生活垃圾卫生填埋场垃圾渗滤液处理系统工程初步设计说明书

生活垃圾卫生填埋场垃圾渗滤液处理系统工程初步设计说明书PAGEPAGE0生活垃圾卫生填埋场垃圾渗滤液处理系统工程（63.36吨/日）初步设计说明书目录第一章项目概况 11.1概述 11.2设计依据 11.3设计范围 31.4设计原则 31.5设计资料 4第二章污水处理工艺设计 52.1垃圾渗滤液水质分析 52.2污水处理工艺选择原则 52.3垃圾渗滤液的处理工艺 62.4垃圾渗滤液处理工艺的论证 13一．蒸发工艺 13二．生化+膜处理工艺 16三.生化+化学氧化工艺 202.5垃圾渗滤液的工艺选择 362.6工艺流程方框图 372.7工艺流程简述 38第三章污水处理构（建）筑物设计 393.1主要工艺参数设计 393.2设备一览表 453.3土建设计 473.4供电系统设计 483.5照明、接地系统及防雷保护 513.6自控仪表设计 523.7给排水 553.8通风工程 55第四章安全生产、环境保护、消防和节能 554.1安全生产及劳动保护 554.2环境保护 564.3消防 574.4节能 58第五章各单元去除率 59第六章运行费用估算 606.1电费 606.2药剂费 606.3填料损耗 626.4人工费 626.5自来水费 626.6总运行费用 62第一章项目概况1.1概述生活垃圾卫生填埋场位于。在垃圾填埋场日常的运行中将产生一定量的垃圾渗滤液，此污水若不经处理就直接排放，将对周围环境造成了较大的污染。该镇领导对此非常重视，为保护下游水体水质，也避免垃圾渗沥液等污水对当地居民生活用水可能造成的影响，该镇领导本着对环境保护高度负责的精神，在政府部门和环保部门的大力协助和支持下，根据本项目环评的要求，决定对该垃圾渗滤液进行有效治理，经过治理后的水直接达标排放。鉴于该项目原有垃圾填埋场施工不够完善的问题，我设计单位建议业主单位完善垃圾填埋场的污水收集管网系统，使垃圾填埋场的污水能够通畅的流入污水收集池。1.2设计依据《污水综合排放标准》GB8978-1996《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002《地表水环境质量标准》GB3838-2002《污水排入城镇下水道水质标准》CJ343-2010《城市污水处理厂污水污泥排放标准》CJ3025-1993《环境空气质量标准》GB3095-1996《恶臭污染物排放标准》GB14554-1993《城市污水再生利用-城市杂用水水质标准》GB/T18920-2002《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2010《室外排水设计规范》GB50014-2006《室外给水设计规范》GB50013-2006《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）《给水排水管道工程设计与施工规范》GB50268-2008《泵站设计规范》GB50265-2010《建筑结构可靠度设计统一标准》GB500068-2001《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《构筑物抗震设计规范》GB50191-93《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《砌体结构设计规范》GB50003-2011《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002《钢结构设计规范》GB50017-2003《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003《地下工程防水技术规范》GB50108-2008《建筑设计防火规范》GB50016-2006《供配电系统设计规范》GB50052-2009《低压配电设计规范》GB50054-1995《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008《民用建筑照明设计规范》GBJ133-1990《建筑防雷设计规范》GB50057-2010《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50062-2008《普通型阀门电动装置技术条件》GB/T24923-2010《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T50063-2008《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)；《城市污水处理及污染防治技术政策》(建城[2000]124号)；《城市污水处理工程项目建设标准》(建标[2001]77号)；1.3设计范围本方案设计范围为从垃圾填埋场渗滤液收集池至本工程垃圾渗滤液处理的整套工程设计，包括工艺、土建、电气、自控、概算等专业的设计说明及图纸。1.4设计原则（1）以区域分布、排水管网，污染物排放情况为依据，来确定污水处理的规模和处理方法。（2）筛选工艺先进、能耗少、成本低、运行费用低、运行可靠、管理方便、适合于垃圾填埋场实际情况的处理工艺。（3）积极探讨污水处理的综合利用途径，在保证项目要求的前提下，寻求资源的回收和利用，以达到社会效益、经济效益和环境效益的统一。（4）项目从设计、施工到管理均采用国家或地方有关标准，并根据当地的实际情况、气候条件、地理条件、水文情况和各特征做好环境保护措施，使项目周围环境卫生、地表水、地下水和噪声污染减少到最低程度。（5）污水处理的建设拟采用模块布局，以减少排水网络建设的巨大工程和大量的投资。避免因集中处理而造成不必要资金和资源的浪费。1.5设计资料项目名称：仙塘镇生活垃圾卫生填埋场垃圾渗滤液处理系统工程设计处理规模：本设计招标文件按照63.36m3/d进行招标，平均设计流量2.64m3/h，系统每天24小时运行。进水水质指标：根据本工程垃圾填埋场环评所提供的进水水质，渗滤液前期平均水质如下：指标CODBOD5SS氨氮色度浓度≤5000≤3000≤1000≤150400倍渗滤液后期平均水质如下：指标CODBOD5SS氨氮色度浓度≤2000≤1000≤500≤500600倍综合以上水质状况，本工程设计按照最苛刻条件设计，设计水质情况如下：指标CODBOD5SS氨氮色度浓度≤5000≤3000≤1000≤500600倍排放水质指标：生活垃圾填埋场渗沥液的达标处理是填埋场是否达到卫生填埋的一个重要指标。生活垃圾填埋场渗沥液的处理一般可处理至相应标准后直接排放至附近水体。仙塘镇垃圾填埋场工程产生的渗滤液拟经处理达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）表2排放限值，具体指标如下：出水水质（单位：mg/L，pH值除外）项目浓度项目浓度COD≤100pH值6~9BOD5≤30色度≤40倍氨氮≤25第二章污水处理工艺设计2.1垃圾渗滤液水质分析垃圾渗滤液主要来自以下三个方面：（1）填埋场内的自然降雨和径流；（2）垃圾自身原有的含水；（3）由于微生物的厌氧分解而产生的水。垃圾渗滤液水质十分复杂，不仅含有耗氧有机污染物，还含有各类金属和植物营养素（氨氮等），工业垃圾渗滤液中还会含有有毒有害的污染物；BOD5、COD浓度高，远远高于城市污水；垃圾渗滤液中有机污染物种类多，其中有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香组化合物、氯化芳香组化合物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物等。