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生活垃圾填埋场渗滤液处理毕业设计.doc

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生活垃圾填埋场渗滤液处理毕业设计.doc

四川理工学院毕业设计(论文)1概论1概述1.1渗滤液来源、水质及水量特点分析1.1.1渗滤液水质特点垃圾渗滤液是指从垃圾填埋场中渗出的黑棕红色水溶液,当垃圾含水47时,每吨垃圾可产生0.0722t渗滤液1。填埋场渗滤液的来源有直接降水、地表径流、地表灌溉、地下水、废物中的水分、覆盖材料中的水分、有机物分解生成的水,当填埋场处于初期阶段是,渗滤液的pH值较低,而COD、BOD5、TOC、SS、硬度、挥发性脂肪酸和金属的含量很高当填埋场处于后期时,渗滤液的pH值升高,而COD、BOD5、硬度、挥发性脂肪酸和金属的含量明显下降。但随着堆放年限的增加,垃圾渗滤液中氨氮浓度会逐渐升高2。1.1.2渗滤液水质特点(1)污染物种类繁多渗滤液的污染成分包括有机物、无机离子和营养物质。其中主要是氨、氮和各种溶解态的阳离子、重金属、酚类、丹类、可溶性脂肪酸及其它有机污染物。(2)污染物浓度高,变化范围大在垃圾渗滤液的产生过程中,由于垃圾中原有的、以及垃圾降解后产生的污染物经过溶解、洗淋等作用进入垃圾渗滤液中,以致垃圾渗滤液污染物浓度特别高,而且成分复杂。垃圾渗滤液的这一特性是其它污水无法比拟的,造成了处理和处理工艺选择的难度大。(3)水质变化大垃圾成分对渗滤液的水质影响大。不同的地区,生活垃圾的组成可能相差很大。相应的渗滤液水质也会有很大差异。垃圾渗滤液水质因水量变化而变化,同时随着填埋年限的增加,垃圾渗滤液污染物的组成及浓度也发生相应的变化。(4)营养元素比例失衡对于生化处理,污水中适宜的营养元素比例是BOD5NP10051,而一般的垃圾渗滤液中的BOD5/P大都大于300,与微生物所需的磷元素比例相差较大。1.1.3渗滤液水量特点(1)水量变化大垃圾填埋场产生的渗滤液量的大小受降雨量、蒸发量、地表径流量、地下水入渗量、垃圾自身特性及填埋结构等多种因素的影响。其中,最主要的是降水量。由于垃圾填埋场是一个敞开的作业系统,因此渗滤液的产量受气候、季节的影响非常大。(2)水量难以预测渗滤液的产生量受到多种因素的影响,要准确预测渗滤液的产生量受到多种因素的影响,要准确预测渗滤液的产生量是非常困难的。四川理工学院毕业设计(论文)1概论1.1.4该城镇填埋场渗滤液水质及水量该工程设计进水水质如表1.1所示。表1.1渗滤液进水水质单位(mg/L)项目CODBOD5NH3NSS含量8000400010001000该设计的渗滤液处理量为200t/d,设渗滤液的密度约为1000kg/m3,即渗滤液处理量为200m3/d,此为平均流量,设工作时间为24小时制,因为降雨量的变化等使得渗滤液可能存在流量不均匀的情况,故取废水排放不均匀系数K1.5,则设计进水量(最大流量)应为200m3/d1.5300m3/d,即该城镇的渗滤液设计处理规模为300m3/d。1.2设计依据1.2.1法律法规依据(1)中华人民共和国环境保护法(2)中华人民共和国水污染防治法(3)中华人民共和国污染防治法实施细则(4)防治水污染技术政策1.2.2技术标准及技术规范依据(1)城市排水工程规划规范(GB503182000)(2)室外排水设计规范(GBJ141987)(3)建筑给水排水设计规范(GBJ151987)(4)纺织染整工业水污染物排放标准(GB428792)(5)地表水环境质量标准GB383820021.3设计范围本设计的设计范围为渗滤液流入污水处理厂界区至全处理流程出水达标排放为止,设计内容包括水处理工艺、处理构筑物的设计、污泥处理系统设计等。