某垃圾发电渗滤液处理设计方案docWord格式.docx
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60000
2
BOD5
30000
3
悬浮物
3000
4
氨氮
2500
5
总氮
2800
6
总磷
80
7
盐分
2.2出水水质
依据中华人民共和国国家标准《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008），污水经处理后的出水指标如下：
表3-2 污水处理站排放标准
100
30
25
40
3、工艺设计
3.1工艺选择
3.1.1主体工艺选择
（1）垃圾渗滤液特点及常用处理方法
垃圾焚烧厂的垃圾渗滤液具有高COD、高氨氮、高盐分浓度、高恶臭、高色度、还含有多种细菌、病菌以及重金属，水质水量变化大、渗透能力强等特点。
垃圾渗滤液处理系统有生化处理系统、物化处理系统以及生化加物化的处理系统。
目前常用的处理方法有预处理+MBR+NF。
其核心工艺MBR为生化处理。
（2）高浓度盐分对垃圾渗滤液处理的影响
垃圾渗滤液的水质特性决定了是非常难处理的废水，设计时如果忽略了任何一种水质特性因素都会最终影响处理效果，甚至会导致垃圾渗滤液处理系统最终无法运行。
其中高浓度盐分所带来的负面影响无法忽视，对现行的以生化处理为主的主流处理方式造成极大的压力。
●垃圾渗滤液中的盐分情况
垃圾渗滤液中的盐分的组成离子主要是一价离子和二价离子，一价离子主要有钠离子、钾离子、氯离子、铵离子等，二价离子主要有镁离子、钙离子、碳酸根离子、硫酸根离子等，还有汞、铜、锌、铅、镉、铍、钡、镍、砷、铬、硒等重金属。
形成的盐分有易溶于水的氯化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸铵、碳酸铵等，形成微溶或者难溶的盐分有硫酸镁、硫酸钙、碳酸钙、碳酸镁等。
垃圾渗滤液原液中离子浓度比较高的有氯离子、钠离子，铵离子、硫酸根以及钙、镁离子，通常的离子浓度为：
氯离子1000-3000mg/l、钠离子1000-2500mg/l，铵离子1000-3500mg/l、硫酸根约有1000-3000mg/l以及几乎饱和的钙、镁离子等。
根据实测，垃圾焚烧厂渗滤液总盐浓度高达60000mg/l
●盐分对生化处理系统的影响
垃圾渗滤液中高浓度的可溶性盐将产生较大的渗透压，对微生物的影响巨大，微生物的单位结构是细胞，细胞壁相当于半渗透膜，在氯离子浓度小于等于2000mg/L时，细胞壁可承受的渗透压为0.5-1.0大气压，即使加上细胞壁和细胞质膜有一定的坚韧性和弹性，细胞壁可承受的渗透压也不会大于5-6大气压。
但当水溶液中的氯离子浓度在5000mg/L以上时，渗透压大约将增大至10-30大气压，在这样大的渗透压下，微生物体内的水分子会大量渗透到体外溶液中，造成细胞失水而发生质壁分离，严重者微生物死亡。
工程经验数据表明：
当废水中的氯离子浓度大于2000mg/L时，微生物的活性将受到抑止，COD去除率会明显下降；
当废水中的氯离子浓度大于8000mg/L时，会造成污泥体积膨胀，水面泛出大量泡沫，微生物会相继死亡。
所以，废水中的盐分（如氯离子、铵离子等）含量过高，会对微生物产生巨大影响，产生强抑制作用，为了使微生物发挥废水处理过程中应有的作用，如果选择生化处理工艺，必须选用能够解决高可溶性盐分影响的处理系统。
（3）主体工艺确定
鉴于垃圾渗滤液特性，本方案设计采用蒸发浓缩+厌氧+A/O的主体工艺。
渗滤液经蒸发浓缩后分成浓缩液、蒸馏冷凝液、不凝气体及残渣等。
几乎所有的无机盐包括氨氮也以铵盐的形式被浓缩到少量的浓缩液体中，绝大多数高分子高沸点难生化处理的有机物也被截留在浓缩液中，形成高热值液体，可以喷入垃圾焚烧炉焚烧。
