较大分子有机物和部分氨氮，同时可进一步脱盐处理，确保出水CODcr达到排放要求。

由于强化了生化预处理，纳滤的浓缩液的有机物和氨浓度较其它预处理后的浓度要低得多，可考虑回灌处理。

MBR预处理后，采用纳滤净化，水回收率可达到75%以上，CODcr、重金属离子及多价非金属离子（如磷等）达到相应的控制。

纳滤操作压力为1.0MPa—2.0MPa。

5.3．反渗透工艺原理

反渗透膜也属于致密膜范畴，为卷式有机复合膜，最大优点是脱盐率高，出水水质稳定。

反渗透系统选用进口抗污染卷式反渗透复合膜作为脱盐组件，这种膜对前处理要求相对较低，pH值适应范围广，便于进行化学清洗，膜性能稳定，持久性好。

膜组件脱盐率在95-99%。

正常运行压力在2.5-3.5MPa左右，由于纳滤清液水质已非常好，反渗透系统回收率可达到80~85%。

反渗透清液直接排放或回用。

5.4．剩余污泥、浓缩液处理

反渗透的浓缩液用泵回灌填埋场，生化产生的剩余污泥，排入混凝反应池，与混凝剂反应后去沉淀池，沉淀后上清液回到调节池进一步处理。

污泥经压滤后成泥饼回填填埋场。

六、主要工艺设施和设备的选择和确定

6.1渗滤液调节池提升泵

垃圾渗滤液经管网收集后首先进入调节池，调节池有调节水质和水量的作用。

在垃圾渗滤液处理过程中，垃圾渗滤液的流量和水质是非恒定的，要使垃圾渗滤液流量恒定、波动小、水质均匀，必须采用足够大的调节池进行调节预处理。

调节池总容积需25000m3以上，调节池内设提升泵，提升泵数量：

2台（一用一备），单台型号参数：

Q=15m3/h，H=15m，N=1.5kW。

名称

参数

单位

数量

备注

潜水泵

Q=15m3/h，H=15m，N=1.5kW，

台

2

一用一备

袋式过滤器

Ф300×800mm

台

1

不锈钢

电磁流量计

DN50，0～30m3/h

台

1

温度测定仪

台

1

6.2反硝化/硝化系统

反硝化罐设计停留时间24h，设计尺寸Φ6.875×9.60m，有效高度7.0m，数量：

一只。

在反硝化罐内设置一台水下搅拌机，保证罐内污泥均匀，罐内处于兼氧的状态。

硝化罐设计停留时间72h，设计尺寸Φ9.16×9.6m，有效高度7.0m。

硝化罐内设射流曝气机，为德国进口，充氧率达35%，外设射流循环泵，保证空气和污水的均匀混合，充分接触。

名称

参数

单位

数量

厂家

反硝化罐

φ6.875×9.60m

只

1

潜水搅拌机

Qjb4/6-320/3-960/c/s4kW

台

1

硝化罐

φ9.16×9.60mm

只

2

射流曝气器

充氧率≥35%

台

2

射流循环泵

Q=300m3/h，H=15m，N=18.5kW

台

2

鼓风机

Q=29.41m3/min，H=7.0m水

台

2

冷却塔

DBNL-150

台

1

冷却清水泵

Q=112m3/h，H=8.5m，N=4.0kW

台

1

冷却污水泵

Q=112m3/h，H=14.3m，N=7.5kW

台

1

板式换热器

计算换热面积48m2

台

1

6.3超滤系统

超滤UF采用孔径0.02µm的有机管式超滤膜,膜生物反应器通过超滤膜分离净化水和菌体，污泥回流可使生物反应器中的污泥浓度达到10-30g/L，经过不断驯化形成的微生物菌群，对渗沥液中难生物降解的有机物也能逐步降解。

