xx垃圾电厂污水处理设计方案.doc
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XX垃圾发电有限公司渗滤液处理工程设计方案
xx垃圾发电厂
渗滤液处理工程
设计方案
目录
第一章概述
第二章设计基础
第三章构、建筑物指标表
第四章投资估算
第五章处理成本估算
第六章施工工期说明
第七章调试方案
第八章运行与维护方案
第九章工程移交方案
第十章售后服务
附表：
主要设备清单
附图：
渗滤液处理流程图
第一章概述
XX垃圾焚烧发电有限公司是已修建好的垃圾发电厂。
我公司专业人员根据了解的现场情况和常规参数，完成了其垃圾渗滤液处理工艺设计方案的编写。
按照垃圾发电厂设计单位所提供的数据和资料，垃圾处理设计最高量为350吨每天，渗滤液处理量为70m3/d考虑，所产生的渗滤液将进入位于发电厂后方的调节池中后污水将由泵从调节池打入污水处理站。
垃圾发电厂渗滤液是一种组成复杂的高浓度有毒有害废水，其水质受垃圾组成情况、水分、填埋时间、气候条件等因素的影响甚大。
所有垃圾渗滤液都具有共同的特点，主要表现在以下几个方面：
1）高浓度有机废水，其中包括溶解性有机污染物、胶体类有机污染物，其相对的含量随季节、填埋前垃圾是否分拣、地域不同都有变化；
2）氨氮含量高；
3）水中盐份，尤其碱度含量高，酸碱缓冲体系庞大（pH变化大）；
4）季节性水量变化大，春夏秋冬四季分明，冬季量少，夏季量大。
其中最重要的影响因素是厨房垃圾的含量。
从较小的时间尺度上来说，垃圾发电厂渗滤液的月产生量和平均水质随季节的变化幅度很大。
因此，垃圾发电厂必须配备足够大的垃圾渗滤液调节池，以储存丰水季一个月以上的垃圾渗滤液。
垃圾发电厂渗滤液储存调节池是垃圾发电厂工程的一部分，是设计单位根据当地的降水规律、垃圾成分、水文地质情况等因素事先预测垃圾渗滤液产生量设计，然后与发电厂同时修建。
垃圾渗滤液中的主要污染物包括有机物（通常以COD质量浓度表示）、氨氮、离子态重金属等。
因此在垃圾渗滤液处理工程的技术设计上，我们一般考虑如下几个因素：
1、垃圾渗滤液的月产生量或年产生量；按每天进水量70吨每天考虑，反渗透按50吨/天考虑。
2、根据实测值，对垃圾渗滤液中污染物浓度所作出的预测；
3、所要达到的处理要求（排放标准）；《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-2008
4、平均处理成本尽可能低；
5、工艺流程可靠性高，操作简便，技术管理难度低；
6、一次性投资合理。
-31-
第二章设计基础
一、设计规模
本次设计处理规模：
70m3/d。
处理前水质：
在对垃圾发电厂垃圾渗滤液的研究分析后，同时按照甲方的预计值设计（见表一）。
处理后水质：
按要求达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）中的一级指标值（见表一）。
表一垃圾发电厂渗滤液处理装置设计进出水水质
项目
进水/mg/l
出水/mg/l
SS
200
≤30
BOD5
10000
≤30
CODcr
39000
≤100
氨氮
2450
≤25
总氮
40
总磷
3
PH
6～9
――
二、工艺流程
2.1工艺流程选择
根据我公司对垃圾渗滤液的研究成果和对适用技术的经验积累，以及在工程中的成功应用，提出如图一所示的工艺流程。
工艺流程示意图
垃圾渗滤液
调节池
提升
反应沉淀池
中间水池1
提升
回
流
电加热、厌氧反应池
浓缩池上清液
缓冲池
