环境工程综合设计课程设计-垃圾填埋场渗滤液处理站系统设计

环境工程综合设计垃圾填埋场渗滤液处理站系统设计全套图纸加扣3012250582第一章 绪论1.1垃圾渗滤液的产生垃圾渗滤液有四个来源:(1)垃圾自身含水;(2)垃圾生化反应产生的水;(3)地下潜水的反渗;(4)填埋场内的自然降水的地表径流。其中填埋场内的降水为主要部分。垃圾渗滤液是城市生活垃圾(有时也包含部分工业废弃物)在填埋场堆放过程中由于微生物的分解作用和受雨水淋洗以及地表水和地下水的长期浸泡而产生的高浓度有机废水。1.2垃圾渗滤液的收集方法：（1）用槽车将转运站产生的渗滤液统一运输至渗滤液处理站进行处理；（2）为防止填埋场厂区内垃圾渗滤液对地下水的污染，在填埋场区内垃圾渗滤液对厂区内渗滤液导排及收集系统，将填埋场内的渗滤液及时导出填埋场外并排入调节池，最终进入渗滤液处理站进行处理。1.3垃圾渗滤液的水质特征（1）化学成分复杂，既有有机污染物，又表现出很强的综合性污染特征（2）氨氮浓度很高，变化范围大；（3）有机污染物含量高；无机污染物组分也复杂，其主要成分受当地地能结构的，主要含有镁离子，氯离子，硫酸根例子等。（4）微生物营养元素比例失调。第二章 垃圾渗滤液处理工艺流程的比较与选择2.1项目简介本项目设计垃圾渗滤液系统处理量为450m3/d，主工艺采用“预处理系统（格栅+调节池+水解酸化）+厌氧系统(UASB)+MBR系统（两级A/O+UF）+NF系统”工艺确保渗滤液出水水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）三级标准要求（氨氮按一级标准设计）。2.2进水水质指标CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)SS(mg/L)pHCa2+Mg2+浓度4000020000150080005740008002.3出水水质指标CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)SS(mg/L)pH浓度5003001540069查渗滤液的相关指标可得出一下结论：垃圾填埋场的渗滤液为高浓度有机废水，其COD和BOD的含量较高。沉淀池的种类优点缺点适用条件平流沉淀池1、处理水量大小不限，沉淀效果好2、对水量和温度变化的适应能力强。3、平面布置紧凑，施工方便，造价低.1、进、出水配水不易均匀。2、多斗排泥时，每个斗均需设置排泥管（阀），手动操作，工作繁杂，采用机械刮泥时容易锈蚀.1、适用于地下水位高、地质条件较差的地区。2、大、中、小型污水处理工程均可采用.竖流沉淀池竖流式沉淀池效果较好，占地面积小，排泥容易水池深度大，施工困难，造价高。常用于处理水量小于2万m3/d的小型污水处理厂。适用于小型污水处理厂辐流式沉淀池辐流式沉淀池的优点是多用机械排泥，运行较好，管理较简单，排泥设备已经趋于定型机械排泥设备复杂，对施工质量要求高;1、适用于地下水位较高的地区2、适用于大中型污水处理厂2.4各类沉淀池的工艺比较由于本次渗滤液处理量为500m3/d，处理量不大，且SS的含量较高，则选择竖流式沉淀池较为适用。2.5各种厌氧工艺比较反应器优点缺点适用范围完全混合厌氧反应器（CSTR）投资小、运行管理简单容积负荷率低，效率较低，出水水质较差适用于ss含量很高的污泥处理厌氧接触反应器投资较省、运行管理简单，容积负荷率较高，耐冲击负荷能力较强停留时间相对较长，出水水质相对较差适用于高浓度、高悬浮物的有机废水上流式厌氧污泥床反应器（UASB）处理效率高，负荷能力强，在常温情况下，COD处理效率高，出水水质相对较好投资相对较大，对废水ss含量要求严格适用于SS含量低的有机废水膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）处理效率高，负荷能力强，出水水质相对较好投资相对较大，对废水SS含量要求严格适用于SS含量相对较少和浓度相对较低的有机废水（1） 