垃圾渗滤液中还含有较高浓度的重金属离子，因此垃圾渗滤液用常规的生物处理是难以达标排放的。2.2污水处理工艺选择原则对于污水处理工艺来说，选择一个工艺的先决条件是对废水的特性进行分析，针对废水的特性选择适当的工艺或工艺组合进行设计。对于渗沥液处理工艺而言，设计以及工艺的选用需要满足以下条件：（1）满足水量变化大的特点对于任何已经选定规模的水处理工艺而言，其处理能力均有水量处理上限的问题，因此，在设计工艺应具备较大的抗水力冲击负荷能力适应较大的水量波动。（2）抗水质冲击负荷能力强由于垃圾渗滤液水质波动变化较大，因此，要求处理工艺需要有极强的抗冲击负荷能力。（3）高COD、BOD去除能力渗滤液COD浓度达1000～30000mg/l，而国家环保政策对垃圾渗滤液处理出水水质要求越来越严格，因此处理工艺需要具备极高的有机污染物去除能力，单一工艺一般不能实现较高标准的排放要求，需要多种工艺的组合才能实现。（4）高效脱氮能力渗滤液氨氮浓度一般从数百到几千ppm不等，与城市污水相比，垃圾渗滤液的氨氮浓度高出数十至数百倍，并且由于本项目执行GB19923-2005标准，对出水氨氮和总氮的排放要求极为严格，要求处理工艺对氨氮的去除率达到99%以上。（5）尽可能地减少二次污染由于单纯的物化方法如反渗透或化学方法仅仅能够将污染物转移，将产生大量的二次污染物，并没有彻底的降解污染物，而生物法则通过微生物作用将污染物降解转化为水、二氧化碳、氮气等，因此，无论从经济性还是环保性，生物法应得到充分的应用。2.3垃圾渗滤液的处理工艺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方式来处理城市生活垃圾，而焚烧发电厂的最主要污染控制问题之一就垃圾渗滤液的达标排放处理难度极大。由于缺乏经验，对焚烧发电厂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焚烧发电厂渗滤液处理技术的研究。目前，国内外针对渗滤液处理的主要处理方式：（1）与城市污水合并处理如果焚烧发电厂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。（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，水解酸化还能改善污水可生化性，既为好氧生化处理减轻负荷，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。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。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。（3）好氧生化方式处理好氧生化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，好氧生化处理不单可以有效降解有机污染负荷，还可通过工艺流程的设计、科学实施硝化和反硝化来达到降解氨氮目的。好氧生化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生化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，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A2-O、A2-O2、SBR、氧化塘系统及其它一些较新型的工艺如TMBR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200～1000mg/L左右，如果碳氮比合适，生化脱氮也可以达到很好的效果。在生物脱氮处理过程中，首先在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，然后在缺氧条件下，利用反硝化菌〔脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出。因而，废水的生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段：①硝化。生物硝化是在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。如果反应完全，氨氧化成硝酸盐分两阶段完成：第一阶段，在亚硝酸菌的作用下使氨氧化成亚硝酸盐，亚硝酸菌属于强好氧性自养细菌，利用氨作为其唯一能源；第二阶段，在硝酸菌的作用下，使亚硝酸盐转化为硝酸盐，硝酸菌是以亚硝酸作为唯一能源的特种自养细菌。虽然有些异养生物也能进行硝化，但硝化中最主要的生物是亚硝酸菌属和硝酸菌属。硝化最佳pH值为8.4，当pH在7.8—8.9范围时，为最佳速度的90%。当温度从5℃提高到30℃时，硝化速度也随之不断增加，一般温度应维持在20℃～40℃为宜。反硝化就是在缺氧条件下，由于反硝化菌的作用，将NO2-和NO3-还原为N2的过程，其过程的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)。②反硝化。反硝化菌的适宜PH值为6.5-8.0；最佳温度为30℃，当温度低于10℃时，反硝化速度明显下降，而当温度低至3℃时，反硝化作用将停止。生物脱氮可去除多种含氮化合物，其处理效果稳定，总氮去除率可达70%一95%，不产生二次污染，而且比较经济，但有占地面积大，低温时效率低，易受有毒物质影响且运行管理比较麻烦等缺点。常见的生物脱氮流程可以分为三类。多级污泥系统：多级污泥系通常称为传统的生物脱氮流程，此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果，其缺点是流程长，构筑物多，基建费用高，需要外加碳源，运行费用高，出水中残留一定量的甲醇等。单级污泥系统：单级污泥系统的形式有：前置反硝化系统,后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程，通常称为A/0流程，与传统的生物脱氮工艺流程相比，A/0工艺具有流程简单，构筑物少，基建费用低，不需外加碳源，出水水质高等优点。而后置式反硝化系统，因为混合液缺乏有机物，一般还需要人工投加碳源，但脱氮的效果可高于前置式，理论上可达到接近百分之百的脱氮。由于硝化细菌是自养细菌，生长繁殖的世代周期长，为了使硝化菌能在连续流的活性污泥系统中生存下来，要求系统的污泥龄大于硝化菌的泥龄，否则硝化菌会因为其流失率大于繁殖率而被从系统中淘汰。因此，硝化系统的泥龄往往较长,负荷较低，难以用于处理高浓度氨氮废水。研究表明，能够完全截流微生物的膜生物反应器（MBR）可以防止硝化菌的流失，是一种比较理想的硝化反应器。膜生物反应器(MBR)处理高氨氮废水具有很大的优越性：首先，MBR内高浓度活性污泥可以加快氨氮和有机物的降解速率，提高处理效率；其次，MBR有利于增殖世代时间长，絮凝性差的硝化菌，减少了硝化细菌的比生长速率低，MBR较长的SRT可以有效地维持硝化菌数量，而活菌总数与污泥浓度成正比，污泥浓度越高，活菌数量也越高。（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）、活性碳吸附等。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加强作用。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。