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完整版垃圾渗滤液的处理方案

1、前言1

2、工程名称、设计依据及范围2

3、设计规模及原那么2

4、工艺设计3

5、流程选择结论16

6、设计处理效果27

7、污水处理站的平面布置27

8、电气设计29

10、建筑设计31

11、主要设施及设备一览表32

12、运行费用估算36

13、环境保护、平安卫生及节能举措37

14、组织保证38

1、刖百

随着我国城市人口的增加、城市规模的扩大和居民生活水平的提高,我国城市生活垃圾的产量在急剧增加.到1999年,我国的城市生活垃圾已达1.4亿吨,并且以每年8%〜10%的速度递增,人均日产生的垃圾已超过1kg,接近工业兴旺国家水平.

根据我国垃圾处理"无害化、减量化、资源化〞的原那么,将有一大批生活垃圾卫生填埋场要新建.而垃圾渗滤液是否处理达标排放,是衡量

一个填埋场是否为卫生填埋场的重要指标之一.一个不合格的垃圾填埋场,就是一个大的污染源,如不及时对其进行收集、处理,将造成对地下水、地表水及垃圾填埋场周围环境的污染和影响.尤其是它对地下水源和土壤的污染更为严重.一些旧的垃圾填埋场由于没有采取防渗举措,产生的渗滤液渗入地下水中,造成对地下水的严重污染.

其污染延续时间可以长达数十年,甚至上百年.一旦地下水源和周围土壤被其污染,想用人工方法实施再净化,技术上将非常困难,其费用也极其昂贵,难以实施,从而严重威胁到人的生活和生产.鉴于此।成都加杰尔环保针对“开江县城市生活垃圾处理厂〞渗滤液的特点,进行了屡次试验研究,并制定本方案,要求渗滤液处理后排放的水质到达国家?

生活垃圾填埋场污染限制标准?

(GB16889-1997)

的相关要求.

2、工程名称、设计依据及范围

2.1工程名称:

城市生活垃圾处理厂

垃圾渗滤液处理工程

2.2编制单位:

2.3设计依据

?

?

中华人民共和国环境保护法?

?

?

中华人民共和国水污染防治法?

?

?

生活垃圾填埋场污染限制标准?

(GB16889-1997)

?

?

污水综合排放标准?

(GB8978-1996)

?

?

建筑给排水设计标准?

(GB50015-2002)

?

?

给水排水工程结构设计标准?

(GBJ69-84)

?

?

给水排水构筑物施工及验收标准?

(GBJ141-90)

?

?

地下工程防水技术标准?

(GB50108-2001)

?

?

自动仪表施工及验收标准?

(GB93-86)

?

?

低压配电装置及线路设计标准?

(GBJ54-83)

?

用户提供的相关污染现状监测结果及特殊要求

?

污水处理站规划用地的地勘资料及当地天气情况

?

进出水位标高及地面高程

?

本公司以前承接过的相关废水处理工程的经验

2.4设计范围

本方案设计范围为:

垃圾渗滤液处理站范围内的全部设备、设备安装、调试.

3、设计规模及原那么

3.1设计规模:

设计每天垃圾渗滤液处理量Q=200m3/d.

3.2设计原那么

(1)执行?

生活垃圾填埋场污染限制标准?

(GB16889-1997)二级排放相关标准和标准.

(2)严格执行国家有关环境保护法律法规的要求;

(3)严格执行现行的防火、平安、卫生、环境保护等国家和地方颁

布的法规、标准与标准;

(4)充分考虑国内外垃圾渗滤液处理存在的问题以及渗滤液随垃圾

填埋场的“年龄〞的变化情况,针对这些问题,结合我公司经验,选择国内外先进成熟的污水治理技术,采用优质、可靠、适用、经济的治理

工艺路线;

(5)切合实际,正确掌握设计标准和标准,优化工艺技术,合理选

用优质、高效的处理设备和设施;

(6)在保证出水稳定达标的前提下,尽可能地节省投资,减少占地面积和降低运行费用,延长使用寿命,调整好一次性投资与运行费用、水质要求之间的比例关系;

(7)废水处理站总体布局、统一规划,力求与周围环境协调;

(8)在处理站运行中保证清洁、平安、无二次污染.设备运行简单,以操作维护方便,利于治理为原那么.

