渗滤液处理技术设计方案

.渗滤液处理站设计方案技术方案目 录第一章 概 述11.1工程简介11.2工程设计依据21.3主要规范及标准31.4工程服务范围61.5设计进水水质61.6设计出水水质61.7渗滤液处理工艺方案的确定71.8污泥、浓缩液控制与处置331.9工艺流程设计341.10 设备选型361.11渗滤液各工艺段去除效果381.12渗滤液处理单元设计39第二章 污水站总平面设计462.1平面布置462.2污水站主要管道布置472.3高程设计47第三章 建筑设计483.1设计依据：483.2设计范围：483.3室内外装修：493.4防火设计493.5建筑物汇总49第四章 结构设计514.1设计原则和依据514.2抗震设防524.3 主要建（构）筑物结构形式524.4 主要材料规格53第五章 电气、仪表及自控设计555.1电气设计555.2仪表及自动控制系统57第六章 人员编制、运行管理及建设进度646.1人员编制646.2运行管理646.3实施计划66第七章 安全生产及劳动保护677.1 编制依据677.2 主要危害因素分析687.3 安全卫生防范措施71第八章 环境保护758.1外部环境对项目的影响758.2项目实施过程中的环境影响及对策758.3项目运营期间的环境影响及对策76 .页脚. 第一章 概 述1.1工程简介工程名称：渗滤液处理站设计与施工总承包建设地点：工程规模：渗滤液量按照垃圾量的20%计算，呼和浩特垃圾焚烧发电厂生活垃圾渗滤液处理站工程规模200m3/d。尾水排放:根据环评和业主要求经过处理后出水水质达到 污水综合排放标准 （GB 8978-1996）的一级标准 城市污水再利用 工业用水水质 GB/T 19923-2005 （循环水冷却水系统补充水标准 换热器为不锈钢材质）生活垃圾填埋污染控制标准 GB 16889-2008 表3限值其中部分出水指标如下表（以相应国标为准）污染物（单位）CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)总磷以P 计(mg/L)PH 无量纲SS(mg/L)色度粪大肠杆菌群数（个/L）限值5020150.56970502.38107污水处理工艺:采用“预处理UASBA/O工艺和MBR膜系统NF系统RO系统”的污水处理工艺渗滤液污泥处理工艺:采用污泥浓缩+脱水+炉内焚烧处理主要生产构筑物和建筑物:1） 渗滤液主要生产构筑物初沉池、调节池、综合罐、UASB罐、反硝化池、硝化池、污泥浓缩池、浓缩液池、MBR膜池、膜处理车间、污泥脱水间、风机车间。2） 辅助建筑物控制及化验室。渗滤液处理站总体设计:总体设计内容包括：平面布置、竖向设计、建筑风格、电气及自控仪表设计等。1.2工程设计依据（1）执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范和标准，与呼和浩特市的城市发展战略方针和定位相适应；（2）采用国内外技术成熟，高效率低能耗，运行可靠的污水处理专用产品。选择的设备供应商，必须有良好的信誉和业绩，保证能够全面履行承包商和供应商的职责；所提供的设备符合技术先进、安全可靠、高效节能的要求；产品质量达到有关标准、规范；设备的型式、材质、性能参数同设计要求一致；能够保证设备的使用效果；供货期能满足工程进度要求；（3）建设工程满足防腐、抗震、防洪、消防、防冻等要求；所有处理构筑物、设备及管路在设计、建设、安装或铺设时均考虑保温防冻措施；（4）渗滤液处理站用地不得超出招标文件的规定；（5）总平面布置充分考虑渗滤液收集与外排，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求，并符合国家相关设计规范要求；（6）尽量采用二次污染少，污泥量少，低噪音处理设施；（7）采用国内外技术成熟，高效率低能耗，运行可靠的污水处理专用产品。（8）处理结果符合国家相关部门对渗滤液处理的要求和有关地方排放标准的规定，出水达到污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准；（9）考虑渗滤液的腐蚀性，采用高防腐性能的管道材料，对非标钢制设备和建、构筑物池体进行高性能防腐处理，提高设备使用年限；（10）操作、管理、维修方便，技术要求简单，减少工人劳动强度，宜于长期使用；（11）渗滤液处理系统的主要设备均有备用，并具有防腐性能；1.3主要规范及标准（1）中华人民共和国固体废物污染环境防治法1995年10月；（2）中华人民共和国环境保护法1989年12月；（3）中华人民共和国水污染防治法1984年5月；（4）中华人米共和国固体废物污染环境防治法（2004）；（5）中华人民共和国污水防治法（1984）；（6）一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准（GB18599:2001）；（7）生活垃圾填埋场渗沥液处理工程技术规范HJ564-2010；（8）生活垃圾渗沥液处理技术规范CJJ150-2010；（9）生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17-2004）；（10）生活垃圾焚烧污染控制标准GB18485-2001；（11）污水综合排放标准（GB8978-1996）；（12）恶臭污染物排放标准（GB14554-93）；（13）大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）；（14）环境空气质量标准（GB3095-1996）；（15）室内空气质量标准GB/T18883-2002；（16）工业企业厂界噪音标准（GB12348-90）；（17）生产过程安全卫生要求总则（GB12801-91）；（18）工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范HGJ 