高安屯垃圾填埋场垃圾渗滤液处理系统整改方案定稿.docx
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高安屯垃圾填埋场垃圾渗滤液处理系统整改方案定稿
高安屯垃圾填埋场
垃圾渗滤液处理系统
整
改
方
案
2015年4月21日
一、项目简介
1.1项目简介
高安屯垃圾填埋场垃圾渗滤液处理系统设计处理水量550m3/d，分两期建设，分别于2005年和2009年建成投入使用。
采用“生化+膜过滤”处理工艺，调节池出水经反硝化和硝化两步生化处理后，再经超滤、纳滤及反渗透三步膜法处理，处理后的水质达到《北京市水污染物排放标准》三级限制。
工艺流程图如下：
1.2原水指标及出水指标要求
表1.原水指标及出水指标要求
pH
CODCr
mg/L
氨氮
mg/L
总氮
mg/L
SS
mg/L
色度
倍
TDS
mg/L
氯离子
mg/L
原水指标
8-9
2100
850
880
3300
出水指标
6.5-8.5
<10
<1.0
<10
<5
<10
1000
出水其他指标均满足《水污染物综合排放标准（北京市地方标准）》DB11/307-2013表1中A排放限值要求。
1.3现有工艺各阶段出水水质指标
分别取调节池出水、硝化池出水及超滤出水进行水质分析，结合场区监测数据。
现工艺各阶段出水水质指标如表2.
表2.现工艺各阶段出水主要污染物指标
项目
CODCr
mg/L
TOC
mg/L
氨氮
mg/L
总氮
mg/L
调节池出水
2100
832
861
840
硝化池出水
1950
815
24.8
775
超滤出水
1000
478
8.03
755
纳滤出水
32
3.1
1.4存在的主要问题
现有工艺存在的主要问题为：
．调节池出水直接进生化系统，无预处理工艺
由于调节池出水色度、COD、氨氮均较高，在进生化系统之前，一般需对其进行预处理，消减部分COD、氨氮、色度，并去除部分重金属等。
传统的预处理大多采用PAC+PAM混凝工艺去除COD，其对垃圾渗滤液调节池出水COD去除率为20%左右；采用吹脱或膜法脱氨等工艺去除氨氮，以降低生化段生物脱氨负荷。
．硝化、反硝化系统运行效果差
由于垃圾渗滤液调节池出水的BOD与COD比值（B/C比值）较低，可生化性差，且含有重金属等有毒有害成分。
其直接进入硝化、反硝化系统，拟制微生物对COD的去除，致使该系统对COD的去除效率较低，难以达到处理要求。
．膜过滤系统
由于超滤进水COD、色度较高，且COD大多以胶体形式存在，致使膜过滤系统运行负荷偏大。
高浓度COD、高色度进水，必须采用高错流比的超滤方式，超滤膜进水流量为550m3/h，而滤出水流量仅为18m3/h。
造成能耗过大，膜损耗严重，且经超滤、纳滤两级膜过滤后，出水COD仍无法达到预期要求。
针对以上问题，结合高安屯垃圾填埋场现有垃圾渗滤液处理工艺，特提出本整改方案。
二、设计依据与原则
2.1设计依据
2.1.1《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
2.1.2水污染物综合排放标准（北京市地方标准）》DB11/307-2013
2.1.3《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）
2.1.4《建筑中水设计规范》（GB50015-2003）
2.1.5《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
2.1.6《地表水环境质量标准》（GB3838－2002）
2.1.7《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082－1999）
2.1.8《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）
2.1.9《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）
2.1.10《建筑给水排水设计规范》（GB50015－2003）
2.1.11《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）
2.1.12《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069－2002）
2.1.13《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CEC138:
2002）
2.1.14《电力工程电缆设计规范》（JB50217-94）
