垃圾渗滤液项目处理方案.docx
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垃圾渗滤液项目处理方案
70m3/d垃圾
渗滤液处理站工程方案
天津膜天膜工程技术有限公司
二○一○年五月
第一章背景与公司简介
城市垃圾是城市环境治理的一大难题。
垃圾转运站、焚烧厂或填埋场的垃圾渗滤液是由各种化合物和呕化腐烂物质组成，含有浓度极高的BOD、COD、含氮化合物、含磷化合物、有机卤化物及硫化物、无机盐类等，不仅气味恶臭，而且其中不少是致癌物。
若排放水体，污染环境，溶入地下，污染水源，是城市环境和人体健康的一大危害。
1吨垃圾渗滤液所含污染物相当于100吨城市污水的含量，毒性远远大于常规城市污水。
因此，垃圾渗滤液必须处理达标，才能排放。
垃圾渗滤液的特性
垃圾渗滤液是一种高浓度有机废水其成分复杂、水质水量变化大。
垃圾渗滤液的来源主要有直接降水、地表径流、地表灌溉、地下水、垃圾自身水分、覆盖材料中的水分和垃圾生化反应的生成水等。
特性一：
污染物质含量高，表现为COD、BOD、NH3-N含量达数千至数万毫克/升，COD、BOD、NH3-N含量较高，且随填埋时间的延长，垃圾中的有机氮转化为无机氮，氨氮质量浓度升高。
特性二：
影响垃圾渗滤液的因素主要有：
垃圾成分、场地气候条件、场地的水文降雨条件、填埋条件及填埋时间等。
这就决定了垃圾渗滤液的水质水量变化大，且变化规律复杂。
特性三：
随场龄增加，渗滤液氨氮逐年增加，且可生化性变差。
填埋场各部分物化和生化学特性及其活动方式都不同，年轻填埋场（5年以内）的渗沥液PH值较低，COD、BOD、VFA、金属离子浓度和BOD5/CODcr较高，年老填埋场（10年以上）的渗沥液PH值较中性，BOD、VFA和BOD5/CODcr较低，金属离子浓度下降，但氨氮浓度较高。
垃圾渗滤液的危害
垃圾渗滤液由于含有高浓度的COD、BOD和氮、多种难降解的有机物以及金属离子，这就使得其对地表水和地下水、土壤、生物、大气等多方面均会造成严重的二次环境污染，并会通过食物链直接或间接地进入水体，危害人类健康。
垃圾渗滤液的传统处理方式
传统的渗滤液处理方法一般有物化法和生物法。
当前，国家加大环保控制力度，新制定了《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008），规定了更严格的垃圾渗滤液污染物排放标准，对垃圾渗滤液处理提出了更高的要求。
因此，传统处理方式已经很难达到要求。
公司简介
天津膜天膜工程技术有限公司是天津市高新技术企业，国家高技术产业化示范基地，其前身天津工业大学膜科学与技术研究所成立于1974年，我国第一支中空纤维膜组件就诞生在这里。
天津膜天膜工程技术有限公司是以膜材料和膜过程研发、膜产品规模化生产、膜设备制造以及膜工程设计施工和运营服务为产业链的高科技企业，从事膜科学与技术研究已有35年历史，具有完整的膜技术创新体系。
是国家发改委命名的“国家高技术产业化示范工程”基地，“十一五”期间中空纤维膜国家863计划重大项目执行单位和天津市35项自主创新产业化重大项目实施单位，国家分离膜标准化技术委员会挂靠单位和秘书长单位。
公司具有国内最完整的膜技术创新体系。
在膜材料研究方面，先后研究开发了各种材质（PVDF，PS，PES，PAN，PE等）、各种规格的内压、外压型中空纤维膜、管式膜组件其制造技术。
在膜应用方面，其研制的具有国际先进水平的核心竞争技术：
连续膜过滤（CMF）、浸没式膜过滤（SMF）、膜生物反应器（MBR）、双向流（TWF）和管式膜生物反应器（TMBR）。
其中管式膜组件及管式膜MBR技术是公司新开发的膜技术，在垃圾渗滤液、高浓度有机废水、难处理工业废水等领域有着广泛应用前景。
