50吨渗滤液设计方案.docx
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50吨渗滤液设计方案
\]
50T/d生活垃圾处理场渗滤液处理系统
设
计
方
案
一、编制总则
1、编制说明
随着环境污染的日益严重，我国对环境保护的意识越来越重视，如再不加强环境保护，我们将面临着生存的危机，所以除了对工业污染、农业污染和生活污水进行治理外，我们开辟了对生活垃圾填埋场渗滤液污染治理的新方法，因为它同样对地球有着严重的污染。
渗沥液成分取决于垃圾成分、填埋时间、气候条件、填埋场设计等多种因素。
一般来说,垃圾渗沥液具有如下特性：
1）水质复杂，危害性大：
垃圾渗沥液中有93种有机化合物，其中22种被列入我国和美国EPA环境优先控制污染物的黑名单中。
此外，渗沥液中还含有10多种金属和植物营养素（氨氮等），水质成分十分复杂。
2）CODcr和BOD5浓度高：
特别是在垃圾填埋场运行初期，垃圾渗沥液中的CODCr达到2000-20000mg/L，BOD5达到400-10000mg/L，和城市污水相比，浓度极高。
显然这就要求其处理构筑物的有机负荷率高，水力停留时间长构筑物容积大。
3）氨氮含量高、含盐量高：
氨氮浓度随填埋时间的增加而相应增加，可达160-700mg/L左右，渗沥液中的氮多以氨氮形式存在，约占TKN40%～50%。
4）色度深且有恶臭，需考虑脱色处理，臭味给运行操作带来困难。
5）水质变化大：
填埋时间是影响渗沥液水质的主要因素。
渗沥液BOD/COD一般在0.4～0.75，采用生物处理可达到良好的去除效果。
但随着填埋时间的增加，垃圾层日趋稳定，垃圾渗沥液中的有机物浓度降低，可生化性差的相对分子质量大的有机化合物占优势，其BOD/COD值甚至可低于0.1。
这表明生物法处理垃圾渗沥液的效率随填埋龄的增加越来越低，后序处理构筑物负荷逐渐加大，可见在设计中应留有余地，渗沥液的水质受季节降雨影响而波动较大，其变化规律很难确定。
渗沥液水质如此不稳定，这就要求其处理系统要有很强的抗冲击负荷能力。
根据垃圾渗沥液的特性，我公司本着整个处理系统平均处理成本尽可能低、工艺流程可靠性高，操作简便，技术管理难度低；所要达到的处理要求（排放标准）、一次性投资合理的原则，整个工艺上依据A/O、TMBR结合NF、RO的思路组合而成。
现实中经过了工程实践，已证明其是卓有成效的。
2、编制依据
1）《中华人民共和国环境保护法》
2）《中华人民共和国水污染防治法》
3）废水处理的各种规范
3.1《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-2008
3.2《恶臭污染物排放标准》GB14554-93
3.3《环境空气质量标准》GB3095-1996
3.4《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》
3.5《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ17-2001
3.6《城镇垃圾产生源分类及垃圾排放》CJ/T3033-96
3.7《生活垃圾卫生填埋场环境监测技术标准》CJ/T3037
3.8《污水综合排放标准》GB8978-1996
3.9《工业企业设计卫生标准》TJ36-79
3.10《建筑地基基础设计规范》GBJ-89
3.11《建筑结构设计统一标准》GBJ68-84
3.12《建筑设计防火规范》GBJ16-89
3.13《生产过程安全卫生要求总则》GB12801
3.14《低压配电装置及线路设计规范》GBJ54-83
4）根据业主提供的有关废水资料及水污染物数据。
3、编制原则
1）遵守国家对环境保护及城市污水治理的有关规范、标准和规定。
2）以国家计委、建设部、国家环保总局等部门的有关文件为依据。
3）以工程实例为经验依据，按业主的要求，实事求是地确定参数，力求达到技术性与经济性的更一步协调。
4）认真贯彻国家关于环境保护工作的方针政策，精心设计，做到技术先进，操作稳定，管理方便，经济合理，安全适用，处理效果稳定可靠等。
5）因地制宜，根据实际情况，在保证处理效果的前提下，尽量节省工程投资，节省用地，节省能源，并降低运行费用。
6）积极稳妥地采用国内先进技术、先进设备、新材料，提高运转的可靠性，适当提高自动化程度，尽可能减轻工人的劳动强度，减少日常维护检修工作量。
7）尽可能减少污水、污泥在收集、输送、处理、排放过程对环境造成的不良影响，防止二次污染。
二、项目综述
1、项目简介、投标范围及主要内容
1.1项目简介：