2.1.15《低压配电设计规范》（GB50054-95）
2.1.16《供配电系统设计规范》（JB50052-95）
2.1.17《泵站设计规范》（GB/T50265-97）
2.1.18我公司有关垃圾渗滤液处理的研究成果和设计资料。
2.2设计原则
2.2.1贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。
2.2.2污水处理工程设计中，采用先进工艺，建设投资少，占地面积小，设备管理方便，运行可靠，处理成本低的废水处理技术和适应于本工程的先进设备和材料。
2.2.3平面高程布置满足总体布局的要求，与周围建筑风格相协调。
2.2.4尽可能减少污水，污泥在收集，输送，处理，排放过程中对环境造成的不良影响，防止二次污染。
2.2.5设备选型采用通用产品，运行稳定可靠，效率高，管理方便，维修维护工作量小，价格适中。
2.2.6为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件。
采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠，经济合理。
2.2.7尽量减少废水提升高度和提升次数，以节约能源。
三、污水处理工程方案设计
3.1工艺设计原则
3.1.1技术先进性原则
所使用的工艺和技术应在未来的十年内不会被淘汰，避免重复改造。
因此在选择水处理工艺上应首先考虑设备和技术的先进性。
3.1.2低运行成本
低能耗、低处理成本应作为技术方案选择的重要原则之一。
3.1.3少占地原则
污水处理技术的选用还应考虑占地面积小，运行效率高的设备技术。
3.1.4污泥产生量少，二次污染小的原则
污水处理工程产生的污泥处理和处置费用较高，同时会产生二次污染，所以在选择工艺时，应首选污泥产生量小的工艺，减少对环境的二次污染。
3.2污水处理工艺流程
处理工艺的选择是工程设计的技术关键，不仅关系到处理后出水的水质，还影响到工程设计费用、工程占地面积、处理成本、管理、运行等方面。
根据进水水质和出水水质的要求以及工程所在地的条件，并考虑上述因素以及采取的措施，本方案在原有污水处理系统的基础上，增设垃圾渗滤液预处理工艺，选用“垃圾渗滤液专用高效复合混凝剂+等离子催化氧化+复合滤池过滤”工艺对调节池出水进行处理，并对该工艺进行充分的论证。
四、整改方案
4.1工艺路线
本方案主要对调节池出水进行预处理，依据垃圾填埋场实际情况及垃圾渗滤液水质情况，结合现有成熟工艺、经验、案例以及部分高效处理技术。
特提出本整改工艺，工艺路线如下：
4.2工艺说明
主要选用“复合混凝剂混凝沉淀+等离子催化氧化+复合滤池过滤”工艺对调节池出水进行预处理，大幅度降低垃圾渗滤液的COD、色度，减小后续生化系统和膜系统的负荷，确保NF出水满足排放要求。
4.2.1复合混凝剂混凝沉淀工艺
选用垃圾渗滤液专用高效复合混凝剂对调节池出水进行混凝处理。
针对垃圾渗滤液的水质特征，该复合混凝剂以无机矿物质为主要成分，其分子结构庞大，比表面积大，吸附能力强，无毒、无害。
可有效去除垃圾渗滤液中的有机污染物、重金属及有毒有害成分，脱色、除臭效果好。
对所取调节池出水水样进行混凝试验，原水CODCr2100mg/L，混凝后上清液CODCr500mg/L、色度30倍、pH值为6.6。
4.2.2等离子催化氧化
垃圾渗滤液在填埋场内及调节池内均经历了长期的厌氧过程，其中易生物降解组分大多已被降解，剩余COD多为难生物降级物质，BOD/COD小于0.1，可生化性级差。
致使后续的硝化、反硝化系统对COD的去除效果极差。
等离子发生器所激发出的等离子与专用催化剂接触，可释放出具有强氧化性能的·OH自由基及HO2基，·OH自由基的氧化能力仅次于氟，在环境保护和化工等方面被广泛应用。
等离子技术在污水处理中可用于除臭、脱色、杀菌、消毒、降酚、降解COD、BOD等有机物。
等离子催化氧化水处理工艺设施主要由等离子发生器和气水接触设备及催化剂组成，等离子体通过气水接触设备扩散于待处理水中，经催化剂作用产生强氧化性能，可氧化分解水中的酚类、氰类、杂环类化合物及链式不饱和化合物，明显改善水的浊度、色度等物理、化学性状。
可将废水中难生化的物质分解为可生化的小分子物质，明显提高废水的B/C比值，提高废水的可生化性，易于后续生化处理工艺的进行。
等离子催化氧化的优点：
.能氧化其它化学氧化、生物氧化不易处理的污染物，对除臭、脱色、杀菌、降解有机物和无机物都有显著效果；
.无产生二次污染；
.提高废水的可生化性，易于后续生化处理工艺中微生物对COD的降解。
4.3预计处理效果
本方案实施后，预计各单元进出水水质情况如表3.