完全混合式反应器不能在反应期内累计足够多的污泥，因此只适合于城市污水剩余污泥及各类粪便的厌氧消化处理；（2） 渗滤液经预处理系统悬浮物含量较低，适用于酒精废水处理；（3） UASB上流式厌氧污泥床反应器在常温下处理COD效率高，较为适合高浓度有机废水的处理过程；（4） 对于渗滤液处理则为高浓度有机废水的处理，则不适用于膨化颗粒污泥床反应器；2.5其他处理渗滤液的处理方法2.5.1膜法 膜法也称膜分离技术，是利用特殊的薄膜对水中的成分进行选择性分离，包括电渗析、扩散渗析、反渗透、超滤和液体膜渗析等分离技术，其中反渗透和超滤应用最为普遍。膜分离是利用某些膜的半渗透性进行溶质与水的分离，半透膜只允许水和某些溶质透过，而其它溶质及颗粒物均无法通过，与传统的简单过滤相比，超滤和反渗透有所不同。砂滤及超微滤可截留分子量 10000100000 g/ mol 以上的分子，反渗透则可截留摩尔质量在 10 g/mol 以上的离子和分子。膜生化反应器 MBR是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统，生化反应器内微生物浓度从 35 g/L 提高到 1520 g/L，生化反应器体积小，生化反应效率提高，出水无菌体和悬浮物，在处理高浓度有机废水方面已得到较多的应用。膜技术目前在全世界均处于高速成长期，具有广泛的应用前景。膜生化反应器 MBR 因其占地少、操作方便、运行管理费用低，而处理效果大大超过常规的水处理方法，也能适应水质的不稳定性，膜处理技术凭借显著的优势在我国渗滤液处理中普遍使用。2.5.2物化法 物化法包括混凝沉淀、活性炭吸附、膜分离和化学氧化法等，混凝沉淀主要是用Fe3+或 A13+作混凝剂；粉末活性炭的处理效果优于粒状活性炭；膜分离法通常是运用反渗透技术；化学氧化法包括用诸如臭氧、高锰酸钾、氯气和过氧化氢等氧化剂与污水反应或在高温高压条件下的湿式氧化或催化氧化（例如臭氧的氧化率在高 pH 和有紫外线辐射的条件下可以提高）。 与生物法相比，物化法不受水质水量的影响，出水水质比较稳定，对渗滤液中较难生物降解的成分（尤其是对 BOD5/COD 比值较低 0.070.20），有较好的处理效果（对COD 去除率可达 50%87%），但运行费用昂贵。2.5.3吸附法 吸附处理中常用的吸附剂是活性炭。活性炭对水中苯类化学物、酚类化学物等许多有机物有较强吸附作用,对分子直径在 10-810-5cm 或分子量在 400 以下的低分子溶解性有机物的吸附性好，对极性强的低分子化学物及腐质酸类高分子有机物的吸附能力差。此外，活性炭对一些重金属氧化物有较强的吸附能力。活性炭吸附具有装置简单，对水质、水量变化适应性强等特点。比较三种处理方法，其中物化法运行费用昂贵；吸附法对高分子有机物的吸附能力较差，而渗滤液高分子有机物含量较高；而针对于膜法应用广泛且处理效果好，适宜于垃圾填埋场渗滤液的处理。2.6工艺组合垃圾渗滤液由于成分极其复杂，如果用一种常规水处理方法很难把它处理达标。所以，一般需要不同类型工艺方法组合处理，才能做到达标排放的要求。 目前国内外采用的处理技术主要有物理化学法、好氧生物处理法、厌氧生物处理法以及各种处理方法的联用。则本次处理工艺则为：格栅沉淀池调节池水解酸化池UASB反应器MBA（两级A/O+UF）NF深度处理第三章 工艺流程3.1工艺流程说明1. 垃圾渗滤液经过格栅机去除废水中较大的杂物后进入初沉池，在初沉池内进一步对渗滤液杂质进行沉淀，防止杂物进入调节池；2. 在经过初沉池后溢流进入到调节池，停留时间5天，以均衡水质水量，调节池内设潜水搅拌机，以防止池内污泥沉降；系统还设置事故池，用于系统出现异常停机时存储渗滤液；3. 