1.4设计原则(1)针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺和设备,最大可能地发挥投资效益,采用高效稳定的水处理设施和构筑物,尽可能地降低工程造价四川理工学院毕业设计(论文)1概论(2)工艺设计与设备选型能够在生产过程中具有较大的灵活性和调节余地,能适应水质水量的变化,确保出水水质稳定,能达标排放(3)处理设施设备适用,考虑操作自动化,减少劳动强度,便于操作、维修(4)建筑构筑物布置合理顺畅,减低噪声,消除异味,改善周围环境(5)严格执行国家环境保护有关规定,按规定的排放标准,使处理后的废水达到各项水质指标且优于排放标准。1.5执行排放标准根据2008年7月1日正式实施的中华人民共和国生活垃圾填埋场污染控制标准(GB168892008)的水污染物排放浓度限值如下表1.2。表1.2现有和新建生活垃圾填埋场水污染物排放浓度限值控制污染物pHCODmg/LBOD5mg/LNH3Nmg/LSSmg/L排放浓度限值6~9100302530四川理工学院毕业设计(论文)2渗滤液处理方案及选择论证2渗滤液处理方案及选择论证2.1渗滤液主要处理方法生活垃圾填埋场渗滤液是一种高浓度的有机废水,色度深,随着填埋时间和降雨量等的变化其中的化学组成会发生很大变化,而且其含有致病菌群、重金属等组分一旦渗出就会污染地下水,因此填埋场渗滤液的处理是填埋场设计、运行、封场、环境监测和后期管理时应考虑的重要问题之一。针对国家标准要求,选择工艺技术可靠、经济合理的方案显得尤为重要,其重要性甚至要超过某一单项技术的选择。常用的垃圾渗滤液处理方式有以下四种(1)将渗滤液输送至城市污水处理厂进行合并处理(2)经预处理后输送至城市污水处理厂合并处理(3)渗滤液回灌至填埋场的循环喷洒处理(4)在填埋场建设污水处理厂进行单独处理3。其中,将垃圾渗滤液与适当规模的城市污水处理厂合并处理是最为简单的处理方式。处理填埋场渗滤液的工艺包括生物法和物理化学法。2.1.1生物法常用的方法主要有好氧生物处理、厌氧生物处理、好氧和厌氧结合处理及土地处理2。1.好氧生物处理好氧生物处理技术利用微生物在好氧条件下旺盛代谢的作用,以废水中的有机物作为原料进行新城代谢合成生命物质,同时将污染物讲解。好氧生物处理技术有活性污泥法、生物膜法、间歇式活性污泥法、稳定塘法等。1活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理技术,由Arden和Locdett等于1914年开发并得到了广泛的应用,它主要利用悬浮生长的微生物絮体来降解废水中有机物利用含微生物的絮状污泥去除废水中的溶解性及颗粒态有机物利用静置沉淀去除工艺流程中的MLSS,产生含悬浮固体物低的出水部分浓缩污泥由沉淀池重新回流至生物反应池利用剩余污泥控制污泥停留时间,使其达到所需值。活性污泥法对渗滤液中易降解有机物具有较高的去除率,但是活性污泥法处理垃圾渗滤液的出水效果受温度影响较大,同时对中老期渗滤液的去除效果不理想。(2)生物膜生物膜法又称固定膜法,是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术是土壤自净过程的人工化和强化与活性污泥法一样,生物膜法主要去除废四川理工学院毕业设计(论文)2渗滤液处理方案及选择论证水中溶解性的和胶体状的有机污染物,同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力。在生物膜法中,生物膜主要是由细菌好氧菌、厌氧菌和兼性菌菌胶团和大量真菌菌丝组成,由于生物膜是生长在载体上,微生物停留时间长,诸如硝化茵等生长世代期较长的微生物也能生长。