表3.预计各单元进出水主要指标
项目
水量
m3/d
CODCr
COD总去除率
色度/倍
mg/L
去除率
调节池出水
1100
2100
—
—
本方案预处理单元
进水
1100
2100
76.2%
76.2%
出水
700
500
<20
硝化-反硝化单元
进水
700
500
50%
88.1%
出水
700
250
<50
超滤单元
进水
20000
250
20%
90.5
出水
700
200
<10
纳滤单元
进水
700
200
97%
99.7%
出水
300
6
1
五、主要设备及建筑物和构筑物
5.1整改系统总说明
整个新增预处理单元主要构筑物包括：
混凝反应池、高效沉淀池、催化氧化池、复合滤池、污泥浓缩池、设备间。
混凝反应池设计进水流量1100m3/d。
5.2单个构筑物说明
5.2.1混凝反应池
混凝反应池为四单元设计，总有效容积40m3，半地下式钢砼结构，设计流量1100m3/d。
设布水井、加药系统、搅拌系统及出水配水井。
设计规格尺寸为10m×2m×3m。
搅拌系统为四单元慢速搅拌，加药系统包括垃圾渗滤液专用高效复合混凝剂加药系统和PAM加药系统。
5.2.2高效沉淀池
平流式沉淀池，半地下式钢砼结构。
用于混凝反应池出水的泥水分离，设计流量1100m3/d。
二沉池设计占地面积113m2，有效水深3.5m。
具体设计为周边进水、周边出水的幅流式沉淀池，池内配设高效沉淀填料。
设计规格尺寸为Φ12m×4m
配置：
污泥泵，两台，一用一备；高效沉淀填料，1套；
刮泥机，1台。
5.2.3催化氧化池
设计水力停留时间1h，设计规格尺寸8m×2m×3m，半地下式钢砼结构，封闭式设计。
池内填充等离子体催化剂，等离子体多点分段投加。
5.2.4复合滤池
复合滤池用场区原有清水池代替，内设复合滤料和活性炭滤料。
设计为底部进水、上部出水。
出水进入集水井，用提升泵提升入现有生化系统。
5.2.5污泥浓缩池
半地下式钢砼结构。
用于高效沉淀池沉淀分离的污泥浓缩，设计污泥量400m3/d，设计规格尺寸为Φ6m×4m，底部为锥形结构，配置污泥泵2台（1用1备），污水泵2台（1用1备）。
浓缩后的污泥脱水外运填埋，上清液回调节池。
5.2.6设备间
主要放置控制系统、等离子体发生器、复合混凝剂和PAM配药系统。
5.3平面及高程布置原则
（1）、结合地形及场地形状进行总图设计，总平面布置首先应满足工艺流向要求，工艺装置布置尽可能做到紧凑集中，以减少工艺管线，降低工程造价。
（2）、建筑朝向的要求，避免人流与物流的交叉，并创造良好的工作环境。
（3）、总图布局既要充分考虑污水处理站与周边区域的关系，又要因地制宜，做到节约用地。
（4）、总图设计要严格执行国家和各有关主管部门的各种现行规范及标准，确保污水处理工程的安全。
（5）、废水、污泥处理各操作设施之间需要保持最小距离，以便操作管理，污水处理站内应有道路与厂外道路相接，便于运送污泥。
（6）、工程设计时，各构筑物之间尽量采用重力流方式，并留有足够的水头，保证构筑物之间水流通畅，减少提升次数，降低能耗。
六、投资估算
6.1构筑物投资
构筑物主要包括：
混凝反应池、高效沉淀池、催化氧化池、复合滤池、污泥浓缩池和设备间。
构筑物投资估算见表4.
