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pHCODCrmg/L氨氮mg/L总氮mg/LSSmg/L色度倍TDSmg/L氯离子mg/L原水指标8-921008508803300出水指标6.5-8.5101.0105101000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。原水调节池反硝化池硝化池污泥池至填埋场回灌TMBR装置NF装置RO装置清洗装置出水清洗装置清洗装置浓缩液回流浓缩液回流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CODCrmg/LTOCmg/L氨氮mg/L总氮mg/L调节池出水2100832861840硝化池出水195081524.8775超滤出水10004788.03755纳滤出水323.11.4存在的主要问题现有工艺存在的主要问题为：⑴．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。⑵．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。⑶．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）》DB11/307-20132.1.3《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调节池出水混凝反应池复合混凝剂PAM高效沉淀池催化氧化池等离子发生器复合滤池污泥浓缩池现有生化系统现有TMBR系统现有NF系统达标排放成分，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：①.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；②.无产生二次污染；③.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/dCODCrCOD总去除率色度/倍mg/L去除率调节池出水11002100——本方案预处理单元进水1100210076.2%76.2%出水70050020硝化-反硝化单元进水70050050%88.1%出水70025050超滤单元进水2000025020%90.5出水70020010纳滤单元进水70020097%99.7%出水30061五、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×3m60m32高效沉淀池Φ12m×4m452m33催化氧化池8m×2m×3m48m34复合滤池原清水池改造费用5污泥浓缩池Φ6m×4m113m36设备间10m×8m×3.3m80m27合计753m36.2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