提升
反硝化池
剩余污泥
鼓风机
硝化池
回
流
进水泵
污泥浓缩池
管道过滤器
气提式MBR
污泥泵井
外运
浓水
纳滤系统
浓水
反渗透系统
混凝沉淀
排放池
喷撒垃圾
达标排放
污水管线鼓风管线污泥管线加药管线
——渗滤液处理工艺流程示意图——
2.2工艺流程简述
渗滤液经过调节池调节水质水量后，由提升泵提升，先经过混凝沉淀后，对除垃圾渗滤液中的有机物，重金属离子以及悬浮物起到很大的作用。
后出水流入中间水池经水泵提升后进入电加热器升温，进入复合厌氧反应池，经过厌氧微生物的充分作用，把可生化的高浓度有机污染物尽最大可能消化，未被完全消化利用的中间产物和难降解有机物随厌氧产生的产物进入膜－生物反应器的缺氧段。
膜生物反应器为分体式，包括生化反应单元和膜组件单元。
生化反应单元由1个反硝化池和1个硝化池串联而成，均为钢筋混凝土结构池体。
硝化池内曝气采用鼓风加旋混曝气，通过高活性的好氧微生物作用，大部分有机物污染物在硝化池内得到降解，同时NH3－N和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐。
膜单元设在池外单独的处理车间内，MBR膜组件为管式聚氟偏二乙烯（PVDF）膜。
污水经膜组件分离后，清液进入NF系统，NF浓液至垃圾发电厂。
MBR清液通过纳滤进水泵输送到纳滤设备中，纳滤过程采用螺旋卷式膜，操作压力为5～25bar，不可生化的大分子有机物和部分金属离子被滤除，保证反渗透系统的正常运行，纳滤出水经反渗透处理后达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）中的一级指标值。
反渗透浓液出水至钠滤进水箱
2.3工艺流程的主要特点
1）、技术成熟，适应性强：
厌氧反应系统、膜－生物反应系统和纳滤系统及反渗透系统是我公司应用于工程的成熟技术产品，利用厌氧反应作为膜－生物反应系统的预处理，使整个工艺流程具有很强的有机负荷、水量变化的适应性和可行性。
2）、工程造价低：
设备为国内生产，主要配件均采用国际知名品牌产品，保证设备质量的同时，使价格更能够为我国经济情况接受。
3）、可操作性和运行费低：
工艺选择主要考虑的问题之一是将来设备运行维护的可操作性和运行费用的问题。
选择以生物处理为主的厌氧、MBR好氧生物反应和纳滤系统为主要工艺，是运行费用低、运行维护简单的保证。
4）、性价比高：
优化国内外技术,选择最适宜、投资低、运行费用低的处理单元技术保障了高的性价比。
三、主要工艺环节及处理设备简述
本工艺处理设备设计处理能力为进水70立方米/日，反渗透最终出水为50立方米/日
3.1渗滤液调节池
按照相关规范和计算要求，以及垃圾处理场设计单位的设计，调节池的容量设计应当可以储存丰水期一月以上的渗滤液量。
配套设备：
渗滤液提升泵
投入式液位传感器
3.2复合厌氧池
复合厌氧反应是微生物在缺乏氧的状况下，将复杂的有机物分解为简单的成分，最终产生甲烷和二氧化碳等，而污水经厌氧反应处理后可达到高度的稳定，并可减少生物污泥量。
由于复合厌氧池中有机物的降解不需要采用曝气装置，减少了相应的投资、动力消耗和维修费用。
在复合厌氧池内，高浓度有机污染物得到消化分解，形成完全分解物，其中沼气溢出水体，收集后脱硫除臭处理，采用沼气点火器点燃。
复合厌氧池中的微生物生长需要一定的温度，故复合厌氧池应通过外加热保持其温度。
本方案采用电加热伺服系统对厌氧池加温，并采取相应的保温措施。
复合厌氧池中还需加入半软性填料作为微生物载体，以使微生物更好地附着和生长。