部分易挥发有机物形成不凝气体，也进入焚烧炉焚烧。
部分过饱和无机盐析出，作为固废外运处置。
蒸馏冷凝液作为最终外排污水，只有少量低沸点、小分子、易生化处理的有机物和少量氨氮进入，含盐分浓度几乎为零，其污染物总量、浓度大幅降低，通过一般的生化处理系统即可达标排放。
投资、运行费用以及操作难度均大大降低。
蒸发浓缩+生化处理工艺既保证了废水达标排放，又利用了垃圾焚烧发电厂的自身优势，其优点主要体现在：
●冷凝液所含污染物浓度相对原水而言极低，盐分问题也彻底解决，通过简单的生化工艺即可稳定达标。
●垃圾焚烧发电厂有丰富的废热资源，用废热来蒸发浓缩垃圾渗滤液，属以废治废，蒸发工艺运行成本高的负面因素不甚明显。
●蒸发浓缩的浓缩液及不凝性气体可以进入垃圾焚烧路焚烧，既解决了浓缩液的最终出路问题又可以回收垃圾渗滤液中的热值。
由于垃圾渗滤液中的氯离子浓度很高，蒸发温度也比较高，这种工况将加速蒸发器的腐蚀速度，缩短蒸发器的寿命。
为此工程设计及应用中要通过合理选材和尽可能降低蒸发温度来解决腐蚀问题。
3.1.2蒸发工艺选择
为节约能源，降低运行成本，可以选择的蒸发浓缩工艺有多效蒸发、机械蒸汽再压缩蒸发（MVR）等。
比较见表3-1.
表3-1蒸发浓缩工艺比较
多效蒸发
机械蒸汽再压缩蒸发
能源
可利用电厂余热。
利用厂用电。
吨水耗电不低于40KWH。
蒸发费用
蒸汽消耗约0.45吨DUN蒸汽，吨水蒸发费用约100元/吨水。
若利用余热，费用可以不计
约45元/吨水
直接投资
折合3.8万元/吨水
折合9.00万元/吨水
其他
需要循环冷却水约150t/h
需要少量循环冷却水
根据上述比较，从利用电厂余热和减少投资角度出发，本设计方案选择多效蒸发作为蒸发浓缩工艺。
3.2工艺流程及说明
图3-1工艺流程方块图
垃圾渗滤液由业主负责接入渗滤液处理工程区块调节池。
先经由格栅拦截大杂物，再经由沉砂池分离泥沙，以防后续设施设备的堵塞和磨损。
渗滤液在调节池内均值均量，之后用泵提升入混凝沉淀池，通过混凝反应和沉淀分离，去除渗滤液中大量的固体悬浮物，以免悬浮物与有机物和无机盐在浓缩过程中粘结而影响换热效率并防止浓缩器堵塞。
沉淀污泥经由污泥浓缩池浓缩减容后，通过压滤方式进行机械脱水，干污泥去焚烧炉焚烧。
沉淀上清液进入中间水池I过渡，然后泵入蒸发浓缩器。
垃圾渗滤液在蒸发浓缩器内通过热交换和相转换被分离为四部分：
●冷凝液，作为废水进入中间水池II过渡后继续处理直至达标排放。
●浓缩液，经过析盐澄清，分为结晶盐渣和高浓度澄清母液。
结晶盐残渣作为固废随垃圾焚烧厂焚烧残渣外运，由业主负责。
高浓度澄清母液由业主负责接入垃圾焚烧炉焚烧。
●不凝气，属于高热值气体，由业主负责接入垃圾焚烧炉焚烧。
●蒸发残渣，主要是过饱和无机盐的析出和悬浮物凝结，脱水后由业主负责外运。
中间水池2内的冷凝液经过适度降温均值后，泵入IC厌氧反应器，在兼氧菌和厌氧菌的作用下，大部分污染物被分解为甲烷、二氧化碳等气体物质转移到气相中形成沼气。
沼气由业主接入垃圾焚烧炉焚烧。
厌氧出水尚不能达标，自流入后续A/O池，利用兼性菌和好氧菌的作用，分解有机物，通过硝化和反硝化脱除氨氮，使得废水最终达标排放。
厌氧和A/O等生化工艺所产生的剩余污泥接入污泥浓缩池，随混凝沉淀所产生物化污泥一并浓缩脱水最终焚烧。
3.3预期处理效果及物料走向
预期处理效果详见图3-2。
图3-2预期处理效果方块图
4、主要建构筑物及设备选型设计
格栅沉砂池
平面尺寸：
0.8×
4.0m；
数量：
1座；
池深：
有效水深0.5m，总深1.7m；
结构：
钢砼结构；
配置设备：
格栅1个，栅距5mm。
（2）曝气调节池
停留时间：
24.0h；