随着国家对环保的日益重视和人民环保意识的提高，废水污染解决与否直接关系到人类的生存和发展，因此无论从企业发展，还是从改善水资源环境，保护附近水环境，做好垃圾填埋场这类渗漏废水的治理工程建设是十分必要的。
垃圾渗漏废水治理工程的建设是为了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，最终将大大改善城市的投资环境，有明显的社会效益和环境效益，为城市二十一世纪的可持续发展奠定坚实基础。
1.2投标范围包括：
垃圾填埋场渗漏液处理工程界内的工艺管道、设备、土建、电气仪表及公用工程设计、施工、安装及开车调试，不包括废水的收集管网及废水排出界区外排水管网以及工程相关的检测、验收工作。
1.3主要内容：
包括全场渗漏过程中产生的废水处理和废水治理过程中产生的污泥处置。
1.3.1主要技术经济指标
①渗沥液处理规模
渗沥液处理工程规模设计为50t/d。
②垃圾渗沥液进出水水质
进水水质水量设计值为：
序号
控制污染物
指标
设计值
1
CODcr（mg/L）
2000-20000
10000
2
BOD5（mg/L）
400-10000
7000
3
悬浮物（mg/L）
200-800
600
4
总氮（mg/L）
200-900
700
5
氨氮（mg/L）
160-700
500
6
PH值
6-8
垃圾填埋场渗沥液经处理站处理后，渗沥液处理后达到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》（GB16889-20098）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排放浓度限值
序号
控制污染物
排放浓度限值
污染物排放监控位置
1
色度（稀释倍数）
40
常规污水处理设施排放口
2
化学需氧量CODcr（mg/L）
100
常规污水处理设施排放口
3
生化需氧量BOD5（mg/L）
30
常规污水处理设施排放口
4
悬浮物（mg/L）
30
常规污水处理设施排放口
5
氨氮（mg/L）
25
常规污水处理设施排放口
6
总氮（mg/L）
40
常规污水处理设施排放口
7
总磷（mg/L）
3
常规污水处理设施排放口
8
粪大肠杆菌（个/L）
10000
常规污水处理设施排放口
9
总汞（mg/L）
0.001
常规污水处理设施排放口
10
总镉（mg/L）
0.01
常规污水处理设施排放口
11
总铬（mg/L）
0.1
常规污水处理设施排放口
12
六价铬（mg/L）
0.05
常规污水处理设施排放口
13
总砷（mg/L）
0.1
常规污水处理设施排放口
14
总铅（mg/L）
0.1
常规污水处理设施排放口
1.3.2操作制度
根据城市生活垃圾卫生填埋场渗漏液的特点，本废水处理站年操作日按365天考虑，白班2人，夜班1人，采用24小时连续操作，按三班制度运行。
1.3.3工艺流程设计
渗滤液一般由垃圾自身降解外加渗漏雨水组成，其有机物含量和氮含量均高，属较难处理的有机废水。
依据垃圾填埋场渗漏废水CODcr浓度高BOD5浓度低的特点和处理程度高、工程投资要低的要求，结合国内外对同类废水治理的成功经验，拟采用A/O、TMBR和NF、RO工艺相结合，使其达到处理效率高、出水水质好、占地面积小、运行费用低的特点，总体治理的原则为：
尽量降低总投资和运转费用。
内回流
1）工艺流程示意图
2）污泥处置
污水处理过程中硝化池内的污泥会慢慢累积增多，因此硝化池设计周期性排泥，污泥经泵提升至污泥池，由提升泵提升填埋场进行填埋处理。
3）浓缩液处置
NF排出的浓盐水经污泥池收集，回灌处理。
由于填埋场本身的一些特点，回灌可以作为浓缩液处理的一种有效方法，德国从1986年开始，反渗透产生的浓缩液回灌已经成为垃圾渗沥液处理的一个重要组成部分而被广泛采用。
三、工艺设计
1、调节池
调节池已建，利用原有调节池，无需新建。
配套污水提升泵2台。
型号：
ZW32-5-20
型式：
无堵塞自吸泵
流量：
Q=5m3/h
扬程：
H=20m
功率：
N=2.2kw
转速：
R=2900r/min
数量：
2台
产地：
上海
2、反硝化池
反硝化菌的适宜PH值为6.5～8.0；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。
由于硝化细菌是自养细菌，生长繁殖的世代周期长，为了使硝化菌能在连续流的活性污泥系统中生存下来，要求系统的污泥龄大于硝化菌的泥龄，否则硝化菌会因为其流失率大于繁殖率而被从系统中淘汰。
因此，硝化系统的泥龄往往较长,负荷较低，难以用于处理高浓度氨氮废水。
研究表明，能够完全截流微生物的膜生物反应器（MBR）可以防止硝化菌的流失，是一种比较理想的硝化反应器。