主要配套设备：
加热伺服系统
厌氧回流泵（增加）
预计复合厌氧池的去除率为：
CODcr40%；BOD540%。
3.3膜－生物反应器（MBR）
有毒有害、成分复杂、营养比例失调、水量规模小是垃圾渗滤液生物处理工艺面临的难题。
传统生物处理工艺很难达到稳定的处理效果。
而新兴的膜－生物反应器（MBR）提供全新的生物处理概念，并在试验研究和工程实践中得以完善，目前已经是成熟的工艺技术。
3.3.1工艺描述
膜生物反应器是生化系统和膜系统的有机结合，比较适用于有机废水的处理。
该装置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。
本工程，MBR生化反应器中，通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，为提高氧的利用率，采用特殊设计的曝气机构。
膜分离装置采用管式有机超滤膜，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8～12g/L（MLSS:
8000～12000mg/L），经过不断驯化形成的微生物菌群能逐步降解有机废水中难生物降解的有机物。
通过提高污泥浓度可以大大提高微生物对有机物的降解能力，再加上超滤膜的分离作用，从而提高了出水水质。
为了提高脱氮效果和节省曝气量，在MBR前增加缺氧段，并把好氧段的混合液（硝酸根）回流到缺氧段，回流比R=300～500%。
预计MBR（含缺氧段和好氧段）的去除效率为：
CODcr90%～95%；BOD590%～95%；氨氮90%-94%；浊度小于1.0NTU。
膜分离设备
系统采用NORIT气提式MBR四支，膜型式：
F4385（PVDF,5.2㎜）
组件型式：
38PRV（33㎡/组件）结构，并联
NORIT气提式MBR技术特点
膜生物反应器MBR技术是高效的活性污泥生物处理和超滤进行泥水分离的高效结合。
该反应器设计使用外置式AirLiftTM管式膜系统。
这种系统可以安装在污水处理站的任何可用的场地，生物处理单元可以在保证是处理废水最有效前提下，设计或改造成任意的形式，AirLift膜技术可以独立调试各废水处理单元，保证整个污水处理厂的高品质的出水水质。
AirLift膜系统有一个相对于其他管式膜系统更低的工作压力。
AirLift系统通常在1bar的透膜压力下工作。
低工作压力使得不再需要高压泵，并允许静态压力作为主要的透膜动力。
即使在不能使用静态压力的情况下，低的透膜压力也不需要高消耗的泵的系统。
为了消除泵的高耗能，AirLift系统将膜垂直放置。
这个简单的改变使得错流时可以对模块脉冲进气。
MLSS通过一个AirLift系统的泵排出膜系统。
3.3.2工艺特点
高效固液分离，抗冲击负荷能力强，出水水质好而稳定，可以完全去除SS，对细菌和病毒也有很好的截留效果；
能够保证高的膜通量；
安全高效的清洗技术；
较少的化学药品使用量；
较长的膜寿命；
较低的能耗；
反应器内维持高浓度的微生物密度（一般为8～12g/l），装置容积负荷高；
反应器在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，甚至可以达到无剩余污泥排放，从而节省污泥处理费用和避免二次污染；
分体式膜分离工艺，采用低扬程操作，工艺流程和高程布置极为简洁；
膜组件采用标准化设计，并安装于独立的池外，安装和维护极为方便；
操控简便，可以方便地实现自动化运行。
3.3.3主要配套设备：
