北京天地人渗滤液处理.doc

湖北省恩施市垃圾填埋场渗滤液处理站工程技术文件北京天地人环保科技有限公司二九年五月一总论31工程简介32编制依据33设计规范标准44编制范围55编制原则5二设计规模51设计水量52设计水质5三项目特点61填埋场渗滤液的水质特点62本项目的水质特点73对工艺的基本要求9四工艺比较91DTRO工艺92卷式膜工艺123MBR工艺144传统的活性污泥及生物膜工艺155厌氧工艺166吹脱工艺177工艺列表比较17五工艺选择18六工艺设计191工艺流程192水量平衡计算193工艺流程说明214各工艺单元污染物去除率预测255主要工艺参数266主要建、构筑物一览表277主要设备一览表27七浓缩液处理方案291浓缩液回灌的理论依据292浓缩液的回灌实际应用313有控制的浓缩液回灌方式324浓缩液回灌率的设定33八电气设计35九自控设计351 控制系统的组成352 膜处理设备控制方案35十经济分析351投资估算352运行费用估算35十一工程业绩37一总论1工程简介湖北省恩施市垃圾填埋场，渗滤液产量约为每天80吨。出水水质要求达到生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889-2008）表2中规定的污染物排放限值。2编制依据 PALL 公司DTRO处理渗滤液设计手册与运行导则； DTRO中试设备在我国北京、重庆、上海等地垃圾填埋场的渗滤液处理试验资料； DTRO系统在我国重庆长生桥垃圾填埋场、北京南宫堆肥场、北京阿苏卫垃圾填埋场、北京安定垃圾填埋场、沈阳大辛垃圾填埋场、老虎冲填埋场、上海黎明填埋场、上海御桥焚烧厂、大连瓦房店填埋场、长春三道填埋场的运行资料。 DTRO系统在我国的设计安装资料。 碟管式反渗透在国内18个项目成功的设计、安装、调试、运营和售后服务经验，部分项目分析报告见下表：碟管式反渗透在国内处理渗滤液项目的部分数据CODCr(mg/L)氨氮(mg/L)SS(mg/L)电导率(S/cm)北京南宫堆肥场2003.11.193进水3900705376出水105.143.75重 庆长生桥垃 圾填埋场2003.11.1进水77305769700115001RO出水13617.63.43492RO出水98.50.12.447.82003.9.271RO出水79.426.50.253502RO出水29.65.440.550.82005.3.31进水715098343出水10.211.81.132005.4.29进水1720022411900出水380.11.5北京安定填埋场2003.9.18南宫设备进水93001530出水29.55.382004-10-21进水6438264979040100出水1.212.85122北京阿苏卫2004.11.25进水4880128054518400出水8.12.01520.4上海御桥2006.11.15进水249006072320出水L300.0918大连瓦房店2006.12.12进水12900600350出水9.521.51沈阳大辛2005.9.29进水630001500383出水43.92.195长春三道2007.6.13进水1470021501150出水29.28.45417注1：南宫设备检测单位为北京市环境卫生监测站注2：长生桥垃圾填埋场检测单位为重庆市环境检测中心注3：御桥项目监测单位为上海市浦东新区环境监测站，L30表示超出监测下限注4：长春项目为长春市环境监测中心站注5：其他样品全部由北京普尼理化检测中心测定3设计规范标准 生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889-2008） 中华人民共和国环境保护法； 中华人民共和国水污染防治法； 中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法； 建设项目环境保护设计规定（国环字002号文） 室外给水设计规范（GBJ13）； 室外排水设计规范（GBJ14）； 建筑给排水设计规范（GBJ15）； 给水排水构筑物施工及验收规范（GBJ141）； 给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268）； 大气污染物综合排放标准（GB16297）； 恶臭污染物排放标准（GB14554）； 工业企业厂界噪声标准（GB12348）；注：以上所列规范和标准，在项目执行过程中如有新的版本颁布时，则按最新版本执行。