表4.构筑物投资估算表
构筑物
规格尺寸
体积
投资费用
备注
1
混凝反应池
10m×2m×3m
60m3
2
高效沉淀池
Φ12m×4m
452m3
3
催化氧化池
8m×2m×3m
48m3
4
复合滤池
原清水池
改造费用
5
污泥浓缩池
Φ6m×4m
113m3
6
设备间
10m×8m×3.3m
80m2
7
合计
753m3
6.2设备费用
主要设备投资估算见表5.
表5.设备投资估算表
设备名称
规格
数量
单价
（万元）
总价
（万元）
备注
1
污水泵
污水量46m3/h
2台
1
一用一备
2
混凝搅拌
4套
1
带减速机
3
刮泥机
L=12m，碳钢
1套
20
4
沉淀填料
1批
10
5
污泥泵
污泥量17m3/h
2台
0.6
一用一备
6
等离子发生器
1.5kg/h
1套
30
7
等离子投加器
陶瓷曝气盘
1批
5
8
等离子催化剂
16m3
2
9
复合滤料
90m3
0.03
10
活性炭滤料
30m3
0.8
11
污水泵
污水量8.3m3/h
2台
0.6
一用一备
12
污泥泵
污泥量8.3m3/h
2台
0.6
一用一备
13
污水提升泵
污水量30m3/h
2台
0.8
一用一备
14
搅拌加药系统
有效容积1m3
2套
3
15
储药罐
容积30m3
3个
2.5
PE
16
自动化控制
15.5
17
管道系统
10
18
仪器仪表
3
19
配电系统
2
20
合计
6.3其他费用
其他费用包括设计费、安装费、调试费、运费、税费等，费用估算见表6.
表6.其他费用一览表
名称
费用（万元）
1
设计费
2
安装费
3
调试费
4
运费
5
税费
6
合计
表7.总预算一览表
名称
费用（万元）
1
土建
2
设备
3
其他
4
合计
6.4运行费用
运行费用包括电费、药剂费和人工费。
6.4.1电费
电耗约30KW/h，每天的运行费用为：
30KW/h×24小时×0.6元/度=432元/天
6.4.2药剂费
药剂主要包括硫酸、垃圾渗滤液专用复合混凝剂和PAM。
其中，硫酸合2640元/天；
复合混凝剂合12100元/天；
PAM合50元/天。
药剂费合计：
2640+12100+50=14790元/天
6.4.3人工费
药剂投加需要有专人管理，主要负责投药阀门的开关、PAM水溶液的配制和投加。
6.4.4运行费用合计
运行费用合计：
电费+药剂费=432+14790=15222元/天
6.5本方案对超滤工艺运行费用的影响
本方案实施后，可在硝化池出水后增设二沉池，用于硝化池出水的泥水分离，分离后的上清液可直接进入超滤系统，污泥回流至硝化池。
此工艺可减少超滤系统的能耗，超滤清液出水量18m3/h，只需进水量36m3/h，相比现运行工艺进水量550m3/h，减少能耗93.45%。
污泥回流量取100%，仅需污泥回流18m3/h。
同时，由于超滤进水污染负荷和压力负荷的降低，可提高超滤膜使用寿命1.5倍以上。
且可降低纳滤膜进水的污染负荷，提高纳滤膜的使用寿命（纳滤膜进水COD由1000降为300以下）。
七、安全生产、消防和工业卫生
7.1安全生产
7.1.1安全措施
遵照《中华人民共和国劳动法》，并依据有关国家标准，配备劳动保护、安全卫生设施、设备。
设备、材料安全防护