由于渗滤液原水污染物浓度极高，如果首先进行混凝沉淀处理，将导致投入量大，产生的污泥量多，处理成本偏高。同时，较多的有机污染物被转移到污泥中，达不到降解的效果。因此，往往渗滤液应经过比较彻底的生化处理后再根据排放要求考虑选用混凝沉淀方法进行一定的深度处理。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以上的铝盐或者铁盐混凝沉淀后COD可以达到20%～30%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。但氨吹脱方式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）化学氧化方法处理化学氧化方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H2O和CO2，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。未经活化的H2O2氧化电位较弱，一般需与催化剂如废铁屑和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。臭氧的氧化性能力比氯强，能杀灭细菌，能迅速而广泛地氧化分解污水中大部分有机物，能有效地去除色、浊、嗅味，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，必须严格防止泄露，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2～8倍。目前，在紫外线的照射下用H2O2和O3来处理污染浓度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和O3的氧化能力。ClO2作为一种消毒剂，国外早在40年代就开始应用于城市生活污水处理，并且越来越普及。到目前为止仅美国就有400多家市政污水处理厂应用二氧化氯，在欧洲ClO2的使用更为普遍，已有数千家市政污水处理厂在应用。ClO2也是一种强氧化剂，能彻底去除色素，能去除工业废水中的氯化、酚化、硫化物和恶臭物质等。随着国内ClO2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纯水制备和高浓度化工废液的浓缩，由于垃圾渗滤液处理的技术难度，在一些国家，也被试验性地用于渗滤液的处理。蒸发工艺原理比较简单，但投资和耗能较高。该工艺通过加热以及负压的形式，使得原液中的水分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和其它挥发分解析，原液往往需要调节pH值。蒸发工艺流程和操作相对单一，处理效果稳定，但对设备要求较高，并且能耗较大。同时，由于渗滤原水氨氮较高，需要增加去除氨氮和挥发酸的环节。渗滤液原液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，如排放标准要求较高，则需一系列的配套设施。蒸发工艺也可作为膜处理系统浓缩液的处理技术利用，以解决浓缩液回灌填埋区造成的盐类富集问题。（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沉淀的一种技术，根据膜的性质可分为反渗透、超滤、纳滤等。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。用于深度处理的膜分为三类：超滤膜（UF）纳滤膜（NF）和反渗透膜（RO）。这三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，三者组成了一个可分离从离子到微粒的膜分离过程。表3为各种膜处理技术的比较。从表3中可以看出，各种膜分离技术各有其优势和应用范围，但如要完全截留渗滤液中有害物质，则必须是反渗透膜。表3：各种膜处理技术比较项目超滤(UF)纳滤(NF)反渗透(RO)膜结构微孔膜，多层不对称结构溶解－扩散膜，多层不对称结构或复合膜致密型溶解－扩散膜，多层不对称结构或复合膜膜材料PS和PTFE/聚四氟乙烯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）微孔膜直径（μm）0.008~0.20.0008~0.009（1nm范围）0.0001～0.004渗透传递机理分子特性、大小、形状，主要发生对流的传递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（μm）0.008~0.20.0008~0.009（1nm范围）0.0001～0.004截留物质近似分子量（g/mol）＞800＞200＞30项目超滤(UF)纳滤(NF)反渗透(RO)适用膜组件碟管式组件，管式膜组件，中空纤维膜组件，平板式膜组件碟管式组件，卷式膜组件碟管式膜组件，中空纤维膜组件，卷式膜组件，板框式膜组件跨膜压差（Mpa）0.3～0.10.8～3.03.0~20.0有效截留物质大分子物质（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、阳离子、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，葡萄糖脱醇等给水工程、海水淡化、垃圾填埋场及焚烧发电厂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，重金属除水分子和部分氨氮分子、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－溶剂－膜面聚合物的相互作用，它几乎能去除水中有杂质——各种无机盐、分子、有机胶体、细菌、病毒、热源等。在浓缩液一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。目前水处理领域使用的反渗透膜处理组件分为板式、卷式、束管式、碟管式等，膜的材质又分为醋酸纤维膜、砜膜、复合膜等，其材质与组件均有其特点与适用范围，根据适用范围又分为高压膜、低压膜、超低压模。有的组件可以直接运用于高浓度污水处理，有的需经过严格的预处理方能应用于污水处理。2.4垃圾渗滤液处理工艺的论证鉴于垃圾渗滤液的复杂性以及本项目出水的要求难度，通过以上的介绍和分析，如果采用单独的生化的处理方法，是难以实现针垃圾渗滤液的处理，对目前以下三种方法进行比对来综合选择本工程的工艺。方法一：蒸发工艺方法二：生化+膜处理工艺方法三：生化+化学氧化处理工艺一．蒸发工艺工艺流程框图如下所示。调节池调节池过滤MVR蒸发DI离子交换达标浓缩液垃圾填埋场1.工艺概述MVC工艺，即（低能耗）机械蒸汽压缩蒸发（MechanicalVaporCompression）工艺，其原理在一个世纪以前就已经有了研究，基于控制水平和机械加工水平的限制，直到20世纪70年代才开始在美国海军舰艇中用作从海水中分离出淡水，为远洋舰艇提供淡水补给。由于该工艺具有能耗低、出水水质优良、运行管理方便等特点，所以在过去的四十年中，不断被应用到其他的行业，如用于高浓度无机盐废水处理、高浓度有机废水处理，也应用于纯水制备和高浓度化工废液的浓缩，近年来在国内外经常用于垃圾渗滤液的处理等，目前MVC装置在全世界不同行业有上千套系统在运行。MVC低能耗蒸发工艺是目前现有蒸发工艺中能耗效率最高的、具有去除有机物功能的蒸发工艺，其主要构成包括热交换组件和蒸汽压缩机。它应用薄膜蒸发原理，在自动控制系统的控制下，可实现连续稳定的蒸发与分离。