30吨两级dtro技术方案

1、垃圾渗滤液处理工程垃圾渗滤液处理工程 两级两级 dtro 工艺工艺 技术方案技术方案 （30t/d） 北京天地人环保科技有限公司北京天地人环保科技有限公司 二零一二年二月二零一二年二月 目目 录录 一、一、 概况概况.3 1.1工程地点.3 1.2工程规模.3 1.3设计范围.3 1.4设计依据.3 1.5执行规范标准.3 2工艺设计工艺设计.4 2.1设计水质水量.4 2.1.1设计水量.4 2.1.2设计进水水质.4 2.1.3设计出水水质.4 2.1.4清水排放及浓缩液处理.4 2.2水质特征分析及工艺路线确定.5 2.2.1填埋场渗滤液的水质特点.5 2.2.2本项目的水质特点.6 2

2、.2.3本项目工艺路线.7 2.3两级 dtro 工艺介绍.7 2.3.1碟管式膜组件.7 2.3.2两级dtro工艺.9 2.4工艺流程及说明.12 2.4.1工艺流程.12 2.4.2流程说明.12 2.4.2.1预处理.12 2.4.2.2两级 dtro 系统 .13 2.4.2.3清水脱气及 ph 值调节 .15 2.4.2.4设备的冲洗和清洗.15 2.4.3工艺计算及设备配置方案.16 2.4.3.1水量平衡计算.16 2.4.3.2dtro 成套装置选型计算 .18 2.4.3.3主要建构筑物及设备配置方案.20 2.5去除效果预测.21 2.6浓缩液处理方案.22 2.6.1浓

3、缩液回灌的理论依据.22 2.6.2浓缩液的回灌实际应用.23 2.6.3有控制的浓缩液回灌方式.25 2.6.4浓缩液回灌率的设定.26 3电气设计电气设计.28 3.1设计范围.28 3.2供电设计.28 3.3照明.28 3.4设备防雷接地.29 3.5电缆敷设.29 3.6通讯.29 4自控设计自控设计.29 4.1控制系统的组成.29 4.2膜处理设备控制方案.29 4.3控制系统配置及架构.30 5土建及公用工程土建及公用工程.31 5.1土建工程.31 5.1.1反渗透处理车间.31 5.2给排水以及消防.31 5.2.1给水.31 5.2.2排水.31 5.2.3消防.31 6

4、环保节能与劳动保护环保节能与劳动保护.32 6.1通风和除臭.32 6.2废液污染控制.32 6.3噪声污染控制.32 6.4劳动保护与安全卫生.32 7劳动定员与运行成本分析劳动定员与运行成本分析.32 8建构筑物及主要设备材料清单建构筑物及主要设备材料清单.33 8.1主要建构筑物清单.33 8.2主要设备清单.33 一、一、 概况概况 1.1工程地点工程地点 *生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理工程位于*生活垃圾卫生填埋场用地红线内。 1.2工程规模工程规模 工程处理规模为 30 吨/天。 1.3设计范围设计范围 本方案设计范围为随州生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理工程厂区红线内建构筑 物、设备、

5、管道及电气自控设计。 1.4设计依据设计依据 dtro 中试设备（处理能力 24t/d）在我国二十七个省、直辖市等地垃圾填埋场 的渗滤液处理试验资料； 1.5执行规范标准执行规范标准 中华人民共和国环境保护法 （1989） 中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法1995 生活垃圾填埋场污染控制标准 （gb16889-2008） ； 中水水质标准 （gb50336-2002） ； 城市杂用水标准 （gb/t18919-2002） ； 恶臭污染物排放标准 （gb14554-93） ； 城市环境卫生设施设置标准 （cjj27-89） ； 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 （cjj31） ；

6、室外排水设计规范 （gbj14-87 1997） ； 建筑物防雷设计规范 （gb50057-94） ； 城市污水再生利用景观水质标准 （gb/t18921-2002） 水质 氨氮的测定 纳氏试剂法 gb 7478-1987 水质 五日生化需氧量（bod5）的测定 稀释与接种法 gb 7488-1987 水质 悬浮物的测定 重量法 gb/t 11901-1989 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法 gb 11914-1989 生活垃圾填埋污染控制标准 （gb16889-1977） 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 （gb 18599-2001） 生活垃圾填埋场环境检测技术要求 （gb/t

7、 18772-2002） 生活垃圾渗沥水 （cj/t 3018.1cj/t 3018.15 系列标准）cj/t 3018. -1993 生活垃圾填埋场环境监测技术标准 （cj/t 3037-1995） 生活垃圾卫生填埋技术规范 （cjj 17-2004） 碟管式反渗透高浓度处理设备 （q/dxtdf001-2006） 生活垃圾渗滤液碟管式反渗透处理设备 （cjt279-2008） 2 工艺设计工艺设计 2.1设计水质水量设计水质水量 2.1.1设计水量设计水量 本工程设计水量为 30 吨/天（进水），设计余量为 1.1。 2.1.2设计进水水质设计进水水质 根据随州生活垃圾卫生填埋场渗滤液水质

8、情况，确定设计进水水质如下表： 设计进水主要水质指标表设计进水主要水质指标表 项目 codcr (mg/l) bod5 (mg/l) ss (mg/l) nh3-n (mg/l) tn (mg/l) ph 浓度20000800010002000250069 2.1.3设计出水水质设计出水水质 根据业主要求及排放需要，确定出水水质如下：生活垃圾填埋污染控制标准 （gb16889-2008）表 2 标准。 项目 codcr (mg/l) bod5 (mg/l) ss (mg/l) nh3-n (mg/l) tn (mg/l) ph 表 2 标准1003030254069 2.1.4清水排放及浓缩液

