垃圾渗滤液设计专业方案.doc
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1、垃圾渗滤液处理(120吨/d)设计方案目录1、概述31.1项目概况31.2编制依据31.3编制标准32、项目建设必需性43、确定工艺方案53.1废水起源53.2垃圾渗滤液水质分析及特征53.2.1垃圾渗滤液关键污染指标分析53.2.2垃圾渗滤液特征63.3进出水水质73.4污水处理步骤选择83.4.1方案比选83.4.2 方案比较143.5方案却定194、方案设计194.1工艺步骤图194.2步骤说明204.3工艺设计参数214.4污水处理站平面部署(具体部署见附图)265、电气设计275.1设计范围275.2全站用电荷统计275.3供电285.4保护方法285.5自动控制方法285.6电线电
2、缆285.7防雷及接地系统296、项目投资费用及运行费用估算296.1关键构筑物296.2关键工艺设备清单296.3系统投资估算306.4运行费用估算317、售后服务327.1服务承诺327.2 质量确保方法327.3售后服务331、概述1.1项目概况 项目名称: 主管单位: 承建单位: 建设地点: 建设规模:120m3/d 编制单位:1.2编制依据1) 中国环境保护法2) 中国固体废弃物污染环境防治法3) 城市生活垃圾卫生填埋规范(CJJ17-)4) 城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准(建标)5) 生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-)6) 生活垃圾填埋场污染监测技术标准(CG
3、/T 3037-1995)7) 生活垃圾填埋场污染监测技术要求(GB/T 18772-)8) 城市生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程(CJJ93-)9) 污水综合排放标准(GB8978-1996)10) 城市生活垃圾处理及污染防治技术政策(建成【】120号)11) 工业和民用建筑抗震设计规范(GBJ11-89)12) 构筑物抗震设计规范(GBJ50191-93)13) 室外给排水和煤气热力工程抗震设计规范(TJ32-78)14) 给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-97)15) 给水排水构筑物施工及验收规范(GBJ141-90)16) 电气装置施工及验收规范(GBJ232-82)1
4、7) 国家、地方及其它相关设计标准、规范和法律、法规18) 本企业同类项目标相关经验1.3编制标准 (1)实施生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-)表3相关标准和规范。 (2)严格实施国家相关环境保护法律法规要求; (3)严格实施现行防火、安全、卫生、环境保护等国家和地方颁布法规、规范和标准; (4)充足考虑中国外垃圾渗滤液处理存在问题和渗滤液随垃圾填埋场“年纪”改变情况,针对这些问题,结合我企业经验,选择中国外优异成熟污水治理技术,采取优质、可靠、适用、经济治理工艺路线; (5)切合实际,正确掌握设计规范和标准,优化工艺技术,合理选择优质、高效处理设备和设施; (6)在确保出水稳定达
5、标前提下,尽可能地节省投资,降低占地面积和降低运行费用,延长使用寿命,调整好一次性投资和运行费用、水质要求之间百分比关系; (7)废水处理站总体布局、统一计划,努力争取和周围环境协调; (8)在处理站运行中确保清洁、安全、无二次污染。设备运行简单,以操作维护方便,利于管理为标准。2、项目建设必需性 生活垃圾填埋场渗滤液处理站在 生活垃圾填埋场内。生活垃圾处理工艺为卫生填埋工艺,设计填埋处理规模为160吨/天所以,垃圾渗滤液处理站扩建项目势在必行!3、确定工艺方案3.1废水起源垃圾渗滤液产生受很多原因影响,不仅水量改变大,而且改变无规律。垃圾渗滤液产生来自以下五个方面:降水渗透。降水包含降雨和降
