橫店垃圾填埋場滲濾液處理工程設計方案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 工藝說明 滲濾液由調節池泵入儲罐，進行 pH 調節，控制 pH 在 之間。經 pH調節的滲濾液加壓泵入砂濾器，反沖洗水進入濃縮液儲存池。經過砂濾的滲濾液泵入筒式過濾器，經過濾后的滲濾液由柱塞泵輸入 DTRO（兩級碟管反滲透）的第一級 RO（反滲透）系統。一級 RO 系統和凈水回收率為 80%，設計操作壓力為 60 Bar。滲出液進入二級 RO 系統，濃縮液排至濃縮液儲存池。二級 RO 系統的凈水回收率為 90%，設計操作壓力為 50 Bar。滲出液進入脫氣裝置，濃縮液排至砂濾器的進水端。 為避免濃縮液長期回灌所致的氨氮在垃圾填埋場中的積累循環，設置濃縮液脫氮系統，通過化學沉淀法將滲濾液中的 NH4+N 轉化為 MgNH3PO46H2O 沉淀，沉淀后形成的結晶性狀穩定，可以直接隨濃縮液回灌到填埋場，也可以分離出來做肥料。 該工藝的特點 是： （ 1）預處理比較簡單，且不需設生物處理單元； （ 2） DTRO 膜組的結垢較少，膜污染減輕，使反滲透膜壽命延長； （ 3）安裝、維修簡單，操作方便； 圖 DTRO 工藝 流程 反沖洗水 填埋 出水 滲濾液 滲濾液 儲罐 預過濾 系統 一級 RO 系統 二級 RO 系統 pH 調節 濃縮液 混凝壓濾系統 出水 橫店垃圾填埋場滲濾液 處理工程設計方案 18 1 （ 4） DTRO 系統可擴充性強，可根據需要增加一級、二級或高壓膜組。 各工段處理效率 DTRO 工藝各工段處理效率見表 24。 表 24 方案四處理效率 項目 進水 二級反滲透 出水 去除率 BOD(mg/L) 12020 5 ％ COD(mg/L) 20200 20 ％ NH4+N(mg/L) 2100 5 ％ SS(mg/L) 2020 2 ％ 5 方案比較 四個滲濾液處理工藝方案比較詳見表 25。 表 25 工藝方案比較 項目 方案一 方案二 方案三 方案四 UASB+SBR+CMF+RO EV+RO MBR+UF+NF DTRO 一、工藝比較 基本工藝流程 原水 pH 調節UASBSBR反滲透 生產回用 原水 EV蒸發器 反滲透 生產回用 原水 MBR 生物膜反應器 超濾 納濾 生產回用 原水 砂濾器 二級反滲透 生產回用 處理原理 生化處理與 反滲透相結合 物理 處理與 反滲透相結合 生化處理與 納濾相結合 采用單純 反滲透工藝 橫店垃圾填埋場滲濾液 處理工程設計方案 19 1 進水水質影響 抗沖擊負荷能力強，進水水質影響較小，厭氧后出水有機物濃度大幅降低，對 SBR 池的處理沖擊較小。 不依賴于生物處理，抗沖擊負荷能力強，可通過調節蒸汽壓力適應進水負荷變化。 環境因素和進水參數變化對生物系統影響較大，可通過調節回流量適應進水負荷變化。 不依賴于生物處理，抗沖擊負荷能力強，可通過調節反滲透壓力適 應進水負荷變化。 濃縮液處理 濃縮液回灌或燃燒處理，較徹底，對環境及填埋場運行影響較小。 濃縮液回灌或燃燒處理，較徹底，對環境及填埋場運行影響較小。 濃縮液回灌或化學沉淀形成穩定的結晶而去除，殘留物對環境及填埋場運行有一定的影響。 濃縮液回灌或化學沉淀形成穩定的結晶而去除，殘留物對環境及填埋場運行有較大的影響。 工藝運行比較 有較多的工程及運行經驗，運行管理較為復雜。 有較多的工程及運行經驗，運行管理較為方便。 有較多的工程及運行經驗，運行管理比較復雜。 有較多的工程及運行經驗，運行管理較為簡單。 環 境效益 滲濾液在生化階段會產生一定的有害氣體及臭味，對大氣環境有一定影響。 滲濾液在蒸發階段會產生一定有害氣體及臭味，對大氣環境有一定影響。 滲濾液在生化階段會產生一定的有害氣體及臭味，對大氣環境有一定的影響。 對大氣環境影響較小。 二、 經濟 比較 工程投資 （總價） 4800 萬元 4400 萬元 4700 萬元 4200 萬元 工程投資 萬元 /m3 萬元 /m3 萬元 /m3 萬元 /m3 橫店垃圾填埋場滲濾液 處理工程設計方案 20 1 （單價） 運行費用 元 /m3 元 / m3 元 / m3 元 / m3 綜合比較各方案的工藝特點、對水質波動的適應性、總投資以及單位運行成本等因素，認為方案一為優選方案。