4、工艺设计

4.1废水来源

垃圾渗滤液的产生受诸多因素影响,不仅水量变化大,而且变化无规律.垃圾渗滤液的产生来自以下五个方面:

①降水的渗入.降水包括降雨和降雪,降雨的淋溶作用是渗滤液产生的主要来源.

②外部地表水的流入.包括地表径流和地表灌溉.

③地下水的渗入.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,地下水就有可能渗入填埋场内.

④垃圾本身含有的水分.这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量.

⑤垃圾填埋后,微生物的厌氧分解产生的水.垃圾中的有机组

分在填埋场内分解时会产生水分

4.2垃圾渗滤液的水质分析及特性

4.2.1垃圾渗滤液主要污染指标分析

垃圾的种类和成分决定了渗滤液的成分,因此在设计处理工艺时对

填埋垃圾的种类进行组分分析,从而可以预测渗滤液的主要污染物成

分,通过走访调查,查阅大量的当地文献资料.表4-1为垃圾种类经过填埋所产生渗滤液的主要污染成分.

表4-1渗滤液主要污染成分

垃圾种类

pH

COD

BOD5

NH3-N

SS

Fe,Mn

色度

E.coli

蒸发残物

臭气

重金属

一般废弃物、

有机物、可生物降解的废物

V

V

V

v7

V

V

V

V

燃渣、无机物的物化分解物

V

厨余

v7

V7

v7

V

V7

V7

V7

V7

V7

覆盖及周围土壤

V7

v7

注:

COD—化学需氧量;BOD5—5d内渗滤液所消耗的生化需氧量;SS—悬浮固体;E.coli一大肠杆菌

①垃圾渗滤液的物理性质----色与嗅渗滤液均具有很重的色度।

其外观多呈茶色、暗褐色或黑色,色度可到达2000〜4000倍〔稀释倍数〕,垃圾腐败臭味极其明显.

②pH垃圾填埋初期,渗滤液的pH在6〜7之间,随着填埋场

时间的推移和填埋场的稳定,pH可提升至7〜8.

③BOD5值随时间变化及填埋场微生物的活动增强,渗滤液中

BOD5浓度发生变化.一般变化规律是垃圾填埋后的6个月至2.5年间渗滤液BOD5逐步增至顶峰,止匕时BOD5多以溶解性为主,此后BOD5的浓度开始下降,至6〜15年填埋场完全稳定时为止,此时,BOD5保持在某一低值范围内〔W00mg/L〕,且波动很小.因此,渗滤液BOD5值的变化过程实质是填埋场稳定化的过程.通过定期测定渗滤液的BOD5值,根据BOD5值随时间的变化规律,可判断填埋场的稳定程度.

④COD值COD值与BOD5值相似,但是随着填埋场时间的推

移,COD值的降低较BOD5值缓慢的多.

⑤BOD5/COD值有机物种类的变化造成BOD5/COD比值的变

化.填埋初期BOD5/COD比值较高,可达0.5以上,但随时间的推移,由于BOD5和COD的降低速率和幅度不同,BOD5急速下降而COD下降较缓慢,因此该比值逐渐下降.当随填埋场完全稳定之后,该值最终在某一范围内〔W0.1〕,而且波动极小.

⑥溶解性固体总量垃圾渗滤液中含有较高浓度的总溶解性固

体.这些溶解性固体在渗滤液中的浓度通常随时间而变化.填埋初期渗滤液溶解固体总量高,且有相当高的钠、钙、氯化物、硫酸盐等,一般在填埋后6个月至2.5年到达顶峰值,此后随时间的增加,无机物浓度下降,直至到达最终稳定.

⑦NH3-N垃圾渗滤液NH3-N浓度含量高,是由于含氮可生化

有机组分的厌氧水解和发酵所致,因pH接近中性值,它主要以NH3-N形态存在于渗滤液中,很少以氨气形式释放,或以游离氨形式存在.

⑧磷垃圾渗滤液中的磷元素总是缺乏的.