在膜分离技术装备方面，开发了一系列应用于工程的关键技术设备，部分技术装备被认定为国家级重点新产品。
目前，公司的产品已远销包括美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、曰本、新加坡、韩国等发达国家在内的国际市场。
随着水质条件的复杂化和水资源化的迫切性，膜技术的发展日趋专业化、特性化和集成化。
天津膜天膜会提供全方位的膜技术，开辟膜技术在水资源化的市场。
项目概况
贵州生活垃圾卫生填埋场为新建填埋场，日填埋量为吨，预计渗滤液产生量为70t/d，根据国家环保要求必须建设垃圾渗滤液处理设施，达到排放标准，才能正式运营。
据此，我公司为该场设计了膜集成技术处理垃圾渗滤方案。
第二章设计标准、原则及范围
设计标准
（1）《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》
（2）《城市生活垃圾分类及其评价标准》（CJJ/T102-2004）
（3）《恶臭污染物排放标准》GB14554—93
（4）《环境空气质量标准》GB3095—1996
（5）《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889—2008
（6）《中华人民共和国水污染防治法》1984
（7）《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》建城【2000】120号。
设计原则
本项目采用的处理工艺和设备均须成功应用于类似本项目原水条件的其它工程，并且符合下述要求：
（1）处理工艺先进，有良好的处理效果，确保运行稳定可靠，出水严格执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）表3排放标准，做到处理达标、达量；
（2）工艺设备自动化程度高，易于日常运行管理与维护并应实现电脑中央监控；
（3）处理工艺中要具有较强的抗冲击负荷能力的工程措施（对渗滤液的水质、水量随时间及季节的变化和温差变化对生化系统影响应有充分的考虑）；
（4）用地布局要求工艺布置紧凑，充分利用现有设备，节约用地；
（5）运行成本经济合理，有利于节能降耗，降低运行费用，易于维护和管理；
（6）设计同时对污水处理过程中产生的浓缩液提出合理可行的处置方案。
设计范围
本工程设计内容包括对垃圾渗滤液的预处理、生化处理、以及管式膜MBR处理系统的工艺设计、设备选型及其相应的管道、电气、仪表等必要辅助设施设计；MBR深度处理的NF/RO工艺设计及相应管道、电气、仪表、设备的设计和选型；NF/RO浓缩液处理工艺及设备选型。
厂区的平面设计、施工，相关建（构）筑物的设计及施工。
所有设备安装、调试，整个系统调试、运行。
第三章设计处理水质、水量
设计处理水量
本工程渗滤液处理站设计处理水量为70m3/d。
设计处理原水水质
客户提供设计水质为：
序号
水质项目
进水水质
（mg/l）
序号
水质项目
进水水质
（mg/l）
1
BOD5
2500
8
总镉
2
CODcr
5000
9
总铬
3
SS
600
10
六价铬
4
NH3-N
1500
11
总砷
5
总氮
2000
12
总铅
6
总磷
10-70
13
色度
2000
7
总汞
14
粪大肠菌群数
+05
设计出水水质标准
出水水质应达到《生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）》中规定表2排放标准。
表《生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）》中表2排放指标限值