22991；（19）工业企业设计卫生标准GB21-2002；（20）管道系统的图形符号GB/T6567-2008；（21）热工图形符号与文字代号GB/T4270-1999；（22）过程检测和控制流程用图形符号和文字代号GB2625-81；（23）水处理设备制造技术条件JB/T2932-1999；（24）普通流体输送钢管 螺旋埋弧焊钢管SYS/T 5037-2000；（25）低压流体输送用焊接钢管（GB/T3092-1993）；（26）工业金属管道设计规范GB50316-2000；（27）输送流体用无缝钢管GB/T8163-1999；（28）工业企业总平面设计规范GB50187-93；（29）工业建筑防腐蚀设计规范GB50046-95；（30）建筑防腐蚀工程施工及验收规范GB 5021291；（31）给水排水构筑物结构设计规范GB50069-2002；（32）给水排水工程结构设计规范GB50069-2002；（33）水工混凝土结构设计规范SL191-2008；（34）地下工程防水技术规范GB50108-2001；（20）混凝土结构设计规范GB50010-2002；（36）给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008；（37）工业金属管道工程施工及验收规范GB50220-97；（38）建筑设计防火规范（GB50016-2006）；（39）电气图用图形符号GB 4728；（40）建筑电气安装工程质量检验评定标准GBJ30388；（41）低压配电设计规范GB50054-95；（42）工业自动化仪表工程施工及验收规范GB50093-2002；（43）自动化仪表安装工程质量检验评定标准GBJ13190；（44）电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范GB50259-96；（45）建筑电气安装工程施工质量验收规范GB50303-2002；（46）建筑工程施工现场供用电安全规范GB50194-93；（47）建筑工程施工质量验收统一标准GB 50300-2001；（48）国际单位制及其用GB 3100-1993；（49）旋转电机IEC 60034（50）爆炸性气体环境用电气设备IEC 600791.4工程服务范围本渗滤液处理站服务范围为现有垃圾焚烧厂垃圾成品库和原生库收集池内渗滤液、地磅房和卸料平台冲洗污水（需考虑收集并接入处理站调节池格栅井内）以及生活污水，除此之外电厂其他无机废水不在污水站处理范围内，需另外考虑处理回用。1.5设计进水水质本系统渗滤液来自垃圾焚烧发电厂垃圾仓、进料斗以及预处理和卸料平台等冲洗水。根据业主提供的资料，渗滤液进水水质指标见下表。污染物（单位）CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)总磷(mg/L)PH（无量纲）SS(mg/L)粪大肠杆菌群数（个/L）数量值700002000025002358200002.381071.6设计出水水质经本系统处理后，尾水排放:根据环评和业主要求经过处理后出水水质达到 污水综合排放标准 （GB 8978-1996）的一级标准 城市污水再利用 工业用水水质 GB/T 19923-2005 （循环水冷却水系统补充水标准 换热器为不锈钢材质）生活垃圾填埋污染控制标准 GB 16889-2008 表3限值其中部分出水指标如下表（以相应国标为准）污染物（单位）CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)总磷以P 计(mg/L)PH 无量纲SS(mg/L)色度粪大肠杆菌群数（个/L）限值5020150.56970502.38107 1.7渗滤液处理工艺方案的确定1.7.1生活垃圾渗滤液处理技术概述自二十世纪八十年代末期，城市生活垃圾的无害化处理在我国逐渐引起重视，越来越多的城市采用比较规范的卫生填埋和焚烧方式来处理城市生活垃圾，而处理过程中的最主要污染控制问题之一就是垃圾渗滤液的达标排放处理难度极大。由于缺乏经验，对生活垃圾渗滤液的水质水量特点了解深度不够，各地对渗滤液的处理要求和方式五花八门，各地环卫部门、科研院校也先后展开渗滤液处理技术的研究。针对渗滤液处理的主要处理方式有： （1）与城市污水合并处理如果垃圾处理场离城市污水处理厂距离较近，将渗滤液通过管线送入城市污水处理厂稀释后进行处理是最为经济的办法。为保证城市污水处理厂安全运行，对渗滤液的投加量和浓度有一定的限制。对于渗滤液原水，一般认为渗滤液投加量不超过城市污水处理厂处理规模的2左右时不会对城市污水处理厂造成严重的冲击。在我国，由于城市下水道接入标准的限制，垃圾渗滤液应处理到三级排放标准后才允许排入城市下水道。本工程不具备排至污水厂的条件。（2）厌氧生化方式处理一般来说，垃圾渗滤液基本上属于较高浓度的有机废水，采用厌氧技术处理，能够节约能耗，减少土建占地与投资，厌氧酸化还能改善污水可生化性，既为好氧处理减轻负荷，又有利于后续好氧生化降解。