9、处理清水排放及浓缩液处理 本项目出水排放至厂区排放管网，浓缩液做回灌处理（详见浓缩液回灌方案） 。 2.2水质特征分析及工艺路线确定水质特征分析及工艺路线确定 2.2.1填埋场渗滤液的水质特点填埋场渗滤液的水质特点 垃圾渗滤液的水质受垃圾成分、处理规模、降水量、气候、填埋工艺及填埋场 使用年限等因素的影响，通常而言，具有如下特点： （1）渗滤液前、后期水质变化大渗滤液前、后期水质变化大。渗滤液的水质变化幅度很大，它不仅体现在 同一年内各个季节水质差别很大，浓度变幅可高达几倍，并且随着填埋年限的增加， 水质特征也在不断发生变化，如渗滤液的碳氮比、可生化性随着填埋年限的增加而 降低。通常在填埋初期

10、，氨氮浓度较低，用生物脱氮就可去除渗滤液中的氨氮，但 随着填埋年限的增加，氨氮浓度不断增加，cod 不断下降，最好采用物化法处理。 （2）有机物浓度高有机物浓度高。垃圾渗滤液中的 codcr 和 bod5浓度最高可达几万毫克/ 升，与城市污水相比，浓度非常高。高浓度的垃圾渗滤液主要是在酸性发酵阶段产 生，ph 值略低于 7，低分子脂肪酸的 cod 占总量的 80%以上，bod5与 cod 比值 为 0.50.6，随着填埋场填埋年限的增加，bod5与 cod 比值将逐渐降低。 （3）部分重金属离子含量高部分重金属离子含量高。垃圾渗滤液是含有十多种重金属离子，其中铁和 锌在酸性发酵阶段浓度较高，据

11、报道，有的填埋场铁的浓度可高达 2000mg/l 左右， 锌的浓度可达 130mg/l 左右，均超过一般的排放标准，需进行处理。 （4）氨氮含量高氨氮含量高。由于大部分填埋场为厌氧填埋，堆体内的厌氧环境造成渗滤 中氨氮浓度极高，并且随着填埋年限的增加而不断升高，有时可高达 10003000mg/l。当采用生物处理系统时，需采用很长的停留时间，以避免氨氮或其 氧化衍生物对微生物的毒害作用。 （5）营养元素比例失调营养元素比例失调。一般的垃圾渗滤液中 bod5/tp 大都大于 300，与微 生物生长所需的磷元素相差较大，因此在污水处理中缺乏磷元素，需要加以补给。 另一方面，老龄填埋场的渗滤液的 b

12、od5/nh3-n 却经常小于 1，要使用生物法处理时， 需要补充碳源。 （6）盐份含量高盐份含量高。填埋场渗滤液通常含有大量的盐份，总的含盐量通常高达 10000mg/l 以上，采用膜处理会由于渗透压过大造成产水率过低，采用生化处理会因 为含盐量过高造成启动困难，运行不稳，甚至无法运行。 （7）总氮以氨氮为主总氮以氨氮为主。由于填埋场的厌氧环境，硝化难以进行，使得渗滤液中 氮元素以氨氮为主，硝态氮极少，同时也意味着氨氮的去除的同时总氮也被去除。 2.2.2本项目的水质特点本项目的水质特点 填埋场按照填埋气组成等参数可以大致分为五个阶段，如下图所示，第一阶段 为好氧阶段，导气管中引出的气体主要

13、为空气，此时产生的渗滤液 cod 浓度较高， 氨氮浓度较低，可生化性较好；第二阶段为酸化阶段，垃圾堆体中以酸化反应为主， 填埋气主要为氮气、二氧化碳、氢气，渗滤液水质与第一阶段类似；第三阶段为不 稳定的产甲烷段，堆体中厌氧产甲烷菌开始逐渐成为优势菌种，甲烷气体的比重开 始上升，渗滤液中的有机物开始下降，相反由厌氧分解蛋白质等含氮物质产生的铵 盐开始上升，渗滤液的可生化性下降；第四阶段为稳定的产甲烷阶段，填埋气主要 由二氧化碳和甲烷组成，渗滤液的可生化性已经比较差，易于生化的有机物急剧下 降，图中以挥发性有机酸 vft（vfc）表示；到最后一个阶段即结束阶段，垃圾中 的有机物已经分解殆尽，此时的

14、渗滤液已不具备可生化性。 其中渗滤液可生化性较好的前三个阶段时间较短，只有三至五年，便进入了第 四个阶段，渗滤液的可生化性逐年下降，直至有机物含量降至零。 2.2.3本项目工艺路线本项目工艺路线 本项目为新建项目，渗滤液水质将完整经历所有 5 个阶段，水质变化极大，要 求渗滤液处理系统既可以处理前期浓度高可生化性好的渗滤液，亦可处理三五年后 浓度低但可生化性差的渗滤液，保证系统出水稳定达标。 根据以上要求及技术经济比较，确定本项目处理工艺为两级 dtro 工艺。 2.3两级两级 dtro 工艺介绍工艺介绍 2.3.1碟管式膜组件碟管式膜组件 dt 膜技术即碟管式膜技术，分为 dtro（碟管式反

15、渗透）和 dtnf（碟管式纳 滤）两大类，是一种专利型膜分离设备。该技术是专门针对渗滤液处理开发的它的 膜组件构造与传统的卷式膜着截然不同，原液流道：碟管式膜组件具有专利的流道 设计形式，采用开放式流道，料液通过入口进入压力容器中，从导流盘与外壳之间 的通道流到组件的另一端，在另一端法兰处，料液通过 8 个通道进入导流盘中，被 处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜，然后 180 逆转到另一膜面，再从导流盘 中心的槽口流入到下一个导流盘，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到 圆周，再到圆中心的双”s”形路线，浓缩液最后从进料端法兰处流出。dt 组件两导 流盘之间的距离为 4mm，导流盘表面