4编制范围湖北省恩施市垃圾填埋场渗滤液处理站的方案设计。5编制原则 处理工艺成熟，适于填埋场各个填埋时期的渗滤液处理； 处理工艺先进，有较好的处理效果，确保运行稳定可靠，出水达标； 工艺先进，自动化程度高，易于日常运行管理与维护并应实现电脑中央监控； 处理工艺中具有一定的抗冲击负荷能力； 运行本成经济合理，有利于节能降耗，降低运行费用，易于维护和管理；二设计规模1设计水量设计日平均处理生活垃圾渗沥液80吨，设计富裕系数1.1，实际最大日处理能力可达88吨。2设计水质设计进水水质项目CODcr (mg/L)BOD5 (mg/L)NH3-N (mg/L)TN (mg/L)SS(mg/L)电导率(S/cm)pH值进水15000800020002500500200006-8设计出水水质根据设计文件要求，出水水质要求达到生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889-2008）表2中规定的污染物排放限值。设计出水水质项目CODcr (mg/L)BOD5 (mg/L)NH3-N (mg/L)TN(mg/L)SS(mg/L)pH值出水100302540306.0-9.0注：生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889-2008）中规定的其它排放指标也能达到要求。三项目特点1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，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。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。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。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。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BOD5/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。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。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。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，又可以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。由于进入到第三阶段后，渗滤液的碳氮比也开始下降，逐渐失衡，采用生化处理脱氮将越来越困难，在新标准的要求下，总氮指标要求低于40mg/L，生化处理基本不能实现。本项目的这个显著特点使得生化类型工艺的应用受到很大限制，为了使系统能在不同时期都稳定运行，最好采用物化工艺进行处理。3对工艺的基本要求鉴于渗沥水的上述特点，在进行工艺选择时应考虑以下基本要求：（1）应有很高的COD去除能力；（2）高负荷处理能力；（3）能够适应不同季节渗沥水浓度的波动；（4）工艺流程简单，占地少；（5）在满足排放标准的前提下，选择投资最省、运行费最低、效果最好的处理技术；（6）处理过程安全、无污染；（7）处理设施运行稳定，操作管理简便；（8）考虑目前渗滤液现状兼顾远期水质水量变化；（9）系统可移动性强，一个项目结束后可以移至其它项目继续使用。四工艺比较1DTRO工艺DT膜技术即碟管式膜技术，分为DTRO（碟管式反渗透）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，1988年在德国政府的支持下，由ROCHEM公司研制成功，1989年应用于德国Ihlenberg填埋场，至今已运行了十八年，目前设备状况良好，日处理1500吨渗滤液。