厌氧处理技术目前有很多种应用形式，按照反应阶段以及反应器形式可分为多种类型，以及多种类型的组合方式。具体形式大致有以下：传统消化池和厌氧接触消化工艺上流式厌氧污泥床反应器(UASB)折流板厌氧反应器(ABR)序批式厌氧反应器(AnSBR)厌氧固定膜反应器(AFFR)厌氧滤池(AF)厌氧塘采用厌氧技术处理渗滤液，主要考虑的因素有：进水水质不稳定，冲击负荷大，运行要求简易可靠。厌氧工艺具有设计负荷高的优点，具处理过程基本不耗能，因此在高浓度有机废水处理中，常被作为首选工艺。由于厌氧处理的工艺特点，难以彻底降解有机物，对于氨氮等其余污染指标处理效果有限，在实际工程运用中，还需与其它工艺共同配合使用，如好氧生化、物化处理工艺等才能达到渗滤液要求的排放标准。渗滤液的生化处理工艺一般采用厌氧-好氧组合工艺。其特点是：厌氧具有处理负荷高、耐冲击负荷的优点，将其置于好氧生化之前，能有效地降低COD，减轻好氧的处理负荷，节约投资和运行成本。厌氧微生物经驯化后对毒性、抑制性物质的耐受能力比好氧强得多，并能将大分子难降解有机物水解为小分子有机物，有利于提高好氧生化的处理效率。渗滤液中含有大量表面活性物质，直接采用好氧处理在曝气池往往产生大量泡沫，并加剧污泥膨胀问题。经厌氧处理后表面活性物质得到了分解，可显著减少好氧池的泡沫。在厌氧处理过程中，厌氧微生物将有机物更多地转化为热量和能源，而合成较少的细胞物质，因此厌氧的污泥产率较低，减少了污泥处理的投资和运行管理工作量。由于厌氧-好氧组合工艺具有以上优点，在处理高浓度有机废水包括垃圾渗滤液方面已获得大量成功经验和设计数据，工艺比较成熟、运行费用较为低廉。但是由于渗滤液的中含有一部分难降解有机物，采用常规的厌氧和好氧生物技术难以达到令人满意的效果。（3）好氧生化方式处理 好氧处理工艺是降解有机污染物最彻底的生化处理方式。若只通过单纯的厌氧处理，由于受厌氧机理的局限，难以将可生化降解的有机物完全处理，好氧处理不单可以有效降解有机污染负荷，还可以通过流程的安排进行硝化和反硝化来达到降解氨氮的目的。好氧处理工艺作为污水生化处理的主要方式，在渗滤液的处理上运用很多，国内外许多部门和人员对好氧处理的多种形式都进行了研究和应用，并取得了较好的效果。目前的好氧工艺已不单是单纯的好氧模式，除了传统的活性污泥法和生物膜法外，还增加了厌氧和兼氧过程，通过流程上的安排，不但可高效降解污水中的有机负荷，还可以控制硝化和反硝化过程来脱氮，如A/O、A2/O、SBR、氧化塘系统及其它一些较新型的工艺如MBR系统等。国内一些城市对二段曝气法、氧化沟、SBR、氧化塘等工艺也作了工程实例应用，取得了一定效果，但由于水质情况复杂、工艺设计参数难以统一、资金投入有限等原因，实际处理效果不一。由于渗滤液水质的复杂性，好氧生化处理系统的出水COD值大致在2001000mg/L左右，如果碳氮比合适，系统设计和运行方式合理，生物脱氨也可以达到很好的效果。（4）物理化学方式处理渗滤液的物理化学方式包括混凝沉淀、吹脱(气提)、活性炭吸附等。单独的物理化学方式主要针对污水的某些主要污染指标进行处理，由于渗滤液水质的复杂性，单一的物理化学方式不能保证渗滤液的各项污染指标都得到较高的去除能力，如混凝沉淀对渗滤液的COD去除率不足30，吹脱主要针对渗滤液中的氨氮去除。一般而言，各类物理化学处理手段在渗滤液处理上的应用主要是和其它工艺方法一起配套使用，对某些污染指标的去除起到补充和强化作用。物化处理方法中最常见的混凝沉淀处理在垃圾渗滤液处理上的应用主要是为了去除渗滤液中的重金属、难降解COD、色度等。根据实验和实际生产运行资料，垃圾渗滤液生化处理后出水投加400mg/L以上的铝盐或铁盐混凝剂混凝沉淀后COD可以达到2030的去除率。当渗滤液中的碳氮比失衡，生化处理工艺不能保证足够的硝化和反硝化甚至是难以保持正常的运行效果时，可以考虑采用氨吹脱的方式针对氨氮进行预处理，以保证生化处理的稳定运行和满足出水氨氮排放要求。但氨氮吹脱往往要求对渗滤液的pH值进行调整，以保证吹脱去除效率。其它物化处理方法相对较少运用于垃圾渗滤液的处理。（5）化学氧化方式处理化学氧化法去除有机物和脱色机理就是利用强氧化剂将废水中的有机物氧化成小分子的碳氢化合物或完全氧化成CO2和H2O，或将着色物质的生色基团氧化破坏。一般情况下，通过化学氧化是很难将其完全氧化的，这取决于原水水质、氧化方式和反应条件，但是化学氧化可将垃圾渗滤液内的一些难以生物降解的长链腐殖酸打断成短链的有机酸，从而改善可生物降解的性能，提高出水水质指标。国外相关的氧化技术有以下：光催化氧化固定床催化臭氧氧化法臭氧活性污泥联合法臭氧反应器(CHEMOX)Fenton法活性碳-H2O2催化氧化法在垃圾渗滤液的处理中，国外常用的氧化剂有H2O2和O3。末经活化的H2O2氧化电位较弱，一般需与催化剂如废铁屑或紫外线一起作用生成自由的羟基才具有很强的氧化性，通常加入催化剂铁盐容易因絮凝而产生污泥，其处理较为麻烦，较少用。臭氧的氧化能力比氯强，能杀灭细菌，能迅速而广泛地氧化分解水中大部分有机物，能有效的去除色、浊、嗅味，除铁、锰、硫化物、酚、农药等，但臭氧极易分解，氧化的中间产物如醛、酮、醇、过氧化物若经过氯化后会产生三卤甲烷，并且O3是一种有毒气体，对操作者会产生危害，必需严格防止泄漏，另外臭氧的制备及维护费较高，臭氧消毒费用为氯消毒费用的28倍。目前，在紫外线的照射下用H2O2和O3来处理污染浓度较高的垃圾渗滤液均因运行费用过高，而未得到推广应用，并且渗滤液中含有较高的碱度也影响H2O2、O3的氧化能力。C1O2作为一种消毒剂，国外早在40年代就开始应用，并且越来越普及。