有效容积：
200m3；
平面面积：
45m2；
有效水深4.5m，总深5.0m；
地上钢砼结构，三布四油防腐；
配置设备1：
提升泵2台，32FZS-K-10-20，一用一备，功率：
2.2kW,流量：
10m3/h,扬程：
20m。
配置设备2：
穿孔曝气管1套，非标定制；
配置设备3：
鼓风机1台，SSR50，功率：
2.2kW；
风量：
1.52m3/min;
风压：
39.2kpa。
配置设备4：
pH计1套，GL400;
配置设备5：
液位计1套，
配置设备6：
电磁流量计1套；
（3）混凝沉淀池、中间水池I
12m2；
加药系统JY-10002套；
污泥泵2台，32FZS-K-10-20，一用一备，功率：
反应搅拌机2台，非标，功率0.75KW,材质：
碳钢衬胶；
（3）蒸发浓缩器
型号:
非标成套设备
蒸发方式：
三效蒸发浓缩
蒸发能力：
8t/h
配电功率：
150KW
主材：
腐蚀性物料接触部分为钛，其余部分为SUS316L、Q235；
蒸汽：
3.5t/h，利用厂区0.3MPa余热蒸汽；
循环冷却水：
150t/h，业主统一提供。
占地面积：
100m2；
1套；
水解酸化池
６小时；
60m3；
14m2；
地上钢砼结构；
污水泵（50FSZ-K-20-20）2台，一用一备，功率：
4kW,流量：
20m3/h,扬程：
水下搅拌机1台，QJB2.5/8-400-740，功率：
2.2kW
IC厌氧反应塔
处理能力：
厌氧方式：
中温厌氧
4.4KW
Q235+防腐；
Φ3.0×
16.0m；
（6）A/O池
24小时；
气水比：
22：
1；
鼓风机2台，SSR80，功率：
5.5kW；
3.5m3/min;
53.9kpa；
两用一备。
微孔曝气器110套。
组合填料150m3。
内循环水泵2台，50FSZ-K-20-20，功率：
20m，一用一备；
（7）二沉池
结构形式：
竖流式；
表面负荷：
0.８m3/m2·
h；
10m2;
导流筒1个，ф500。
（8）污泥浓缩池
功能：
利用好氧微生物降解污水中污染物；
浓缩时间：
20m3；
4.5m2；
离心脱水机1台，LW320A，功率：
15kW；
污泥泵2台，QBY3-25,流量：
3.0m3/h，功率：
4.0kW；
扬程：
60m。
综合机房
6.0×
15.0m；
砖混结构；
标准排放口
由业主根据当地主管部门要求自行建设。
5、土建设计
5.1工程地质
本方案设计地耐力暂按80kPa考虑。
5.2建筑设计
建筑设计标准
耐火等级。
本工程各项建筑物均按二级耐火等级设计。
建筑装修。
按《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）有关规定。
5.3结构设计
建筑用砖为MU7.5，基础部分用M5.0水泥砂砌筑，基础以上用M5.0混合砂浆砌筑。
混凝土。
建筑物用C20；
构筑物用C25密实混凝土；
道路地坪用C15；
垫层用C10。
钢材用Ⅰ（Φ）级、Ⅱ（Φ）级钢筋，电焊条用E43、E50。
所有砼用的砂、石均应洗净，剔除泥木草根等杂质。
石灰应用纯净块灰预先化浆待用。
5.4主要土建工程
为节省土地占用面积，节约土建投资，工艺专业把调节池、混凝沉淀池、中间水池、水解池、A/O池、二沉池、污泥浓缩池等整合为一个组合池。
主要土建工程详见表6-1。
表6-1主要土建工程表
名称
尺寸或面积
结构
数量
组合池
130m2,总深5m
钢砼
座
80m2,层高4m
砖混
设备基础及钢棚
100m2
根据业主要求
6、电气与自控
6.1设计范围
1.用电设备供电及控制设计；
2.电缆敷设设计；
3.供电系统接地设计；
4.接地保护与防雷设计；
5.照明设计；