MVC低能耗蒸发工艺主要是运用蒸汽的特性，当蒸汽被压缩机压缩时，其压力和温度得到逐步提升，当较高温度的蒸汽进入蒸发器的换热管束里，而冷水在管外喷淋时，蒸汽在管里面冷凝形成冷凝水，蒸汽的热函传给管外的喷淋水，这样连续进行蒸发。在整个系统中能量的输入只有压缩机的马达和很小的保持系统稳定操作的浸入式加热器。渗滤液来水被泵入2个热交换器，即浓液冷却器和蒸馏水冷却器（即上图中的能量回收集置），这样来水被排出系统的浓液和蒸馏水进行预热，与此同时，排除系统的浓液和蒸馏水的温度也得到降低。经预热后的渗滤液来水与已浓缩的、储存于装置底部热井中的浓液，通过循环泵混合后，泵入蒸发室上部设置的均匀布水喷嘴系统，渗滤液被均匀喷淋于热交换管束外表面上并形成液膜，液膜在从热交换管束向下流动的过程中，渗滤液被加热沸腾蒸发，残余部分即浓缩液收集于蒸发器下部热井中。蒸发发生在管束外表面，形成的再生蒸汽，通过高效的蒸汽压缩机将蒸汽的压力和温度提高，形成饱和蒸汽进入热交换管束的内部，一方面将热能传递给管束外表面的渗滤液薄膜以形成蒸发，另一方面，该饱和蒸汽在管束内被冷却，形成的蒸馏水被收集到储水腔后闪蒸到一个脱气塔，闪蒸可以非常有效的消除可能重新冷凝到蒸馏水中的有机气体，除气器可以使得蒸馏水的水质更好。经脱气后的蒸馏水通过蒸馏水泵进入能量回收集置内进行再次热交换，冷却后的蒸馏水出水进入DI系统。MVC系统启动时采用全电热方式，从冷机到正常运行一般在60分钟以内。一旦系统进入正常运行，浸入式的加热器自动保持蒸发器的压力稳定，每小时的运行时间约10分钟。正常工作时，除了压缩机和泵的动力消耗外，不再需要外部热量，蒸馏水的热量可回收用于预热原液，冷却后作为MVC蒸馏水出水。根据设计的回收率，浓缩液自动阀在自控系统的控制下连续用泵排出，其排放前先进入能量回收装置，经热交换器换热将渗滤液原液预热到接近沸点温度。产生的浓缩液类似于反渗透工艺，不同之处是体积仅为渗滤液原液的5%～10%。MVC蒸发产生的蒸馏水中除含有200～300mg/L的氨氮外，其他水质指标均远低于国家现行的排放标准。为解决水中的氨氮问题，后续采用DI离子交换系统，将蒸馏水中溶解的氨氮和总氮吸附，使其达标排放。当离子交换树脂饱和以后，采用4～5%的盐酸将树脂再生，循环往复。2.该工艺的优缺点1)采用MVC+DI工艺处理垃圾渗滤液，其出水可连续稳定满足排放要求，该工艺具有投资高、运行费用高、管理方便，出水优良的特点。2)工艺单元包括过滤、MVC蒸发和DI，均为物化处理单元，不含生化处理过程，工艺流程相对简单，可随时开停，便于调试和运行管理。3)MVC是目前已知蒸发系统中耗能最低的蒸发工艺，但运行成本相对仍较高。虽为蒸发工艺，但却不用蒸汽输入作为热源，只需要电力供应即可，系统亦不需要冷却水供应，通过能量回收系统尽量回收排出系统的蒸馏水和浓缩水的热量，吨水电耗15～20度。4)系统清水产水率较高，浓缩液产量少，仅占原水体积的5～10%。5)MVC+DI工艺具有较高的脱氮能力，但运行比较复杂。由于MVC出水中含有200～300mg/L的氨氮，采用DI离子交换技术可将其高效去除，相比生物脱氮的效率大大提高，总氮的排放浓度可控制在7mg/L以内。6)MVC+DI工艺具有较强的抗冲击负荷能力及运行的灵活性。由于蒸发工艺的性质属于应用纯粹物理原理进行分离的过程，对于渗滤液的水质水量的变化适应能力很强，并且具有随时开机、停机的特点，保证水量变化时的运行灵活性。7)工艺配套设备技术先进、质量可靠、系统使用寿命长。蒸发工艺采用的全部设备均为成熟可靠的常用机械，易损件主要是轴承和机械密封等零部件，更换成本适中，维修工期短，蒸发器主体设备的使用寿命可达20年以上，正常运行时只需进行日常的清洗，不存在更换问题。8)系统自动化程度要求高，操作相对简单，管理方便。整个系统以PLC实现全自动控制，运行过程中通过视镜观察发现管束外表面有结垢现象时，系统不需要专门停机，也无需移开蒸发器内部的任何元件，实现在线清洗。9)该处理系统的所产生的浓水重新进入垃圾填埋场，，容易造成二次污染。二．生化+膜处理工艺膜处理工艺流程图1.膜处理工艺介绍A.厌氧针对垃圾渗滤液的有机负荷高的特点，厌氧工艺是一个较为合适的选择，其原因在于：1）厌氧工艺不需要曝气，从而节省能源；2）产生的固体量低；3）进水水质水量可以通过调节池稳定。由于厌氧生物处理工艺具有节能、运行费低、能产生沼气等特点，所以一般认为针对高浓度有机废水处理较宜先采用厌氧工艺，然后再采用好氧工艺作进一步处理。B.硝化、反硝化缺氧池的主要目的在于脱氮为主，脱氮的方法有化学法和生物法两大类，本工艺采用了生物脱氮方法。生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和N20气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。硝化反应是在好氧条件下，将NH4+转化为NO2-和NO3-的过程。此作用是由亚硝酸菌和硝酸菌两种菌共同完成的。这两种菌属于化能自养型微生物。其反应如下：NH4++2O2=NO3-+2H++H2O硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏感。温度，溶解氧，污泥龄，pH，有机负荷等都会对它产生影响。硝化反应的适宜温度为20℃～30℃。低于15℃时，反应速度迅速下降，由于硝化菌是自养菌，若水中BOD5值过高，将有助于异氧菌的迅速增殖，微生物中的硝化菌的比例下降。硝化菌的生长世代周期较长，为了保证硝化作用的进行，泥龄应取大于硝化菌最小世代时间两倍以上。硝化反应对溶解氧有较高的要求，处理系统中的溶解氧量最好保持在2mg/L以上。另外，在硝化反应过程中，有H+释放出来，使pH值下降。硝化菌受pH值的影响很敏感，为了保持适宜的pH值7—8，应在废水中保持足够的碱度，以调节pH值的变化。1g氨态氮(以N计)完全硝化，需碱度(以CaCO3计)7.1g。反硝化反应是指在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮NO2-)还原为氮气的过程。反应如下：6NO3-+5CH3OH=5CO2+3N2+7H2O+6OH-反硝化菌属异养型兼性厌氧菌，在有氧存在时，它会以O2为电子受体进行好氧呼吸；在无氧而有NO3-或N02-存在时，则以N03-或N02-为电子受体，以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝化菌的生长繁殖，即菌体合成过程。活性污泥法有三个基本要素，一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是废水中的有机物，它是处理对象，也是微生物的食料；三是溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存也不能发挥氧化分解作用。作为一个有效的处理工艺，还必须使微生物，有机物和氧充分接触，只有密切的接触，才能相互作用。因而在充氧的同时，必须使混合液悬浮固体处于悬浮状态。充氧和混合是通过曝气设备来实现。C.MBR膜生化反应器（MBR）是生化技术和膜分离技术组合的一种崭新技术，是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统。由于膜的使用，彻底改变了传统生化处理的一些基本特性。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子物质截留住，使得活性污泥浓度大大提高，水力停留时间（HRT）大大缩短而污泥停留时间（SRT）延长，由于活性污泥浓度的较大提高，难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此，膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。