到目前为止仅美国就有400多家水厂应用二氧化氯，在欧洲，Cl O2的使用更为普遍，已有数千家水厂在应用。ClO2也是一种强氧化剂，能彻底去除色素，能去除工业废水中氯化、酚类、硫化物和恶臭物质等。随着国内Cl O2制备技术的提高，ClO2作为一种氧化剂用于处理我国的垃圾渗滤液从理论上而言具有一定的可行性。同样，化学氧化技术也宜作为一种配套处理工艺在渗滤液处理项目上进行工程应用。（6）蒸发方式处理蒸发工艺处理往往用于高浓度化工废液的浓缩，由于垃圾渗滤液处理的难度，在一些发达国家，也被用于渗滤液的处理。蒸发工艺原理比较简单，其通过加热以及负压的形式，使得原液中的水份蒸发后再冷凝形成排放水，原液被不断浓缩直至形成泥浆后进行脱水干化变成污泥。为提高效率和减少氨氮解析，原液往往需要调节pH值。蒸发工艺流程和操作相对简单，处理效果稳定，但对设备要求较高，并且能耗较大。同时，由于渗滤液氨氮较高，蒸发工艺需要增加去除氨氮的环节，一般来说，前处理技术采用氨吹脱工艺。渗滤液原水采用蒸发工艺直接排放的出水可以达到三级标准，但出水中会含有一定的挥发性COD和氨氮。（7）膜处理技术膜处理技术目前被认为是水处理领域中最为先进和处理彻底的一种技术，根据膜的性质可分为反渗透、超滤、纳滤以及微滤等。膜分离具有以下特点：膜分离技术在分离浓缩过程中，不发生相变化，也没有相变化的化学反应，因而不消耗相变能所以耗能少，尤其反渗透技术更为突出；在膜分离过程中，不需要从外界加入其它物质，这样可以节省原材料和化学药品；在膜分离过程中，一种物质得到分离，另一种(或一些)物质则被浓缩，浓缩与分离同时进行，这样能回收有价值的资源；根据膜的选择透过性和膜孔径大小不同，可以将不同粒径的物质分开，大分子和小分子的物质分开，因此使物质等到了纯化而不改变它们原有的属性；膜分离工艺不损坏对热有敏感和对热不稳定的物质，可以使其在常温下得到分离；膜分离工艺适应性强，处理规模可大可小，操作及维护方便，易于实现自动化控制。但膜技术只能将污染物进行物理拦截，不能像生化处理起到降解的作用。用于深度处理的膜可以分为四类，分别是微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)，这四种膜在分离过程中的驱动力是压力，在压力作用下溶剂和定量的溶质能够透过膜，而其余组份被截留，四者组成了一个可分离从离子到微粒的膜分离过程。图 11表示了这四种膜分离过程去除的粒子的大小范围。图 11四种膜分离范围示意图表 12各种膜处理技术比较项目微滤(MF)超滤(UF)纳滤(NF)反渗透(R0)膜结构微孔膜，对称结构和不对称结构微孔膜，多层不对称结构溶解一扩散膜，多层不对称结构或复合膜致密型溶解一扩散膜，多层不对称结构或复合膜膜材料聚丙烯(PP)和聚四氟乙烯(PTEE)等PS和PE/聚偏氟乙烯PVDF(有机膜)；氧化锆和氧化铝(无机膜)等芳香聚酰胺(PA)和醋酸纤维素(CA)等醋酸纤维素(CA)和芳香聚酰胺(PA)等微孔膜直径(m)O0810000802000080009(1nm范围)000010004渗透传递机理颗粒大小、形状，主要发生对流的传质分子特性、大小、形状，主要发生对流的传质根据溶解度及扩散系数之差进行分离，低压反渗透根据溶解度及扩散系数之差进行分离，只允许转相组分进行扩散的传递截留物质直径(m)008l0000802000080009(1nm范围)000010004截留物质近似分子量(g/mol)150080020030适用膜组件管式膜组件碟管式膜组件，管式膜组件，毛细管膜组件，平板式膜组件碟管式膜组件，卷式膜组件碟管式膜组件，中空纤维膜组件，卷式膜组件，板框式膜组件操作时跨膜压差(Mpa)0103O310083030200有效截留物质粒子(微生物、细菌、酵母、血球等)，悬浮物颗粒、纤维等大分子物质(微生物、细菌、酵母、血球等)，胶体(不同分子量)低分子量溶质，具有离子选择性(截留高价阴离子和阳离子，及盐、葡萄糖、乳糖和微污染物)几乎所有的阴离子和阳离子，无机盐、有机物、重金属和细菌、病毒无法截留物质水、溶剂中溶解物水、溶剂水分子和部分氨氮分子、一价阴离子和阳离子水分子和很少部分氨分子广泛应用领域悬浮液的提浓，半导体及电子工业超纯水的终端处理，低分子溶解物与大分子的分馏，果汁的浓缩，抗生素的提纯，反渗透系统前的初步净化一价离子和多价离子的分离，给水工程，生产用水的软化、纺织和造纸工业废水的脱色，葡萄酒脱醇等给水工程、海水淡化、垃圾填埋场渗滤液及其它成分复杂废水的净化处理等各种领域渗滤液中有害物质截留悬浮物(SS)，部分有机物悬浮物(SS)，部分有机物，重金属除水分子和部分氮氮分子、一价阴离子和阳离子外，几乎所有物质除水分子和很少部分氨氮分子外，几乎所有物质从上图表可以看出，各种膜分离技术各有其优势和应用范围。目前反渗透技术在垃圾渗滤液处理上应用较多，反渗透技术是以压力为驱动力的膜分离技术，其基本原理是利用半透膜将浓、稀溶液隔开，以压力差为推动力，施加以超过溶液渗透压的压力，使其改变自然的渗透方向，将浓溶液中的水压渗到稀溶液一侧。反渗透不对称膜中起分离作用的主要是高分子紧密排列的表面致密层，它通过物理的筛分作用和溶质一溶剂一膜面聚合物的相互作用，它几乎能去除水中所有杂质各种无机盐、子、分子、有机胶体、细菌、病毒、热源等。在浓缩液侧所施加的压力与溶液的渗透压有关，理论上，只要反渗透膜两侧所施加的压力超过渗透压，便可有反渗透现象发生，但在装置运行的实际过程中，由于浓差极化等因素的影响，所施加压力常为渗透压的几倍。