调节池废水经提升泵送入水解酸化预处理系统。水解酸化预处理系统有如下作用：1)使废水中的含硫物质转化为H2S，并将废水中的硬度成分和重金属形成金属硫化物沉淀下来；2)生物污泥会对废水中的SS或胶体物质进行吸附去除，大幅度去除了渗滤液中的SS和胶体物质；3)形成酸化体系，与后面的厌氧系统形成两相厌氧的作用；4. 预处理系统出水进入厌氧进水池，废水经水泵提升进入UASB反应池，停留时间8天；UASB池设置两座，废水在UASB池中去除大部分有机污染物，并对难降解的大分子有机物降解为小分子的有机物，以利于后续好氧生化处理；5. 厌氧池出水溢流进入生化进水池，再经提升泵提升进入两级硝化反硝化系统。废水先进入一级反硝化池，停留时间2天，在反硝化菌的作用下去除废水中亚硝态氮；反硝化池中设有搅拌装置，保证池内污泥与渗滤液充分接触混合；一级反硝化池出水进入一级硝化池，设置两座，停留时间各2.5天；池中供入一定量的氧，将氨氮转化为亚硝态氮；一级硝化池设置硝化回流泵，将部分亚硝化液回流至一级反硝化池，利用短程硝化反硝化作用，提高了系统脱氮效果；6. 一级硝化池出水进入二级反硝化池，停留时间1天，可以使硝态氮充分利用水中碳源进行反硝化反应；二级反硝化池出水进入二级硝化池，停留时间2.5天，将反硝化池出水中的氨氮进一步硝化，提高氨氮的去除率；7. 二级硝化池的泥水混合液通过泵的提升进入外置式超滤膜系统，对混合液进行泥水分离。超滤系统设置内循环泵，提高泥水混合物在膜管内的膜面流速为35m/s，减缓膜的污染，延长清洗周期，超滤系统设置1套，膜通量为56.2L/(m2h)，超滤膜系统产生的透过液进入超滤产水箱，浓液回流进入反硝化池，或进入污泥浓缩池；8. 超滤系统出水进入纳滤系统，通过纳滤对有机物及高价态盐分的高选择性截留能力，去除水中绝大部分有机物及高价盐分。纳滤系统设置一套，纳滤系统采用抗污染纳滤膜元件，按一级两段式设计，系统回收率达到85%，膜通量为12.8L/（m2h），NF系统设计运行压力为615bar；纳滤清液进入纳滤产水箱达标排放，浓缩液进入浓缩液池另行处理。9. 超滤系统和纳滤膜系统各设置清洗系统一套，便于膜系统的恢复清洗。清洗系统设置PH、流量计等检测仪表，可直观准确地监测膜系统数据及清洗效果；10. 生化系统会产生一定量的剩余污泥，定期排至污泥浓缩池，经污泥处理系统脱水处理后含水率小于80%，泥饼由业主另行处理。污泥脱水清液进入调节池；11. 厌氧配置加温系统，当厌氧池温度过低时，启动蒸汽加热系统，提高厌氧池内废水温度，提高生化去除效果；12. 生化系统配置冷却系统，当生化池温度超高时，启动冷却系统，保证生化系统处于正常温度范围。3.2工艺流程图达标排放臭气臭气臭气污泥污泥污泥污泥浓缩池污泥脱水机450m3/d渗滤液鼓风机预处理系统个臭气收集输送纳滤膜系统格栅井初沉池调节池水解酸化池一级反硝化池UASB反应池超滤膜系统一级硝化池二级反硝化池二级硝化池超滤膜清洗系统纳滤膜清洗系统污泥处理系统MBR系统垃圾渗滤液系统设计流程图第四章 各个构筑物 4.1主要构筑物参数项目指标参数单位格栅平均设计流量0.0052 m3/s污水流量变化系数1.2000 最大设计流量0.0063 m3/s栅条净间隙0.01m过栅流速0.6m/s格栅安装倾角60。栅前水深0.4m格栅的间隙数量2.4234 栅条宽度0.01m格栅槽总宽度0.0500 m阻力系数1.7900 水头损失0.0284 m过栅水头损失0.0853 栅后槽的总高度0.7853 栅前渠道深0.7000 渐宽部分展开的角度20。