6.主要电气设备设计。
6.2用电负荷
本工程为三级负荷，总装机容量220kW，使用容量200kW，就近引入380V电源，接入中央电控室，由中央控制室通过电缆沟接至各污水站设备。
机房内照明采用节能灯，照明线路为全塑电缆。
动力设备保护接地，接地电阻≤4Ω。
主要设备动力消耗详见表6-1。
表6-1主要设备动力消耗表
名 称
额定功率
使用数量
使用时间
实际功耗kwh
提升泵
2.2KW
2台
24
42
鼓风机
1台
42
加药机
1.5KW
2套
50
污泥泵
8
14
反应搅拌机
0.75KW
32
蒸发浓缩器
1套
2880
污水泵
4.0KW
77
水下搅拌机
9
5.5KW
105
10
循环水泵
11
12
21
25.6
13
离心脱水机
15KW
96
总装机容量222KW，使用容量200KW,电耗3500KWH
6.3供电系统
本工程由业主提供380V电源，直接引入污水处理厂配电室中。
7、自控设计
7.1自控系统概述
仪表自控系统完成对污水处理全部生产过程和工艺过程的自动控制、监视、管理，负责污水处理的数据处理。
它主要完成对污水处理的工艺过程信号采集、操作、系统功能组态、控制参数在线修改和设置、记录、报表生成及打印、历史数据的保存、查询、显示、故障报警等功能。
提供了污水处理系统自控系统与综合楼中控室管理系统的软件和硬件接口。
仪表自控系统选取适用、可靠、先进，采用成熟的控制技术和性能价格比适宜的设备和元件。
7.2设计原则
1、所提供的仪表和自控系统的所有设备、软件、以及配件和材料，都应符合最新的国际电工技术协会（IEC）的有关标准和国家的相关标准。
2、所提供的仪表和自控设备的机壳、机框保护等级要求：
户内地面上：
IP54；
户外地面上：
IP65；
安装在水下：
IP68；
内部元件：
IP2X。
3、所提供的仪表和自控设备的电源：
220VAC±
10%，50Hz±
1Hz，或者24VDC，并在主电源引入处加装防雷装置。
4、所提供的仪表输出电平、自控设备的输入、输出电平应符合国际标准：
模拟信号电平：
4-20mADC；
状态及报警数字信号电平：
0-24VDC；
控制数字信号电平：
0-24VDC或0-220VAC。
5、所提供的现场PLC控制器的数字量和模拟量输入输出模块均有光电隔离措施。
6、所提供的仪表必须满足下列基本要求：
（1）所有现场仪表外壳均有永久固定的不锈钢标记，该标记应刻上或模压上仪表的编号，不允许用粘剂固定。
（2）直接和工艺管道相连的仪表应在与管道的连接处提供隔离用的阀。
（3）螺扣和法兰方式的连接应采用国家最新标准。
（4）所有仪表原则上应带有现场显示。
（5）所有仪表的输出应为：
4-20mADC，其负载阻抗大于500欧姆。
（6）每套仪表应包括传感器、变送器、现场数字显示表、专用电缆及各部分的安装支架及附件。
7.3自控系统设计
自控系统由计算机控制系统、PLC控制站和通讯网络组成，进行实时管理、控制。
自控系统的控制方式分为：
手动控制：
通过就地控制箱上的按钮实现对设备的启停操作。
远程手动方式：
操作人员通过计算机控制系统的监控画面用鼠标或键盘来控制现场设备。
自动方式：
设备的运行完全由各现场控制器根据预先编制的程序和现场的工况及工艺参数来完成对设备的启停控制而不需人工干预。
1、计算机控制系统
（1）基本要求
选用高性能工控机，配置激光打印机。
控制系统配置组态和管理软件，采用成熟的、通用型工控应用软件，支持PLCEthernet、TCP／IP协议，能够中文显示。
应用软件必须有硬件测试和故障诊断程序，数据库软件为实时型关系数据库。
监控计算机上对PLC进行编程、监控和程序的读取、修改、下载。
计算机控制系统监控界面应为中文显示，并能够以清晰的三维动态图像显示本工程的工艺流程及设备的工况。