膜生物反应器的特点1）固液分离率高。混合液中的微生物和废水中的悬浮物不能透过膜，而与净化了的出水分开。由于取消了二沉池，系统设备简单，占地面积比较小。2）系统微生物浓度高、容积负荷高。在膜生化反应器中用膜分离（通常为超滤）替代常规生化工艺的二沉池，泥水分离率与污泥SVI值无关。与传统活性污泥法相比，MBR对有机物的去除率要高得多，因为在传统活性污泥法中，由于受二沉池对污泥沉降特性要求的影响，当生物处理达到一定程度时，要继续提高系统的去除效率很困难，往往需要延长很长的水力停留时间也只能少量提高总的去除效率。而在膜生物反应器中，由于分离效率大大提高，生化反应器内微生物浓度可从常规法的3～5g/L提高到8～15g3）耐冲击负荷。由于生物反应器中的微生物浓度高，在负荷波动较大（一定范围内）的情况下，系统的去除效果变化不大，出水水质比较稳定。4）运行管理简单。由于系统结构简单，容易操作管理和实现自动化。D.反渗透（RO）1)反渗透原理渗透现象早在1748年已由AbbeNollet首次得到证明，直到20世纪50年代，科学家们才开始利用反渗透或超滤作为溶液中溶质和溶剂的有效分离方法，并使其成为一种实验室技术。

渗透是指一种溶剂（即水）通过一种半透膜进入一种溶液或是从一种稀溶液向一种比较浓的溶液的自然渗透。但是在浓溶液一边加上适当的压力，即可使渗透停止，此时的压力称为该溶液的渗透压。若在浓溶液一边加上比自然渗透压更高的压力，扭转自然渗透方向，把浓溶液中的溶剂（水）压到半透膜的另一边稀溶液中，这是和自然界正常渗透过程相反的，此时就称为反渗透。

这就说明，当对盐水一侧施加的压力超过水的渗透压时，可以利用半透膜装置从盐水中获取淡水。因此，反渗透过程必须具备两个条件：一是必须有一种高选择性和高渗透性（一般指透水性）的选择性半透膜，二是操作压力必须高于溶液的渗透压2)反渗透膜分离技术基本理论

反渗透膜分离法的基本特点是其推动力为压力差（1－10MPa），传质机理一般认为是溶剂的扩散传递，透过膜的物质是水溶剂，截留物为溶质、盐（悬浮物、大分子、离子），膜的类型为非对称膜或复合膜。反渗透的选择透过性与组分在膜的溶解、吸附和扩散有关，因此除与膜孔大小结构有关外，还与膜的化学、物理性质有密切关系，即与组分和膜之间的相互作用密切相关。近来，物理化学处理技术、光照射技术及膜过滤技术已形成三大水处理技术。在这些技术中引人注目的是膜分离法污水处理技术。膜分离是通过膜对混合物中各组分的选择渗透作用的差异，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分混合物的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法。而反渗透膜分离技术作为当今世界水处理先进的技术，具有清洁、高效、无污染等优点，已在海水淡化、城市给水处理、纯水和超纯水制备、城市污水处理及利用、工业废水处理、放射性废水处理等方面得到广泛的应用。2．膜处理工艺的优缺点

1）膜分离技术对污染物去除比较彻底，一般用于污水处理的深度处理工艺。2）系统产生的浓水重新进入垃圾填埋场，容易造成二次污染。3）MBR系统中，通过泵将生化池中的清水分离，会造成生化池内的盐类累积，导致生化池的盐浓度升高，如果不及时排泥，会影响生化池微生物的生长。4）具有较高的投资成本和运行成本，对自控要求高。三.生化+化学氧化工艺我公司综合各种工艺以及实际工程案例，现采用工艺为：厌氧+生物脱氮+铁碳-芬顿氧化+加药沉淀+生化+滤布滤池+中性催化氧化。1.工艺介绍1）厌氧生物反应器垃圾渗滤液集后进入调节池进行水质水量均化。污水通过污水提升泵进入厌氧池，通过生物厌氧作用，去除掉部分的有机物。本工程厌氧生物反应器，采用全混式的厌氧，同对前期的垃圾渗滤液有较好的处理效，对BOD5可高达75%，该厌氧反应器对于前期的垃圾渗滤液COD负荷可高达10kg/m3·d。本工程采用的全混式厌氧器与传统的UASB相比，反应器中设置的推流器可实现泥水的充分混合，厌氧过程中产生的甲烷气体不会夹杂的污泥中，可提高反应效率。2）生物脱氮反应器渗滤液进入生物脱氮反应器后，在生物脱氮反应器进行硝化、反硝化反应从而降低废水中的氨氮。生物脱氮反应器为内外三圈组成，最内圈为硝化池，其他两圈为反硝化池，内圈和中间一圈中间的池壁上下均开孔，通过曝气作用，可实现硝化与反硝化的交替进行，最外圈通过回流泵回流至硝化池，从而完成硝化与反硝化的交替进行。3）铁碳-芬顿反应器生物脱氮完成后的污水，在投加硫酸及双氧水后，进入铁碳-芬顿反应器，在反应器中，组成Fe-C-H2O2催化体系，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物,从而增强对废水的净化效果，并有效去除废水中的色度。FCM-III微电解材料是最新一代铁碳M一体化催化微电解环保材料（专利号：ZL200910198628.6），应用于新型微电解处理系统，可高效去除废水中重金属离子、色度、高浓度有机物（COD）,对环状及长链大分子有机物进行开环断链，对有毒、有害有机污染物破解有毒官能团，提高工业废水的可生化性。该填料彻底避免传统微电解材料在使用过程中的钝化、堵塞、板结等问题，满足长期稳定、高效运行。无需外接电源，FCM-III系列微电解材料自身可产生1.2伏电位差对废水进行电化学处理。当系统通水后设备内形成无数个微电解电池，产生氧化还原反应，达到降解有机污染的目的。在废水处理时FCM-III材料中铁释放电子，具有氧化--还原的作用，铁转化为新生态Fe2+。FCM-III系列微电解材料能与废水中的许多组分发生氧化还原反应：（1）将六价铬还原为三价铬，经沉淀分离；（2）将重金属（如汞、铜）离子还原为单质，沉淀分离；（3）将无机阴离子（如S2-离子与铁形成不溶物）沉淀分离；（4）将硝基（苯）还原为胺基（苯胺），降低生物毒性，提高可生化性；（5）将共轭有色基团（如偶氮类等有色基团或助色基团）氧化--还原，使发色基团降解脱色；（6）将长链或环状大分子有机物开环、断链降解，提高了废水的可生化性。（7）铁放电后生成的Fe2+进一步放出电子氧化成Fe3+，Fe3+在调解PH8—9条件下形成的氢氧化物是一种很好的絮凝剂。新形成的氢氧化铁胶体具有强烈的吸附-絮凝作用，其吸附能力远远高于那些外加化学药剂水解得到的氢氧化铁胶体。分散在废水中残余的的悬浮物、有毒有机物、重金属离子水合物及有机大分子能被吸附-絮凝、沉淀分离。微电解工艺的工作原理是电化学氧化—还原反应+物理化学吸附+絮凝沉淀共同作用的结果。由于铁碳反应需要1h基本可以完成，而芬顿反应可以持续3-12个小时，铁碳反应完成后，污水中仍存在部分Fe2+和部分H2O2，因此铁碳反应器后面设置1台空罐，以增加芬顿反应的持续时间。采用铁碳-芬顿联合氧化的优点是:芬顿氧化时无需添加FeSO4,,铁碳反应产生的Fe2+可以为芬顿反应提供原料，减少药剂费用，芬顿氧化对污水的色度去除有明显的效果。4）加药沉淀池铁碳反应后废水在加药池中依次投加NaOH、PAM后进入沉淀池。Fe3+在调解PH8—9条件下形成的氢氧化物是一种很好的絮凝剂，新形成的氢氧化铁胶体具有强烈的吸附-絮凝作用，其吸附能力远远高于那些外加化学药剂水解得到的氢氧化铁胶体。分散在废水中残余的的悬浮物、有毒有机物、重金属离子水合物及有机大分子能被吸附-絮凝、沉淀分离。经沉淀池沉淀后，污泥排放至来及填埋场，上清液流入下一级。5）一体化生化池上清液进入活性污泥反应器处理，首先流进活性污泥反应器的两段好氧区处理。