其理由如下： （ 1）滲濾液先進行生物處理，具有較強的適應性和靈活性，可以適應不同時期的處理需要，經生物處理后的滲濾液進入微濾及反滲濾 系統進行深度處理，出水達到回用水標準。 （ 2）采用 UASB+SBR 工藝，有機負荷高，抗沖擊負荷能力強，進水水質影響較小，厭氧后出水有機物濃度大幅降低，對 SBR 池沖擊較小，充氧設備能耗較小。 （ 3）采用生物處理與反滲透相結合，處理后出水可以達到回用水水質標準，在填埋場內作生產性回用，具有良好的環境效益，可節省生產用水費用，降低填埋場運行成本。 （ 4）該方案雖投資較高，但運行穩定，出水有保證，且有較豐富的工程、運行、管理經驗。 橫店垃圾填埋場滲濾液 處理工程設計方案 21 1 第三章 工程 設計 我國于二十世紀八十年代中后期，開始建設衛生填埋場，已有多座衛生填 埋場建成并投入使用。隨著填埋場的建設，對垃圾滲濾液的處理也進行了有益的探索，對垃圾滲濾液的水質、水量及處理特性有了比較全面、系統、客觀的認識。但由于垃圾滲濾液的水質水量變化大、氨氮含量高、有機污染物含量高和難于生物降解的有機物含量高等問題，致使我國大部分垃圾填埋場的滲濾液處理設施出水達不到排放要求。垃圾滲濾液處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常棘手的問題。 因此， 根據技術規范 和實踐經驗 ， 設計出 適合我國國情的 生活垃圾填埋場滲濾液處理工程至關重要 。 1 推薦處理工藝 處理工藝流程 橫店 垃圾滲濾液處理站出水 排 入城市下水道， 水質執行東陽市城市污水納管標準 ，垃圾滲濾液出水水質達到： COD 500 mg/L、 NH4+N 35 mg/L、 SS 400 mg/L。 根據對橫店垃圾填埋場滲濾液的測定，該垃圾滲濾液 BOD5/COD 為 ，屬于易生物降解的有機廢水，但 COD 典型值高達 10000 mg/L，要使處理后出水COD 低于 500 mg/L， COD 去除率必須高于 %。根據上節對各處理工藝的比較，可以 “UASB+SBR+CMF+RO工藝 ”為基礎來選用本工程的處理工藝。橫店垃圾填埋場滲濾液氨氮高 達 2400 mg/L，要使處理后出水 NH4+N 低于 35 mg/L，必須進行脫氮處理。有鑒于 NH4+N 對生物處理的抑制作用以及滲濾液 C/N 比不適直接生物脫氮，在 SBR 池前設堿化 鼓風吹脫，將垃圾滲濾液加堿至 pH ，使氨離子轉化為游離氨 (NH3)，然后送入吹脫塔以噴淋和鼓風的方式去除游離氨，并為后續 SBR 工藝調整 C/N 比，實現廢水 COD 和 NH4+N 的去除。為了確保處理出水 COD 500 mg/L，可在二沉池中輔以同步化學沉淀。綜上考慮，本工程橫店垃圾填埋場滲濾液 處理工程設計方案 22 1 采用如下工藝： 滲濾液 → 堿化吹脫塔 → 高效厭氧反應器 → SBR 池 → 混凝沉淀二沉池 → 城市下水道。 其工藝流程如圖 所示。 調節池 滲濾液調節池的容積確定根據垃圾填埋場滲濾液的貯存容量綜合考慮，按照多年降雨量產生的滲濾液處理的規模經平衡計算后確定，并應考慮應急情況下滲濾液的貯存。 根據國內外填埋場運行和設計經驗，滲濾液產生量計算公式為： Q=CIA/1000 式中： Q 為滲濾液產生量（ m3/月）； I 為月平均降雨強度（ mm/月）； C 為滲入系數，一般為 ~； A 為匯水面積（ m2）。 表 31 47 年來 6 月份的降水量情況 項目 平均 6 月 max 6 月 second 47 年來 6 月份（ mm） 503 調節池容積設計按 47 年最大月降雨量核算， 47 年來的最大月降雨量503mm、 6 月份的滲出系數 ； 圖 厭氧 +SBR+混凝 工藝流程 滲濾液 pH 調節 pH 調節 調節池 堿化 吹脫塔 中和 反應沉淀池 混凝 反應池 干污泥填埋 高效厭氧反應 器 SBR 系統 沉淀池 污水達標排放 污泥脫水機 橫店垃圾填埋場滲濾液 處理工程設計方案 23 1 Q=503（ 30000 +3000 ） 103/30=320m3 V=（ 320120） 30=6000m3 按 47 年來最大月降雨量計算， 6000m3的調節池能容納一個月的水量。 