6、雪,降雨淋溶作用是渗滤液产生关键起源。外部地表水流入。包含地表径流和地表浇灌。地下水渗透。当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位,并没有设置防渗系统时,地下水就有可能渗透填埋场内。垃圾本身含有水分。这包含垃圾本身携带水分和从大气和雨水中吸附量。垃圾填埋后,微生物厌氧分解产生水。垃圾中有机组分在填埋场内分解时会产生水分。3.2垃圾渗滤液水质分析及特征3.2.1垃圾渗滤液关键污染指标分析垃圾种类和成份决定了渗滤液成份,所以在设计处理工艺时对填埋垃圾种类进行组分分析,从而能够估计渗滤液关键污染物成份,经过走访调查,查阅大量当地文件资料。垃圾渗滤液关键污染成份以下:垃圾渗滤液物理性质-色和嗅 渗滤液均
7、含有很重色度,其外观多呈茶色、暗褐色或黑色,色度可达成4000倍(稀释倍数),垃圾腐败臭味极其显著。pH 垃圾填埋早期,渗滤液pH在67之间,伴随填埋场时间推移和填埋场稳定,pH可提升至78。BOD5值 随时间改变及填埋场微生物活动增强,渗滤液中BOD5浓度发生改变。通常改变规律是垃圾填埋后6个月至2.5年间渗滤液BOD5逐步增至高峰,此时BOD5多以溶解性为主,以后BOD5浓度开始下降,至6填埋场完全稳定时为止,此时,BOD5保持在某一低值范围内(100mg/L),且波动很小。所以,渗滤液BOD5值改变过程实质是填埋场稳定化过程。经过定时测定渗滤液BOD5值,依据BOD5值随时间改变规律,可
8、判定填埋场稳定程度。COD值 COD值和BOD5值相同,不过伴随填埋场时间推移,COD值降低较BOD5值缓慢多。BOD5/COD值 有机物种类改变造成BOD5/COD比值改变。填埋早期BOD5/COD比值较高,可达0.5以上,但随时间推移,因为BOD5和COD降低速率和幅度不一样,BOD5急速下降而COD下降较缓慢,所以该比值逐步下降。当随填埋场完全稳定以后,该值最终在某一范围内(0.1),而且波动极小。溶解性固体总量 垃圾渗滤液中含有较高浓度总溶解性固体。这些溶解性固体在渗滤液中浓度通常随时间而改变。填埋早期渗滤液溶解固体总量高,且有相当高钠、钙、氯化物、硫酸盐等,通常在填埋后6个月至2.5
9、年达成高峰值,以后随时间增加,无机物浓度下降,直至达成最终稳定。NH3-N 垃圾渗滤液NH3-N浓度含量高,是因为含氮可生化有机组分厌氧水解和发酵所致,因pH靠近中性值,它关键以NH3-N形态存在于渗滤液中,极少以氨气形式释放,或以游离氨形式存在。磷 垃圾渗滤液中磷元素总是缺乏。重金属 对于只填埋生活垃圾填埋场,金属溶出率较低,在水溶液中为0.05%1.8%,在微酸性溶液中为0.5%5.0%。但如有工业垃圾填埋话,渗滤液中重金属含量较多。其中所含重金属关键有:镉(Cd)、镍(Ni)、锌(Zn)、铜(Cu)、铬(Cr)和铅(Pb)等。3.2.2垃圾渗滤液特征垃圾渗滤液有机物可分为三种: 低分子量
10、脂肪酸;中等分子量灰黄霉酸类物质;高分子量碳水化合物类物质、腐殖质类。渗滤液中有机物成份随填埋时间而改变。填埋早期,渗滤液中有机物可溶性有机碳约90%是短链可挥发性脂肪酸,其中以乙酸、丙酸和丁酸浓度最大。其次成份是带有相对高密度羟基和芳香羟基灰黄霉酸。伴随填埋时间增加,填埋场逐步趋于稳定,此时,渗滤液中挥发性脂肪酸含量降低,而灰黄霉酸和腐殖质类成份增加。垃圾渗滤液特征以下:(1)有机污染物种类繁多,水质复杂 垃圾渗滤液中含有大量有机物,含量较多有机烃类及其衍生物、酸酯类、醇酚类、酮醛类和酰胺类等。(2)污染物浓度高和改变范围大 垃圾渗滤液这一特征是其它污水所无法比拟,其中BOD5和COD浓度最
11、高可达每升几万亳克,关键是在酸性发酵阶段产生,pH达成或略低于7,此时BOD5和COD比值为0.50.6。通常而言,COD、BOD5、BOD5/COD随填埋场“年纪”增加而降低,碱度则升高。(3)水质水量改变大 垃圾渗滤液水质水量改变大,关键表现在以下方面: 产生量随季节改变大,雨季显著大于旱季; 污染物组成及其浓度也随季节改变; 污染物组成及其浓度随填埋时间改变。(4)金属含量高 垃圾渗滤液中含有10多个金属离子,因为中国垃圾不像国外一些城市那样经过严格分类和筛选,所以中国城市垃圾渗滤液金属离子浓度和国外一些城市垃圾渗滤液中金属离子浓度有差异。(5)氨氮含量高 城市垃圾渗滤液是一个组成复杂高