序号
控制污染物
排放浓度限值
1
化学需氧量（CODcr）（mg/L）
100
2
生化需氧量（BOD5）（mg/L）
30
3
悬浮物（mg/L）
30
4
总氮（mg/L）
40
5
氨氮（mg/L）
25
6
总磷（mg/L）
3
第四章处理工艺的选择
由于国家出台了上述新标准，对垃圾渗滤液的处理要求大大提高，这种情况下渗滤液处理工艺选择范围将日益缩小。
综合近几年来渗滤液处理的研究成果和工程实践经验，并结合垃圾渗滤液水质特点，兼氧+TMBR+NF/RO处理工艺将会是新标准实施后工艺选择的主流，TMBR工艺的选择可高效降解渗滤液中的有机污染物，降低渗滤液处理构筑物的容积，并有着优异的耐冲击性、脱氨氮性能，同时为NF/RO创造了合适的进水条件
管式膜特点
（1）管式膜流道宽，膜管内流速快，料液在管内湍流流动，膜不易污染；
（2）对料液的预处理精度要求低；
（3）易于清洗，既可用化学试剂清洗，还可用机械方法清洗；
（4）适于处理较粘稠的物料或悬浮物较多的物料；
（5）以单层无纺布焊接管为支撑体，强度大，膜阻力小，通量大；
膜天膜工程技术有限公司生产的PVDF管式超滤膜以无纺布焊接管为支撑体，膜管直径为12mm，其管式膜具有优越的强度、抗污染、抗氧化、耐酸碱性能（PH1～12）,纯水通量可高达1000L/m3·h，工作压力可达，工作温度可达50℃，膜面流速2.5m/s。
可以直接过滤活性污泥浓度高达30g/L的生化污水，膜通量可达50L/m3·h，寿命长达5年以上，并具有自主知识产权。
管式膜应用于垃圾渗滤液MBR的优势
采用管式膜MBR技术，生物反应池有效微生物浓度正常控制在ppm，所以在相同的污泥条件下，MBR的容积负荷很高（1～3Kg/m3·d），而传统生物处理法不到0.25Kg/m3·d，处理效率较常规生物反应器提高5～10倍；同时由于硝化菌的膜高效截留保证了氨氮的去除效率，一般稳定在90%以上。
高效的生物消解并结合膜的过滤截留作用，出水水质好并且稳定，即对于后期生化性很差的垃圾渗滤液（B/C=～），COD去除率也可稳定达80%以上。
TMBR工艺的剩余污泥外排量也很少。
该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），大大降低了污泥处理费用。
另外，管式膜TMBR工艺设备占地面积小，流程简单、结构紧凑，操作管理、自动控制简便，大大减少了人工维护成本。
现有垃圾渗滤液各种工艺处理方法对比表
项目
方法
运行费用
运行稳定性及出水水质
自动化程度
占地面积
对周围环境的影响
其它
管式膜生物法（TMBR+NF）
中等
运行稳定，出水水质好
高
少
不影响
无浓缩液
传统活性污泥法
一般
运行不稳定，易受水质波动影响，出水水质差
一般
大
影响
受外界影响大，负荷大将导致崩溃
回灌法
低
差
低
少
严重影响
无法根本解决污染问题
管式膜MBR介绍
膜生物反应器（MBR）是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术，可用于有机物含量较高的市政或工业废水处理。
虽然有氧MBR过程的技术应用可以追溯到20世纪70年代，但是它在污水处理领域的大规模商业应用也是在过去的10年间刚刚开始的。
利用膜组件进行的固液分离过程取代了传统的沉降过程，能有效的去除固体悬浮颗粒和有机颗粒，制备无菌水。
与传统工艺相比，MBR可以使活性污泥具有较高的MLSS值，延长其在反应器中的停留时间，提高氮的去除率和有机物的降解。
管式膜TMBR技术是外置式形式，通过水泵将生化池的污水打入膜管内，在压力的驱动下进行膜分离，出水透过膜进入产水箱，而浓缩液回到生化池继续参与生化。
