t垃圾渗滤液处理毕业设计Word文档格式.docx
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Theoutputofwastefromcitiesgrowsdaybyday.Ithasbroughtgreatharmtoboththeurbanenvironmentandtheinhabitanthealth.Therefore,takeingthecorrespondingcountermeasureandthemethodtotreatthetownrefusehasbecomethenoticeableimportantmatter.
Atpresent,themethodesoftreatingthecitywastearemainlyburningdown,thehealthfillinginburies,thesurfacepilingup,thecompostandsoon,bothindomesticandforeigncountries.Trashfillinginburiesiswidelyapplied.Becausethetechnologyismature,theprocessingexpenseislow,managementandtransportationisconvenienceandsoon.
Leachateisformedwhenwaterpassesthroughthewasteinthelandfillcell.
Itisthevirulentharmfulandhighlyconcentratedorganicwastewater.Itisverydifficulttoprocess.Ifitwastreatedimproperly,itwouldpollutethegroundwater,theundergroundwater,thesoilandsoon,whichiscalledthesecond-timepollution.Evenworse,itwouldbringsthehugethreattotheecosystemandthehumanbodyhealth.
Theloadis150tonsadayinmydesign.InthedesignWhenprocessing,severalprinciplesshouldbeobeyed.Variouscountry-standardlawsandregulationsthatrelatedtoenvironmentalprotectionshouldbestrictlyexecuted.Advanced,mature,reasonable，energyconservationcraftisusedtoensuretheloadofprocessandthequalityofdischargedwatertoachievethestandard.Equipmentoperatedinthecraftwhichrequiressteadyworkcondition,lowenergyconsumption,shallabsolutelysatisfytheproductionrequest.Maximizetheautomationlevelofthesewagetreatmentsystemfollowingthewholetransformationprogramming.Maketheprocessreasonable,integral,beautifulinthedecorationofappearance,exquisiteintheenvironmentafforestation.Undertheabovepremise,trybesttoreducetheinvestmentcharge,lowtheoperatingcost.
Afterbeingprocessed,thewaterqualityoftheleachateshouldachievethefirstclassstandardwhichisstipulatedinthe“thewaterqualitystandardofdomesticwaterCJ25.1-89”
Thebackgroundofmydesignisgivenfirstly.Alsotherelatedprinciplesandreculationsofthetreatmentarelisted.
Second，thefeatureoflandfillleachateissimplyintroduced.Themethodsandtechnologiesontreatmentoflandfillleachate,suchasaerobic,anaerobic,anaerobic-aerobic,physicochemical，aswellaslandfilltreatment,arereviewedanddiscussed.
Themainbodyofthearticlewillelaboratethethebasicprinciple,process,relatedconstructionsandthechosenequipmentsinthedesign.