1.7.2国内外垃圾渗滤液处理实例主体处理工艺通常以厌氧/好氧组合工艺为主，经过几十年的研究探索，垃圾渗滤液处理工艺已经有了很大进展。表1-3是国内外一些工程实例。表 13国内外渗滤液处理工程实例工 艺应用单位处理效果特 点缺 点普通活性污泥法两级生化处理杭州天子岭填埋场日处理渗滤液300t，出水达到GB7978-88三级排放标准采用两段式活性污泥法,一段利用细菌和低级霉菌的混合种群,二段培养原生动物占优势抗冲击负荷较差,受温度!降雨等季节性因素影响较大,产泥量大,处理费用高氨吹脱-厌氧-好氧深圳下坪渗滤液处理厂渗滤液设计处理量800m3d-1，出水达到GB7978-88三级排放标准化工规整填料塔脱氮，氨氮出水10mg/L左右UASBF-SBR鞍山市垃圾填埋场渗滤液处理量300m3/d，出水达到国家排放二级标准多元组合工艺对渗滤液实现分级；分步处理，系统运行稳定性高，可回收能源，脱氮效果好稳定塘-芦苇湿地-化学氧化上海市老港填埋场COD去除率97%，BOD5去除率94%，氨氮去除率80%以上产泥量少，运行管理和维护方便，能耗低污水停留时间长，占地面积大微氧曝气池-接触氧化池中山市老虎坑垃圾填埋场出水达到国家排放二级标准采用曝气吹脱和微氧曝气预处理，减轻氨氮对后续生物处理抑制作用，工艺针对性强，处理效果好1.7.3渗滤液处理工艺方案选择1.7.3.1渗滤液处理总体方案比较渗沥液处理工艺，应根据进水水质特点、排放标准要求、污水处理的规模，结合当地自然和社会经济等条件综合分析确定，并应具备以下两个重要特点。高负荷污水处理能力；能够适应不同季节、不同年份渗沥液水质、水量的波动，工艺能保证出水的稳定性。本项目要求排放标准为污水综合排放标准（GB8978-1996）中的一级排放标准，从目前的技术水平来看，能够胜任此要求只有应用膜技术，膜技术的应用目前比较成熟的有两大类，一是采用生化技术与膜技术相结合的工艺，二是直接应用特殊形式的膜工艺。这里拟对这两大类的代表工艺：“厌氧A/O膜生物反应器+纳滤”和“DTRO工艺进行比较分析，从中选出适宜的工艺方案。1.7.3.2方案一：厌氧（UASB）+A/O膜生物反应器+纳滤本方案中渗沥液处理系统由五部分组成，包括：(1) UASB反应器；(2)A/O膜生物反应器MBR系统；(3)纳滤(NF)（1）UASB反应器本方案厌氧工艺段选用UASB反应器。升流式厌氧污泥反应器（UASB）是一种技术先进、成熟的高效厌氧反应器。反应器主要有三个部分组成：进水分配系统配水系统位于UASB反应器底部，其功能是把废水均匀地分配到整个UASB反应器，使废水中的有机物均匀分布，有利于废水与微生物充分接触反应，是提高反应器容积利用率的关键，同时还具有搅拌混合的作用。反应区反应区包括污泥床和污泥悬浮层区，是UASB反应器的核心，是培养和富集厌氧微生物的区域，废水与微生物在这里产生生化反应，有机物主要在这里被厌氧菌分解。气、固、液分离器简称三相分离器，由沉淀区、集气室和气封组成，其功能是把混合液中的气体(沼气)、固体(厌氧污泥)和液体分离。首先气体被分离后进入集气室，然后固液混合液在沉淀区分离，固体靠重力返回反应区，三相分离器的效果直接影响UASB反应器的处理效果。出水系统出水系统主要是把沉淀区液面的澄清水均匀地收集起来，排出反应器外。排泥系统排泥系统定期将反应器内的剩余污泥排出反应器外。UASB在处理高浓度有机废水方面应用最为广泛，在国内外有大量的工程实例。与另外几种厌氧工艺如：厌氧接触法、厌氧流化床、厌氧复合床反应器相比，其突出优点是处理效率高，操作管理简便。厌氧颗粒污泥是高效厌氧反应器的重要特征之一。因为污泥的颗粒化使其不易被出水携带流出，而是保留在反应器内，保持反应器内较高的生物量，提高处理效率和抗冲击负荷能力。较高的上升流速有助于污泥的颗粒化。但在工程应用中，为了保证有机负荷的要求，UASB的水力负荷往往不高。在反应器设计中，可增加了出水循环回流系统，提高上升流速，促进污泥的颗粒化。由于渗滤液浓度存在较大的波动，在雨季浓度较低或在启动调试初期需要培养颗粒污泥时，产沼气量较小，内循环难以维持。而出水循环则是完全可控的，根据进水浓度、沼气产量、反应器内混合情况灵活调整，使之适应工艺的要求。（2）A/O膜生物反应器（MBR）A/O膜生物反应器(MBR)：膜生物反应器主要由膜组件和生物反应器两部分构成。大量的微生物(活性污泥)在生物反应器内与基质(废水中的可降解有机物等)充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时使有机污染物降解。膜组件对废水和污泥混合液进行固液分离。污泥被浓缩后返回生物反应器，从而避免了微生物的流失。膜组件相当于传统工艺的二沉池，但是克服了传统二沉池的很多缺点，膜生物反应器的主要特点详见下述。膜生物反应器的主要特点： 污染物去除效率高，出水水质好适应性强，耐冲击负荷工艺流程短，系统设备简单紧凑，占地面积小易实现自动化控制，维护简单，节省人力系统启动速度快，水质可以很快达到要求A/O工艺在反硝化菌的作用下，硝酸盐(NO3-)经NO2-、NO、N2O还原为N2的过程称为反硝化作用。反硝化菌分布在众多细菌属中，主要为异养菌，也有一部分是自养菌。反硝化过程中所利用的电子供体可以是有机物或还原性无机物质(如：硫化物和氢)，以有机物为电子供体的反硝化作用可表示为：公式 11公式 12反硝化过程由四种不同的酶催化完成，各种酶的协同作用是确保反硝化过程顺利进行的重要条件。