16、有一定方式排列的凸点。这种特殊的水力学设 计使处理液在压力作用下流经滤膜表面遇凸点碰撞时形成湍流，增加透过速率和自 清洗功能，从而有效地避免了膜堵塞和浓度极化现象，成功地延长了膜片的使用寿 命；清洗时也容易将膜片上的积垢洗净，保证碟管式膜组适用于处理高浑浊度和高 含砂系数的废水，适应更恶劣的进水条件。 透过液流道：过滤膜片由两张同心环状反渗透膜组成，膜中间夹着一层丝状支 架，使通过膜片的净水可以快速流向出口。这三层环状材料的外环用超声波技术焊 接，内环开口，为净水出口。渗透液在膜片中间沿丝状支架流到中心拉杆外围的透 过液通道，导流盘上的 o 型密封圈防止原水进入透过液通道；透过液从膜片到中心

17、的距离非常短，且对于组件内所的过滤膜片均相等。 碟管式膜柱流道示意图碟管式膜柱流道示意图 dt 膜片和导流盘膜片和导流盘 2.3.2两级两级 dtro 工艺工艺 两级 dtro 工艺是基于碟管式反渗透膜的工艺运用，其核心技术在于碟管式反 渗透膜的独特结构形式，使得反渗透膜直接处理垃圾渗滤液成为可能，是一种稳定 可靠的垃圾渗滤液处理技术，在满足现行垃圾填埋场污染物控制排放标准的工艺路 线中，具备投资省、自控程度高操作维护简便、运行费用低以及稳定持续满足排放 进料进料透过液透过液 浓缩液浓缩液 要求的特点，具体如下： （1） 流程简洁紧凑，设备成套装置标准化流程简洁紧凑，设备成套装置标准化 如两级

18、 dtro 成套装置图，该成套装置中集成了用于预处理的砂滤系统、保安 过滤器，用于反渗透分离的膜组件、高压泵、循环泵，用于系统清洗的清洗水箱以 及用于设备供电及控制的 mcc 柜和 plc 柜等。 此外，用于原水加酸调节，出水碱回调等原水罐、泵阀等也是标准化成套设备， 均在工厂完成加工、安装及调试；运达现场 吊装就位后即可调试，投入运行周期短。 （2） 工艺稳定性强、维护简单、能耗低工艺稳定性强、维护简单、能耗低 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、 炭氮比等因素的影响；工艺中采用的 dt 膜组件采用标准化设计，组件易于拆卸维护， 打开 dt 组件可以轻松检查

19、维护任何一片过滤膜片及其它部件，维修简单，当零部件 两级两级 dtrodtro 成套装置图成套装置图 罐系统成套装置图罐系统成套装置图 1 1罐系统成套装置图罐系统成套装置图 2 2 数量不够时，组件允许少装一些膜片及导流盘而不影响 dt 膜组件的使用。 dt 膜组件有效避免膜的结垢，膜污染减轻，使反渗透膜的寿命延长。dt 的特 殊结构及水力学设计使膜组易于清洗，清洗后通量恢复性非常好，从而延长了膜片 寿命。实践工程表明，在渗液原液处理中，一级 dt 膜片寿命可长达 3 年，甚至更长， 接在其它处理设施后（比如 mbr）寿命长达 5 年以上，这对一般的反渗透处理系统 是无法达到的。 在该工艺中

20、不需要实现污染物质的最终去除，仅为分离作用，因此，运行能耗 大大降低；dt 组件内部任何单个部件均允许单独更换。过滤部分由多个过滤膜片及 导流盘装配而成，当过滤膜片需更换时可进行单个更换，对于过滤性能好的膜片仍 可继续使用，这最大程序减少了换膜成本。 （3） 出水水质好出水水质好 反渗透膜对各项污染物都具有极高的去除率，出水水质好，目前的主要运用为单 级（串联至生化出水后）及两级 dtro，完全可以满足生活垃圾填埋污染控制标准 （gb16889-2008）表 2 或表 3 标准的要求。 （4） 运行灵活运行灵活 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

21、可以调整系统的串并联方式，来适应水质水量的要求。 （5） 建设周期短，调试、启动迅速建设周期短，调试、启动迅速 两级 dtro 工艺的核心组件均在工厂组装完毕，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。 （6） 自动化程度高，操作运行简自动化程度高，操作运行简 该工艺系统为全自动式，整个系统设有完善的监测、控制系统，plc 可以根据 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。 （7） 占地面积小占地面积小 两级 dtro 工艺的核心设备为集

22、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。 （8） 可循环使用可循环使用 两级 dtro 工艺的核心组件为 dtro 一体化设备，移动安装简便，设备整体使 用寿命 20 年以上，一个项目结束后可移至其它项目继续使用。 2.4工艺流程及说明工艺流程及说明 2.4.1工艺流程工艺流程 调节池 原水罐 酸 预过滤一级dtro二级dtro 浓缩液池 阻垢剂 阻垢剂 回灌或焚烧处理 回灌或焚烧处理 脱气塔及清水罐 达标排放 达标排放 两两级级dtro工工艺艺流流程程图图 两两级级dtro工工艺艺流流程程图图 2.4.2流程说明流程说明 2.4.2.1预处理预处理 渗滤液 ph 值随着

23、厂龄的增加、环境等各种条件的变化而变化，其组成成份复杂， 存在各种钙、镁、钡、硅等种难溶盐，这些难溶无机盐进入反渗透系统后被高倍浓 缩，当其浓度超过该条件下的溶解度时将会在膜表面产生结垢现象。而调节原水 ph 值能有效防止碳酸盐类无机盐的结垢，故在进入反渗透前须对原水进行 ph 值调节。 调节池出水泵入反渗透系统的原水罐，在原水罐中通过加酸，调节 ph，原水罐 的出水经原水泵加压后再进入石英砂过滤器，砂滤器数量按具体处理规模确定，其 过滤精度为 50m。砂滤器进、出水端都有压力表，当压差超过 2.5bar 的时候须执行 反洗程序。砂滤器反冲洗的频率取决于进水的悬浮物含量，对一般的垃圾填埋场，