⑨重金属对于只填埋生活垃圾的填埋场,金属的溶出率较低,

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的话,渗滤液中重金属含量较多.其中所含的重金属主要有:

镉(Cd)、银(Ni)、锌(Zn)、铜(Cu)、铭(Cr)和铅(Pb)等.

4.2.2垃圾渗滤液的特性

垃圾渗滤液的有机物可分为三种:

①低分子量的脂肪酸:

②中等分子量的灰黄霉酸类物质;③高分子量的碳水化合物类物质、腐殖质类.渗滤液中的有机物成分随填埋时间而变化.填埋初期,渗滤液中的有机物可溶性有机碳约90%是短链的可挥发性脂肪酸,其中以乙酸、丙酸和丁酸浓度最大.其次的成分是带有相对高密度的羟基和芳香羟基的灰黄霉酸.随着填埋时间的增加,填埋场逐步趋于稳定,此时,渗滤液中挥发性脂肪酸含量减少,而灰黄霉酸和腐殖质类成分增加.垃圾渗滤液的特性如下:

(1)有机污染物种类繁多,水质复杂垃圾渗滤液中含有大量的

有机物,含量较多的有机炫类及其衍生物、酸酯类、醇酚类、酮醛类和酰胺类等.

(2)污染物浓度高和变化范围大垃圾渗滤液的这一特性是其他

污水所无法比拟的,其中的BOD5和COD浓度最高可达每升几万亳克,

主要是在酸性发酵阶段产生,pH到达或略低于7,此时BOD5和COD比值为0.5〜0.6.一般而言,COD、BOD5、BOD5/COD随填埋场的“年龄〞增长而降低,碱度那么升高.

(3)水质水量变化大垃圾渗滤液水质水量变化大,主要表达在

以下方面:

★产生量随季节变化大,雨季明显大于旱季;

★污染物组成及其浓度也随季节变化;

★污染物组成及其浓度随填埋时间变化.

(4)金属含量高垃圾渗滤液中含有10多种金属离子,由于国内

垃圾不像国外某些城市那样经过严格的分类和筛选,所以国内城市垃圾渗滤液的金属离子浓度与国外某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种组成复杂的高浓度有毒

有害有机废水,其中高NH3-N浓度是城市垃圾渗滤液的重要水质特征之一.

(6)营养元素比例失调对于生化处理,污水中适宜的营养元素比

例是BOD5:

N:

P=100:

5:

1,而一般的垃圾渗滤液中的BOD5/P者B大于300,与微生物生长所需的磷元素相差较大.

(7)其他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

综上所述,根据垃圾填理场渗滤液的水质特点及同类行业废水的

相关分析数据统计,设计本站垃圾渗滤液的水质为表4-2所示〔最终

水质以用户提供的水质报告为准〕:

表4-2生活垃圾渗滤液指标范围及设计进站水质

水量m3/d(m3/h)

水质〔单位:

mg/L〕

CODcr

BOD5

NH3-N

SS

100(4.2)

20000

8000

1500

600

4.3污水排放限制标准

根据国家环保总局的相关规定及水域功能区划分标准,本工程

执行?

生活垃圾填埋场污染限制标准?

〔GB16889-1997〕二级排放标

准.该渗滤液治理后的排放限制标准如表4-3所示:

表4-3排放限制标准

排放要求

水质〔单位:

mg/L,pH

值、大肠杆菌除外〕

GB16889-1997

CODcr

BOD5

NH3-N

SS

大肠杆菌

二级排放标准

300

150

25

200

10-1-10-2

6、污水处理流程选择

通过以上对垃圾渗滤液的各污染物分析及其水质水量受当地气

候和垃圾填埋场“年龄〞的影响,对处理方法一一进行说明和比拟,结合

生活垃圾渗滤液的具体情况以及污水处理的目的、投资、占地面积、

能耗、运行费用、治理方面程度、运行可靠性及使用寿命等综合因素

的分析,以及我公司根据大量前期调研结果、吸收国内外渗滤液处理的经验并结合多年废水治理的实践经验,在进行充分、合理分析污水处理系统运行过程中将会出现的水质冲击负荷及当地的具体气候等情况后,特采用以下工艺:

废水一原水调节池一脱氨氮装置-UASB高效厌氧-沉淀池-曝气池一两级生物接触氧化反响一絮凝反响一滤膜池一次氯酸钠消毒处理一达标排放

本污水处理系统充分考虑了垃圾渗滤液的各污染物的成分及其水

质水量受当地气候和垃圾填埋场“年龄〞的影响,此系统抗冲击负荷强,保证被治理废水达标排放,资源的再次利用,污泥量小、无臭味、低能耗、基建本钱及运行费用低等优点.