管式膜MBR具有如下特点：
（1）管式膜MBR在污泥浓度15g/L以上仍能稳定运行，这优于中空纤维膜和平板膜，适合于高浓度有机废水的处理；
（2）管式膜强度高，可在较高压力下运行，膜出水通量较高，系统运行稳定，膜的使用寿命长；
（3）在MBR反应池中，不用增加额外用于膜清洗曝气量，反应池中DO浓度可控制在较低范围内，增加总氮的去除效果；
（4）采用分体式结构，易于膜清洗和设备安装、维护。
MBR出水COD在500-800mg/L，为达到排放标准，需进一步RO/NF处理，透过液达标排放，浓缩液通过浓缩液处理系统处理，部分回前级NF/RO继续处理，达标排放，少量浓缩液和污泥回填埋场。
第五章处理工艺流程
处理工艺流程图
根据该垃圾渗滤液的的水质和水量特点，确定处理工艺流程图如图1。
调节池
缺氧池
好氧池
管式膜
产水池
纳滤
中间水池
反渗透
达标排放
原水
浓缩液
回流
浓缩液
透过液
浓缩液
反应池1
反应池2
沉淀池
管式膜
浓缩液纳滤
石灰乳池
碳酸钠
污泥浓缩池
透过液
浓缩液
清水池
图1处理工艺流程图
工艺流程说明
垃圾渗滤液首先进入调节池，然后进入缺氧及MBR反应池，进行生化处理，来降解COD、BOD和氨氮，为了去除硝态氮，在MBR池和缺氧池间加回流，使MBR池中形成的硝态氮在缺氧池进行反硝化而转化成氮气而去除，由于管式膜的耐污染能力强，MBR反应池可以在高污泥浓度（15g/L以上）下运行，来强化反应池的生化效果，提高污染物的去除率，但由于垃圾渗滤液中部分COD难于生化降解，MBR出水仍没有达到要求的排放标准，需进一步进行NF/RO深度处理，MBR出水经NF处理后，透过液经RO处理后达到排放标准，达标排放。
RO浓缩液返回NF进行处理。
NF浓缩液经NF浓缩液处理系统进一步处理后，透过液回NF/RO处理系统继续处理。
第六章主要构筑物及设备
调节池
（1）构筑物
功能：
调节水质、水量，去除部分COD等污染物。
结构：
钢砼结构，地下建筑，加盖。
数量：
1座，已建。
（2）主要设备
提升泵
设备类型：
不锈钢潜污泵。
数量：
2台。
设计参数：
Q=5.6m3/h
H=6m
缺氧池
（1）构筑物
功能：
分解难降解物质，去除部分COD等污染物，进行反硝化反应，去除硝态氮。
结构：
钢砼结构。
数量：
1座。
容积：
344m3。
工艺尺寸：
L×B×H=9m×8.5m×4.5m。
（2）主要设备
A．曝气系统
类型：
曝气软管
型号：
数量：
150米
B.排泥泵
类型：
潜污泵
设计参数：
Q=14m3/h
H=15m
好氧池
（1）构筑物
功能：
去除大部分COD、氨氮、总氮等污染物。
结构：
钢砼结构，地下建筑，有加热设备。
数量：
1座。
容积：
675m3
工艺尺寸：
L×B×H=15m×10m×4.5m。
（2）主要设备
A．曝气系统
类型：
曝气软管
型号：
数量：
250米
B．鼓风机
类型：
罗茨鼓风机
型号：
SSR-100
数量：
2台，一用一备。
设计参数：
Q=9.46m3/min
C.管式膜供水泵
类型：
污水泵
数量：
1台
设计参数：
Q=42m3/h
H=28m
D转刷式过滤器
设计参数：
Q=50m3/h
F．管式膜循环泵
类型：
增压泵
数量：
1台
设计参数：
Q=93.5m3/h
H=28m
G．污泥回流泵
类型：
管道泵
数量：
1台
设计参数：
Q=4.5m3/h
H=12.5m
H．排泥泵
类型：
潜污泵
设计参数：
Q=10m3/h
H=15m
反应池1
（1）构筑物
功能：
浓缩液投加石灰乳药剂
结构：
碳钢防腐
数量：
1座
容积：
200L
工艺尺寸：
L×B×H=1××