系统出水无菌，无悬浮物。

名称

参数

单位

数量

备注

超滤膜组件

L=3000mm，膜面积27.2m2

支

8

超滤进水泵

Q=50m3/h，H=20m，N=5.5kW

台

2

超滤循环泵

Q=300m3/h，H=32m，N=37kW

台

2

超滤清洗泵

Q=44m3/h，H=16m，N=4kW

台

1

超滤清液回流泵

Q=11m3/h，H=16m，N=1.1kW

台

1

超滤清液箱

φ2200×3000mm，钢制防腐

只

1

超滤清洗箱

φ1500×3000mm，钢制防腐

只

1

超声波液位计

0～5m

只

2

6.4纳滤系统

纳滤膜均属于致密膜范畴，为卷式有机复合膜，最大优点是出水水质好。

MBR的出水氨氮指标已经基本达标，但部分难降解有机物尚不能去除，采用纳滤进一步分离难降解较大分子有机物和部分氨氮，同时可进一步脱盐处理，确保出水CODCr达到排放要求。

由于纳滤具有纳米级的分离切割孔径，所以其可以去除不可生化有机物和绝大部分的COD、BOD、NH3-N、SS、重金属、大肠杆菌和色度等。

MBR预处理后，采用纳滤净化，水回收率可达到90%以上，CODCr、重金属离子及多价非金属离子（如磷等）达到相应的控制。

名称

参数

单位

数量

备注

纳滤进水泵

Q=12.5m3/h，H=38m，N=3kW

台

1

压力变送器

0～1.6MPa

台

6

精密过滤器

ф300×800mm

台

1

温度测定仪

台

1

纳滤高压泵

Q=12.5m3/h，H=150m，N=11kW

台

1

纳滤循环泵

Q=8m3/h，H=38m，N=1.5kW

台

4

纳滤清洗泵

Q=10m3/h，H=32m，N=1.5kW

台

1

纳滤膜组件

ф218×1000mm

支

20

纳滤清液箱

φ2200×3000mm，钢制防腐

只

1

纳滤清洗箱

φ1200×2500mm，钢制防腐

只

1

6.5反渗透系统

反渗透膜也属于致密膜范畴，为卷式有机复合膜，最大优点是脱盐率高，出水水质稳定。

反渗透系统选用进口抗污染卷式反渗透复合膜作为脱盐组件，这种膜对前处理要求相对较低，pH值适应范围广，便于进行化学清洗，膜性能稳定，持久性好。

膜组件脱盐率在95-99%。

由于纳滤清液水质已非常好，反渗透系统回收率可达到80%，反渗透清液稳定达标，可直接排放或回用。

名称

参数

单位

数量

备注

反渗透进水泵

Q=12.5m3/h，H=38m，N=3kW

台

1

压力变送器

0～4.0MPa

台

6

反渗透高压泵

Q=9.5m3/h，H=190m，N=11kW

台

1

反渗透循环泵

Q=8m3/h，H=48m，N=2.2kW

台

4

反渗透清洗泵

Q=8m3/h，H=48m，N=2.2kW

台

1

反渗透膜组件

ф218×1000mm

支

20

膜壳

5芯装

只

4

RO清液箱

φ2200×3000mm，钢制防腐

只

1

RO清洗箱

φ1200×2500mm，钢制防腐

只

1

6.6污泥处理系统

污泥处理系统主要处理来自各个处理单元的污泥和浓缩液，先将其收集到污泥井，用隔膜泵提升至混凝池进行混凝沉淀，上清液溢流回调节池，沉淀污泥用隔膜泵提升至浓缩池进行浓缩后，用泵打入板框压滤机压成泥饼回填填埋场。