（设备详细参数见附表）
3.3.3.1预处理系统
为保护后续的超滤膜，预处理系统须由精度小于1mm的细格删或其他过滤系统组成。
3.3.3.2缺氧系统
设置前置缺氧区和足够的反硝化容积，在不明显增加土建投资和设备投资的条件下，充分利用反硝化消耗BOD形式的碳源并回收碱度的工艺资源，从而达到节省曝气能耗、降低运行费用和改善出水水质的目的。
同时可有效去除废水中的氨氮。
3.3.3.3生化处理系统
生化处理系统的处理主体为好氧段，有机废水中的大部分污染物如COD、BOD氨氮等营养物通过厌氧段、缺氧段和好氧段不断的回流循环，经过生物降解有效去除。
内设置鼓风加旋混曝气装置。
3.3.3.4超滤部分
超滤膜
根据占地，系统投资的最优化组合，超滤系统共分为1套，每套3只面积为33平米、膜管内经是5.2mm、型号是38PRV-XLT/F4385的管式膜。
与传统生化处理工艺相比，微生物菌体通过高效超滤系统从出水中分离，确保大于0.03µm的颗粒物、微生物和与COD相关的悬浮物安全地截留在系统内,通过对污泥龄的控制,培养出大量的硝化菌和反硝化菌,从而大大提高COD、BOD和氨氮的去除率。
污泥浓度通过气提式超滤的连续回流来维持。
UF进水泵：
克服混合污泥在膜及管路中的磨察阻力
污泥回流管出泥口和曝气池液面之间的液位差所须的压力。
把生化池的混合液分配到各UF环路。
本UF系统设计1台进水泵，扬程为5m水柱，流量70m3/h。
UF进气泵：
为超滤膜系统提供一定压力的搽洗空气，阻止混合污泥附着在超滤膜的表面。
减慢超滤膜通量的降低。
可以和为曝气池提供气量的鼓风机共用。
本系统UF进气泵气压为5m水柱，1台，每台进气量为40m3/h。
UF产水泵：
（变频控制）
1、将超滤的产水抽至排放处或进入下一级处理。
2、本系统设计1台UF产水泵，扬程5m，流量4m3/h。
UF反洗泵（变频控制）
提供6~8倍正常运行流量能力的反冲洗用水，使超滤系统始终保持不被污染和高通量。
保证系统正常的产水量1套超滤装置共用1台反冲洗泵。
通过变频器来控制反洗流量为恒通量。
本系统设置流量为40m3/h、扬程为15m的超滤反洗泵1台。
化学增强加药反冲洗系统（CEB）
化学药剂直接加入至反冲洗母管中，再通过静态混合器混合后，进行化学反冲洗，此过程称为化学增强反洗（CEB），在此过程还需1-1.5小时的浸泡时间以达到最佳的反洗效果。
CEB增强反洗的周期为每周一次。
化学增强反冲洗一般投加NaClO＋NaOH（CEB1）和HCl（CEB2）。
化学药品的实际加药量和化学加药反冲洗周期通过中试和调试最终确定。
CEB1—加次氯酸钠溶液（NaClO＋NaOH）。
该过程NaClO要求提供的浓度为8~12%，氢氧化钠溶液的投加量要求提供的浓度为≥30%。
NaClO加药系统包括1台出力为0～120L/h的计量泵，溶液箱与前面NaClO加药系统共用。
NaOH加药系统包括1台0.2m3溶液箱1台,出力为0～50L/h的计量泵；
CEB2—加盐酸（HCl）
该过程盐酸要求提供的浓度≥31%。
本加药系统包括1台出力为0～100L/h的计量泵，溶液箱与加酸系统共用。
3.4纳滤装置
纳滤膜对溶解性盐或溶质不是完美的阻挡层，这些溶质透过纳滤膜的高低取决于盐份或溶质及纳滤膜的种类，透过率越低，纳滤膜两侧的渗透压就越高，也就是越接近反渗透过程，相反，如果透过率越高，纳滤膜两侧的渗透压就越低，渗透压对纳滤过程的影响就越小。
膜分离技术总是把水系物分为两部分：
浓水和淡水。