进水渠宽0.03m渐宽部分长度0.0275 m格栅总长度3.4643 每日栅渣量0.0360 沉淀池中心管面积0.21 m2中心管直径0.52 m间隙流速0.01m/s喇叭口直径0.695 m中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度0.286 m喇叭口高度0.695 m反射板直径0.904 m污水在沉淀池中的流速0.0006 m/s沉淀部分有效面积11.250 m2沉淀池池径3.785 m沉淀池有效水深3.000 m截头直径1.000 m污泥斗高度2.598 m缓冲层高0.300 m池子总高度6.484 m调节池最大设计流量0.0063 m3/s水利停留时间6 h有效容积135 m3有效水深4.5 m池面积30 m2池长5.5 m池宽5.5 m实际有效水深4.463 m水解酸化池水力停留时间6h水解池的容积135 m3单个水解酸化池体积67.5 m3池长5.0 m池宽3.4 m池高4.03 m反应器流速0.67 m/hUASB反应池温度10kgCOD/(m3.d)进水容积负荷率30g/l进水有机物浓度1620 m3反应器的有效容积810 m3单座反应器的容积10 m有效水深81 m2单个反应器的面积9 m反应器长度9 m反应器宽度0.28 m3/(m.h)沉淀区的表面负荷10kgCOD/(m3.d)斜面水平夹角a55.00 保护高度0.5m上三角顶水深0.50 m下三角形高1.20 m回流缝宽度一0.84 m三相分离器宽度2.3m集气罩之间的宽度0.62 m上三角形的下端到三角形斜面上的垂直距离0.25 m垂直高度0.43 m上三角集气罩高度0.81 m一级反硝化设计进水 TN2500mg/L设计TN去除率78%设计出水 TN550mg/L设计反硝化速率qNi0.065kgNO3-N/kgMLSS/d进水NH4-N负荷总量900kg反硝化率95%比率0.7挥发性污泥浓度10.5 kgMLVSS/L30。的反硝化速率常数0.26 kgNO3-N/kgMLVSS反硝化容积314.3098669m3设计停留时间2d有效水深8m一级反硝化池数量1座一级反硝化池面积43.75m2一级反硝化池高度9.5m一级硝化池设计进水COD12000mg/L进水BOD5500mg/L进水NH4-N2000mg/LBOD负荷qBOD0.066kgBOD/kgMLSS/d生化BOD去除率0.9出水BOD550mg/L硝化细菌比生长速率0.47d-1污泥硝化所需泥龄6.38 d有效容积1096.66 m3停留时间5d有效水深8m设计硝化池数量2座设计单座硝化池面积68.54 m2设计硝化池高度9.5m硝化池的直径9.34 m二级反硝化设计进水 TN550mg/L设计TN去除率0.82设计出水 TN99mg/L硝态氮去除总量99.2kg NO3-N/d设计反硝化速率qNi0.03kg NO3-N/kgMLSS/d计算有效容积220.44 m3设计停留时间1d设计有效水深8m设计二级反硝化池数量1座设计二级反硝化池面积27.56 m 设计二级反硝化池高度9.5m 二级硝化池设计进水BOD550mg/L设计进水NH4-N5mg/L设计BOD负荷qBOD0.013kgBOD/kgMLSS/d设计生化BOD去除率95%设计出水BOD27.5mg/LBOD日处理量114.95kgBOD/d设计停留时间1.5d计算有效容积675m3设计有效水深8m设计硝化池数量1座设计单座硝化池面积84.375m设计硝化池高度9.5m超滤系统运行时间24h处理能力450m3/d污泥浓度8-15kg/m3MBR膜通量68L/h.m2MBR膜面积275.74 m2单只MBR膜面积27.2m2膜柱数量10.14 根组件套数1套复核膜元件数量10.14 根复核设计通量68LMH回流比10:01进水流量187.5m3/h膜表面流速4m/s循环流量270m3/h循环泵进口压力1.2bar循环泵压力4.2bar循环泵数量1台清洗泵流量90m3