所有电气设备的安装、防护均须满足电气设备的有关安全规定。
机械设备危险部分，如传送带、明齿轮、砂轮、输送机等必须设置安装防护装置。
药品设置须设置专用库房、专人保管，并满足劳动保护规定。
栏杆围护
各处理构筑物走道均设置保护栏杆，其走道宽度、栏杆高度和强度均须符合国家劳动保护规定。
有毒有害气体防护
在产生有毒有害气体的工段，配备防毒面具。
对较深的水池，检修时，需对其进行换气，满足劳动保护要求等。
辅助设施及劳保用品
安全带、安全帽等劳保防护用品以及各种生活辅助设施，由污水处理场统一配置。
7.1.2安全生产制度及教育
劳动保护及安全生产方面要加强对职工的安全、法制教育，包括工程建设期及运行期，其内容如下：
在工程建设期间：
工程管理人员要编制和执行各种有关施工安全的政策大纲，明确各级工程管理职务的责任；
对全体员工进行安全培训，事故和偶发事件应及时报告，逐步建立紧急事件应急预案；
发放和使用安全设备，如安全帽，安全鞋等。
进行安全工作实践，如脚手架、壳子扳和开挖支撑等；
任命安全监理和负责安全的人员。
在工程运行期间：
制定污水处理应急方案；
任命安全生产负责人员；
建立安全生产管理体制，规范安全生产管理制度；
定期对职工进行医疗体检；
发放和使用安全用品，如安全帽、安全鞋、有毒有害气体检查、防护设备等。
7.2消防
7.2.1消防等级
根据《建筑防火设计规范》，各设备间为丁级防火标准，依据《建筑防火设计规范》进行设计。
7.2.2防火措施
室外消防
包括消防通道、消防栓及消防水源，由场区总体统一考虑。
室内消防
根据《建筑灭火器配置设计规范》，设置干粉灭火器。
7.3工业卫生措施
7.3.1环境污染的消除
生产期间，污水处理场的环境污染源主要有：
噪声、臭味和固体废弃物。
噪声来源于场内传动机械，如水泵等工作时发出的噪声。
臭味来自污水和污泥，固体废弃物主要有栅渣，污泥池的污泥等生产性废弃物以及生活垃圾等。
设计中，均考虑了相应措施加以溶解和消除。
7.3.2防暑降温措施
场区内主要热源是机房。
按照机房作业区内夏季室内温度不超过室外温度3-5℃的要求，拟采用以下防暑降温措施：
值班控制室与热源分离，并安装空调；在机房内设置机械通风设备。
7.3.3节能减耗措施
耗电量大的设备主要是等离子发生器、污水泵，选用效率高、能耗低的先进设备和器材，水泵的选型确保正常工作点位于高效区。
水泵根据液位开关自动控制泵的开停，并优化泵的组合运行方式，节省电耗，降低运行费用。
在高程布置中，减小跌水高度，选择经济管径及合理布置流程，节约水头损失，以节约水泵能耗。
八、环境保护
污水处理场位于工厂区内，工程在施工期间和建成投产运行期间，将对周围环境产生一定影响。
8.1工程建设对环境的影响
8.1.1施工期间的影响
扬尘的影响
施工期间，挖掘的泥土通常堆放在施工现场，短则几天，长则数周。
堆土裸露期间，风吹尘扬以及车辆过往，使空气中浮尘含量骤增，影响周围环境。
施工扬尘将使附近建筑物、植物等蒙上尘土，影响环境的整洁美观。
雨雪天气时，雨水、雪水的冲刷以及车辆的碾压，施工现场将泥泞不堪，行走困难。
噪声的影响
工程施工期间的噪声主要来源于施工机械的使用，建筑材料的运输车辆发动机的轰鸣声和鸣笛声，特别是夜间，施工噪声将产生严重的扰民问题，影响临近居民的工作和休息。