原水中的各种有机物和各种离子的绝大部分被截流到浓水侧，而淡水中的有机物和离子浓度很低。
预计产水率80～85%。
纳滤系统成套装置由六部份组成：
中间水池、保安过滤装置、纳滤膜装置、纳滤清洗装置、阻垢剂投加装置、杀菌剂投加装置。
中间水池：
平衡MBR出水与钠滤进水之间的水量。
保安过滤器：
过滤精度为5微米，目的是防止纳滤膜元件在运行过程中被固体颗粒损伤。
由于水中的颗粒经高压泵加压后可能击穿纳滤膜组件，同时也可能划伤高压泵的叶轮，因此保安过滤器的作用就是截留和防止大于5微米的颗粒进入纳滤系统。
纳滤膜装置：
是整个系统的关键单元，其作用是脱除水中的部分可溶性盐份、全部胶体，且对有机物及微生物有很高的去除率。
纳滤清洗装置：
在纳滤膜组运行一段时间后，会受到某些难以冲洗掉的污染，如长期的微量盐份结垢和有机物的积累而造成膜组件性能的下降，运行压力升高，所以必须用化学药品进行清洗，以恢复其正常的处理能力。
在处理垃圾渗滤液时，可以预计纳滤膜的污堵速率会很快，根据水质情况，纳滤膜大约每1个月左右就需要进行一次彻底的化学清洗。
另外，每隔一定周期需要定时进行低浓度酸碱（交替）溶液低压冲洗。
阻垢剂投加系统：
为了在较高回收率情况下防止纳滤浓水端特别是纳滤压力容器中最后一根膜元件的浓水侧出现碳酸盐、硫酸盐和钙、镁离子的化学结垢，从而影响膜的性能，在纳滤进水前需加入阻垢剂。
阻垢剂加药装置主要包括1台计量泵和1台溶液箱。
杀菌剂投加装置：
主要是防止微生物在膜表面和压力容器表面繁殖。
造成纳滤膜的生物污染，影响系统的产水量和由此造成的膜性能下降。
杀菌剂加药装置主要包括1台计量泵和1台溶液箱。
3.4.1主要设备构成
①保安过滤装置及增压泵
②纳滤膜装置及高压泵：
膜元件采用美国进口产品或同级产品；高压泵变频调速控制、高低压开关保护。
③清洗装置：
包括药液箱、药液加热系统、保安过滤器、清洗泵（耐腐蚀）
④阻垢剂投加装置
⑤杀菌剂投加装置
⑥控制箱:
自动控制纳滤过程、低压冲洗过程,对高压泵实施变频调速控制。
⑦清水池：
储存处理后的净水，供清洗纳滤膜之用。
3.5纳滤浓水以及污泥处理方法
本方案中将纳滤浓水和MBR等产生的污泥均经污泥池通过回灌泵回灌至垃圾发电厂。
污泥回灌管道未在本方案中设计。
3.6反渗透系统
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，引起盐透过率增大，为提高给水的压力而需要多消耗能量，此时应采用清洗的方法进行恢复。
反渗透系统及辅助系统为全自动运行，供货范围包括从保安过滤器的进口始至反渗透淡水出口阀止之间的所有设备及有关的辅助设施，主要包括：
——反渗透膜组件，包括反渗透膜元件、压力容器、配套阀门。
——连接管道、阀门、附件。
——工艺系统所需的监测控制仪表、信号变送器和就地控制盘及就地仪表盘。
——保安过滤器（包括设备本体、阀门、表计及附件等）。
——高压泵（包括高压泵、进出口阀门、压力表、压力开关等）。
——阻垢剂加药系统、反渗透化学清洗系统、药液混合器等辅助设施。
3.6控制系统
本工程采用多PLC程序自动控制系统，所有设备运行状态和操作均在上位机上显示和完成，系统各执行元件均有自动、手动、点动三种工作模式；同时本工程采用了大量的在线监测仪表对设备运行参数以及工艺参数及时进行动态跟踪和自动调整；另外系统提供故障报警、故障诊断和在线帮助程序，操作人员在管理本系统时仅需完成巡视、记录以及药剂的定期配置工作。
上位机选用稳定可靠的工业级PC，采用触摸显示屏，并配置组态软件，为使用者提供更为人性化的人机界面，同时多级操作权限管理也为系统的安全运行提供了可靠保障。