1硝酸盐还原酶2亚硝酸盐还原酶3一氧化氮还原酶4一氧化二氮还原酶图 12反硝化过程途径工程中的反硝化菌群绝大多数为异养型兼性厌氧菌，为了保证反硝化效率，反应器内的溶解氧(DO)应控制在O.5mg/L以下。经过碳氧化反应器处理之后，有机物已大部分被去除。硝化阶段是生物脱氮的第一阶段，在好氧条件下微生物将氨转化为硝酸盐。NH4+被氧化成NO2，再氧化成NO3的生物过程，称为硝化作用，通常由自养菌或异养菌完成。其中，由自养菌引发的硝化作用，称为自养型硝化作用；由异养菌引发的硝化作用，称为异养型硝化作用。与自养型硝化作用相比较，异养型硝化作用较弱，在废(污)水生物处理中作用不大，可以略去不计。自养型硝化作用可分为两个阶段，首先在好氧氨氧化菌的作用下，使氨氮转化为亚硝酸盐氮(式33)；继之，亚硝酸盐氮在亚硝酸盐氧化菌的作用下，进一步氧化为硝酸盐氮(式34)。自养型硝化作用的总反应表示为式35。公式 13公式 14公式 15从生物化学的角度看，硝化过程由多种酶参与完成，并产生多种中间产物，可表示为：图 13硝化过程途径NH3是好氧氨氧化菌的真正基质。NH3首先在氨单加氧酶(AMO)的作用下，利用氧气将NH3氧化成羟氨(NH2OH)，这一步是好氧氨氧化的限速步骤；随后在羟氨氧化还原酶(HAO)的作用下，利用水中提供的氧将NH20H进一步氧化成NO2。催化NH3转化为NH2OH的AMO为膜内酶(即镶嵌于细胞膜内的酶)，而HAO则位于细胞膜外周质中，除了催化NH2OH氧化为NO2以外，还能催化联氨(N2H4)氧化。催化亚硝酸盐转化为硝酸盐的酶称为亚硝酸氧化还原酶(NOR)。NOR既可催化亚硝酸盐氧化成硝酸盐，也可催化硝酸盐还原成亚硝酸盐，并由此得名。在NOR的作用下，NO2结合来自水中的氧形成NO3。本工艺中将传统的水处理工艺A/O工艺与膜技术相结合，在提高废水BOD去除效率的同时，强化了脱氮效果。因为膜分离技术的使用，使得处理系统中具有较高的生物固体浓度，能够更有效的去除水中的有机物；同时由于硝化菌、亚硝化菌是自养菌，世代期较长，生长繁殖较慢，在与异养微生物的竞争中不易占优势。而MBR系统的泥龄可根据需要任意控制，污泥停留时间的延长，有利于在反应器内积累起大量的硝化菌和反硝化菌，使氨氮达到较彻底的去除。垃圾渗滤液的碳氮比较低，使得废水在好氧处理过程中极易发生污泥膨胀。在运行正常的渗沥液曝气池中经常观察到，当静止沉降时，池内的污泥可分为三层：上层是丝状菌在水面形成的浮渣层，下层沉降较好的是絮凝性活性污泥层，占大多数。还有相当一部分由于比重与水接近，在水中既不下沉也不上浮。采用常规的活性污泥法和二沉池，出水SS相当高。即使是SBR的静止沉降过程，也很难将中间呈悬浮状态的微生物完全去除。而MBR采用膜过滤出水，可将全部菌体分离，不必担心污泥膨胀给正常的运行带来影响。固液分离膜组件采用膜组件实现生物反应器的分离是废水处理的新工艺，膜组件取代传统工艺中的沉淀池，分离活性污泥混合液中的固体微生物和大分子溶解性物质。根据膜组件的设置位置，固液分离膜生物反应器可分为分置式膜生物反应器和一体式膜生物反应器两大类。分置式膜生物反应器是把膜组件和生物反应器分开设置。生物反应器中的混合液经循环泵增压后流入膜组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜层；成为系统处理出水；固形物、大分子物质等则被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器内。分置式膜生物反应器的特点是：运行稳定可靠；膜易于清洗、更换及增设；膜通量较大。在一体式膜生物反应器中，膜组件置于生物反应器内部。原水进入膜-生物反应器后，大部分污染物被混合液中的活性污泥分解，再在抽吸泵或水头差(提供很小的压差)作用下由膜过滤出水。膜组件下设置的曝气系统不仅给微生物分解有机物提供了所必需的氧气，而且气泡的冲刷和在膜表面形成的循环流速对污染物在膜表面的沉积起到了积极的阻碍作用。本工艺中采用的是外置式A/O膜生物反应器，系统由生化和膜分离两部分组成，为实现脱氮，生化部分通常分为硝化、反硝化两段，通过控制溶解氧、碱度、污泥龄等条件实现除碳、硝化及反硝化作用，对水中的有机污染物、氨氮等进行分解利用。（3）纳滤（NF）系统国内外纳滤技术的发展概况a、国外纳滤技术的发展概况纳滤(NF)膜的研究始于二十世纪70年代，美国Filmtec公司在二十世纪80年代中期相继开发出NF-40、NF-50、NF-70等型号的纳滤膜。由于市场前景看好，世界各国纷纷加入研究队伍，许多公司如美国的Osmonics公司（美国GE）、Fluid systems公司、日本电工、东丽公司等组织力量投入到开发纳滤技术的领域中。纳滤膜材料有醋酸纤维素、芳香聚酰胺、磺化聚醚砜等，纳滤膜品种不断增加，并且已经系列化；纳滤膜的分离性能也不断提高，对NaCl的脱除率可从5逐步提高到85。b、我国纳滤技术的发展我国从二十世纪90年代初期开始了纳滤膜的研究。近十几年来我国在纳滤膜的研制、纳滤膜分离特性和纳滤膜技术的应用研究等方面做了大量的工作，取得了较显著的进展，并在海岛高硬度苦咸水淡化和制药工业等领域已买际应用，为促进国民经济发展作出了很大贡献。与国外纳滤膜技术相比，我国纳滤膜技术尚有较大的差距。首先还不能研制出高性能商品化纳滤膜和高性能大型(如8英寸)纳滤膜组器，其次纳滤膜技术应用还停留在小型试验和工业性试验阶段。纳滤膜简介a、纳滤膜的定义、特点纳滤膜又叫超低压反渗透膜，通常，纳滤膜的定义包括6个方面：介于反渗滤和超滤之间；孔径在l nm以上，一般为12nm；适宜通过分子量为2001000Dalton；膜表面一般带负电荷；对单价离子的截留率小于90，对二价及多价离子有较高的去除率，达90以上。