Atthesupplement,thereareseveraldrawingofthetreatmentmadebyAutoCAD.
Keywords:
Landfillleachate,Ammonianitrogen，Biologicalcontactoxidation
1绪论
城市垃圾的产量与日俱增，给城市环境与居民健康都带来了很大的危害。
因此，如何对城市垃圾采取相应的对策和方法进行处置，已成为不可忽视的大事。
1996年美国每年产生209亿吨城市固体垃圾，其中大约61%是通过卫生填埋处理的；
而在中国1997年就产生了1060亿吨工业固体垃圾，其中仅45%被合理地处置，且大部分也是通过垃圾填埋场处理的，可见，垃圾填埋因其具有技术成熟、处理费用低、管理和运输方便等优点而被广泛地应用。
由于其成分复杂,加之水质及水量变化很大,迄今为止国内外尚无切实有效的处理方法。
垃圾渗滤液处理问题已引起了国内外环境科学工作者的广泛关注。
1.1设计背景资料
某市城市垃圾组分上具有有机成分高、可回收物质少，热值较高（7.84MJ/Kg）等特点。
预测到2015年日产垃圾总量可达到3000吨/天。
其中，有机物含量占总垃圾量的65％；
可燃烧垃圾占25％左右；
不能堆肥或燃烧的物质及堆肥和燃烧产生的废渣可以进行填埋，填埋量可以按总垃圾量25%计。
1.2设计水量
水量预测如下：
按照坝下设渗滤液调节池，调节雨季渗滤液的增量，参照国内外垃圾场运行的经验，垃圾渗滤液的处理规模按每吨垃圾产生污水，设计按150m3/d考虑，即6.25m3/h。
1.3设计进出水水质指标
表1.1设计进出水指标mg/L
项目
SS
BOD5
COD
氨氮
pH
大肠菌值
进水水质
300-700
2000-3000
4000-6000
350
6-9
─
出水水质
70
30
100
15
10-1－10-2
1.4设计依据
①中华人民共和国环境保护法
②中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978—1996）
③生活杂用水水质标准（CJ25.1-89）
④城市生活垃圾卫生填埋技术标准（GJJ17-88）
⑤生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889-1997）
⑥室外排水设计规范（GBJ14—87）
⑦供、配电系统设计规范（GB50052—92）
1.5设计原则
①严格执行国家有关环境保护的各项法规。
②采用先进、成熟、合理、可靠、节能的工艺，确保处理量及水质排放达到标准。
③对于工艺中所采用的设备要求工况稳定，能耗低，完全能满足生产要求；
④在整体改造思路中尽量使全套污水处理系统自动化水平最大化。
⑤流程布局合理，整体感强，外观装饰美观大方，环境绿化优美。
⑥在上述前题下，做到投资少，运行费用低。
2垃圾渗滤液特征及处理现状
2.1垃圾渗滤液特征
垃圾渗滤液的主要来源有垃圾自身携带的水分、垃圾填埋过程中发酵产生的水分、垃圾填埋场天然降水以及喷洒用水渗滤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,垃圾渗滤液具有如下特性[1]：
1、水质复杂，危害性大。
据鉴定，垃圾渗滤液中有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，渗滤液中还含有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，垃圾渗滤液中的CODCr最高达到90000mg/L，BOD5最高达到38000mg/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、金属含量高。
垃圾渗滤液中含有10多种金属离子，其中铁2050mg/L，铅12.3mg/L，锌370mg/L，钾、钠2500mg/L，钙甚至高达4300mg/L。
生物处理系统中如金属离子含量过高，对微生物有强烈抑制作用，长时间运行，会导致污泥中的无机物含量增加，影响系统正常运行，故须先调pH值使重金属离子沉淀。
4、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，最高可达1700mg/L，渗滤液中的氮多以氨氮形式存在，约占TKN40%~50%。
如此高浓度的氨氮，使微生物营养元素比例严重失调，仅靠硝化细菌和反硝化细菌脱氮不仅不能去除，反而会影响处理系统的正常运行，因此，在渗滤液进入生化处理前常需用物化法脱氮，渗滤液中的盐主要为氯化物（100~4000mg/L）和磷酸盐（9~1600mg/L），若在缺水地区需对渗滤液回收利用时，应对其脱盐处理。
5、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。
6、微生物营养元素比例失调。
垃圾渗滤液通常有机物和氨氮含量高，而磷元素较为缺乏，其C/P比较大，C/N比较小，NH3-N含量过高。
加上碱度高，对厌氧消化不利。
磷元素的缺乏也影响系统的稳定。