好氧区的作用主要为氧化分解有机污染物，完成有机污染物的去除。好氧区出水流进沉淀区，在沉淀区中将活性污泥分离出来。沉淀区剩余污泥排入垃圾填埋场，上清液出水进入下一级处理。6）滤布滤池纤维滤布滤池主要由纤维滤片、集水干管、移动吸泥系统、排泥槽等组成。其中滤片包括专用纤维滤布和滤布支架。冲洗采用移动式线状吸洗，洗过的断面可立即进入过滤状态，无需存储冲洗用水。工作流程如下：过滤——待滤水首先由进水管进入滤布滤池，水流在压力作用下从滤片两侧由外向内地通过滤布进行过滤，滤后水由滤框中的小孔及底部的出水管收集，最后通过出水堰溢入出水口。反冲洗——随着过滤的进行,随着在滤布表面悬浮物逐渐累积，过滤速度逐渐减小，池内水位逐渐上升。当水位上升到预定水位时，开始进行负压抽吸反冲洗：竖式滤片贴紧滤布，随着移动冲洗行车的移动和吸泥泵的启动，开始对滤片上的污泥进行线状扫吸，吸出的泥水由水泵排出池外，行车移动一个行程后，滤布被清洗干净。纤维滤布滤池构造示意图滤布是采用强化的粗网目(Nylon)作为基布，在其上涂特殊的接着剂，以长短不同的立毛纤维(Nylon)，经高压静电处理技术将立毛纤维植入并牢固于基布上，且使立毛纤维皆呈同方倾斜。其特点有：滤带空隙(粗网目基布开孔)是常规滤带的数倍大，可更快的过滤水分，并且易于清洗。在滤布生产过程中通过快速反应、皂化反应等工艺，使滤布空隙远小于絮体直径间隙，滤布精度更高，可截留粒径为微米级颗粒，提升处理效果。由于表面有方向性植毛，具有高摩擦力，可有效阻止污泥的流失(侧滑)。在脱水过程中，污泥仅与纤维毛端接触，污泥不易内渗阻塞滤布立毛纤维恢复弹性好，可以轻易剥离泥饼，可减少清洗水用量。对于较难处理之含油污泥/黏性污泥/活性污泥等脱水效果更为显著重力浓缩效果好，可缩短重力浓缩区;植毛滤带脱水后泥饼含水率比一般平面滤布会低（5%-10%;在相同条件下，单位时间内处理量，是一般平面滤布的1.5倍以上）改进版反冲洗系统采用活动竖式滤片，在反冲洗系统运作时，竖式滤片在吸泥泵的吸力作用下贴近滤布，开始对滤片上的污泥进行线状扫吸，吸出的泥水由水泵排出池外，行车移动一个行程后，滤布被清洗干净。此系统可有效的提高吸泥效果，从而降低吸泥泵的功率。通过特殊结构设计，充分利用空间。滤池滤片采用竖式设计，使过滤面与水面垂直，大大增加过滤面积，并采用双侧过滤模式，此外可节约常规滤池的滤层、支承层及集水系统所需空间，使过滤面积扩大8-10倍，大大降低占地面积。纤维滤布滤池通过线状移动冲洗的方式实现了连续过滤。滤池的清洗过程和过滤过程可同时进行，滤池在冲洗时，采用行车带动吸泥泵作线状扫洗，负压抽吸粘附在滤片上的污物，省去了常规的大功率水泵等反冲洗设备。纤维滤布滤池优势：出水水质稳定优良，可实现出水SS≤5mg/l，浊度≤0.5-2NTU耐冲击负荷，最高可承受SS为80-100mg/L设备简单紧凑，附属设备少，总装机功率低运行维护简单、方便，可实现全自动化运行水头损失小，仅为0.2-0.3m运行能耗低，平均吨水电耗低于0.0001KWh反冲洗水耗低，吸洗耗水率小于1％，对前处理工艺影响小，适用范围更广占地面积小，仅为普通快滤池1/4，降低工程造价设备一体化设计，对地基地耐力要求低，易于安装施工滤片组件采用标准化、模块化设计，安装精度高，可扩展性强7）中性催化氧化经过一体化生化池后的污水，通过滤布滤池过滤后，再进入中性催化氧化，进一步氧化难降解的有机物，同时可以对污水进行消毒。传统的芬顿氧化技术因其具有可以氧化水中难降解有机物质，处理效率高，操作简单等特点，在水处理领域中得到广泛的应用，但是传统的芬顿氧化也存在一些缺点：a.反应发生的PH值较窄（一般2-4），增加了中性废水和碱性废水的处理成本。b.反应后易产生铁泥，容易造成二次污染。c.药品无法循环使用，会造成资源的浪费。为了克服以上的缺点，近年来，学者们开始关注研究非均相芬顿催化剂的研究，使用惰性物质作为催化剂的载体。目前用于研究的主要有柱状粘土，分子筛等。我公司自己研发一种通过柠檬酸铁和栗壳高温烧制而成的一种中性催化剂，通过我公司的实验研究，掌握了该催化剂的大量数据资料【宋应民，耿春茂，许容花.非均相类芬顿催化剂的制备及其应用效果研究[J]广东化工，2014(13)】，现已应用于我公司部分工程项目中。污水经过催化氧化处理后，基本上可以达标。8）回用水池、排放槽污水经过催化氧化后进入回用水池，60%的水回用，作为绿化用水，40%的水直接排放。2.工程应用实例本工艺我公司在罗定垃圾填埋场垃圾渗滤液处理项目中已经得到了实际运用，该项目处理规模为72m3/天以下附罗定市环境监测站对该项目的监测报告：2.5垃圾渗滤液的工艺选择上述三种工艺的优缺点进行对比项目蒸发生化+膜处理生化+化学氧化工艺流程过滤+MVR+离子交换厌氧+硝化+反硝化+MBR+RO厌氧+生物脱氮+铁碳-芬顿氧化+沉淀池+生化+中性催化氧化投资成本适中投入成本较高投入成本一般运行成本高，30-35元/吨水高，25-30元/吨水低，15-20元/吨水处理效果好，浓水重新排入垃圾填埋场，可能会造成二次污染好，浓水重新排入垃圾填埋场，可能会造成二次污染好，不存在二次污染问题操作难易程度离子交换操作相对复杂，对自控的要求较高操作相对复杂，需较高自控来满足设备运行需求操作简单维修难易程度设备更滑和维护费用适中设备更换和维护费用高设备更换和维护费用低综合以上所述，我们决定采用运行成本较低的“生化+物化”工艺作为本项目的处理工艺。2.6工艺流程方框图垃圾渗滤液垃圾渗滤液泵调节池泵调节池厌氧反应器厌氧反应器生物脱氮反应器生物脱氮反应器铁碳-芬顿反应器铁碳-芬顿反应器硫酸、双氧水硫酸、双氧水加药沉淀器加药沉淀器NaOH、PAMNaOH、PAM污泥排至填埋场活性污泥反应器污泥排至填埋场活性污泥反应器曝气系统滤布滤池曝气系统滤布滤池中性催化氧化中性催化氧化双氧水双氧水回用水池回用水池达标排放达标排放2.7工艺流程简述垃圾渗滤液集后进入调节池(已有)进行水质水量均化。污水通过污水提升泵进入厌氧池，通过生物厌氧作用，去除掉部分的有机物。然后进入生物脱氮反应器，在生物脱氮反应器进行硝化、反硝化反应从而降低废水中的氨氮。在铁碳反应器中，铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阳极，电位高的碳做阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应，反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。由于铁离子有混凝作用，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除。铁碳反应器出水投加硫酸、硫酸亚铁、双氧水后进入芬顿反应器中，过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe2+的混合溶液具有强氧化性，可以将当时很多已知有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，增强对废水的净化效果，并有效去除废水中的色度。然后废水投加NaOH、PAM进入混凝沉淀器进行沉淀。上清液进入活性污泥反应器处理，首先流进活性污泥反应器的两段好氧区处理。好氧区的作用主要为氧化分解有机污染物，完成有机污染物的去除。好氧区出水流进沉淀区，在沉淀区中将活性污泥分离出来。沉淀区上清液出水进入滤布滤池过滤后进入中性催化氧化池，进一步氧化难降解的有机物并兼有消毒作用，出水在储水池中收集，60%回用于厂区绿化，剩下的水达标排放。生物脱氮反应器、混凝沉淀器、活性污泥反应器的剩余污泥排至垃圾填埋场填埋。