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（如图2所示），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（如图3所示），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（如图5），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(如图3)。如图4所示透过液从膜片到中心的距离非常短，且对于组件内所的过滤膜片均相等。透过液进料浓缩液碟管式膜柱流道示意图DT膜片和导流盘DT膜柱独特的结构使其具有以下特点，这也是膜分离工艺应用于渗滤液处理所必需的特性。 最低程度的膜结垢和污染现象如前所述，DT组件具备2mm开放式宽流道及独特的带凸点导流盘，料液在组件中形成湍流状态，最大程度上减少了膜表面结垢、污染及浓差极化现象的产生，使得DT组件即使在高压200bar的操作压力下也能体现其优越的性能。 膜使用寿命长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。 组件易于维护DT膜组件采用标准化设计，组件易于拆卸维护，打开DT组件可以轻松检查维护任何一片过滤膜片及其它部件，维修简单，当零部件数量不够时，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，这是其它形式膜组件所无法达到的。 过滤膜片更换费用低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，这是卷式、中空纤维等其它形式膜组件所无法达到的，比如当卷式膜出现补丁、局部泄漏等质量问题或需更换新膜时只能整个膜组件更换。DT膜系统作为一种膜分离工艺相对传统的生化工艺具有如下优势： 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，对于出水水质要求不高的情况，可以使用纳滤膜； 出水稳定，受外界因素影响小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，对于处理不宜采用生化处理的老垃圾场渗滤液有着很大的优势； 运行灵活DT膜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，还可以调整系统的串并联方式，来适应水质水量的要求； 建设周期短，调试、启动迅速DT膜系统的建设主要为机械加工，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； 自动化程度高，操作运行简便DT膜系统为全自动式，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； 占地面积小DT膜系统为集成式安装，附属构筑物及设施也是一些小型构筑物，占地面积很小； 可移动性能强可以安装在集装箱内，也可以安装在厂房里，一个项目结束后可以移至其它项目继续使用。 运行费用低在达到高水平的排放标准的前提下，相对于其它工艺，投资省、运行费用低。在同样可以达到一级标准的MBR单级RO和两级DTRO中，两级DTRO投资及运行费用要远低于MBR+RO。2卷式膜工艺传统的卷式膜更多的应用于给水、市政污水、中水回用、海水淡化等领域，包括卷式反渗透和纳滤。这种膜组件是针对纯水领域设计的，德国从1986年开始尝试应用到渗滤液的处理中，但因为接下来的运行中出现了膜污染问题，从国外的工程实例来看目前已陆续报废，有些已被替换成碟管式反渗透设备。由于卷式膜自身结构上的原因，决定了这种技术难以在渗滤液处理上广泛应用，卷式膜在1999年后很少应用到渗滤液处理上。在这种膜组件中，膜片间有网状支撑层，隔网厚度通常为2847um,而流道的有效空间小于0.5mm，容易被污染物堵塞及产生浓差极化。所以对进水水质要求相当苛刻，必须进行复杂的预处理，使SDI小于5、悬浮物小于5mg/l。并且一旦当预处理系统运行不稳定时，卷式膜就会很快堵塞，造成不断的停机清洗，而膜更换时必须成卷废弃，运行费用很高。