6.1工艺流程图

垃圾渗滤液

曝气机

原水调节池+

加药装置|

脱氨氮装置

污泥回流

UASBtWj效厌氧

剩余污泥

4|一级生物接触氧化池

回灌垃圾处理场

剩余污泥

■■絮凝沉淀池

滤膜池

消毒池

达标水排放

*|二级生物接触氧化池

 

图6-1生活垃圾渗滤液处理工艺流程框图

6.2流程说明

6.2.1原水调节池

由于垃圾渗滤液的水量受季节变化明显,枯水期水量少,而丰水期水量大且渗滤液的水质情况受垃圾填埋场的“年龄〞影响,因此,为使后续处理设施正常,在此设置调节池,并在调节池内设置曝气机进行曝气,以使水质水量得到调节、均匀、水量相对稳定,且可降低氨氮、有机物.为节省投资,减少本钱,该调节池采用原有调节池,调节池容积为2000m3,该调节池为用户原有设施.

6.2.2脱氨氮装置

该装置是在碱性条件下,利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行别离的一种方法.该装置对去除垃圾渗滤液中的氨氮有极好的效果.经过该装置处理后,出水中的氨氮可降低50%以上.6.2.3UASB高效厌氧池

经脱氨氮装置进行脱氨氮处理后,出水进入UASB高效厌氧池,在厌氧工况下,发生酸化和腐化反响,使污水中大分子物质降解为小分子物质,难降解物质转化为易降解的物质,同时产生甲烷和二氧化碳.为保证此阶段有很好的预期效果,设计停留时间为6d,设计厌氧池有效容积为600m3.

颗粒化厌氧污泥的培养:

在UASB高效厌氧池中污泥颗粒化程度与活性是影响UASB处理效率的关键,因此有必要对其活性污泥的颗粒化程度进行严格的把关.而本工艺对活性污泥颗粒化的培养主要从以下几方面着手:

I:

严格限制进入UASB厌氧池中污水的成份及营养,〔适量的营养元素C:

N:

P=200:

5:

1,限制有毒物质的浓度,保持pH=6.5〜7.5,补充适量的微量元素:

Ca2+、Fe3+〕.

止准确设计出反响器的结构和参数,UASB中主要的组成局部三相别离器有其良好的水力混合、三相别离特性,从而培养出活性高、沉降性能好的颗粒化活性污泥.

m:

UASB进水采用多管多点布水系统,使进水在反响器底部均匀分配并采用适当的上流速度使反响器内细小、分散的污泥冲洗出,确保各单位面积的进水量根本相同,有利于颗粒化的完成,从而预防死角所造成死污泥堆积的情况发生.

IV:

在UASB高效厌氧池启动过程中,以化粪池底泥作为菌种,启动初期将渗滤液按比例进入处理系统,并及时提升负荷,使微生物得到足够的营养,能更好地形成颗粒化污泥.

V:

在污泥床水力搅拌的同时,充分考虑水力搅拌与产生沼气搅拌对进水与污泥混合的影响,预防局部产生酸化现象.

由于废水在厌氧池进行厌氧反响后产生沼气,假设进行处理后回收利用,那么投资大,收效甚微,在此,我公司建议对厌氧池产生的沼气进行自行燃放处理,从而节省本钱且预防二次污染.

6.2.4沉淀池

UASB厌氧池出水中含有厌氧污泥需经沉淀池进行沉淀去除,以保证后续水泵和管道免受堵塞,并缓解后续好氧生物接触氧化反响负荷.初沉池为自由沉淀,污泥局部回流至UASB厌氧反响池,局部定期由污泥泵提升至污泥浓缩池.该沉淀池具有处理水量大小不限,沉淀效果好;对水量和温度变化的适应水平强;平面布置紧凑,施工方便,

造价低等优点.