24、砂滤器反冲洗周期约 100 小时左右，对于 ss 值比较低的原水，砂滤运行 100 小时后 若压差未超过 2.5bar 也须进行反冲洗，以避免石英砂的过度压实及板结现象，两者 以先到时间为自动激活砂滤反洗时间。砂滤水洗采用原水清洗；气洗使用旋片压缩 机产生的压缩空气。 砂滤出水后进入芯式过滤器，对于渗沥液级系统，由于原水中钙、镁、钡等易 结垢离子和硅酸盐含量高，经 dt 膜组件高倍浓缩后这些盐容易在浓缩液侧出现过饱 和状态，所以根据实际水质情况在芯式过滤器前加入一定量的阻垢剂防止硅垢及硫 酸盐结垢现象的发生，具体添加量由原水水质分析情况确定，阻垢剂应加 20 倍水进 行稀释后使用。芯式过滤器为

25、膜柱提供最后一道保护屏障，芯式过滤器的精度为 10m。同样，芯式过滤器的数量同砂滤一样按具体处理规模确定。 芯式 过滤器 砂滤增压泵 原水罐原水泵储酸罐加酸泵 调节池 渗滤液 清洗剂 （清洗时使用） 阻垢剂 砂滤器 清水泵（冲洗时使用） 反洗风机 至dtro 预处理系统工艺流程示意图预处理系统工艺流程示意图 2.4.2.2两级两级 dtro 系统系统 膜系统为两级反渗透，第一级反渗透需要从芯式过滤器后进水，第二级反渗透 处理第一级透过水。 原水储罐的出水，由泵 pk00211 给反渗透设备供水，砂滤器增压泵 pk13011 给 渗滤液提供压力。砂滤器共有 1 个，fs13011。砂滤器进、出水

26、端都有压力表，当压 差超过 2.5bar 的时候须执行反洗程序。砂滤器反冲洗的频率取决于进水的悬浮物含 量。反冲洗时先用气泵 rk13811 进行气洗，再用泵 pk13011 进行渗滤液冲洗，砂滤 器的过滤精度为 50m。经过砂滤器后渗滤液直接进入芯式过滤器，设备配有芯式过 滤器 2 台，其进、出水端都有压力表，当压差超过 2.0bar 的时候进行更换滤芯。芯 式过滤器过滤的精度为 10m 为膜柱提供最后一道保护屏障。为了防止各种难溶性硫 酸盐、硅酸盐在膜组件内由于高倍浓缩产生结垢现象，有效延长膜使用寿命，在一 级反渗透膜前需加入一定量的阻垢剂。添加量按原水中难溶盐的浓度确定。 经过芯式过滤器

27、的渗滤液直接进入一级反渗透高压柱塞泵。 dt 膜系统每台柱塞泵后边都有一个减震器，用于吸收高压泵产生的压力脉冲， 给膜柱提供平稳的压力。经高压泵后的出水进入膜组件，膜组件采碟管式反渗透膜 柱，抗污染性强，物料交换效果好的优点，对渗沥液的适应性很强，一级 dtro 膜 寿可达 3 年以上，二级 dtro 膜寿命长达 5 年。一级反渗透系统拟设两组，为串联 连接方式，第一组反渗透的浓液进入串联后置的第二组，各组处理的浓液 cod 浓度 及盐含量依次增加。二级反渗透设一组。 第一级反渗透的减震器出水进入第一个膜组（fm161） ，第一组由高压泵直接供 水，第二组膜柱配一台在线循环泵以产生足够的流量和

28、流速以克服膜污染；第二级 反渗透不需要在线增压泵，由于其进水电导率比较低，回收率比较高，仅仅使用高 压泵就可以满足要求。 膜柱组出水分为两部分。第一级反渗透的透过液排向第二级反渗透的进水端， 浓缩液排入浓缩液储存池。第二级反渗透的透过液进入净水储存池，等待回用，浓 缩液进入第一级反渗透的进水端，进行进一步的处理。两级反渗透的浓缩液端各有 一个压力调节阀(vs1601 和 vs2601)，用于控制膜组内的压力，以产生必要的净水回 收率。 高压泵 透过液 浓缩液 一级出水 至浓缩液池 vs阀 减震器 循环泵 一级透过液去二级 二级浓缩液回流 一级一级 dtro 工艺流程示意图工艺流程示意图 高压泵

29、 清水泵 清水池 透过液 浓缩液 吹脱塔 清水箱 砂滤前 一级出水 回流至一级 脱气风机 vs阀 减震器 二级二级 dtro 工艺流程示意图工艺流程示意图 2.4.2.3清水脱气及清水脱气及 ph 值调节值调节 由于渗滤液中含有一定的溶解性气体，而反渗透膜可以脱除溶解性的离子而不 能脱除溶解性的气体，就可能导致反渗透膜产水 ph 值会稍低于排放要求，经脱气塔 脱除透过液中溶解的酸性气体后，ph 值能显著上升，若经脱气塔后的清水 ph 值仍 低于排放要求，此时系统将自动加少量碱回调 ph 值至排放要求。由于出水经脱气塔 脱气处理，只需加微量的碱液即能达到排放要求。 出水 ph 回调在清水罐中进行

30、，清水排放管中安装有 ph 值传感器，plc 判断出 水 ph 值并自动调节计量泵的频率以调整加碱量，最终使排水 ph 值达到排放要求。 2.4.2.4设备的冲洗和清洗设备的冲洗和清洗 膜组的清洗包括冲洗和化学清洗两种。 反渗透系统有清洗剂 a、清洗剂 c、阻垢剂和清洗缓冲罐。操作人员需要定期给储 罐添加清洗剂和阻垢剂，设定清洗执行时间，需要清洗的时候系统自动执行。 系统冲洗：系统冲洗： 膜组的冲洗在每次系统关闭时进行，在正常开机运行状态下需要停机时，一般都采 取先冲洗后再停机模式。系统故障时自动停机，也执行冲洗程序。冲洗的主要目的是防 止渗滤液中的污染物在膜片表面沉积。冲洗分为两种，一种是用