若夜间停止施工或进行控制，则噪声对周围环境的影响将大大减小。
生活垃圾的影响。
工程施工时，施工区内工人的住宿将会安排在工作区域内。
这些临时住宿地的水、电以及生活废弃物需要妥善安排，否则会严重影响环境卫生，导致工作人员的体力下降，尤其在夏天时，若施工区内废弃物乱扔，轻则蚊蝇孳生，重则致使施工区工人爆发流行疾病，严重影响工人身体健康和工程进度。
建筑垃圾
建筑垃圾主要包括施工中失效的灰砂、混凝土、碎砖瓦砾、废油漆、建材加工废料、植物性秸秆等，也包括施工人员临时搭建的工棚、库房等临时建筑。
建筑垃圾成分主要为无机物，若处置不当可能会引起水土流失，淤塞河道，破坏环境景观，污染环境。
8.1.2工程运行期间的影响
污水处理场本身是一个环境保护项目，建成后对改善周围环境和排水水质作用显著。
但污水处理厂的运行对周围环境也会产生一定的影响，需要采取一定的保护措施。
对水环境的影响
处理后降低BOD5、CODCr、SS等各种污染物浓度；
降低出水的SS及色度后，提高水体的透明度；
工程运行后，出水相对进水而言，降低了各种污染指标，提高了水体的溶解氧，原有污水经处理后出水水质将得到很大改善。
噪声对环境的影响
污水处理场的噪声来源于场内传动机械工作时发出的噪声，主要有等离子发生器、水泵等工艺设备的噪声。
污水处理场内噪声较大的设备四周设置隔声墙和减震措施，污水泵设置在水下。
通过设置隔声措施，在经过隔声以后传播到外环境时已衰减很多，据测算及有关资料表明，距离设备30m时噪声已低于40dB（A），满足国家的《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）的II类标准。
因此，工程运行期间的噪声对环境影响不显著。
固体废弃物
固体废弃物主要有栅渣、污泥等生产性废弃物以及管理人员的生活垃圾等。
8.2环境保护设计
工程环境保护的主要目的是消除或降低工程施工期及投入运行期间各类污染，把对周围环境的影响控制到最小，控制噪音对周围居民点的影响，合理处置各类固体废弃物，消除臭味对周围环境的影响
8.2.1施工期环保设计
对施工队伍的检疫、防疫
由于施工人员集中，来源面广，既可以带来病源又易感染当地疾病，所以应做好计划免疫工作。
提高抗病能力，防止疫情流行。
同时，还要认真做好居住、生活及饮食卫生管理及防疫工作。
施工期噪声影响防止措施
施工噪声是流动的、临时的，但也必须采取防噪声措施。
建设和施工单位应限制施工作业时间，规定噪声大、冲击性强并伴有强烈震动的工作安排在白天进行，禁止在夜间施工。
合理安排施工计划和施工方法，使动力机械设备适当分散布置在施工场地。
尽量采用低噪声设备，混凝土搅拌站、皮带机的机头等机械应安装消声器。
工地周围可设立临时的声障。
施工期大气污染防治
施工期大气污染主要是施工期粉尘散落和运输过程中扬尘的影响，防治措施如下：
堆放砂、土的场地及搬运操作过程中应经常洒水，使物料表面处于湿润状态。
水泥应密闭输入贮存塔，水泥装卸口都应有布袋除尘器。
混凝土搅拌站混凝土应当湿法装在混合车中。
按照弃土处理计划，及时运走弃土，装运时不超载，装土
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