6.2.5曝气池

从厌氧处理到好氧处理,是两种完全不同的生物菌种反响,

为预防厌氧细菌对后续好氧反响产生不利影响,故设置此曝气池.

其功能主要是去除厌氧出水中H2s等有害气体,增加水中的溶解氧,为好氧处理创造有利的条件,起到缓冲和转化作用.

6.2.6生物接触氧化

经上述工艺处理,大局部有机物被降解后,废水经两级生物接触氧化反响.接触氧化池中填料采用当前最新型的立体弹性填料,由于该填料具有独特的结构形式和优良的材质工艺选择,使其具有使用寿命长、不堵塞、充氧性能好、耗电小、启动挂膜快、脱膜易、耐高负荷冲击、耐酸耐压,处理效果显著等优点,具比外表积大于300m2/m3.接触池设计气水比20:

1;曝气头采用曝气均匀且效果好的膜片式微孔曝气头,具外表布气均匀,具有气泡上升速度慢、充氧利用率高,一般为25%〜30%,使用时可以随时停机,不会堵塞,耐腐蚀.设计一级接触氧化池总停留时间为HRT=6h,设计容积负荷为3.0kgBOD/m3d,有效容积为30m3;设计二级接触氧化池停留时间为HRT=4h,设计容积负荷为

1kgBOD/m3d,有效容积为20m3.

6.2.7絮凝沉淀池

经过生物接触氧化处理后的垃圾渗滤液进入絮凝沉淀池,进行絮

凝反响,进一步去除水中的细小悬浮物、胶体微粒、有机物、重金属物质,以及水中的色度,并且还具有去除水中的微生物、病原菌、病

毒和除磷作用.所需药剂根据水中SS含量及水质特性而定,可选用三氯化铁[FeCl3]、硫酸铁[Fe2(SO4)3]、聚丙烯酰胺[PAM]、聚合氯化铝[PAC].根据实验确定,该垃圾渗滤液采用三氯化铁[FeCl3]、聚合氯化铝[PAC]效果显著.

6.2.8滤膜池

废水经絮凝沉淀反响后,出水进入滤膜池,滤膜池除能有效的吸

附悬浮物、重金属离子,去除局部色度外,还可自动挂膜,降低水中的BOD和COD.

6.2.9次氯酸钠消毒池

滤膜池出水进入次氯酸钠氧化单元进行杀毒灭菌处理,以降低

废水中的致病细菌如大肠杆菌等的残留量.并且参加次氯酸钠消毒剂还具有脱色和去除有机物的作用.

经以上工艺处理后的垃圾渗滤液的各项指标完全达标出水排放.

6.2.10泥浓缩池

根据所产生的污泥量,设计污泥浓缩池的容积,设计有效容积为50m3,污泥浓缩池将收集各沉淀池的污泥,污泥浓缩池内的污泥将通过污泥泵(此污泥泵由业主自备)抽回填埋场进行处理.

7、设计处理效果

整个处理工艺分八个阶段:

预处理阶段(原水调节池、脱氨氮装

置)、生物处理阶段(UASB厌氧、两级生物接触氧化)、后处理阶段

(滤膜池、絮凝沉淀、次氯酸钠杀菌阶段),各阶段处理效果据我公司

经验估计如表7-1所示:

表7-1各主要运行单元负荷分担单位:

mg/L

工程

原水

预处理阶段

生物处理阶段

后处理阶段

去除率(%)

CODcr

20000

10000

500

200

99.00

BOD5

8000

4800

240

146

98.12

SS

600

420

90

40

93.3

NH3-N

1500

180

35

23

98.5

8、污水处理站的平面布置(具体布置见附图)

污水处理站的平面根据贵公司生产基地具体情况确定,同时考虑

以下几个方面:

(1)贵公司所规划的处理站、生产基地区域位于主导的下风向.

(2)地质结构良好,无地震带、断裂带、无流砂带.

(3)少占厂内有用地段,尽量使用废弃地段.

(4)离周围公共建筑群有一定的隔离长度和自然隔离带.