31、渗滤液冲洗，一种是净 水冲洗，两种冲洗的时间都可以在操作界面上设定，一般为 25 分钟。 化化学学清清洗洗： 为保持膜片的性能，膜组应该定期进行化学清洗。清洗剂分酸性清洗剂和碱性 清洗剂两种，碱性清洗剂的主要作用是清除有机物的污染，酸性清洗剂的主要作用 是清除无机物污染。 在清洗时，清洗剂溶液在膜组系统内循环，以除去沉积在膜片上的污染物质， 清洗时间一般为 12 个小时，但可以随时终止。清洗完毕后的液体排出系统到调节 池。膜组的化学清洗由计算机系统自动控制，可在计算机界面上设定清洗参数。 清洗剂一般稀释到 510%后使用。 清清洗洗周周期期 清洗时间间隔的长短取决于进水中的污染物质浓度，当在相

32、同进水条件下，膜系 统透过液流量减少 10%15%或膜组件进出口压差超过允许的设定值（dt 组件进出 压差为 12bar，卷式 ro 膜管进出压差 2.5bar）时需进行清洗，经正常情况下清洗周 期如下： 一级 dt 系统的化学清洗周期： 碱洗： 47 天，ph=1011，温度 35 酸洗： 814 天，ph=2.53.5，温度 35 二级 dt 系统的化学清洗周期： 碱洗： 814 天，ph=1011，温度 35 酸洗： 1428 天，ph=2.53.5，温度 35 2.4.3工艺计算及设备配置方案工艺计算及设备配置方案 2.4.3.1水量平衡计算水量平衡计算 水量平衡计算如水量平衡图： 硫

33、酸 原水罐砂滤器 浓缩液池 脱气塔 30t两两级级dtro水水量量平平衡衡图图 30t两两级级dtro水水量量平平衡衡图图 调节池 芯式过滤器 回灌处理 一一级级dtro设设计计回回收收率率77% 一一级级dtro设设计计回回收收率率77% 二二级级dtro设设计计回回收收率率90% 二二级级dtro设设计计回回收收率率90% 清水罐 30m 3 /d 30m3/d 30m 3 /d 30m3/d 32.5m 3 /d 32.5m3/d 7.5m 3 /d 7.5m3/d 浓浓缩缩液液 浓浓缩缩液液 7.5m 3 /d 7.5m3/d 浓浓缩缩液液 浓浓缩缩液液 22.5m 3 /d 22.5

34、m3/d 透透过过液液 透透过过液液 22.5m 3 /d 22.5m3/d 透透过过液液 透透过过液液 25m 3 /d 25m3/d 2.5m 3 /d 2.5m3/d 浓浓缩缩液液 浓浓缩缩液液 25m 3 /d 25m3/d 透透过过液液 透透过过液液 32.5m 3 /d 32.5m3/d 注：原水电导率注：原水电导率15ms/cm（水温高于（水温高于 15） ，总回收率，总回收率80%，即最终出水，即最终出水24m3/d。 原水电导率原水电导率20ms/cm（水温高于（水温高于 15） ，总回收率，总回收率78%，即最终出水，即最终出水23.4m3/d。 原水电导率原水电导率25m

35、s/cm（水温高于（水温高于 15） ，总回收率，总回收率75%，即最终出水，即最终出水22.5m3/d。 （上图中按此数值进行计算）（上图中按此数值进行计算） 进水温度低于进水温度低于 15时，温度每降低时，温度每降低 1，回收率下降约，回收率下降约 0.5%，反之升高；进水温度低于，反之升高；进水温度低于 10时，温度每降低时，温度每降低 1，回收率下降，回收率下降 约约 1%，反之升高；进水水温高于，反之升高；进水水温高于 20时，温度的变化对回收率影响不大。时，温度的变化对回收率影响不大。 上述水量平衡按开机率上述水量平衡按开机率 90%（即每天工作（即每天工作 21.6 小时）计算所

36、得，若满负荷工作处理水量则为小时）计算所得，若满负荷工作处理水量则为 1.1 倍，即进水倍，即进水 33 吨。吨。 2.4.3.2dtro 成套装置选型计算成套装置选型计算 如水量平衡图，本项目设计回收率 75%，设计处理量 30t/d，设计清液产量 22.5t/d（原水电导率25ms/cm（水温高于 15） ） ，成套装置选型计算如下表： 单元项目数值 富裕系数设计富裕系数n=1.10 处理水量设计处理水量qd=30.00m/d 清液产量设计清液产量qd=22.50m/d 数量设计台数1 台 装机功率装机功率25kw 系统参数 运行功率运行功率12.6kw 设计富裕系数n=1.10 设计处理

37、量qd=32.5m/d 设计回收率rro=77.00% 设计清液产量qd=25m/d 设计处理量 设计清液产量qh=(qp * n)/24=1.14m/h 膜过滤形式错流过滤 膜组件型号210 39abs1b，9.405 m2，dtro-bw 膜材质聚酰胺复合膜 截留率98% (49000s/cm，70bar，25) 膜组件直径8” 浓水流道宽度1.5 mm 膜组件长度l=1200 mm 膜组件参数 单支膜组件面积sro=9.405m2 设计膜通量jro=9.10lmh（设计参数） 需要膜面积sro, n=(qh*1000)/jro=125.3m2 单个组件面积sro=9.405m2 一级 规

38、模参数 需要膜组件数量nro=sro, n/sro=13.2 取 15 支 总膜面积sro, t= nro * sro=141.1m2 设计循环路数lro = 1 每路膜柱排列15 循环泵数量nl,p=1 清洗泵数量nl,cp=1 进水泵数量nl,fp=1 进水流量qf=1.14m/h 正常运行压力po = 5065 bar 设计运行参数 膜片使用寿命3 年 设计富裕系数n=1.10 设计处理量qd=25m/d 设计回收率rro=90.00% 设计清液产量qd=22.5m/d 设计处理量 设计清液产量qh=(qp * n)/24=1.03m/h 膜过滤形式错流过滤 膜组件型号210 39abs