纳滤膜一个很大的特征是其电荷效应(Donnan效应)，是指大多数膜表面穿在带电基团，而且一般是负电荷。通过带电基团静电相互作用，纳滤膜可以阻碍多价离子的渗透，这就是纳滤膜在很低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。纳滤膜的特点主要体现在以下几个方面：（一）对不同价态离子截留效果不同。对单价离子的截留率低，对二价和多价离等的截留率明显高于单价离子。对阴离子的截留率按下列顺序递增：NO3ClOHCO32SO42：对阳离子的截留率按下列顺序递增：H+Na+KCa2 Mg2+Cu2+。 （二）对离子的截留率受离子半径影响。在分离同种离子时，离子价数相等，粒子半径越小，膜对该离子的截留率越低，离子价数越大，膜对该离子的截留率越高。（三）相比于反渗透膜分离技术，纳滤膜技术具有操作压力低，水通量大的特点。相比于微滤，纳滤具有截留分子量低，对许多中等分子量的溶质，如消毒副产品的前驱物、农药等微量有机物，致突变物等杂质能有效去除。对疏水型胶体、油、蛋白质和其他有机物有较强的抗污染性。b、纳滤膜的材料及其组件纳滤膜的材料基本上和反渗透膜材料相同，主要有CA(醋酸纤维素)、CACTA(醋酸纤维素一三醋酸纤维素)、磺化聚醚飒材料和芳香族聚酞胺材料以及无机材料等。目前，最广泛应用的是芳香族聚酞胺复合膜。纳滤膜的制备工艺也和反渗透膜大致相同，有相转化法、稀溶液涂层法、界面聚合法、热诱导相转化法、化学改性法、等离子聚合法和无机膜用的溶液一凝胶法等。其中，目前应用的大多数纳滤膜是以界面聚合法制备的。纳滤组件是将纳滤膜组装成能付诸实际应用的最小基本单元。纳滤组件与一般的膜组件形式基本相同，商品化的组件基本形式有板式、管式、卷式和中空纤维式。组件的尺寸可大可小，以适应不同规模的装置要求。纳滤膜的应用NF膜的独特性能决定了其广范的应用范围。NF的应用归纳为以下几个方面：a、对单价盐并不要求有很高的截留率；b、欲实现不同价态的离子分离；c、实现高相对分子质量与低相对分子质量的分离。纳滤系统相比超滤系统具有较好的过滤分离效果，能够分离大分子的有机物和悬浮固体，对盐类和氨氮也有较好的去除；与反渗透相比，纳滤的特点是操作压力小，能使小分子盐随出水排出，避免盐富集带来的不利影响，更因所需操作压力相对较小，运行费用较低。站内污水经过MBR预处理后的出水已经具有较好的水质，但是部分难降解有机物尚不能去除，氨氮含量也略高于排放要求，所以采用纳滤进一步分离难降解较大分子有机物，确保出水COD和氨氮都达到排放要求。纳滤净化水回收率85，COD、重金属离子及多价非金属离子(如磷等)达到出水要求。NF操作压力为520 bar。1.7.3.3方案二：两级DTRO系统方案二中渗沥液处理系统由四部分组成，包括：（1）调节池；（2）预处理系统；（3）一级DTRO系统；（4）二级DTRO系统；（5）污泥处理系统；（6）浓缩液处理系统。由于从以往的监测数据中得知，渗滤液中含有高浓度的SS，这是其他污水中不多见的，为了防止DTRO系统的砂滤器过频繁的清洗，这里引入了预处理，本方案采用的是沉淀作为DTRO的预处理，去除部分SS。经过调节池调节均化的渗滤液首先进入沉淀池，上清液流入集水井，用泵提升至DTRO系统，经过调pH值、砂滤、精滤进入膜系统，通过加压克服渗透压，排出清水，浓缩液则排入浓缩液储池等待回灌处理。DTRO膜系统作为一种膜分离工艺相对传统的生化工艺具有如下优势：反渗透膜对各项污染物都具有极高的去除率，出水水质好；出水稳定，受外界因素影响小。由于影响膜系统截留率的因素较少，所以系统出水水质很稳定，不受可生化性、炭氮比等因素的影向，对于处理不宜采用生化处理的老垃圾场渗滤液有着很大的优势；运行灵活，DTRO系统作为一套物理分离设备，操作十分灵活，可以连续运行，也可间歇运行，还可以调整系统的串并联方式，来适应水质水量的要求；建设周期短，调试、启动迅速。DTRO系统的建设主要为机械加工，附以配套的厂房、水池建设，规模很小，建设速度快。设备运抵现场后只需两周左右的时间安装调试工作就可完成：自动化程度高，操作运行简便。DT膜系统为全自动式，整个系统设有完善的检测、控制系统，PLC可以传感器参数自动调节，适时发出报警信号，对系统形成保护，操作人员只需根据操作手册查找错误代码排除故障，对操作人员的经验没有过高的要求；占地面积小，DTRO系统为集成式安装，附属构筑物及设施也是一些小型构筑物，占地面积很小；可移动性能强，可以安装在集装箱内，也可以安装在厂房里，一个项目结束后可以移至其它项目继续使用。在达到高水平的排放标准的前提下，相对其它工艺，投资省、运行费用低。作为物理式的分离方式也存在着如下缺点：膜分离方式只是物理分离，污染物并没有消除，系统产生的浓缩液还需进一步处置。1.7.3.4处理工艺比较为了便于两个方案的比较，我们分别从技术经济两方面进行比较，方案综合技术比较见表1-5。表1-5主要设备比较序号项目UASB+MBR+NF工艺两级DTRO工艺1流程工艺流程较多，相对复杂，生化过程结合物理过程流程较为简单，主要为物理过程2药剂所用药剂相对较多所用药剂相对较少，但在反渗透膜清洗上需要耗费大量药剂3土建土建相对较大工艺简单，土建较少4设备设备相对便宜，膜磨损较小膜损耗大，设备使用成本较高5动力动力较小能耗高6操作操作较为复杂操作简单7出水水质水质在任何情况下都能稳定达标氨氮容易超标，尤其在进水负荷较高时8污泥处置污泥处置安全可靠污泥处置较少9浓缩液处置浓缩液处置小，可靠浓缩液处理困难10适用范围适用各种场合不适用于氨氮浓度较高的废水为了保护流域水质，需要严格出水水质，考虑到垃圾渗滤液水质较为复杂，为了运行运行稳定，采用UASB+MBR+NF工艺，对进水要求低，出水水质稳定。