堿化吹脫塔 垃圾滲濾液 氨氮含量高達 2400 mg/L，且 COD/NH4+N 比值小于 ，若直接進入 生化處理裝置 ， 不 僅會對微生物起到抑制作用，而且 很難實現生物脫氮，因此 首先 利用鼓風吹脫塔進行部分脫氮，以提高 COD/NH4+N 比值和降低氨氮濃度。工程擬采用圓筒形吹脫塔， 直徑 m，高 m， 其中裝填一定高度的球形塑料填料。 原水 用泵送至吹脫塔頂部進行噴淋布水，在吹脫塔后部安裝 2 臺鼓風機，強制氣流自上而下流經填料，與水滴逆流接觸。 控制氨氮吹脫效率的關鍵因素是水溫、氣液比和 pH 值。 控制 水溫為 25℃左右的條件下，固定氣液比 3000： 1， pH 值在 9～ 10 之間，隨著 pH 值的升高，氨氮去除的效率急劇升高。當 pH 值達到 10 以上 時，氨吹脫的效率升高變緩。繼續提高滲濾液的 pH 值，氨氮的去除效率幾乎不變 ，但這時塔內因空氣中的碳酸氣溶解而生成 CaCO3，導致產生水垢問題。因水垢在塔內附著，設計提高的氣液比接觸效率與之相抵消，并易使處理過程產生故障。故 pH值控制在 左右為宜， 氨吹脫效率達到 90%左右。 控制 在 pH 值為 ，水溫 25℃左右的條件下，當氣液比達到 3000 以上時，氨吹脫效率達到 90%以上。氣液比繼續增加時，氨去除效率增加很少。綜合考慮各種因素，氣液比最好控制在 3000～ 3800 之間。 控制廢水 pH 值為 ，氣液比為 3500， 當水溫為 25℃時，氨去除率為 90%以上，當水溫為 20℃時，氨去除率為 76%～ 85%，當水溫為 16℃時，氨去除率為65%～ 73%。 綜合考慮各種因素，氨吹脫控制條件 pH 值為 、 水溫 25℃ 、 吹脫時間為5 h、氣水比為 3000： 1，氨去除率 達到 80%以上 。 橫店垃圾填埋場滲濾液 處理工程設計方案 24 1 吹脫后， COD 也得到了部分去除，其去除率為 %，吹脫后出水的 COD/ NH4+N 為 ，有利于后續 SBR 池脫氮。 （ 1） 蒸汽消耗量 在冬季溫度較低時，為了保證氨氮脫除效率，宜通過蒸汽加熱升溫至 25℃左右。 根據水的比熱容可知： 1 kg 水升高 1℃需要 kJ 熱量。滲濾液總量 120 t/d，若 滲濾液最低溫度 按 10℃計，升 溫 至 25℃，需要熱量 106 kJ， 1 t 蒸汽產生 106 kJ。 將 120 t 水由 10℃升 溫 到 25℃，需要 t 蒸汽 。 若每年蒸汽使用時間為 3 個月，則年蒸汽費為 萬元。 （ 2） 硫酸銨回收 垃圾滲濾液堿化吹脫過程中有含氨廢氣產生，如不加以處理排放，勢必造成二次環境污染。本方案采用含硫酸的硫銨溶液吸收廢氣中的氨，使之生成副產硫酸銨，該副產硫酸銨可以作為復合肥的生產原料，做到資源的綜合利用，并降低環保 處理費用。經處理后的廢氣達到《惡嗅污染物排放標準》（ GB 145541993）三級標準。 酸性硫酸銨母液（ PH～ 4）由母液循環泵輸送到填料吸收塔上部，含氨廢氣從吸收塔下部進入吸收液槽的溶液下，先進行鼓泡吸收，經鼓泡吸收過的氣體再沿著填料吸收塔上升與上部噴淋下來的循環母液逆流接觸，使廢氣中的殘余的氨被進一步吸收，從而使氣體中的氨含量降低至排放標準（≤ ）以下，最后經除沫裝置由排風機將氣體排入大氣。吸收液槽中的硫酸銨溶液經過不斷的循環吸收，濃度達到飽和后就析出硫酸銨結晶，晶漿通過循環泵送到養晶槽 進一步冷卻結晶，并通過下部的放料閥將晶漿送入離心機脫除母液后得到副產固體硫酸銨。而濾出的母液返回到吸收液循環槽，繼續循環吸收，在此過程中吸收液循環槽內需不斷添加濃硫酸，以補充被氨中和的酸度，維持其 PH~4。同時由于在吸收過程中酸和氨的反應是放熱反應，過程中會蒸發部分水分，使吸收液提濃成過飽和溶液，從而析出結晶。