39、1b，9.405 m2，dtro-bw 膜材质聚酰胺复合膜 截留率98% (49000s/cm，70bar，25) 膜组件直径8” 浓水流道宽度1.5 mm 膜组件长度l=1200 mm 膜组件参数 单支膜组件面积sro=9.405m2 设计膜通量jro=38.00lmh（设计参数） 需要膜面积sro, n=(qh*1000)/jro=27.11m2 单个组件面积sro=9.405m2 需要膜组件数量nro=sro, n/sro=2.88 取 3 支 总膜面积sro, t= nro * sro=28.22m2 设计循环路数lro = 1 二级 规模参数 每路膜柱排列3 循环泵数量nl,p= 0

40、 清洗泵数量nl,cp= 0 进水泵数量nl,fp =1 进水流量qf=1.03m/h 正常运行压力po = 3040 bar 设计运行参数 膜片使用寿命5 年 2.4.3.3主要建构筑物及设备配置方案主要建构筑物及设备配置方案 根据工艺需要，本项目的主要建构筑物如下： 综合处理车间 数量：1 座 外形尺寸：20.49.04.8m（粱下净高） 建筑面积：224.5m2 结构形式：框架结构 调节池提升泵（原水罐进水泵） 数量：1 台 功能：提升渗滤液至综合处理车间原水罐 设备描述：采用格兰富的 sp 系列潜水泵，并安装于配置的筏体上，该提升泵位 置可随调节池液位的改变而自动调整；渗滤液调节池中存

41、在较厚的污泥沉，并随运 行时间的增加而增加；漂浮设置可使提升泵取水口位于污泥层上，并确保提升泵的 安装运行。 主要参数：q=1.4m3/h,h=45m, 0.55kw dtro 成套装置 数量：1 套 装机功率：25kw 运行功率：12.6kw 功能：垃圾渗滤液的反渗透处理 设备描述：该成套装置上集成了用于预处理的砂滤器及反冲洗风机、高压柱塞 泵、反渗透膜柱、在线增压泵、清洗水箱，用于电机控制及供配电的 mcc 柜，用于 工艺自动控制的自动阀门、仪器仪表及 plc 柜等；成套装置均在工厂完成安装，并 经过 72 小时运行测试；装置进出水口均采用标准法兰，现场安装就位后，与各单元 接口对接后即可

42、调试运行。 2.5去除效果预测去除效果预测 膜法处理渗沥液工艺对主要污染物的去除率主要取决于膜的截留率，膜的截留 率主要与以下几个因因素有关： 1)所选用膜本身的截留率； 2)污染物的组成及其分子量分布； 3)运行参数：进水水温、操作压力、回收率等； 在渗沥液主要污染物的指标中，由于氨氮存在以游离氨（nh3）和离子氨 （nh+4）形式存在的氮，其分子量也较小，所以膜对氨氮的去除率较其余几个指标 相对较低，同时水中游离氨和离子氮组成比与渗沥液的 ph 值和温度，当 ph 值偏高 时，游离氨的比例较高，反之，则氨盐的比例较高。为此系统设计上采用如下几个 措施确保在进水条件最苛刻时出水也能达标： 1

43、)采用高截留率反渗透膜 dtro 采用的反渗透膜对 nacl 的截留率在 98.7 或 99.7%（进水 30000 mg/l nacl，30%回收率，根据进水水质要求选择对应的 dtro 膜柱型号） ，对小分子有机 物的截留率也较普通低压反渗透膜高得多。 2)进水加酸调节 ph 反渗透膜对游离态的氨的截留率低，故垃圾渗沥液在进入 dtro 之前将渗沥液将 ph 值调至 6.16.5，一方面防止无机盐的结垢，另一方面使得渗沥液中游离态的氨与 加入的硫酸形成二价氨盐，而 dtro 对类似多价离子的截留率是很高的（可以参照 各膜公司资料） 。这就提高了对最难去除的氨氮的去除率。 3)操作压力 由于

44、渗沥液水质的特点，dtro 系统的操作压力一般在 5060bar，较普通反渗透 要高，而较高的压力有利于对氨氮的截留。 4)进水温度的影响 反渗透膜基于 25c 测试其标准截留率，系统设计上充分考虑到温度对膜截留率 的影响因素，通过膜公司提供的温度对截留率的修正系统以及实践工程经验，温度 每升高 10c，去除率只会下降 0.5%1.0%，反之会提高 0.5%1.0%。 综上几个因素，dtro 对 codcr、bod5、氨氮等各污染的去除率能达到理想的 去除效果，在实践工程中也得到了进一步的论证。去除效果预测如下表： 各工艺段去除效果预测表各工艺段去除效果预测表 codcrbod5 nh3-n

45、tn ss 工艺单元工艺单元项目项目 (mg/l)(mg/l)(mg/l)(mg/l)(mg/l) ph 值 进水进水20000800020002500100068 出水出水6002401602001068一级一级 dtro 出水出水 去除率去除率97.0%97.0%92.0%92.0%99.0%68 进水进水6002401602001068 出水出水4819.2162068二级二级 dtro 出水出水 去除率去除率92.0%92.0%90.0%90.0%99.0%68 排放标准排放标准1003025403068 如上表，两级 dtro 工艺可以高标准满足项目出水要求。 2.6浓缩液处理方案浓

46、缩液处理方案 2.6.1浓缩液回灌的理论依据浓缩液回灌的理论依据 根据我们的经验，应用膜技术处理渗滤液能保证出水的稳定达标，而使用了膜 技术，无论是卷式的还是碟管式，无论是纳滤还是反渗透，一定有浓缩液产生。 浓缩液的处理有控制回灌、焚烧、固化、蒸馏干燥和真空干燥等方法，但是和 回灌法相比，其他方法的设备投资和运行费用都非常昂贵，相当于膜处理设备总投 资的 1/2。在德国，从 1986 年开始，浓缩液回灌就作为反渗透法处理垃圾渗滤液的 一个有机组成部分而被广泛采用。 对于本项目而言，花费大量资金进行浓缩液的处理显然是没有必要的。因此， 我们拟对本项目的浓缩液进行回灌处理。 从垃圾场接纳的物质来看