第三章污水处理构（建）筑物设计3.1主要工艺参数设计1、调节池、事故池（原有改造）（1）功能：通过调节池均质均量。（2）设计参数：现场原有三个收集池：1号池尺寸为：7.5×5×2.5，有效容积75m3；2号池尺寸为：9.6×17.3×3.5，有效容积528m3；3号池尺寸为：14.6×17.3×2，有效容积467m3，原有三个收集池以串联的方式相连接。本工程计划将原有1号和2号收集池作为本工程调节池，1号池和2号池总体积为603m3，污水经过总停留时间为100h。本工程计划将3号水池改造为本工程事故池。本工程污水处理单元体积最大的水池为厌氧池，最大容积为302m3，3号池体积为467m3，可以满足作为事故池的要求。（3）主要设备：废水提升泵：Q=2.5m3/h，H=10m，N=0.75KW（2台,1用1备）事故池提升泵：Q=30m3/h，H=15m，N=2.2KW（1台）2、厌氧反应器（1）功能：利用厌氧菌的作用，去除废水中的有机物。（2）设计参数：设计流量Q=2.64m3/h进水COD:5000mg/L出水COD:2000mg/L设计负荷：1KgCOD/m3·d有效水深：H=5.7m停留时间：72h有效体积：190m3厌氧尺寸：Φ7×6m工艺尺寸：Φ8.6×6m结构形式：不锈钢数量：1座（3）主要设备：潜水推流器：型号QJB1.5/4-1100-63，桨叶直径1.1m，转速63r/min，功率1.5kw，2台。3、生物脱氮反应器（1）功能：进行硝化、反硝化反应从而降低废水中的氨氮。（2）设计参数：设计流量Q=2.64m3/h硝化停留时间：54h反硝化停留时间：54h有效水深：H=5.工艺尺寸：Φ8.6×5结构形式：不锈钢数量：1座（3）主要设备：生物酶填料6m3，聚氨酯填料77m3；曝气软管1批污泥回流泵：Q=12m3/hH=15mN=1.14、铁碳-芬顿反应器（1）功能：在铁碳-芬顿反应器中，组成Fe-C-H2O2催化体系，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物,从而增强对废水的净化效果，并有效去除废水中的色度。（2）设计参数：设计流量Q=2.64m3/h有效水深：H=4.2m；工艺尺寸：Φ1.5×4.5结构形式：玻璃钢数量：1台（3）主要设备：加药箱：0.6×0.6×0.8m，玻璃钢，1台铁碳填料：3.2m3。4、芬顿反应器（1）功能：延长芬顿反应的时间。（2）设计参数：设计流量Q=2.64m3/h有效水深：H=4.1工艺尺寸：Φ1.5×4.5结构形式：玻璃钢数量：1台5、加药反应-沉淀器（1）功能：投加NaOH、PAM进入混凝反应区反应，然后进入沉淀器进行沉淀。（2）设计参数：设计流量Q=2.64m3/h表面水力负荷：0.50m3/m有效表面积：A=5.28m工艺尺寸：3.5×2.0×4结构形式：不锈钢数量：1座（3）主要设备：斜管填料6m3搅拌机：转速比1:59，功率0.75kw，2台；6、活性污泥反应器（1）功能：氧化分解有机污染物，完成有机污染物的去除。（2）设计参数：活性污泥反应器数量：1座Ⅰ、设计流量： 2.64m3/hA一级好氧区有效停留时间： 9.4hr有效容积： 24有效水深： 4.7mB二级好氧区有效容积： 50有效停留时间： 18.9hr有效水深： 4.7mC沉淀区沉淀区表面负荷： 0.5m3沉淀区有效表面积： 6.D活性污泥反应器尺寸： Φ5.5×H5结构形式：不锈钢（3）主要设备：曝气软管Φ32，11m。7、滤布滤池（设备）（1）功能：通过滤布的截留降低污水中的SS。（2）设计参数：设计流量Q=2.64m3/h工艺尺寸：1.0×0.5×1结构形式：不锈钢数量：1座功率：1.5kw滤布滤池产生的污泥排入调节池。8、催化氧化（1）功能：进一步氧化污水中的有机物，同时具有消毒作用。（2）设计参数：设计流量：Q=2.64m3/h停留时间：1h工艺尺寸：Φ1.5×4结构形式：玻璃钢数量：1台（3）主要设备：催化氧化填料3.3m3；泥土陶粒3.4m39、排放槽工艺尺寸：3.0×1.0×0.8结构形式：玻璃钢数量：1座10、药品储存和投配系统（1）功能：对药剂进行溶配。平面尺寸：3.0×1.0×0.8（2）设计参数：平面尺寸：3.5×4.0数量：1座（3）主要设备：硫酸储罐1台，5m3；硫酸计量泵，500L/h，0.55kw，扬程硫酸稀释装置，搅拌电机，0.55KW,硫酸计量加药泵，300L/h，0.55kw，扬程10mPAM投配装置1套；PAM计量泵，300L/h，0.55kw，扬程10mNaOH投配装置1套；NaOH加药泵，300L/h，0.55kw，扬程10m双氧水储罐1台，5m3；双氧水计量泵，500L/h，0.55kw，扬程硫酸稀释装置，硫酸计量加药泵，300L/h，0.55kw，扬程10m11、风机房罗茨风机：Q=3.6m3/min，P=53.9kpa,N=5.5kw，2台，1用1备；平面尺寸：3.5×3.012、配电室平面尺寸：3.5×213、操作室平面尺寸：3.5×4.0m3.2设备一览表主要工艺设备序号设备型号及规格主材功率（KW）单位数量1废水提升泵Q=3m3/h，H=10m0.75台22废水提升泵Q=30m3/h，H=15m，N=2.2KW2.2台13厌氧池Φ8.6×6.0m不锈钢台14推流器型号QJB1.5/4-1100-63铸铁1.5台25生物脱氮反应器Φ6.0×5.5m不锈钢台16聚氨酯填料m3777生物酶填料m368污泥回流泵Q=12m3/h，H=15m，N=组合1.1台19铁碳反应器Φ1.5×5.0玻璃钢台110芬顿反应器Φ1.5×5.0玻璃钢台111铁碳填料m3612硫酸储罐5mPP台113硫酸泵300L/h，0.55kw，h=10m防腐台214双氧水储罐5mPP台115双氧水加药泵防腐台216加药反应-沉淀池3.5×2.0×4不锈钢台117填料PVCm3618搅拌机转速比1:59，功率0.75kw组合0.75台319NaOH投配装置制备量：500L不锈钢0.55套120NaOH加药泵300L/h，0.55kw，扬程10m防腐0.55台221PAM投配装置制备量：300L/h不锈钢0.55套122PAM加药泵300L/h，0.55kw，扬程10m碳钢0.55台222活性污泥反应器Φ5.5×H5碳钢防腐台123罗茨风机Q=3.6m3组合5.5台224滤布滤池1.0×0.5×1.0不锈钢1.5台125催化氧化池1.0×1.5×2.0玻璃钢台126双氧水加药泵300L/h，0.55kw，h=10m防腐0.55台127排放槽2.0×1.0×0.8m玻璃钢台13.3污泥量计算本工程产生污泥的单元主要有沉淀池、活性污泥池以及滤布滤池。沉淀池每天产生的干污泥量：（100-30）×10-3×60=4.2Kg活性污泥池每处理1公斤BOD产生污泥量按照下式计算可得每处理1KgBOD可产生干污泥量为0.33Kg，每日产生干污泥量为3.564Kg。3.4土建设计3.3.根据厂址的选择以及厂区附近的环境的需要，采取了适合本厂的建筑体系。本厂的各建筑都有严密的规划，选取的建筑体系具有抗震、防腐、消防安全等性能，可以减小事故的危害程度，也能避免一些危险情况的发生。3.3.2本工程设计范围内的主要建筑物是垃圾渗滤液厂房；厂房内部的配电室、风机房、操作室等。3.3.3结构设计本工程厂房结构设计采用框架结构设计，顶棚采用钢结构。配电室、风机房、操作室均采用砖砌。3.3.4建(构)筑物的布局厂区建筑总平面布局分为厂前区和生产区二部分。从附属建筑角度讲，首先在满足工艺流程布局的前提下，根据有关气象、朝向及场地等因素影响，尽可能争取好的朝向及上风向，并满足规范要求的间距。充分利用现有条件，适当组合，合理布局，减少占地。