(5)布置应符合国家现行防火、防噪声、防震、平安、卫生等规定的要求.

(6)在满足工艺流程的情况下,力求管线最短、操作及维护方便.

(7)充分利用地形,尽量选择有适当坡度的地段,以满足废水处

理构筑物高程布置的需要,减少土方量与某些构筑物的埋深,减少污水与污泥的提升设备并节省动力费用.

(8)根据贵公司总体开展规划,废水处理站地址的选择还应考虑远期开展的可能性,尽可能留有扩建的余地.

9、电气设计

9.1设计范围

电气设计范围包括:

废水处理站内的动力及照明配线、继电保护与限制、防雷接地、静电接地及电力系统工作接地、仪表系统接地等,不包括电源进线开关外的供电线及保护.

9.2全站用电荷统计

全站用电荷统计见表9-1.

表9-1全站用电负荷统计表

厅P

设备名称

装机

台数

运行

台数

单机功

率(kw)

装机容

量(kw)

运行

负荷(kw)

日运行

时间(h)

日耗电

(kwh)

1

调节池污水提升泵

2

1

3.0

6.0

3.0

18

48.0

2

厌氧池循环呆

1

1

2.2

2.2

2.2

12

26.4

3

曝气机

2

1

15.0

30.0

30.0

12

360

4

池风机1

2

1

7.5

15.0

7.5

16

120

5

池风机2

2

1

3.0

6.0

3.0

12

36.0

6

加菊泉

4

4

0.022

0.088

0.088

20

1.76

7

污泥泵

2

2

1.1

2.2

2.2

1

2.2

8

搅拌装置

3

3

0.45

1.35

1.35

20

27

合计

18

14

-

62.838

49.338

-

621.36

全站用电设备装机为18台(套),装机容量为62.838kw,运行台数

为14台(套),运行负荷为621.36kwo

9.3供电

供电电源380V、50Hz,由建设单位低压配电所引至污水处理站配电柜.

污水处理站配电系统采用三相五线制,单相配电为三线制.动力配电及电缆敷设,污水处理站设有配电柜,分别给各动力设备供电.照明配电由配电柜提供220V电源作室内外照明电源.

9.4保护方式

电气系统设过流保护.短路保护.过载保护,其中过流保护.短路保护.过载保护作用于跳闸,设于配电柜.电动机采用空气开关作短路保护,采用热电器作为过负荷保护.

9.5自动限制方式

工艺采用全自动限制系统,勿须手动操作.

(1)高水位停止,低水位启动,最高水位报警.

(2)风机连动.

(3)污水较少时或没有污水时,风机设置自动间隙曝气,以预防过多曝气导致微生物过早衰老或因曝气缺乏产生的微生物新陈代谢停止及死亡.

(4)手动、自动可切换.

(5)运行风机与备用风机自动切换,运行泵与备用泵也可切换使

9.6电线电缆

电力电缆选用VV型,限制电缆先用KVV型,经电缆沟或穿线管敷设,需直埋的电力电缆或限制电缆用VV22或KVVP型.

9.7防雷及接地系统

接地与防雷利用建筑物的根底钢筋作自然接地体,或安装人工接地极,接地电阻应小于10欧姆.建筑物用避雷带和短避雷针作防雷保护.

10、建筑设计

10.1概述

废水处理站共有14座池体结构建筑,依照现场地质情况采用被混〔钢筋混凝土〕结构.

10.2建筑施工要求

1〕污水池主体构筑物采用钢混结构;

2〕污水池垫层采用C10,钢筋混凝土池壁、池盖采用C20,梁采用C30;

3〕池体内、外壁采用防水防酸碱抹灰;

4〕钢筋混凝土池壁施工采用预留施工缝或止水带,要求一次浇注高度为2000—3000mm;

注:

该建〔构〕筑物为初步方案,具体建〔构〕筑物结构要求在满足现场地质、地理条件的情况下才能采用,如现场条件限制,要求必须做出现场调整;具结构必须满足现场地质、地理环境、工艺、构造要求.

11.2主要设施览表

表11-2土建设施一览表

序号

名称

启效容积

单位

数量

备注

1

调节池

2000m3

1

用户原有

2

UASB身

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