浓缩液回罐至填埋场区。

名称

参数

单位

数量

备注

污泥螺杆泵

Q=15m3/h，H=60m，N=5kW

台

2

一用一备

排泥泵

Q=5m3/h，H=10m，N=0.55kW

台

1

污泥隔膜泵

Q=5m3/h，H=10m，N=0.55kW

台

2

一用一备

污泥浓缩机

池直径5.0m，电机功率0.75kW

台

1

浓缩液泵

Q=15m3/h，H=20m，N=2.2kW

台

2

一用一备

6.7加药系统

为维持系统中个工艺部分能正常运行，需要向系统顶点投加一定的药剂。

整个系统需要使用的药剂主要是下面六种：

PAC/PAM,稀硫酸/稀碱液、消泡剂、阻垢剂、膜清洗剂（氧化剂）。

名称

参数

单位

数量

备注

PAC加药装置

溶药桶1只，溶液桶2只

套

1

PAM加药装置

溶药桶1只，溶液桶1只

套

1

稀碱液溶药装置

1m3

套

1

稀硫酸储罐

2m3

只

1

盐酸加药装置

溶液桶1只，计量泵2台

套

1

Na2S2O4加药装置

套

1

酸/碱投加计量泵

Q=240L/h,H=7bar，N=250W

套

2

阻垢剂/消泡剂计量泵

Q=1.6L/h,H=9.7bar，N=22W

套

3

清洗剂投加桶泵

Q=130L/min，H=7m，N=750W

套

1

6.8气动控制系统

系统中对于膜处理部分的工艺控制要求较高，使用了多个气动控制阀门，需要一个气动控制系统对其进行供气和控制。

控制压力选用0.8Mpa。

供气系统主要流程如下：

空压机提供压缩空气后经冷干机去除空气中水蒸汽，然后气体先后经过除尘过滤器、除油过滤器、精密过滤器后进入压缩空气主管。

压缩空气主管采用DN25热镀锌钢管制作而成，接到气动阀门后采用ф10的耐压1.0MPa的PE管连接到气动阀门中，进行气动控制。

名称

参数

单位

数量

备注

空压机

0.45m3/min，0.8Mpa，3kW

台

1

冷干机

0.6m3/min

台

1

精密过滤器

0.01µm

只

2

电磁气动蝶阀

DN200

只

4

电磁气动蝶阀

DN65

只

2

电磁气动蝶阀

DN50

只

8

电磁气动球阀

DN32

只

1

压力变送器

0～1.6MPa

台

1

6.9化验室系统

化验室主要对日常的COD、BOD、SS、NH3-N、温度、pH、DO、电导率等控制条件进行检测。

建议根据实际条件配置检测仪器及设备。

七、主要构（建）筑物及设备投资估算

序号

名称

投资

备注

一

土建

180.7

二

设备

1310

三

设计

29.3

五

运输

12.0

六

安装

93.9

七

调试

47.0

八

税收

162.7

九

合计

1835.6

注：

估算中不包括其他费用，如前期勘察费、土建土方降水费、特殊地形施工费、绿化费、不可预见费用等。

八、运行成本费用估算

8.1动力费用E1

建成后的垃圾渗滤液处理站总装机容量：

328.24kW，运行负荷:

312.54kW。

电费单价以0.87元/度计，则处理每吨垃圾渗滤液所需电费为：

E1=6279×0.87/300=18.2元/吨。

8.2药剂费E2

每日投加阻垢剂1.5kg，单价以50000元/t计，则：

元/m3

每日投加硫酸（35%）30kg，单价以500元/t计，则：

元/m3

每日投加消泡剂3kg，单价以75000元/t计，则：

元/m3

假设每月超滤系统清洗一次、纳滤清洗三次，消耗清洗剂90kg，清洗剂以3000元/t计，则：

元/m3

投加PAC浓度100ppm，单价以1800元/t计，则：

元/m3

投加PAM浓度10ppm，单价以22000元/t计，则：

元/m3

合计E2=

+

+

+

+

+

+

=1.48元/m3污水

8.3水费E3

污水站用水主要为超滤、纳滤、反渗透清洗箱补水，夏季冷却塔补水，全年平均每天用水量为2.0m3,水费以3.0元/t计，则水费E3为0.02元/m3.