47、，填埋场可以分为无机填埋场和有机填埋场。无机填 埋场指以焚烧灰、堆肥渣、建筑垃圾等无机物为主的填埋场，有机填埋场指以生活 垃圾为主的填埋场，可以进一步分为好氧型、准好气型和厌氧型。 无机垃圾场的渗滤液是不能回灌的。比如在德国，由于欧盟规定到 2010 年进入 垃圾场的可降解有机物不能超过 5%，加之德国的循环经济政策，在垃圾填埋之前进 行了细致的分选和预处理，使进入填埋场的物质大部分为不可生物降解的无机垃圾， 在垃圾场也不能形成多孔的腐殖质。由于垃圾场本身没有多少有机物，渗滤液中也 不会有多少有机物，显然回灌是没有意义的。 目前所有回灌的结论来自于对有机垃圾场的研究，填埋场内部是否存在有氧环

48、境，决定着有机物分解的速度和途径，但有一点是共同的，就是回灌后有机物都会 消纳分解，重金属和盐类会形成沉淀，同时加速垃圾场的迅速沉降等。 垃圾填埋场是一个用垃圾作为填料的准好氧生物反应器，垃圾表面有很多菌胶 团，吸附降解水中的有机物。垃圾分解过程是一个非常复杂的生物、化学和物理过 程，其一部分中间产物形成填埋气排出垃圾场，另一部分被渗入的雨水冲刷、溶解， 经过收集系统排出，产生了渗滤液。渗滤液回灌是让已经流出的中间产物再回到其 生物反应的过程中，继续参与生物降解。因此，回灌处理从本质上讲是延续了填埋 场的降解过程，不会对垃圾场产生不利的影响。 2.6.2浓缩液的回灌实际应用浓缩液的回灌实际应用

49、 利用 dt 膜片的反渗透设备，其浓缩液的产量最少可达 1%，但是随着浓缩液量 的减少，设备投资和运行费用都大幅上升，在 pall rochem 对世界各地直接提供 设备的 102 个渗滤液处理厂中，浓缩液量在 110%的有 14 家，在 1020%的有 26 家，而大于 20%的有 62 家，甚至有两家的浓缩液量为 65%。可见大多数厂家在经过 经济上的权衡后，选择了浓缩液在 20%以上的处理方案。 当浓缩液量为 15%时，浓缩液并不是一种粘稠液体，由于经过了填埋场这个生 物反应器生化处理，浓缩液中的氨氮、cod、bod 值均不高于原水，而且没有悬浮 物和颗粒物质，所以具有很好的流动性和渗透

50、性，完全适于垃圾填埋场回灌。 一般认为，浓缩液回灌到垃圾场后，经过长期循环可能会导致渗滤液中无机盐 的积累从而使电导率升高，不利于膜系统的正常运行。事实上在垃圾场内的碱性环 境下，浓缩液中的重金属离子会形成氢氧化物沉淀，同时会被垃圾、腐殖质和土壤 吸附，而且垃圾在降解过程中生成的大分子量腐殖质类有机物能与重金属离子形成 稳定的螯合物。由于局部浓度很高，无机盐会结晶析出，不会随着渗滤液再排出垃 圾场，比如 so42- 被还原为 h2s，h2s 与渗滤液中的重金属离子反应生成硫化物沉淀。 在借鉴国外先进回灌经验的基础上，北京天地人环保科技有限公司做了大量的 运用性研究工作，并在湖北宜昌、深圳老虎坑

51、等若干垃圾填埋场建设运行回灌系统， 长期监测数据证实，回灌对垃圾渗滤液主要水质指标无负面影响。监测数据如下表： 表一 回灌对原水电导率的影响 表二 回灌对原水 cod 及氨氮的影响 2.6.3有控制的浓缩液回灌方式有控制的浓缩液回灌方式 控制回灌的条件是垃圾填埋场有良好的防渗措施和畅通的渗滤液收集系统，同 时要求填埋场内部垃圾含水量不超过 40%。对于填埋场的甲烷产生细菌来说，影响 其活性的主要因素是水分含量，适宜的含水量在 2560%之间，所以，但填埋场太 干时可以采用“渗滤液浓缩液”回灌的操作方式。 一般情况下，浓缩液回灌在垃圾填埋体上作为处理的一种方法有别于渗滤液的 回灌，其中有机污染物

52、的负荷量极高，以 cod 计，要比进入系统渗滤液的高出 3-4 倍。因此，浓缩液的回灌条件必须紧密配合垃圾填埋体的形成并结合填埋操作的具 体条件和可能，以控制回灌量处于最适宜的程度（即填埋体内持水量不致形成通道） ， 并限制在最适当的范围之内（以不影响填埋作业） 。 浓缩液的回灌方法及回灌操作注意事项：浓缩液的回灌方法及回灌操作注意事项： 由于浓缩液回灌要求做到浅层均匀回灌，建议采取少量、多点、交叉布水、交 错时间的综合回灌操作方法来避免过量、集中回灌可能形成垃圾填埋体的持水量达 到饱和程度从而形成恶性循环的不利局面。 本项目推荐使用浅层回灌。浅层系指必须控制回灌管道系统的布水井点及回灌 水量

53、，使浓缩液的回灌量刚好在填埋体表层的 2-3 米厚度内得以接纳，而不致因回灌 量过大又过于集中致使填埋体在回灌范围内形成一个饱和柱状体。 注意要点: 少量系指在同一回灌点上因浅灌要求，只能采取较低的回灌率，并严密注 意填埋体浅层的消纳情况。 多点系在垃圾填埋体表面上按设计要求布置多个可单独调控回灌水量的布 水井，以便机动灵活地按实际可行的条件控制好回灌量。 交叉布水系指回灌管道系统的设计应当能尽可能实现在填埋体表层的最大 回灌面积上做到均匀布水。 错开回灌时间也就是在 3-5 处布水井间来回灌，尽可能使每个布水井有较 合理的间歇期；同时尽可能实现在浅层内消纳完回灌水量。 2.6.4浓缩液回灌率