由于卷式膜对进水要求极其苛刻，所以卷式膜没有直接应用于渗滤液处理的可能性，但由于其填装密度高、价格便宜，有些项目将其与其它工艺相组合，作为其它工艺的后处理，比如作为MBR的后处理，MBR的膜分离采用UF膜，可以截留大部分大分子污染物，为卷式膜的应用创造了一定条件，但MBR的出水COD值通常在1000以上，远高于卷式膜的有机物浓度极限要求，同时渗滤液中含有大量的金属离子，具有极高浓度的TDS，所以卷式膜的有机物污染和结垢是难以避免的。卷式膜自身的结构缺陷使得这种膜分离形式即便在具有极完善的预处理前提下仍然存在易堵塞、浓差极化的现象，膜的寿命和产水率受到严重影响。卷式RO 由于为传统的给水行业所设计，通常操作压力较低，膜系统的回收率也较低，拿与渗滤液净化接近的海水淡化来说，回收率通常只有4050，即便是在低电导率的情况下，卷式膜的回收率通常也要低于75，再加上卷式膜频繁的清洗，卷式膜的产水率受到严重影响，这使得渗滤液处理的浓缩液产量成倍增加，增加浓缩液处理的难度。卷式NF抗污染能力要优于卷式RO，并且不受一价盐渗透压影响，操作压力低，回收率高，但由于其对氨氮、硝酸氮、亚硝酸氮等基本没有截留率，对COD的截留率也较低，无法适应排放标准对总氮的要求，只能应用于出水要求不高的情况。3MBR工艺MBR，又称膜生物反应器，是生物处理与膜技术相结合的一种工艺，与传统工艺相比，MBR用膜分离技术代替了传统的泥水分离技术，膜分离技术的高效性决定了MBR相对传统生化工艺有如下优势： 水力停留时间与泥龄分离膜技术可以全部截留水中的微生物，实现了水力停留时间和污泥龄的分离，使运行控制更加灵活，使延长污泥龄成为可能，这有利于增殖缓慢的硝化细菌的生长和繁殖，脱氮效率得到很大提高。同时由于系统具有很长的泥龄，故产生的剩余污泥量很小； 出水水质高于传统生化工艺膜技术不但可以截留水中的微生物，还可以截留部分大分子的难溶性污染物，延长污染物在反应器内的停留时间，增加难降解污染物的去除率，同时由于泥龄长，脱氮效果好，加上出水基本不含SS，所以MBR的出水水质要好于传统工艺； 占地面积小由于膜系统的高截留率，使得反应器内可以保持高浓度的污泥浓度，通常是传统活性污泥法的35倍，高污泥浓度使得反应器容积较传统工艺小很多，加上高效率的深水供氧形式，生化部分占地面积要远小于传统工艺； 耐冲击性能强高污泥浓度也使得系统的耐冲击负荷有所提高。当然MBR作为一种生化工艺也同样具有生化工艺的缺点： 处理效果依赖于渗滤液的可生化性由于MBR主要靠生化段去除污染物，故处理效果严重依赖于渗滤液的可生化性，对于可生化性差的中晚期渗滤液不适用； 影响因素多影响出水水质的因素较多。季节的变化、垃圾成分的变化、填埋场年限的变化、天气的变化、人为因素都会改变垃圾渗滤液的水质水量，对系统造成冲击负荷，进而影响的系统的出水水质。同时系统的负荷、温度、pH值、碱度、DO值、泥龄等等参数控制不当，同样会影响出水水质； 出水不能满足高标准要求垃圾渗滤液中含有大量不可生物降解的污染物，生化法是无法去除的，MBR的出水COD浓度和色度值都仍然较高，这也就决定了MBR处理渗滤液出水并不能达到较高的排放标准，要想满足高标准的出水要求则需要应用去除效率更高的膜技术或其它物理方法。4传统的活性污泥及生物膜工艺这里所说的传统活性污泥及生物膜工艺是指广泛应用于传统的市政污水及工业污水处理的生化工艺，生物膜法如接触氧化、生物滤池，活性污泥法如SBR、氧化沟、AO及其诸多的衍生工艺。这些传统工艺均在市政污水及工业污水方面有很多成功的案例，但垃圾渗滤液有其显著的特点和诸多的不确定因素，这就给传统生化工艺的实施带来很大的困难，应用于处理渗滤液中，在以下几方面表现的不尽如人意： 针对可生化性差的渗滤液无能为力垃圾渗滤液成份复杂，含有大量高分子难以生化降解的污染物，尤其是到填埋场晚期，渗滤液中的易降解有机物已在垃圾堆体中消耗殆尽，生化工艺对其基本没有处理效果。 污泥浓度低，占地面积大传统生化工艺污泥浓度通常控制在25g/L，而垃圾渗滤液虽然水量较少，但污染物浓度极高，一个中型渗滤液处理项目所处理的污染物总量与一个中小型城市污水处理厂相当，占地面积巨大，这在很多地区是很难做到的。 难以应对渗滤液的高浓度、高毒性，抗冲击能力差渗滤液具有高浓度、高毒性、水质水量变化大的特点，这些特点均会对生化系统造成很大的冲击，这是在其它污水中比较少见的，传统工艺由于污泥浓度低，面积大，混合效果差，从而易对局部区域的微生物造成毒害抑制作用，进而影响整个系统的处理效果。 