3.3.5筑物确定根据《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ3189）》，结合开封市精细化工产业集聚区污水处理厂具体条件综合考虑确定出厂区附属建筑项目及面积指标。并据有关建筑设计方针，从建筑的功能性质着手，力求建筑型式新颖大方，布局合理，经济实用。另生产区建筑物按各项建筑功能需要面积指标由工艺提出。低压配电房布置在用电量较大的风机房边，减少动力线的投资。3.3.5附属建筑装修附属建筑装修根据《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ3189）》，结合装修材料情况确定装修标准及选材，力求做到装修与建筑物的协调统一，尽可能达到美化厂区，改善生产环境的要求。所有地面均采用釉砖，外墙均贴条形瓷砖，水池（构筑物）露出地面部分均贴同建筑相同的条形砖，使整个厂区整齐规整。3.5供电系统设计1.供电电源本系统电源引业主的变压器，采用三相五线制，废水站用电设备电压等级为380/220VAC，设低压配电柜即MCC柜，向污水工艺系统动力设备供电。本站内设有进线柜。站内的功率因数取决于设备设计和运行条件，当站内满负荷运行时，期望的功率因数为0.8。2.电能计量计量方式按供电部门要求，动力及照明分开计量。在低压屏上设置专门的照明回路，并单独计量。3.电缆敷设厂区内采用电缆沟，电缆桥架或直埋敷设的方式。车间内采用电缆沟、电缆桥架或电缆穿钢管敷设。4.配电设备电源进线设备功能计说明：电源通过动力电缆由需方引至主进线回路开关进线端，再由进线开关传送至MCC柜主母线上。主进线回路设计由电压表、电流表。主进线回路还设计有短路、接地故障保护、过负荷保护低电压保护，电流的整定值将在以后的设计重确定。设备参数：进线开关柜子尺寸：W(宽)＝800mmD(深)＝600mmH(高)＝2200mm主电路额定电压为交流380V、三相五线制；辅助电路额定电压为交流220V；额定频率为50HZ；防护等级：IP40。主要组成：进线开关柜主开关单元电流互感器电流表以上柜内主要元器件及相关配套产品采用国内外知名品牌。MCC柜装置功能：MCC柜给整个系统用电设备提供可靠电源，给电机供电回路在就地控制柜设计有运行/停止灯指示电机运行状态，还设计有短路、接地故障保护和过载保护及联锁控制，配电回路设计有短路、接地故障保护、过负荷保护。设备参数：柜子尺寸：W(宽)＝800mmD(深)＝600mmH(高)＝2200mm主电路额定电压为交流380V、三相五线制；辅助电路额定电压为交流220V；额定功率为50HZ；防护等级为IP40；符合标准IEC。主要组成：内装断路器过热/电磁脱扣接触器热继电器带辅助触头变频器柜装置功能：变频器柜内安装变频器，控制系统的变频水泵、变频风机，还设计有短路、接地故障保护和过载保护及联锁控制，配电回路设计有短路、接地故障保护、过负荷保护。设备参数：柜子尺寸：W(宽)＝800mmD(深)＝600mmH(高)＝2200mm主电路额定电压为交流380V、三相五线制；辅助电路额定电压为交流220V；额定功率为50HZ；防护等级为IP40；符合标准IEC。变频器选择国内外知名品牌，带Profinet通讯接口产品（配图形面板，具有滤波器）。就地控制柜装置功能：就地控制柜设有手动、自动、停止方式的选择开关，“手动”方式将用于调试和维护电机，PLC不参与控制，在现场可以通过启/停钮手动启动和停止电机，“自动”方式将用于正常运行，在允许电机启动之前需要检测所有的控制连锁和现场仪表。设备参数：柜子尺寸：W(宽)＝500mmD(深)＝250mmH(高)＝600mm钮和指示灯的电压等级为AC220V，控制柜的防护等级：IP44（室内），IP50（室外），控制柜的材料：冷轧板镀锌喷塑，色标：电脑灰。主要组成：控制柜启停钮、启停指示灯、就地/远程切换开关端子：南京凤凰公司生产螺钉式产品电缆的敷设动力电缆采用电缆沟和地下穿管的方式敷设，电缆桥架为镀锌加喷塑带盖，电气室内的电缆孔用防火材料做封堵。电力电缆采用交联YJV-1KV电力电缆，控制电缆采用KVV型控制电缆，电缆采用铜芯。设计视工程需要采用电缆沟或电缆桥架敷设，电缆桥架采用热镀锌型。总体说明低压电气元件：断路器、接触器、热继电器等选用西门子公司或等产品，信号灯、按钮、转换开关等选用西门子产品或等同产品。变频器选择丹佛斯公司FC302标准型IP55系列或等同产品，带Profinet通讯接口产品（配图形面板，具有滤波器），安装在现场。MCC柜有部分的备用回路。PLC、变频器柜采用固定式。所有户外安装电机绝缘等级F级，防护等级：IP55，所有户内安装电机绝缘等级F级，防护等级：IP44，现场操作箱、控制箱防护等级不小于IP44，户外型操作箱、控制箱不小于IP50。施工中电缆根据不同用途用隔板隔离敷设或者分层敷设。3.6照明、接地系统及防雷保护操作室、风机房、配电室等均采用节能型荧光灯照明灯具，其中变配电室另配应急照明灯具；生产性构筑物内，泵房、鼓风机房等采用节能型金卤灯照明灯具；地下室照明系统采用防爆、防湿照明灯具，应无照明死角、方便更换灯具；其余场所可根据实际情况，选用不同类别照明光源。所有构筑物内的室内照明电源均引自该构筑物的照明配电箱。220/380V系统接地型式采用TN-S制接地保护方式，接地装置应充分利用建筑物基础等自然接地体。并设人工集中接地装置，防雷接地、电气工作接地及PLC工作接地共用，工频接地电阻不大于1欧姆。全厂各构筑物实施等电位联接。污水站内主要生产性构筑物及配电所为二类防雷建筑，其余构筑物为三类防雷建筑。建筑物的防雷装置，屋面接闪器以避雷带为主，引下线一般利用建筑物柱内主钢筋，避雷带应与接地极连接并可靠接地。站内金属构件（金属门窗、金属桥架、金属管道、用电设备金属外壳）均应可靠接地，低压电气设备外壳应采用（PE线）、低压电气设备中性点采用接零线（N线）接地并与接地系统作可靠连接。3.7自控仪表设计3.6.1设计依据自控仪表设计依据工艺特点，考虑污水运行管理，结合中国自控仪表行业的特点进行设计。3.6.2设计范围按工艺流程配备必要的液位，流量和水质分析等检测仪表；全部检测仪表及电气设备的运行信号的传送和显示；按照集中监测管理和分散控制的原则建立二级计算机监控系统。系统概述本项目采用PLC+上位机方式对水处理系统进行全自动控制。网络架构污水处理自动控制系统网络架构示意图如下所示：此网络架构为能源管控网络体系中的子系统，主要分为两层结构，为集中监控层和现场设备层。污水站房设置一台光纤工业交换机，未来通过接入能管光纤环网构成一个高速可靠的工业以太光纤网。光纤工业交换机合理配置电口，设置两对千兆多模光口（光口用于组建环网）。（1）监控层监控层是整个污水处理监控系统的核心和关键，基于开放式的工业标准软件平台，提供数据采集、过程监视、数据分析与计量以及设备综合管理等功能。配置两台互为冗余的的上位监控站（其中一台作为现场服务器使用，数据存储不少于六个月，任意一台计算机均可独立完成污水处理站的全部监控功能），提供统一风格的图形化的人机界面。监控计算机向上通过工业以太网接入污水处理站光纤工业交换机，完成污水处理系统信息上传，实现全厂信息共享和集中管理；向下通过工业以太网与现场PLC控制系统通讯，实现对污水处理系统的集中控制和管理。（2）设备控制层污水处理站控制采用SIEMENScpu317-2PNPLC控制器，增加两个以太网模块（型号6GK7343-1EX00-0XE0），分别接入上层环网交换机及内部交换机。现场I/O子站和变频器均采用工业以太网总线，其余现场智能仪表，如流量计采用DP现场总线接入PLC控制系统。污水处理站的所有工艺设备（包括变频器）的故障、运行、手自动及控制信号均通过