同时生物膜上还可以生长一些微型动物、藻类以及昆虫等,使得生物膜上生长繁育的生物类型极为丰富,种类繁多,食物链长而复杂。因此生物膜法具有抗水量、水质等负荷冲击,同时也有利于水中需较长停留时间的氨氮等的去除。(3)SBR法SBR也称间歇曝气活性污泥法或序批式活性污泥法SequencingBatchReactor,是一种间歇运行的污水处理方法。与传统的活性污泥法相比,SBR去除污染物的机理相似,只是运行方式不同。SBR工艺采用间歇运行方式,污水间歇进入处理系统并间歇排出。系统内只设一个处理单元,该单元在不同时间发挥不同的作用,污水进入该单元后按顺序进行不同的处理,最后完成总的处理被排出。一般说来,SBR的一个运行周期包括进水期、反应期、沉淀期、排水期、闲置期五个阶段。排泥可在排水器或闲置期进行。SBR方法可通过时间控制,在一个单池内完成进水、厌氧搅拌、充氧曝气、沉淀、排水等过程,具有较强抗冲击负荷能力,同时可根据渗滤液水质复杂多变的特点,灵活地调整工艺参数,并且厌氧与好氧的交替进行,可以达到较好的脱氮除磷效果。(4)稳定塘法稳定塘又名氧化塘,是一种利用天然或人工池塘作为处理设施,在自然或半自然条件下,充分利用塘中微生物的新陈代谢活动来降解有机物,塘系统是一个没有二沉池和相应的污泥回流设施的悬浮生长式生物处理过程。稳定塘处理系统由于无需污泥回流,动力设备少,能耗低,工程简单,投资省等优点,在许多地方得到了广泛应用。但塘系统的不足之处主要是体积较大,有机负荷低,降解速度侵,处理周期长等。2.厌氧生物处理厌氧生物处理工艺是指各种没有氧气和硝态氮参与的废水生物处理系统,主要是利用厌氧微生物将基质中结构复杂的难降解有机物先分解为低级、结构较为简单的有机物,在毋需提供外源能量的条件下,以被还原有机物作为受氢体,再由甲烷菌将有机物分解为甲烷、二氧化碳和水等终产物。厌氧生物处理技术包括上流式厌氧污泥床UASB、厌氧间歇性序批式反应器ASBR、厌氧折流板反应器ABR和厌氧生物滤池等。(1)高效厌氧反应器UASB作为一种高效厌氧反应器,采用悬浮生长微生物模式,独特的气液固四川理工学院毕业设计(论文)2渗滤液处理方案及选择论证三相分离系统与生物反应器集成于一空间,使得反应器内部能够形成大的、密实的、易沉降颗粒污泥,从而在反应器内的悬浮固体可达到2330g/L。UASB生物反应器的大小受工艺负荷、最大升流速度、废水类型和颗粒污泥沉降性能等的影响,一般通过排放剩余污泥来控制絮体污泥和颗粒污泥的相对比例,反应器的HRT一般在0.22d范围内,其容积负荷为225kgCOD/m3d。此技术启动期短,耐冲击性好,对于不同含固量污水具有较强的适应能力。2厌氧SBR序批式厌氧反应器(ASBR)通过一个反应器实现去除废水中有机物和截留固体颗粒物的双重功效,由于其工艺灵活性较大、可在同一反应器实现多工况运行,无需额外的澄清池、无短流,接近理想化的沉淀条件,使得其非常适合填埋场渗滤液本身量、质变化较大的特点。(3)厌氧折流板反应器ABR被称为第三代厌氧反应器,其不仅生物固体截留能力强,而且水力混合条件好。ABR反应器中使用一系列垂直安装的折流板使被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动,借助于处理过程中反应器内产生的沼气反应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动,而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动。由于污水在折流板的作用下,水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流径的总长度增加,再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用,微生物固体被有效地截留在反应器内。