出水水质差由于渗滤液的可生化性差同时又具有较强的冲击性，使得传统生化工艺很难正常运行，出水水质较差，也极不稳定。如想达到较高的排放标准，必须设膜分离作为系统的后处理，但由于传统生化泥水分离效果较差，生化出水还需经过较复杂的预处理才能进入膜系统。 实际应用少，设计参数不成熟传统生化工艺所沿用的设计参数均为市政污水的设计参数，并不能很好的适用于渗滤液处理。这些工艺曾在早期较多的应用于渗滤液处理，但由于上述的种种因素，大部分难以正常运行，出水不达标，或根本无法启动，目前的应用案例较少。5厌氧工艺厌氧工艺广泛应用于高浓度有机污水，也适用于部分垃圾渗滤液处理，通常使用的厌氧反应器有上流式厌氧污泥床、厌氧滤池、完全混合式厌氧反应器等。在垃圾渗滤液处理中应用厌氧工艺有如下优势： 能耗低，厌氧不耗氧，只需要回流或搅拌，COD的去除率可以达到6070，在COD浓度很高的情况下，COD总量的去除是相当可观的，降低了整个系统的运行费用； 可以产生二次能源厌氧可以产沼，沼气可以再利用，用来发电或产热； 二次污染小厌氧产泥量小，减少了二次污染；渗滤液除了含有高浓度的有机污染物外，还含有大量的氨氮、盐类、重金属等污染物，厌氧工艺在应用中也同样存在很多局限性： 过度的除碳造成反硝化困难厌氧工艺对于除炭来说效果明显，但对氨氮没有去除率，相反还会增加氨氮的浓度，为后续的好氧除氨氮增加了负荷。对于某些类型的渗滤液，如中、晚期的填埋场渗滤液，COD浓度相对较低，氨氮浓度则很高，炭氮比对于反硝化反应来说已经失衡，如果前处理中设厌氧工艺，后续的反硝化则需要投加炭源。对于厌氧填埋工艺，由于垃圾填埋堆体和调节池本身就是厌氧反应器，在渗滤液处理工艺中再设置厌氧段，意义不大； 启动缓慢厌氧反应器的产甲烷菌生长速度慢，对生存环境要求苛刻，应用于渗滤液处理则表现为启动缓慢。6吹脱工艺吹脱工艺是利用调节pH至碱性来改变铵离子的电离平衡，使水中的铵盐以游离氨形式存在，再通过吹脱，大量空气与溶液充分接触，使液相中氨转移到气相中实现水中氨氮的去除，氨氮的脱除效率可以达到5080，COD的去除率一般为1030，所以吹脱通常作为其它处理工艺的前处理。以上是在不同pH、温度情况下，氨态氮在水中存在比例曲线，可以很直观地看到，吹脱工艺中氨氮的脱除效率主要受pH、温度的影响，要想达到较高的脱除率只有达到较高的pH或较高的温度，同时需要很高的气水比，这就使得吹脱工艺需要耗费大量的药品及大量的电能，在不需要加热的前提下，通常吨水运行费用在10元以上，作为一项前处理工艺，10多元的运行费用相对较高。即便如此，在气温较低的地区运行，效果很难保证，出水极不稳定，甚至无法运行，目前运行的工程案例只有较温暖地区的深圳下坪渗滤液处理站较成功。吹脱出的氨气如不吸收会造成二次污染，设吸收塔吸收后生成的硫酸铵由于浓度过低也没有很好的出路。7工艺列表比较DTRO工艺卷式RO工艺MBR工艺传统活性污泥及生物膜工艺厌氧工艺吹脱工艺能否直接处理渗滤液能否能能能能产水水质好好较好较差差差对污染物的去除率高高高较高不高低回收率（产水率）6085407599（计算排泥）99（计算排泥）100（计算排泥）100抗冲击能力强弱较强弱弱较强影响出水水质因素少由于进水条件差时不能运行，故不具可比性多多多多对填埋场不同时期的适应性强由于不能直接处理渗滤液，故不具备可比性弱弱弱强启动时间很短很短较短较长长短占地面积小小较小大大小可移动性强强弱弱弱弱操作性简单简单复杂复杂较简单复杂能耗较低低高高低高投资较高低高较高低较低五工艺选择通过以上对各工艺的描述、对比及本项目的特点可以得知，DTRO工艺优势明显，主要表现在以下几个方面： 可以适应填埋场不同填埋阶段的渗滤液水质，不受可生化性影响，出水水质稳定； 出水水质好，不受C/N比影响，总氮和重金属可轻松达标，完全满足新标准要求； 系统运行灵活，启动快，冬季可停机，维护方便，尤其适合北方寒冷地区； 运行费用低，自动化程度高，操作简单，适于任何地区使用。鉴于以上优点均适合本项目，故本方案选择两级DTRO作为处理工艺。在进水浓度低的情况下，两级DTRO出水完全可以达到回用水标准，可以用来洗车和绿化，节约了水资源。19六工艺设计1工艺流程本工艺采取两级反渗透的核心处理方式，结合浓缩液和渗滤液的回灌，确保出水达到招标文件要求的标准。