（2）计算机控制系统硬件
硬件配置要求不低于以下配置：
CPU：
INTELP4处理器2.4GHz
内存：
256MBDDR
硬盘：
40GBSCSI
软盘驱动器：
3.5英寸1.44MB
以太网卡：
10-100M
CD—ROM：
48倍速最大IDE
显示器：
19”液晶显示器
打印机：
激光打印机
（3）计算机控制系统软件
软件配置遵循可靠性、开放性和超前性的原则，确保系统正常运行。
采用标准的Windows2000／WindowsNT平台。
包含支持世界主要硬件厂商的各种网络驱动程序，支持Ethernet。
应有开放的软件接口，便于与相关系统构成通讯链路。
应用软件平台应具有图形支持软件，采用友好的中文化的人机界面，并支持各种标准界面及环境。
高效、灵活、使用和维修方便并有各种自诊断功能，用户能够进行重新组态和修改程序，不需要另外购配软件。
有系统员和操作员安全保密功能。
支持各种Windows标准打印机及外围设备。
为用户提供丰富方便的图形组态、系统组态功能，易于构成各种服务器。
丰富的报警功能、分析报表功能、在线编辑功能、打印功能。
实时数据、历史数据分析、综合功能、数据记录保存功能。
2、PLC控制站
由可编程逻辑控制器（PLC）和控制屏组成，完成监视和控制各种工艺过程，监视各主要设备及检测仪表的工况。
PLC控制站与计算机控制系统组成现场管理控制及数据采集系统。
（1）可编程逻辑控制器（PLC）
作为污水处理的主要控制设备，PLC产品应采用最新的技术制造，采用型号为西门子S7-300。
PLC系统采用完全的模块化结构，全部输入输出模块和通讯模块驻留在一个或多个机架中，机架必须具有坚固的金属外壳和模块紧锁装置，防止由于振动等原因产生的模块松动，安装在控制柜中。
便于快速的故障诊断和排除，PLC采用的各个模块应能方便地查询模块运行与故障诊断的信息。
插入式模块能迅速拆除而不会引起接线及其它模块的干扰，所有模块应能带电插拔，以便于在故障状态下快速实现系统恢复。
（3）控制屏
控制屏包括断路器、接触器、继电器、按钮开关、指示灯等，完成对现场电气设备的操作控制及相关电气保护功能。
（4）PLC控制软件
编程软件包括：
PLC编程软件。
应基于Windows，采用国际标准IEEEll31-3的编程方式，多种语言和多种方式混合编程。
带有故障自诊断功能，在系统运行过程中故障诊断软件不断地监视系统运行的状态。
8、公用工程
8.1给排水
（1）给水
操作人员饮用水、洗刷水等上水由业主方负责接入，DN50管径，流速1.5m/s，压力大于0.2MPa；
（2）排水
工艺所产生的杂水及操作人员产生的生活污水经收集后接入集水井重新处理；
雨水利用场地坡度自然排向周边的开阔地带，顺势自流外排。
8.2劳动定员
操作工3班，每班3人，合计9人。
8.3通风设计
针对污水处理厂的特点，厂区内生产构筑物在运行过程中都会产生一定的臭味，电器设备使用时也会产生大量热量，为确保生产安全，改善工作人员的工作条件，风机房、变配电室、加药间、脱水车间等主要房间，都通过设置窗户自然通风，必要时采用机械通风。
8.4恶臭防治
恶臭主要来自曝气调节池、厌氧反应塔沼气、污泥浓缩池以及污泥脱水间。
上述含恶臭物质废气，经收集后，通过管道输送入垃圾焚烧炉焚烧净化，可以有效地降低恶臭物质排放量，并利用主体工程优势，简化本工程。
预计废气量约8000m3/h。
管道及输送由业主负责或者另行委托。
9、投资估算
9.1土建投资估算
土建投资估算详见表9-1。
表9-1土建工程量估算表（总价单位万元）
单价
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