因此，处理工艺中需在生化前进行脱氮处理，并往往需向系统投加磷等营养元素。
7、水质变化大。
填埋时间是影响渗滤液水质的主要因素。
渗滤液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，垃圾渗滤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滤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，渗滤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。
渗滤液水质如此不稳定，这就要求其处理系统要有很强的抗冲击负荷能力。
2.2垃圾渗滤液的处理方法介绍
2.2.1生物法处理渗滤液?
生物法是渗滤液处理中最常用的一种方法，由于其运行费用相对较低、处理效率高，不会出现化学污泥等造成二次污染，因而被世界各国广泛采用。
具体的工艺形式有传统活性污泥法、稳定塘、生物转盘、厌氧固定膜生物反应器等。
1、活性污泥法
美国和德国几个垃圾填埋场采用活性污泥法处理渗滤液，其实际运行结果表明，通过提高污泥浓度来降低污泥的有机负荷，可以获得令人满意的处理效果。
如美国宾州的FallTownship污水处理厂，其垃圾渗滤液进水的ρ（CODcr）为6000～21000mg/L，ρ（BOD5）为3000～13000mg/L，ρ（氨氮）为200～2000mg/L，曝气池的p（污泥）为6000～12000mg/L，是一般污泥的质量浓度的3～6倍。
在体积有机负荷为1.87kg［BOD5]/（m3·
d），F/M为0.15－0.31kg［BOD5］/kg［MLSS·
d）时，BOD5的去除率为97％；
在体积有机负荷为0.3kg[BOD5]/（m3·
d），F/M为0.03－0·
05ks［BOD5］/（kg［MLSS］·
d）时，BOD5的去除率为92％。
该厂的数据说明，只要适当提高活性污泥的质量浓度，使F/M为0.03－0.31＜kg[BOD5]/（kg[MLSS]·
d）之间采用活性污泥法能够有效地处理垃圾渗滤液。
2、稳定塘
国外早在80年代就有成功运用稳定塘技术处理渗滤液的生产性处理厂（HowardRobison，1992），英国在1983年建成的BrynPostey填埋场渗滤液处理厂，运用曝气氧化塘技术处理渗滤液。
该氧化塘有效库容1000m3，由高密度聚乙烯材料（HDPE膜）作防渗衬底，采用两台高效表面曝气机进行曝气，渗滤液最小水力停留时间10d，渗滤液处理量D－150m3/d。
此系统自1983年开始运行，渗滤液ρ（CODcr）ρ（BOD5）最大分别达24000mg/L和10000mg/L，F/M为0.05～0.3kg［BOD5］/kg［MLSS］·
d）时，CODcr去除率达97％。
上海市废弃物老港处置场，在三期工程改扩建时建成了以稳定塘和芦苇湿地地表漫流处理系统相结合的渗滤液处理系统，设计规模为2000m3/d，实际运行流量1500m3/d，其在冬季两个月的典型数据见表1上海老港填埋场渗滤液水处理的运行效果：
表2.1老港填埋场渗滤液水处理的运行效果mg/L
检测日期
氧化塘出口
芦苇湿地出口
（CODcr）
（NH3-N）
1177
160
589
29
1264
145
1095
35
1297
133
745
48
1912
189
1326
69
640
91
905
150
平均
1413
144
932
66
3、生物转盘
生物转盘是所谓固定生长系统生物膜法中的一种，运用于常规的污水处理中可有效地解决活性污泥法的污泥膨胀问题，并且由于膜上生物量大，生物相丰富，既有表层的好氧微生物，又有内层的厌氧微生物，因而具有抗水量、水质冲击负荷的优点，同时生物膜上还能生长世代时间较长的硝化菌等。
Pitea渗滤液处理厂即采用生物转盘处理垃圾渗滤液，设计规模500m3/d，设计转盘表面积3000m2，平均设计负荷4.8g［NH3－N/（m2·
d）。
该厂利用填埋场气体加热使进人生物转盘的渗滤液温度保持在20℃左右，取得了良好的处理效果。
上面介绍的Pitea填埋场生物转盘是好氧生物反应器，英国Britannia填埋场则是运用厌氧固定膜生物反应器处理垃圾渗滤液，也取得了良好的处理效果。
4、厌氧氧化处理
厌氧生物处理B前采用厌氧生物滤池，厌氧接触法，上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧消化等，实践证明厌氧处理时高质量浓度ρ（BOD5）＞2000mg/L）有机废水的处理是有效的，但单独采用厌氧生物处理渗滤液的情况很少见。
北京市政设计院1988年进行了这方面的研究，得出的结论是建议采用厌氧一好氧法处理工艺。
5、各种生物法比较
生物法中，好氧工艺的活性污泥法和生物转盘的处理效果最好，停留时间较短（6～24h）、运行经验丰富，但工程投资大，运行管理费用高。
相对来说稳定塘工艺比较简单，投资省，管理方便，但停留时间长（10～30d）、占地面积大且净化能力随季节变化较大。
厌氧处理工艺近年来发展很快，特别适合于高浓度的有机废水，它的缺点是停留时间长，污染物的去除率相对较低，对温度的变化比较敏感，但通过研究表明厌氧系统产生的气体可以满足系统的能量需要，若将这部分能量加以合理利用，将能够保证厌氧工艺有稳定的处理效果，还能降低处理费用。