浓缩液回灌填埋场调节池第一级反渗透清水池第二级反渗透原水罐净水达标排放提升浓缩液储渗滤液处理系统整体工艺示意图酸本次提供的膜处理系统日处理水量80吨，配有1台芯式过滤器、2台高压泵、1台在线增压泵；原水储罐5m3 1个，硫酸储罐5m3、清洗剂A储罐0.5m3，清洗剂C储罐0.5m3，阻垢剂储罐0.2m3，氢氧化钠储罐0.5m3，净水储罐容积4m3。DTRO系统型号为：DTRO-C342 DTE36-8，一级DTRO配36支DTE膜柱，二级DTRO配8支DTE膜柱。系统配有触摸屏操作站，能实现自动连续运行。2水量平衡计算系统水量平衡计算见：80吨/天两级DTRO水量平衡图。80吨/天两级DTRO芯滤B0211原水储滤器出水P01贮罐硫酸80m3/d砂滤87m3/d一级DTRO，设计回收率80%87m3/d69.6m3/d浓缩液池净水贮罐回灌7m3/dDTRO浓缩水DTRO17.4m3/dDTRO浓缩水DTRO17.4m3/dDTRO浓缩水DTRO渗沥液调节池 80m3/d二级DTRO，回收率90%69.6m3/dDTRO透过水DTRO62.6m3/d透过水DTRO脱气塔62.6m3/dDTRO净水DTRO注：原水电导率25ms/cm，总回收率75%，即最终出水60m3/d。注：原水电导率20ms/cm，总回收率78%，即最终出水62.4m3/d。（上图中按此数值进行计算）注：原水电导率15ms/cm，总回收率81%，即最终出水64.8 m3/d。3工艺流程说明1）预处理渗滤液pH值随着厂龄的增加、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，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。2）一级DTRO经过芯式过滤器的渗滤液直接进入高压柱塞泵。一级DT膜系统流程示意图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，给反渗透膜柱提供平稳的压力。经高压泵后的出水进入在线泵或膜柱。由于高压泵流量不足以向膜柱直接供水，所以通过在线泵将膜柱出口一部份浓缩液回流至在线泵入口以保证膜表面足够的流量和流速，避免膜污染。在线泵流出的高压力及高流量水直接进入膜柱。膜柱组出水分为两部分浓缩液和透过液，浓缩液端有一个压力调节阀，用于控制膜组内的压力，以产生必要的净水回收率。透过液进入二级膜柱进一步处理。浓缩液排入浓缩液储池，等待回灌或外运处置。3）二级DTRO第二级DT膜系统用于对一级DT膜系统透过液的进一步处理，因此又称为透过液级，经一级DT膜系统处理后的透过液无需添加任何药剂直接送入二级DT膜系统高压泵，一级与二级之间无须设置缓冲罐，系统运行时流量自动匹配。第二级高压泵设置了变频控制，二级高压泵运行频率和输出流量将根据一级透过液流量传感器反馈值自动匹配，同时二级高压泵入口管路设置了浓缩液自补偿，使得二级系统的运行不受一级系统产水量的影响。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。二级浓缩液端也设有一个伺服电机控制阀，用于控制膜组内的压力和回收率。第二级膜柱浓缩液排向第一级系统的进水端，以提高系统的回收率，透过液排入脱气塔，经过吹脱除去水中二氧化碳等气体，使pH达到69，最后达标排放。二级DT膜系统流程示意图4）清水脱气及pH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，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。5）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：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。化学清洗：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。 