12、浓度有毒有害有机废水,其中高NH3-N浓度是城市垃圾渗滤液关键水质特征之一。(6)营养元素百分比失调 对于生化处理,污水中适宜营养元素百分比是BOD5:N:P=100:5:1,而通常垃圾渗滤液中BOD5/P全部大于300,和微生物生长所需磷元素相差较大。(7)其它特点 渗滤液在进行生物处理时会产生大泡沫,不利于处理系统正常运行。3.3进出水水质依据垃圾填理场渗滤液水质特点及同类行业废水相关分析数据统计,和相关水质汇报显示,本项目垃圾渗滤液水质如表3-1所表示:表3-1进水水质项目CODcrBOD5PHSSNH3-NTN参数1mg/l7000mg/l6.09.0mg/l2600mg/lmg/l依
13、据要求,本项目建设出水水质需要达成生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-)中表3标准要求。其水质指标如表3-2所表示表3-2出水水质序号项目水质标准1色度(稀释倍数)302化学需氧量(CODcr)(mg/l)603生化需氧量(BOD5)(mg/l)204悬浮物(SS)(mg/l)305总氮(TN)(mg/l)206氨氮(NH3-N)(mg/l)87总磷(TP)(mg/l)1.58粪大肠菌群数(个/L)10009总汞(mg/l)0.00110总镉(mg/l)0.0111总铬(mg/l)0.112六价铬(mg/l)0.0513总砷(mg/l)0.114总铅(mg/l)0.13.4污水处理步骤选
14、择3.4.1方案比选四种可选方案方案一:MBR+UF+NF+RO处理工艺方案1、工艺步骤 2、工艺说明渗滤液由调整池泵入生化池,生化池包含硝化池和反硝化池,在硝化池中,经过高活性好氧微生物作用,降解大部分有机物,并使氨氮和有机氮氧化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,达成脱氮目标。MBR反应器经过超滤膜分离净化水和菌体,污泥回流可使生化反应器中污泥浓度达成20g/l,经过不停驯化形成微生物菌群,对渗滤液中难生物降解有机物逐步降解。MBR生化系统COD设计去除率90%,NH3-N设计去除率99%。采取特殊设计高效内循环射流曝气系统,氧利用率可高达25%。MBR剩下污泥
15、量小, MBR出水无菌体和悬浮物,进入纳滤和反渗透系统深入深化处理,出水稳定达标排放,浓缩液则回灌至填埋场。纳滤和反渗透系统采取特殊纳滤膜和工艺设计,可使盐随净化水排出,不会出现盐富积现象,纳滤净化水回收率可达成85%。为节省投资及运行费用可将浓缩液回灌至填埋场处理。3、方案分析采取该工艺处理渗滤液,适应性强,能确保不一样季节不一样水质条件下,出水稳定达标。在国外大量工程实例中发觉,即使对于BOD/COD小于0.2老填埋场渗滤液,经过MBR、纳滤和反渗透后也能使COD、BOD和NH4-N达标排放。4、工艺技术特点:(1)反应器体系中生物浓度高,达成20g/L,对难生物降解有机物及氨氮去除效率高
16、;(2)污泥稳定性强,粘度低,易脱水,不易腐败变质。(3)出水不存在致病菌污染问题。 方案二:蒸发+RO处理工艺1、工艺步骤 2、工艺说明渗滤液由调整池泵入预处理池,经过投加臭氧对氨氮和低分子有机物进行预处理,出水经沉淀后进入热交换器。预处理后渗滤液用泵送入两个热交换器进行预热,交换器同时作为蒸发器浓缩液和冷凝水冷却器。预热后渗滤液进入进水池,然后提升进入蒸发器。在蒸发器内,渗滤液经过喷头喷洒在高温管束外表面而蒸发成蒸气,蒸气经搜集后经过离心压缩机压缩进入管束,从而产生连续蒸发循环。同时渗滤液喷洒到管束外表面对管束中蒸气起到降温作用而使管道内蒸气冷凝。管道中形成冷凝水搜集后进入脱气器中,降低易