膜生物反应器（MBR）处理高氨氮废水具有很大的优越性：
首先，MBR内高浓度活性污泥可以加快氨氮和有机物的降解速率，提高处理效率；其次，MBR有利于增殖世代时间长，絮凝性差的硝化菌，减少了硝化细菌的比生长速率低，MBR较长的SRT可以有效地维持硝化菌数量，而活菌总数与污泥浓度成正比，污泥浓度越高，活菌数量也越高。
◎主要设计参数：
设计流量：
Q=50m3/d
数量：
1座
有效池容：
80m3
污泥浓度MLSS：
15kg/m3
反硝化速率qNi：
0.16kgNO3-N/kgMLSS/d
水力停留时间：
48小时
外形尺寸：
3.5×7.25×4.0m
有效水深：
3.85m
反硝化率：
99%
数量：
1座
配套：
潜水搅拌机
型号：
QJB1.5/6-260/3-980/C
电机功率：
1.5kw
额定电流：
4.0A
叶轮直径：
260mm
叶轮转速：
980rpm
数量：
2套
制造商：
略
3、硝化池
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8.4，当pH在7.8～8.9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）。
◎主要设计参数
平面尺寸：
4.0×7.25×4.0m
有效水深：
3.5m
停留时间：
100h
有效容积：
200m3
数量：
2座
配套：
①潜水曝气机
型号：
QXB4.0
进气量：
75m3/h
额定电流：
9.8A
叶轮转速：
1470rpm
潜水深度：
2～4.5m
空气吸入管径：
DN50
功率：
4.0kw
数量：
4台
制造商：
略
②硝化池回流泵
型号：
50WQ/D240-0.75
流量：
Q=12m3/h
扬程：
H=8m
功率：
N=0.75kw
数量：
1台
制造商：
略
4、强化硝化池
强化反硝化池为一座钢筋混凝土水池，设置于硝化池后面。
设计参数：
设计流量：
Q=50m3/d
数量：
1座
单格有效池容：
70m3
污泥浓度MLSS：
10kg/m3
反硝化速率qNi：
0.16kgNO3-N/kgMLSS/d
水力停留时间：
45小时
单格外形尺寸：
3.5×7.25×4.0m
有效水深：
3.2m
反硝化率：
99%
配套：
①潜水搅拌机
型号：
QJB1.5/6-260/3-980/C
电机功率：
1.5kw
额定电流：
4.0A
叶轮直径：
260mm
叶轮转速：
980rpm
数量：
2套
制造商：
略
②强化硝化池污泥泵
型号：
50WQ/D240-0.75
流量：
Q=12m3/h
扬程：
H=8m
功率：
N=0.75kw
数量：
1台
制造商：
略
5、TMBR装置
5.1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0.1-0.01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。
相比传统工艺可显著缩短生产周期，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。
5.2垃圾渗滤液管式膜超滤（TMBR）处理工艺介绍
使用TMBR法处理垃圾渗滤液的基本工艺为生化（BIO-REACTOR）+膜（MEMBRANE）。
TMBR是一种高效的废水处理技术，是生物降解和膜分离的有效结合，首先是通过曝气由污泥将有机物进行高效降解，然后通过管式膜将污泥与水分开。
TMBR紧凑简洁的处理结构特别适合处理复杂的废水。
使用TMBR法进行高难度的污水处理，污泥浓度高，停留时间短，降解效率高，出水水质好，污泥量少。
BERGHOF管式膜TMBR具有以下独特优点：
✧独立运行，控制简便，人工成本低；
✧通量高，一般为50～90L/（m2.h），是普通浸没式的6～10倍；
✧无须反冲，易清洗；
✧无浓水外排，水回收率可达100％；
✧易更换，可单支单独更换；
✧运行可靠，一般寿命为3～5年。
使用TMBR法处理垃圾渗滤液，垃圾渗滤液进水进行预处理后进入TMBR系统，生物反应器内的污泥浓度可达到20～30g/L，生化处理效率大幅度提高，主要污染物COD、BOD和氨氮得到有效降解，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
TMBR工艺的剩余污泥外排量也很少。
该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），大大降低了污泥处理费用。
另外，管式膜TMBR工艺设备占地面积小，不受设置场合限制。