（2）主要设备
搅拌机
类型：
桨式搅拌机
数量：
1台
设计参数：
转速=88r/min
反应池2
（1）构筑物
功能：
浓缩液Na2CO3等药剂
结构：
碳钢防腐
数量：
1座
容积：
200L
工艺尺寸：
L×B×H=1××
（2）主要设备
搅拌机
类型：
桨式搅拌机
数量：
1台
设计参数：
转速=88r/min
沉淀池
（1）构筑物
功能：
污泥沉淀
结构：
碳钢防腐
数量：
1座
容积：
2m3
工艺尺寸：
L×B×H=2m×0.8m×1m
石灰乳池
（1）构筑物
功能：
配制石灰乳
结构：
碳钢防腐
数量：
1座
容积：
1m3
工艺尺寸：
L×B×H=1m×1m×1m
（2）主要设备
A．搅拌机
类型：
桨式搅拌机
数量：
1台
设计参数：
转速=35r/min
B．石灰乳泵
类型：
渣浆泵
数量：
1台
设计参数：
Q=1m3/h
H=20m
污泥浓缩池
（1）构筑物
功能：
污泥存储、浓缩。
结构：
钢砼结构。
数量：
1座。
容积：
36m3
工艺尺寸：
L×B×H=4m×3m×3m。
（2）主要设备
A.螺杆泵
数量：
1台
设计参数：
Q=5m3/h
H=60m
B．压滤机
类型：
板框压滤机
数量：
1台
设计参数：
Q=10m3/h
浓缩液储存池
（1）构筑物
功能：
储存浓缩液，蒸发浓缩液。
结构：
钢砼结构，加盖。
数量：
1座。
容积：
351m3
工艺尺寸：
L×B×H=12m×6.5m×4.5m。
（2）排污泵
设计参数：
Q=14m3/h
H=15m
处理车间
（1）建筑物
功能：
管式膜、纳滤膜设备运行及清洗、压滤机车间、加药间、库房、电气控制室、风机房、值班室、卫生间等。
结构：
砖混结构。
数量：
1座。
工艺尺寸：
L×B×H=21m×18m×4.5m。
（2）主要设备
A．MBR管式膜设备
类型：
管式膜过滤设备
数量：
1台
处理能力：
70t/d
管式膜组件：
TMF91-36支。
B．MBR管式膜清洗系统
类型：
清洗设备
数量：
1套
包括：
清洗泵1台（Q=30m3/h，H=28m，N=）
清洗罐1个（V=0.5m3，材质：
PE）
C.TMBR产水罐
功能：
存储TMBR出水。
数量：
1座。
容积：
3m3。
型号：
PT3000。
D．纳滤膜供水泵
类型：
离心泵
数量：
1台
设计参数：
Q=3.5m3/h
H=18m
E．NF/RO设备
类型：
纳滤膜深度处理设备
NF设备
数量：
1台
处理量：
70t/d
功率：
。
RO设备
数量：
1台
处理量：
70t/d
功率：
F．NF/RO清洗系统
类型：
NF/RO清洗设备
数量：
1套
包括：
清洗泵1台（Q=3.6m3/h，H=13.5m，N=）
清洗罐1个（V=0.5m3，材质：
PE）
精密过滤器1台（Q=3m3/h）
G．.中间罐
功能：
存储纳滤出水。
数量：
1座。
容积：
2m3
型号：
PT2000
H．RO供水泵
数量：
1台
设计参数：
Q=3.5m3/h
H=18m
I．计量泵
类型：
电磁计量泵
数量：
6台
型号：
XH-10-02
设计参数：
Q=10L/h
J．清水罐1
功能：
存储沉淀池的上清液出水。
数量：
1个
容积：
1m3
型号：
PT1000
K．浓缩液TMF系统供水泵
类型：
离心泵
数量：
1台
设计参数：
Q=8m3/h
H=38.5m
L．浓缩液TMF处理设备
设备类型：
TMF（管式微滤膜）设备
数量：
1台
处理量：
21t/d。
M.清水罐2
存储浓缩液TMF系统出水
数量：
1个
容积：
1m3
型号：
PT1000
N．浓缩液纳滤供水泵
类型：
离心泵
数量：
1台
设计参数：
Q=2.4m3/h