因而对于高浓度有机物的垃圾渗滤液，采用厌氧和好氧工艺的组合处理，无论是对于提高处理效率，还是就降低运行费用都是有意义的。
2.2.2物化法
物化法过去只用在处理填埋时间较长的单元中排出的渗滤液，而今随着渗滤液控制排放标准的日益严格，物化法也用来处理新鲜的渗滤液，且是渗滤液后处理工艺中最常用的方法之一。
物化法包括絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分离和化学氧化法等。
由于物化法处理成本较高，不适于大量的渗滤液的处理。
1、絮凝沉淀
实验证明；
生物处理后的渗滤液进行絮凝沉淀时（利用铁盐或铝盐作絮凝剂），即使在ρ（BOD5）很低（＜25mg／L）的情况下，CODcr的去除率仍可以达到50％，反应过程中最佳的pH值对于铁盐和铝盐分别为4.5～4.8和5.0～5.5，最小的加药量在250－500g／m3之间。
絮凝沉淀工艺的不足之处是会产生大量的化学污泥；
出水的pH值较低，含盐量高；
氨氮的去除率较低等。
所以絮凝沉淀工艺即使有可观的处理效率，在选用时还是要慎重考虑。
2、反渗透
反渗透经常用于渗滤液的后处理中，因其能够去除中等分子量的溶解性有机物，国内早期利用醋酸纤维膜进行的试验表明，CODcr的去除率可以超过80％，虽然在运行过程中有膜污染的问题，但反渗透工艺作为后处理工艺设在生物预处理后或物化法之后，负责去除低分子量的有机物、胶体和悬浮物，可以提高处理效率和膜的使用寿命。
根据Ehrig在1989年的研究，一级反渗透工艺可使CODcr、BOD5和有机卤代物（AOX）的去除率达到80qc，但是氨氮和氯离子的去除率要达到较高水平则至少需要二级反渗透工艺。
总之，反渗透工艺因其高效性、模块化和易于自动控制等优点，应用得越来越多，但其用于渗滤液处理还存在以下问题：
小分子量的物质的截留效率还不尽人意（例如氨、小分子的有机卤代物（AOX）等）。
高浓度的有机物或无机可沉降物容易造成膜污染或在膜表面结垢等问题。
由于操作压力很高（3～50ba）造成能耗很高。
反渗透浓液的处理是最大的困难，将其回灌到填埋场中已经不可取了，因为浓液的污染物浓度很高，是非常危险的废物。
目前多采用蒸发和干燥的方法，但费用很高。
在英国垃圾渗滤液处理厂使用Rochem’s专利圆盘管反渗透系统对初级渗滤液处理，这种处理技术是由南亨伯塞德郡稳特顿填埋场所设计和生产的Rochem’s离析膜系统。
Rochem’s离析膜系统能够去除重金属、SS、氨氮、有害难降解的有机物，处理后的水质满足严格的排放标准。
3、活性炭吸附
活性炭吸附工艺适用于处理填埋时间长的或经过生物预处理后的渗滤液，它能去除中等分子量的有机物质。
20世纪70年代在欧洲的实验室研究表明，CODcr的去除率为50％－60％，若用石灰石作预处理，去除率可高达80％，而活性炭处理了140床后去除效率将明显下降。
在生产性试验中，由于渗滤液水质水量多变等原因，出现了去除效率下降和活性炭被大量污染的现象。
活性炭的投加量与去除的CODcr量的线性关系：
当活性炭的投加量为800～1200g/m3时，每克活性炭吸附3.0－3.2mgCODcr。
活性炭吸附工艺的主要问题是高额的费用。
尽管如此，首先进行生物预处理，再将该工艺与絮凝沉淀工艺相结合时、能保证出水较低水平的CODCr和AOX。
4、化学氧化
化学氧化工艺可以彻底消除污染物，而不会产生絮凝沉淀工艺中形成的污染物被浓缩的化学污泥。
该工艺常用于废水的消毒处理，而很少用于有机物的氧化，主要是由于投加药剂量很高而带来的经济问题。
对于渗滤液中一些难控制的有机污染物，化学氧化工艺可以考虑使用。
常用的化学氧化剂有氯气、次氯酸钙、高锰酸钾和臭氧等。
用次氯酸钙作氧化剂时CODcr的去除率不超过50％；
用臭氧作氧化剂时，没有剩余污泥的问题，CODcr的去除率也不超过50％且对于含有大量的有机酸的酸性渗滤液使用臭氧作氧化剂不是很有效的，因为有机酸是耐臭氧的，相应就需要很高的投加剂量和较长的接触时间。
过氧化氢作氧化剂时因为可以去除硫化氢而主要用来除臭气，加药量一般每一份溶解性的硫要投加1.5～3.0份的过氧化氢。
目前用化学氧化法处理渗滤液的研究还处在实验室阶段，其上要的问题是处理费用太高，但对于垃圾填埋场封场后所）一生的小水量、低含量的难降解渗滤液处理还是有一定意义的。
2.2.3土地法
用土地法处理渗滤液的主要形式是渗滤液回灌和土壤植物处理系统。
在英国进行的渗滤液回灌生产性试验中发现，渗滤液回灌不仅因为蒸发的作用而可以减少渗滤液的水量，而且还能大幅度降低渗滤液中有机物的含量。
土壤植物处理系统（S－P系统）不仅利用土壤或陈垃圾的物化及生化作用，而且还利用了植物根系对微生物的强化和植物修复技术。
1985－1986年在瑞典建立了大规模现场S－P系统进行试验，该系统占用了总面积为22公顷的填埋场中的4公顷，其中1.2公顷种植了柳树，另外2.8公顷种植了各种草本植物。
试验区域为填埋场边缘的3个坡地，种植了30000棵柳树。
在试验的最初3年中
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