(4)厌氧生物滤池厌氧生物滤池anaerobicbiologicalfiltrationprocess,AF是一种内部装微生物载体的厌氧反应器,由于微生物生长在填料上,不随水流失,所以AF有较高的污泥浓度和较长的泥龄。厌氧滤器中一个重要介质就是滤料,滤料可以使微生物附着生长,但主要的作用是截留悬浮生长污泥。AF反应器具有良好的运行稳定性,能适应废水浓度和水力负荷的变化而不致引起长时间的性能破坏,可在低pH值和含毒物条件下稳定运行,而且再启动迅速,其缺点是布水不均匀、填料昂贵且易堵塞。3.厌氧与好氧结合处理与厌氧法相比,好氧处理消耗大量的动力能量,且废水COD浓度越高,好氧法耗能越多好氧处理时有机物转化成污泥的比例远大于厌氧法,因此污泥处理和处置的费用也高于厌氧法好氧处理时污泥的生长量大,所以对无机营养元素的要求也高于厌氧法,对于含磷浓度较低的垃圾渗滤液需投加必要的磷。而厌氧工艺处理时间长、占地面积大,单纯厌氧工艺处理效果不佳,鉴于以上原因,对高浓度的渗滤液一般都采用厌氧好氧两者结合处理工艺。我国曾采用的组合工艺有厌氧气浮好氧工艺,便于管理,节省能耗,但处理效果不稳定有UASB四川理工学院毕业设计(论文)2渗滤液处理方案及选择论证氧化沟稳定塘工艺,利用有利地形处理渗滤液有普通活性污泥法纳滤膜过滤工艺,处理效果好,但投资和运行费用高,占地面积大。4.土地处理法土地处理是由常规的污水灌溉发展起来的,对以有机物为主的废水可以起到水肥合一、综合利用的效果。土地处理系统主要是利用土壤的物理、化学与生物化学作用,借助于土壤微生物植物等陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能,将污水中污染物去除,使之转化为新的水资源,达到重新回收利用的一种较为新颖的污水处理方法。用于渗滤液处理的土地处理系统主要包括人工湿地和回灌处理污水灌溉或地下灌溉等。(1)人工湿地人工湿地是利用人为手段建立起来的,具有湿地性质的污水处理系统,是人为创造的一个适宜水生植物或湿地植物生长的环境。它是浮水或潜水植物及处于水饱和状态的基质层和微生物组成的复合体。它具有较高的植物产率,在水生植物浸水部分的茎、叶和根系上有较大的吸附表面积,并逐渐形成生物膜,从表层到内部存在着DO梯度,相应形成好氧、缺氧和厌氧层,其中还存有大量的活性微生物,这些微生物通过生化作用将水中可溶性的有机物、固体和胶体不溶性有机质即COD、BOD5、N、P、重金属等污染物转变成植物所需要的营养物质,并使微生物生长繁殖,从而降解污染物。(2)回灌处理渗滤液回灌处理技术是指采用适当措施,将从填埋场底部收集到的渗滤液,经一定方式预处理或直接利用动力设施重新打到填埋场覆盖层表面或覆盖层下部,利用填埋场覆土层及各年龄段垃圾的物化以及生物降解作用对渗滤液进行处理的一种方法。渗滤液回灌技术是把填埋场作为一个以各年龄段垃圾为填料的生物滤床。当渗滤液流过覆土层和垃圾层时,发生一系列生物、化学和物理作用,使渗滤液中的有机物、重金属、无机胶体等物质,通过机械拦截吸附络合、菌合和离子交换等作用被截留,并通过覆土层及各年龄段垃圾表面所富集的各种菌胶团和土著细菌等微生物的作用,降解成为稳定和半稳定物质,同时由于蒸发作用,回灌过程也间接达到了渗滤液减量的效果。2.1.2物理化学法渗滤液在经过一系列生化处理后的B/C出水比更低,难降解成分,一般有必要采用物化处理技术,作为一种预处理或者后处理的手段,来处理渗滤液。渗滤液的物化处理过程包含了混凝吸附、蒸发、高级氧化、浮选和膜处理技术等。这些技术基本都能提高渗滤液的生物降解性或者直接使出水达到排放标准,彻底

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