该工艺流程简单、结构紧凑，不受设置场所限制，适合于任何场合。
该工艺操作管理、自动均很简便，大大减少了人工维护成本。
现有垃圾渗滤液各种工艺处理方法对比表
项目
方法
运行
费用
运行稳定性及出水水质
自动化程度
占地面积
对周围环境的影响
其它
管式膜生物法（TMBR+NF+RO）
中等
运行稳定，出水水质好
高
少
不影响
无浓缩液
传统活性污泥法
一般
运行不稳定，易受水质波动影响，出水水质差
一般
大
影响
受外界影响大，负荷大将导致崩溃
回灌法
低
差
低
少
严重影响
无法根本解决污染问题
5.3转刷式过滤器
采用转刷式自清洗过滤器，过滤精度为800μm，除去大颗粒杂质和沙砾等悬浮物，保护后续水处理设施。
转刷式过滤器属于管道粗过滤器系列，安装在管道上能除去流体中的较大固体杂质，使后续设备（膜等）、仪表能正常工作和运转，达到稳定工艺过程，保障安全生产的作用。
过滤器主要过滤材料有不锈钢多孔板、不锈钢编织网和不锈钢烧结网等。
转刷式过滤器具有纳污量大、耐压高、安装清理方便等优点。
5.4全自动超滤装置
膜组件为使用方便的德国Berghof管式膜，采用内压方式，材质选择使用亲水性、不易附着污染物、抗酸碱、耐腐蚀、有高过滤通量的PVDF（德国原装进口）。
膜过滤方式为错流过滤，可比以前所用的方式得到更纯净的产水。
采用针对污染体系开发的自动超滤工艺，采用变频器（可选）对原水泵、循环泵进行控制，以达到连续稳定的产水，保证了超滤装置的长期稳定的正常运行。
超滤的操作有：
运行、正冲洗、药洗三种方式。
根据本项目处理量为2.5吨/小时，计算共需要6支4寸3米管式膜膜组件，组成一组系统。
管式超滤膜（TMBR）部分基本运行参数：
循环速度：
3～5m/s
膜通量：
63L/m2·h
跨膜压差：
1～6bar
能耗：
3～6kwh/m3
清洗频率：
4～8周
膜更换周期：
5年
5.5管式超滤膜运行参数
序号
项目
内容
1
操作方式
错流过滤操作
2
单根组件产水量
0.4m3/h，25℃
3
设计操作压力（TMP）
0.45Mpa/5支
4
膜面积
6.4m2/支
5
膜组件数量
6支
6
最高膜前压力
0.6Mpa
7
清洗方式
正冲洗/化学清洗
8
化学清洗频率
2-8Weeks
5.6管式超滤膜组件基本参数
指标
单位
参数
备注
材料
PVDF
纯水通量
l/m2.h.100kPa
>750
ROwater25℃
孔径
Daltonornm
30nm
最大操作压力（I8）
KPa
-50to800
最大操作温度
℃
60
pH5-10
pH
2～10
60℃
耐氯
ppm.h
250,000
25℃
膜管直径
Mm
8.0
膜壳材料
GFK
膜长度
Mm
3000
膜面积
m2
6.4
组件直径
Mm
4"
组件接口
4"
出水接口
1.5"
基本设计参数：
循环速度：
4m/s
通量：
63L/m2·h
跨膜压差：
3～6bar
能耗：
3～6Kwh/m3
清洗频率：
2～8周
配套设备：
①进水泵
型号：
CHL16-20
处理能力：
Q=15T/H
扬程：
H=20m
功率：
N=2.2kw
数量：
2台
产地：
杭州南方
②循环水泵
型号：
CDL65-30-2
处理能力：
Q=64T/H
扬程：
H=45m
功率：
N=18.5kw
数量：
1台
产地：
杭州南方
③清洗水泵
型号：
CHL16-20
处理能力：
Q=15T/H
扬程：
H=20m
功率：
N=2.2kw
数量：
1台
产地：
杭州南方
④清洗水箱
容积：
1000L
材质：
PE
数量：
1只
6、NF进水箱
NF进水箱主要用于储存TMBR装置的出水，起到TMBR与NF过渡的作用，设计采用PE材质，数量1只。
主要设计参数
容积：
5000L
外形尺寸：
Φ1860×2200mm
材质：
PE
数量：
1只
7、NF增压泵
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：
Q=5T/H
扬程：
H=29m
功率：
N=1.1kw
数量：
1台
产地：
杭州南方
8、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：
Ф250mm
正常运行压力：
0.05-0.40Mpa
外壳材料：
不锈钢
滤袋材料：
尼龙
滤袋生产商：
进口
9、纳滤系统
纳滤系统主要由精密过滤器、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
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