H=18m
O．浓缩液纳滤设备
设备类型：
纳滤浓缩液处理设备。
数量：
1台
处理量：
17t/d。
功率：
。
化验室
（1）建筑物
功能：
各种化验仪器和装置等。
结构：
砖混结构。
数量：
1座。
工艺尺寸：
L×B×H=9m×6m×4.5m。
（2）主要设备
紫外分光光度计、浊度仪、烘箱、马弗炉、培养箱、显微镜、天平等、SDI测定仪、PH计、COD测定系统、BOD测定系统、氨氮测定系统、总氮测定系统、总磷测定系统、电导仪等。
第七章设备投资
主要设备投资概算
表1主要构筑物
序号
设备名称
规格
数量
单位
价格（万元）
备注
1
调节池
L×B×H=16000
1
座
2
缺氧池
L×B×H=9m×8.5m×4.5m
1
座
3
好氧池
L×B×H=15m×10m×4.5m
1
座
4
石灰乳池
L×B×H=1m×1m×1m
1
座
5
污泥浓缩池
L×B×H=4m×3m×3m
1
座
6
浓缩液储存池
L×B×H=12m×6.5m×4.5m
1
座
7
处理车间
L×B×H=21m×18m×4.5m
1
间
8
化验室
L×B×H=9m×6m×4.5m
1
间
表2主要设备
序号
设备名称
规格
数量
单位
价格（万元）
备注
1
污水提升泵
Q=5.6m3/hH=6m
2
台
一用一备
2
缺氧池曝气系统
1
套
3
缺氧池排泥泵
Q=14m3/hH=15m
1
台
4
好氧曝气系统
1
套
5
鼓风机
Q=9.46m3/min
2
台
一用一备
6
管式膜MBR供水泵
Q=42m3/hH=28m
1
台
7
管式膜MBR设备
包括：
转刷过滤器50m3/h1台
TMF91-3管式膜组件：
6支
循环泵Q=93.5m3/hH=28m1台，
膜架及仪表、管路、阀门等
1
套
8
计量泵
XH-10-02Q=10L/h
6
台
9
污泥回流泵
Q=4.5m3/hH=12.5m
1
台
10
好氧池排泥泵
Q=10m3/hH=15m
1
台
11
反应池1
L×B×H=1××
1
座
12
反应池2
L×B×H=1××
1
座
13
沉淀池
L×B×H=2m×0.8m×1m
1
座
14
搅拌机
转速=88r/min
2
台
15
浆式搅拌机
转速=35r/min
1
台
16
石灰乳泵
Q=1m3/hH=20m
1
台
17
板框式压滤机
过滤面积10m2
1
台
18
单螺杆污泥泵
Q=5m3/hH=60m
1
台
19
浓缩水池排污泵
Q=14m3/hH=15m
1
台
20
管式膜清洗系统
包括：
清洗罐PE1m32个，
清洗泵Q=30m3/h，H=28m，N=1台
1
套
21
TMBR产水罐
PE3m3
1
个
22
NF供水泵
Q=3.5m3/hH=18m
1
台
23
NF设备
包括：
精密过滤1台
增压泵Q=2.8m3/hH=150m1台。
膜组件：
404012支
膜壳：
4040-26支
膜架和仪表管路等
1
台
24
NF产水罐
PE2m3
1
个
25
RO供水泵
Q=3.5m3/hH=18m
1
台
26
RO设备
包括：
精密过滤1台
增压泵Q=2.8m3/hH=1820m1台。
膜组件：
404012支
膜壳：
4040-26支
膜架和仪表管路等
1
台
27
NF/RO清洗设备
包括：
清洗罐PE0.5m32个
清洗泵Q=2.4m3/hH=18mP=1台
精密过滤1台
管路、仪表等
1
台
28
清水罐1、2
PE1m3
2
个
29
浓缩液TMF设备
包括：
泵Q=8m3/hH=38.5m1台
管式膜：
TMF7-38支
膜架和仪表等
1
台
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