8.4人工费E4

污水处理站设工作人员5人，工资为1200元/人·月，则人工工资为7.2万元/年。

则合计E4处理每吨水费用为：

0.67元/m3。

8.5膜折旧费E5

主要考虑膜更换费；

超滤膜使用寿命为：

7年，则费用为：

13.7万元/年，折合吨费用为：

1.38元/m3

纳滤膜使用寿命为：

3年，则费用为：

12万元/年，折合吨费用为：

1.21元/m3

反渗透膜使用寿命为：

3年，则费用为：

12万元/年，折合吨费用为：

1.21元/m3

则合计E4处理每吨水费用为：

3.80元/m3。

8.6运行成本表

单位：

元/m3

项目

编号

费用

电费

E1

18.2

药剂费

E2

2.48

水费

E3

0.02

人工费

E4

1.67

膜折旧费

E5

3.80

直接运行成本

E1+E2+E3+E4

22.37

间接运行成本

E1+E2+E3+E4+E5

26.17

九、环境保护及效益

9.1污水处理站建成后对水环境的改善

生活垃圾填埋场污水处理站的建设，其目的是减少污染物排放量，最终达到减少对水域的污染，因而该工程对改善地面水环境质量，做到经济增长与环境保护协调发展，增强在对环保方面的支持与建设有重大意义。

9.2二次污染的防治

从环境角度看，污水处理工程建成后对周围环境的不良影响主要是异常臭气和噪声。

9.2.1臭气对环境的影响

只要平时操作管理得当，整个处理过程不会对周围的环境空气质量造成影响。

9.2.2噪声对环境的影响

污水处理站建成后主要噪声源是水泵、鼓风机，低于85dB，符合国家规定新建企业生产车间内噪声值最高不得超过85dB（A）的规定。

按此值推算本工程对周围的影响，计算模式为：

LP=LW-20Logr-R-11

式中：

LP——受声点（即被影响点）处的声压级dB（A）

LW——噪声源的声功率级·dB（A）

r——声源至受声点的直线距离m

R——厂房围护结构的隔声量·dB（A）

取LW=85dB（A）R=10dB（A）

计算得：

r=20mLP=38dB（A）

r=50mLP=30dB（A）

r=100mLP=24dB（A）

r=150mLP=20.5dB（A）

r=200mLP=18dB（A）

由计算可知，声源外150-200米外，噪声影响值已低于20dB（A），其对环境噪声的本身值影响甚小，鼓风机房设隔声门窗后，即使距噪声源较近处，噪声也低于40dB（A），甚至对周围的声学环境不构成危害。

通过以上分析，可见本污水处理站所采用的污水污染处理工艺流程可以符合环保要求。

9.2.3污水处理站处理效果的监测手段

污水处理效果的监测是通过化验室取样化验和采用在线监测系统完成的。

监测结果反馈给运转管理人员，依此对运转工况进行适当调整，以保证低能耗、高去除率的运转，确保出水水质达标排放。

9.2.4废气、飞沫污染控制

主工艺采用了硝化/反硝化及膜处理工艺，几乎不产生恶臭或其它废气污染。

9.2.5废渣污染控制

该处理工艺过程中产生的废渣主要为剩余污泥，浓缩液经过混凝处理后回罐填埋场处理，所有污泥采用经混凝沉淀后进行泥水分离，污泥经浓缩后可用送填埋场填埋，滤液回流至调节池内。

十、机构及人员编制

10.1组织机构

在污水处理站的日常管理工作中，为了运行好各种设施设备，管理好各项运行工作，保障设备正常稳定地发挥作用，保护、调动职工的积极性和责任感，必须建立和执行岗位责任制，制定一整套规范化管理制度。

建立一整套完整的组织管理机构并应采取以下相应的管理措施。

1.完备的生产管理机构。

2.污水处理站的操作人员进行上岗前的专业技术培训。

3.请有经验的专业技术人员负责站内的技术管理工作。

4.健全包括岗位责任制和安全操作规程在内的管理规章制度。

与岗位责任制相配套的在运行岗位上还应建立设施巡视制、安全操作制、交接班制和设备保养制度。

5.使以上规章制度切实得到贯彻执行，各级管理部门还应制定出一套对岗位工作进行考核的科学方法及各种奖惩措施。

对站内职工定期进行考核及奖惩。

6.组织专业技术人员提前进岗，参与施工与安装、调试、验收的全过程。

为今后的运转奠定基础。

10.2人员编制

全站运行以巡回检查为主，主要工作项目为日常维护保养，在人员数量上则不宜过多。

人员编制见下表。

在确定具体岗位人数时可根据实际情况加以调整。

污水处