54、的设定浓缩液回灌率的设定 由于浓缩液回灌要求做到浅层均匀回灌，建议采取少量、多点、交叉布水、交 错时间的综合回灌操作方法来避免过量、集中回灌可能形成垃圾填埋体的持水量达 到饱和程度从而形成恶性循环的不利局面。 本项目推荐使用浅层回灌。浅层系指必须控制回灌管道系统的布水井点及回灌 水量，使浓缩液的回灌量刚好在填埋体表层的 2-3 米厚度内得以接纳，而不致因回灌 量过大又过于集中致使填埋体在回灌范围内形成一个饱和柱状体。 注意要点: 少量系指在同一回灌点上因浅灌要求，只能采取较低的回灌率，并严密注 意填埋体浅层的消纳情况。 多点系在垃圾填埋体表面上按设计要求布置多个可单独调控回灌水量的布 水井，以

55、便机动灵活地按实际可行的条件控制好回灌量。 交叉布水系指回灌管道系统的设计应当能尽可能实现在填埋体表层的最大 回灌面积上做到均匀布水。 错开回灌时间也就是在 3-5 处布水井间来回灌，尽可能使每个布水井有较 合理的间歇期；同时尽可能实现在浅层内消纳完回灌水量。 由于浓缩液的特点决定其只能采用较小的回灌率，宜控制在 1-1.5 l/h/m2 。 在新建的填埋区内，建议在投产初期为回灌先设一个试验区，通过试验区的实 际管理，定期观察并进行水质分析，可以掌握一套最切本项目实际情况的回灌操作 规律和要点，这样做可以得出一整套最合适本项目的回灌技术要领及最切合本项目 实际的回灌率来。 回灌面积的确定：

56、本项目浓缩液总产量为 7.5m3/d。 按 1l/h/m2 的回灌率计算，需要回灌面积： a7.51000241=312m2 可以设计 2 个的圆形回灌点每个服务面积为 160。 回灌方式可以采用石笼回灌井回灌，石笼井做法与导气石笼基本相同，材料和 做法填埋场都比较熟悉，不同之处在于导气石笼是基于垃圾场底部，易于将垃圾堆 体底部的填埋气导出堆体，而回灌石笼是基于垃圾堆体上，即回灌石笼底部需有一 定厚度的垃圾层，并铺设卵石层，增加布水面积。垃圾层厚度通常要求 6 米以上， 石笼随着填埋作业逐渐加高。如果针对新建垃圾场，场内垃圾量需要逐步积累，很 难在短时间内形成足够厚的垃圾层，这就需要按如下实施

57、： 在填埋初期，垃圾量很少，渗滤液主要以雨水为主，浓度极低，浓缩液浓度也 很低，此时可通过喷洒方式将浓缩液喷洒到垃圾表面处理，等到垃圾堆体厚度达到 3 米左右，即可修建回灌石笼进行回灌，等垃圾堆体厚度达到 6 米以上时，可重新选 择回灌位置修建新的回灌石笼，依此类推。回灌石笼的形式如下图： 回灌区顶部宜及时覆盖，以避免雨水渗入将析出物质重新溶解。 运输：浓缩液送到回灌区有两种方式，一是通过提升泵加压，二是槽车回灌。 3 电气设计电气设计 3.1设计范围设计范围 本设计仅包括渗滤液处理系统所需的动力及通信系统。 3.2供电设计供电设计 该工程的用电为单回路供电方式，由业主提供至总的配电柜。电源由

58、业主从厂 区配电室低压侧引入渗滤液处理车间配电室内配电柜，低压侧设隔离开关以便于检 修，渗滤液处理站内所有用电设备的电压等级为 380/220v。 渗滤液处理站工艺设备总装机容量为 25kw，运行功率为 12.6kw。 3.3照明照明 室内照明采用荧光灯、壁灯、吸顶灯等，照明电气按常规普通标准设计，并且 设有应急灯。 室外路灯采用 4m 庭院灯，光源采用 150w 高压钠灯或白炽灯，路灯电缆直埋敷 设。 3.4设备防雷接地设备防雷接地 低压配电接地采用 tns 系统，配电室、处理车间及控制室均设环型接地，接 地电阻小于 1 欧姆。 渗滤液处理站属三类防雷建筑物，采用避雷带防雷。各种接地装置连接

59、成网， 接地电阻不大于 1 欧姆，所有用电设备中正常工作时不带电，故障时可能带电的金 属外壳，管道、构筑物等均应可靠接地。 3.5电缆敷设电缆敷设 渗滤液处理车间内电缆沿室内穿镀锌钢管敷设。室内照明电线穿保护管暗敷设。 厂区动力、照明电缆采用带铠装电缆直埋敷设或穿镀锌钢管敷设。 3.6通讯通讯 值班室设一部电话，采用电话联网形式。 4 自控设计自控设计 4.1控制系统的组成控制系统的组成 整个渗滤液处理系统的控制分为两个控制单元：罐系统控制和反渗透系统控制 单元。可通过触摸屏和上位机对现场设备进行控制和操作。 以上控制单元通过以太网实现与上位机的通讯，通过人机界面可实现对整个系 统的实时监控、

60、报警显示及统计处理。通过计算机网络系统可使渗滤液处理厂管理 人员对各工序设备进行实时监控。所有模拟和数字信号均在执行显示器上显示。对 整个处理过程中的压力、温度、液位、流量、ph、电导率值等进行在线检测与控制。 上位机放在控制室，和 plc 之间采用串行通讯。上位机中安装了编程软件，通 过编程软件可以实现对 plc 的通讯连接、编程和下载程序到 plc。上位机中还安装 了组态软件 win-cc，可以在上位机中对控制系统进行监控和报警。 4.2膜处理设备控制方案膜处理设备控制方案 控制系统分为罐控制系统和反渗透控制系统，可以进行自动控制运行和手动控 制运行。只有在自动运行停止时手动控制才有效。