第三章建筑物指标表
3.1主要建筑物说明表
设备名称
功能
工艺参数
数量
备注
复合厌氧池
降解有机物，消减COD、含氮化合物。
总水力停留时间84h
1座
钢筋混凝土结构
反硝化池
降解有机物，消减COD、含氮化合物，固液分离。
缺氧段
总水力停留时间54h
1座
钢筋混凝土结构
硝化池
降解有机物，消减COD、含氮化合物，固液分离。
好氧段
总水力停留时间90h
1座
钢筋混凝土结构
污泥储存池
储存MBR排放的污泥和纳滤排出的浓水。
25m3
1座
钢筋混凝土结构
清水池
平衡MBR出水与纳滤进水之间的水量。
5M3
1座
PE
NF产水池
纳滤出水并为反渗透进水
5M3
1座
PE
清水池
反渗透出水排放池
2M3
1座
钢筋混凝土结构
设备间、控制间、值班室
布置工艺设备、控制系统、值班室等。
3.6×12M
1座
砖混结构
加药及储药间
安装加药设备并储放药品等。
3.6×6M
1座
砖混结构
第四章投资估算
4.1总投资估算
货币单位：
元人民币
总投资报价表
一、土建部分估算
大写：
￥：
二、设备、设备运输及设备安装调试
大写：
￥：
五、总计
大写：
￥：
4.1.1土建部分估算
货币单位：
元人民币
分项报价清单（土建部分估算）
序号
设备名称
规格尺寸（m）
数量
估算价格
备注
1
厌氧反应池
245m3
1座
钢筋砼
2
反硝化池
160m3
1座
钢筋砼
3
硝化池
260m3
1座
钢筋砼
4
设备房、控制室
3.6×12×4.5M
1座
砖混
5
加药及储药间
3.6×6×4.5M
1座
砖混
6
场地平整、绿化、道路等
1套
7
小计
8
税收和管理费（6.5%）
9
总计
注：
以上为土建部分的估算价格，以实际实施价格为准。
4.1.2设备、设备运输及设备安装调试部分报价
货币单位：
元人民币
分项报价清单（设备及设备部分报价）
序号
项目
报价
备注
1
设备出厂价
2
运输及保险费
3
安装及调试费
4
备品备件及专用工具费
5
培训及技术服务费
6
小计
7
税收和管理费（8%）
8
总计
注：
详细设备清单见附表。
第五章处理成本估算
本工程运行成本主要包括电费、药剂费、人工费维护费及膜更换费等。
序号
费用名称
单位
运行费用
备注
1
电费（估算）
元/吨水
14
含加热的电费
2
药剂费：
元/吨水
2
3
工资福利（3人）
元/吨水
1.5
12000元/人.年
4
直接运行总成本（1+2+3+4）
元/吨水
17.5
5
维护、维修费（含大修费用）
元/吨水
2.0
6
膜更换费用
元/吨水
1.9
按膜平均5年更换
7
处理总成本（4+6+7）
元/吨水
21.5
8
单位处理成本
元/m3水
21.5
第六章施工工期说明
本方案施工工期计划如下表：
序号
项目
工期
1
土建施工
30～60工作日
2
设备安装调试
30～40工作日
3
工艺调试
40～60工作日
4
水质监测及工程验收、移交
5～10工作日
注：
总施工工期控制在150工作日以内。
第七章调试方案
1、调试步骤和目的
废水处理调试工作主要包括以下几个步骤：
l设备和电气控制系统调试
l人员培训
l工艺调试
废水处理调试的目的是实现、检验和优化该渗滤液处理的设计思想和设计参数。
1.1设备电气控制调试
设备、管道和电气控制系统安装完成后，须经过业主和设计人员的设备
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