1.8污泥、浓缩液控制与处置1.8.1污泥量的控制与处置本方案在选用工艺时，充分考虑了对剩余污泥量的控制，并采取了以下措施减少污泥量：（1）采用厌氧工艺去除大部分的有机污染物，因为厌氧处理的剩余污泥量比单纯好氧低的多，采用厌氧工艺减少的污泥量是可观的。（2）由于膜的截流作用，使得MBR工艺污泥浓度很高，系统在高容积负荷、低污泥负荷的条件下运行。微生物处于内源呼吸，底物基本上用于维持微生物的新陈代谢，而很少用于合成新的细胞物质。MBR与传统好氧工艺相比，产泥量40左右。（3）通过污泥浓缩池对污泥浓缩，采用“污泥浓缩+污泥脱水+炉内焚烧”工艺进行污泥处理与处置。1.8.2浓缩液的控制与最终处理纳滤系统处理废水过程中都会产生一定量的浓缩液，浓缩液回喷至垃圾库中通过垃圾过滤吸附然后再渗漏回到调节池中。1.9工艺流程设计1.9.1渗滤液工艺流程说明：（1）垃圾渗沥液经储坑收集后，首先用泵提升至格栅井，除去渗沥液中的大颗粒悬浮物及漂浮物；随后进入初沉池，去除污水中夹带的砂粒及部分无机物等，减少砂粒对机械设备造成过量磨损；（2）沉砂池出水自流进入调节池。调节池功能分为二部分：、调节水量和均匀水质，减少对处理系统的冲击负荷；、具有一定的水解酸化作用。调节池内设水流内循环起搅拌作用，防止污泥沉积；（3）调节池出水经提升泵提升至综合罐，综合罐起到中间水池的作用；（4）综合罐污水经泵提升进入UASB反应器，即水解酸化段和厌氧产甲烷段。水解酸化段主要是通过高负荷厌氧污泥作用，降解废水中高浓度有机物质，去除大部分COD，从而减少后段处理工艺负荷。在厌氧产甲烷段，水中的有机物通过甲烷菌等的作用，被分解为甲烷、CO2及大量的小分子直链烃，降低后续生化段的BOD及COD负荷。（5）经UASB处理后，废水自流进入A/O处理单元，在缺氧池，通过兼氧菌进一步分解及降解部分污染物质，去除部分CODcr，同时进行反硝化作用，使硝酸盐及亚硝酸盐转化成氮气，从而达到生物脱氮的功能，缺氧池出水自流至好氧池，大量的好氧菌再进一步分解及降解大部分污染物质，去除大部分CODcr同时进行硝化作用，为更好地进行反硝化奠定了基础；好氧池曝气采用罗茨风机曝气方式，较微孔曝气装置的氧利用率高，进一步提高微生物处理效率；（6）渗滤液经过A/O处理后，通过内置式超滤膜进行泥水分离。本系统使用的是中空纤维膜，MBR技术的引进，取代了传统工艺中的二沉池，同时通过截留污水中活性污泥而大大提高了水中MLSS浓度（1230g/L），从而大大提高了生化处理效率，减小了池容。（7）MBR膜出水进入纳滤系统除去大部分二价及多价离子和分子量在2001000的有机物，同时可除去少量的一价离子，使出水达到排放标准要求，合格水排到回用水池供厂区回用。（8）在处理过程中调节池、厌氧罐、等系统产生的沼气气经管道收集后送到沼气处理系统自动燃烧；（9）纳滤的浓水排到浓缩液池，经泵回喷至焚烧炉进行焚烧处理。（10）在处理过程中初沉池、A/O池产生的污泥经排入污泥浓缩池，调理后经压滤机进行泥水分离，脱水后污泥含水率低于75%，并通过焚烧炉进行焚烧无害化处置。污泥浓缩池上清液和污泥脱水回流至水调节池。1.9.2臭气处理本工程调节池、综合罐、厌氧罐、污泥浓缩池和浓缩液池都是全密封，并通过轴流风机对调节池、酸化池、UASB、污泥池和浓缩液池等构筑物进行换气，采用负压将所有构筑物中的臭气引入垃圾库中的一次风机入口处，避免臭气外泄。1.10 设备选型 a.水泵本工程水泵除膜处理车间的进水泵、循环泵、高压泵采用进口设备外，其它采用国产一流品牌。b.罗茨风机本工程采用国内优质的鼓风机。一台风机采用变频电机。c.电气、仪表及自控设备高、低压开关柜、PLC柜：国内很多厂家生产，质量都已过关，还有一些合资企业如：厦门ABB公司、上海西门子公司等产品质量较好。设计采用国产设备。仪表：污水站内的仪表有DO计、PH计、流量计等，国内产品质量不过关，使用中经常出现问题，需经常维修、更换。因此，在线仪表应采用进口设备。计算机：国产产品。d.膜本工程用到的膜有超滤和纳滤膜两种，国外专业生产水处理膜的厂家有美国科氏（KOCH，前身ROMICON）、通用GE膜、海德能、PALL、ZENON；荷兰诺芮特、德国特里高、日本住友等。根据目前渗滤液处理成功案例来看，日本住友超滤膜较多的被应用在垃圾渗滤液处理上，也表现出了较优越的性能。纳滤膜中美国通用DK系列专门用于垃圾渗滤液的处理较好性能。国内有天津膜天 、招远膜天、格兰特、欧美赛尔（DOW)、海南立升、西斗门、蓝星、大连欧科、天津创新芳苑等。国内膜产品质量不过关，尤其对于垃圾渗滤液这种高浓度复杂废水，使用中经常出现问题，需经常维修、更换，因此本工程膜考虑采用进口优质膜。因此，综合价格和性能比较，本工程推荐除了在线仪表、膜系统及部分水泵采用国外进口设备外，其余设备全部采用国内一流产品。1.11渗滤液各工艺段去除效果表 11各工艺段去除效果序号处理单元CODCrBOD5NH3-NSS1调节池进水5000025000250020000出水30000.0 15000.0 2000.0 20000.0 去除率（%）40402002综合罐进水30000.015000.02000.020000.0出水21000.0