清洗周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：5天 pH=1011酸洗：10天 pH=2.53.5二级DTRO系统的化学清洗周期：碱洗：14天 pH=1011酸洗：28天 pH=2.53.54各工艺单元污染物去除率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、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6.16.3，一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。各工艺段主要污染物去除效果工艺段项目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)SS(mg/L)一级DTRO出水进水15000800020002500500出水6003201401755去除率96%96%93%93%99%二级DTRO出水进水6003201401755出水3619.21417.50去除率94%94%90%90%99%排放标准（GB16889-2008）表210030254030 以上基于设计进水水质及设计回收率，如前所述分析，即使水质波动也能保证去除率达到出水排放要求。采用该工艺，也能使出水的其它水质指标如重金属、大肠菌群等达标。从上表中可以看出，系统出水水质远优于排放标准。5主要工艺参数第一级DTRO系统膜材料有机复合膜设计开机率90%设计净水回收率QRO = 80%设计进水流量QdQd = 87 m / d设计净水产量QpQp = 69.6 m / d膜柱数量n ROnRO = 36支单支膜柱面积SROSRO = 9.405 m膜总过滤面积SRO, tSRO, t = 338.6 m正常操作压力PMax = 50 bar设计最大操作压力PMax = 75 bar高压泵台数1台内置在线泵台数1台第二级DTRO系统膜材料有机复合膜设计开机率90%设计净水回收率QRO = 90%设计进水流量QdQd = 69.6 m / d设计净水产量QpQp = 62.6 m / d膜柱数量n ROnRO = 8支单支膜柱面积SROSRO =9.405 m膜总过滤面积SRO, tSRO, t = 75.2 m正常操作压力PMax = 35 bar设计最大操作压力PMax = 60 bar高压泵台数1台6主要建、构筑物一览表序号名称规格单位数量备注1渗滤液处理车间12m*16.8m*5.5m(H)座1砖混结构2清水、浓缩液池10m*8.1m*4.5m(H)座1钢砼结构7主要设备一览表序号名称规格参数单位数量生产厂商一预过滤系统1砂滤增压离心泵CRN5-6，1.1KW台1Grundfos2砂滤器风机KDT3.60 3.0KW 380V台1Becker3砂滤器9002400mm个1北京洁明 4芯式过滤器7-fach 30”个1TDR5蓝式过滤器6，1mm，304SS个1TDR二一级DTRO反渗透系统1高压柱塞泵CAT2537,15KW 台1CAT2高压泵蓄能器SBO210 0.75 E1/346U个1AOQ3在线增压泵BM 30-13NE，11KW台1Grundfos4碟管式膜柱210 39ABS1B，9.405 m2个36PALL5伺服电机控制阀1/2NPT,1.4539,HH500,230 VAC(50/60Hz)台1Badger6清洗剂罐V=400L，材质304个1TDR7加热器EIMM1-1/2，6.5KW个1艾肯电子三二级DTRO反渗透系统1高压柱塞泵CAT2537,11KW 台1CAT2高压泵蓄能器SBO210 0.75 E1/346U个1AOQ3碟管式膜柱210 39ABS1B，9.405 m2支8PALL4伺服电机控制阀3/8NPT,1.4539,HH500,230 VAC(50/60Hz)11Badger四储罐及化学剂添加系统1渗沥液原水提升泵SP8A-7，1.1KW台1Grundfos2加酸搅拌离心泵CRN10-2，0.75KW台1Grundfos3清水输送离心泵CRN5-6，1.1KW台1Grundfos4酸添加计量泵Sigma S1CaH07065PVT套1ProMinent5碱添加计量泵CONC0806PP套1ProMinent6阻垢剂计量泵DME 2-18AP-PP套1Grundfos7清洗剂桶泵PFP-40PK/M5，0.37KW台2FTI8渗沥液原水储罐V=5000L，材质PE个1上海远栋9净水储罐