17、挥发有机成份,冷凝液用泵从脱气器经过冷凝液冷却器进入暂存池。经蒸发处理渗滤液进入RO反渗透系统,RO系统采取宽幅螺旋卷式复合膜,设计最大工作压力为35 Bar,最大回收率为80%,清洗周期为12星期,预期膜工作寿命为12年。RO出水可直接进行回用。蒸发器底部所搜集浓缩液及RO浓缩液用循环泵输送入浓缩液冷却器对进水进行预热,冷却后浓缩液进入焚烧炉焚烧。3、方案分析现在中国专门针对垃圾渗滤液或沥滤液蒸发浓缩设备基础没有,不过浓缩蒸发工艺广泛应用于食品制造、造纸等行业中。在食品加工中,蒸发有两个目标:在深入加工之前使料液预先浓缩;或是减小料液体积方便最大程度地降低其包装、运输或储存费用。另外是使可溶
18、性固体溶液浓缩使之有利于防腐。现在中国用于食品工业浓缩蒸发器产品较多,能够参考进行沥滤液浓缩蒸发器选型或研发,不过垃圾沥滤液所需要浓缩蒸发器要求最大程度减小浓缩液体积。而造纸工业中对黑液浓缩蒸发工艺对垃圾沥滤液更含有借鉴和参考意义,因为二者全部属于浓度很高污染物,其最终处理目标全部是减量化、无害化,不过造纸黑液浓缩液粘性太大、轻易结垢,这是和垃圾沥滤液区分所在。另外,pH是蒸发关键影响原因,pH影响渗滤液中挥发性有机酸和氨离解状态,从而改变它们挥发程度,另外,酸性条件下对蒸发器金属材料腐蚀性较强。考虑到中国还没有成熟可靠大规模垃圾渗沥液蒸发处理工程实例利用,也缺乏可靠工艺设计参数选择和设备选型
19、,而蒸发工艺设备又价格昂贵,如冒然采取蒸发处理工艺进行垃圾渗沥液处理工程建设,将负担极大风险。4、工艺技术特点(1)全部采取物化工艺处理,进水水质波动对处理效果基础无影响;(2)剩下污泥量小;(3)浓缩液能够得到根本处理,无须回灌。 方案三:中温厌氧+A/O-MBR+NF+RO处理工艺1、工艺步骤 2、工艺说明渗滤液经热泵加热至35左右,以后由泵提升至厌氧池。在厌氧池内,经过水解酸化阶段和产氢产甲烷阶段,废水中大量COD被厌氧微生物消耗掉,同时产生沼气。废水从厌氧池自流进入A/O-MBR池。在A/O池内实现对进水初步降解,并经过氨氮硝化和反硝化过程实现进水中氨氮有效去除。随即进入MBR池,经过
20、高负荷生物处理和膜分离技术有机结合,实现对A/O出水深度降解,以确保进水水质满足后续纳滤、反渗透进水要求。MBR反应器经抽水泵抽吸,抽吸出水加阻垢剂后经保安过滤器,进入后续纳滤、反渗透系统进行深度处理,以确保出水稳定达标。MBR池产生污泥部分回流至缺氧段,剩下污泥排入污泥浓缩池。反渗透浓水也进入污泥池,和剩下污泥一起经污泥脱水机脱水后泥饼外。3、方案分析渗滤液由调整池泵入UASB反应池中,在反应池中COD负荷为1015 kgCOD/m3d ,BOD降解可达75%,COD降解可达70%。经厌氧后渗滤液进入A/O池,在此利用生物反应进行BOD5、COD和NH3-N去除。在好氧情况下,微生物会产生硝
21、化作用;在缺氧情况下,微生物会进行反硝化作用以去除氨氮。 中温厌氧加热需要消耗大量能量,且去除率伴随填埋年限增加而降低;浸没式MBR膜通量小,易堵,给维护管理带来不便。4、工艺技术特点(1)UASB能耗低效率高,和A/O工艺相结合工艺是既经济又灵活去除有机物及氨氮有效方法;(2)高效A/O处理体系是生物脱氮关键,它将多种形态氮最终转化为N2,根本处理了渗滤液中氮污染问题;(3)MBRRO深度处理系统可确保出水水质稳定达标;(4)剩下污泥量小。方案四:DT-RO处理工艺1、工艺步骤2、工艺说明渗滤液由调整池泵入储罐中进行pH调整,控制pH在66.5之间。经pH调整渗滤液加压泵入砂滤器,砂滤器可依
22、据压差自动进行反冲洗,反冲洗水进入浓缩液储存池。经过砂滤渗滤液泵入筒式过滤器,经过滤后渗滤液由柱塞泵输入第一级反渗透(RO)系统。一级RO系统膜通量为12L/m2h,净水回收率为80%,设计操作压力为60bar。渗出液进入二级RO装置,浓缩液排至浓缩液储存池。二级RO系统回收率为90%,膜通量为34.6L/m2h,设计操作压力为50bar。渗出液进入脱气装置,浓缩液则排至砂滤器进水端。膜组反冲洗在每次系统关闭时进行,清洗由系统自动控制,清洗后液体排入浓缩液储存池中。为避免浓缩液回灌时长久将高浓度氨氮在垃圾填埋场不停积累循环,在浓缩液储存池设置脱氮系统,经过化学沉淀法将渗滤液中NH3-N转化为M
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