公主岭渗滤液处理升级改造方案

公主岭城市生活垃圾卫生填埋场垃圾 渗滤液处理站升级改造工程 技术方案技术方案 郑州蓝德环保科技有限公司 2013 8 目目 录录 第一章 项目概述 1 1 1 项目名称 1 1 2 项目建设规模 1 1 3 设计原则 1 1 4 设计依据 1 第二章 工程规模及处理要求 2 2 1 处理水量 2 2 2 进出水水质设计 2 2 2 1 设计进水水质指标 2 2 2 2 设计出水水质指标 2 第三章 升级改造工艺设计 3 3 1 升级工艺流程 3 3 2 升级工艺原理简述 4 3 3 升级后主要系统的原理介绍 5 3 3 1 多介质过滤器 5 3 3 2 反渗透系统 5 3 3 3 浓缩液回灌系统 6 第四章 升级系统设计 7 4 1 多介质过滤器设计 7 4 2 反渗透系统设计 7 4 2 1 设计计算 8 4 2 2 主要设备仪表清单 8 4 2 3 RO 膜应用情况简介 9 第五章 电气自控设计 10 5 1 设计范围 10 5 2 设计依据 10 5 3 负荷等级及低压配电 10 5 4 主要电气设备选型 10 5 5 线缆选型及敷设 11 5 6 自动化过程控制系统 11 第六章 投资报价 12 6 1 投资估算及设备清单 12 第一章第一章 项目概述项目概述 1 1 项目名称项目名称 公主岭城市生活垃圾卫生填埋场垃圾渗滤液处理站升级改造工程 1 2 项目建设规模项目建设规模 原有渗滤液站的处理规模为处理 48 吨 日 升级改造 系统的处理 设施日处理 量 60 吨 日 1 3 设计原则设计原则 1 认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策 符合国家的有关法律 规 范 标准 2 处理技术先进 可靠 采用适合渗沥液水质特点的先进技术 尽量提高处 理效率 优化反应条件 做到处理系统简洁 处理效果好 出水稳定达标 3 长期运行的稳定性 在工艺选择和工程设计时充分考虑气候 季节变化对 水质水量的影响 采取可靠的保证措施 使系统能长期服务 1 4 设计依据设计依据 中华人民共和国环境保护法 1989 年 12 月 中华人民共和国水污染防治法 2008 年 2 月 污水综合排放标准 GB8978 1996 室外给水设计规范 GB50013 2006 室外排水设计规范 GB50014 2006 建筑给水排水设计规范 GB50015 2003 供配电系统设计规范 GB50052 95 低压配电装置及线路设计规范 GBJ 54 83 水处理设备油漆包装技术条件 ZBJ98003 87 机电产品包装通用技术条件 GB T 13384 2008 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB 8923 1988 水处理设备制造技术条件 JB T 2932 1999 其他现行相关的强制性标准和技术规范 规程 第二章第二章 工程规模及处理要求工程规模及处理要求 2 1 处理水量处理水量 设计处理量 60m3 d 2 2 进进出水水质设计出水水质设计 2 2 1 设计设计进水进水水质指标水质指标 该渗滤液处理站原有系统的设计出水水质按照 生活垃圾填埋场污染控制标准 GB16889 1997 的三级标准规定限值执行 根据该工程原有系统的设计总说明中 给出的出水水质要求 具体水质如下 升级改造处理系统进水水质升级改造处理系统进水水质 单位 单位 mg L pH 除外 除外 进水指标CODcrBOD5NH3 NSSpH 设计值10000550015008006 9 2 2 2 设计设计出水水质出水水质指标指标 根据本工程实际情况 出水水质按照 生活垃圾填埋场污染控制标准 GB16889 2008 表二规定限值执行 升级改造处理系统出水水质升级改造处理系统出水水质 单位 单位 mg L pH 除外 除外 出水指标CODBOD5NH3 NTNSSpH 设计值100302540306 0 9 0 第三章第三章 升级改造工艺设计升级改造工艺设计 3 1 升级工艺流程升级工艺流程 公主岭现有的处理系统的工艺流程为 ABR 厌氧反应器厌氧反应器 pH 调节池调节池 曝气吹曝气吹 脱塔脱塔 二次集水池二次集水池 SBR 中间池中间池 絮凝沉降池絮凝沉降池 系统出水设计要求达到 97 三级标准 排放限制的要求 目前由于环境污染的不断加重 国家从加强环保的角度出发 颁布了新 生活 垃圾填埋场污染控制标准排放标准 GB 16889 2008 排放标准 其中出水总氮成为 一个重要的指标 非敏感地区 40mg L 敏感地区 20mg L 为了达到新标准的排放 限制的要求 需要对原有系统进行升级 升级设计尽量利用原有的系统 并保证最 后的出水达标 改造方案如下 1 MBR 生化系统生化系统 调节池进水泵从调节池经袋式过滤器进入膜生化反应器 MBR 膜生化反应器设 计反硝化 硝化和超滤系统 1 ABR 厌氧池改建为反硝化池厌氧池改建为反硝化池 根据填埋场水质特点 该渗滤液处理站的有机污染不高 如果经过厌氧处理 后 会大幅度降低有机污染物的值 导致后续反硝化脱氮的碳源不足 因此将现有 ABR 厌氧池改建为反硝化池 2 SBR 池改建为硝化池池改建为硝化池 现有系统的 SBR 池是间歇式运行系统 分为进水 反应 沉淀以及出水四个阶 段 每个阶段都需要一定的时间 在各个时间段 整个处理系统只能进行一项任务 不能实现连续的进水出水 处理效率低 另外 渗滤液的氨氮含量非常高 出水要求很严格 需要设计大的回流量才能 保证生化系统的脱氮效果 SBR 池所有阶段都在一个构筑物中完成 无法进行内部 回流 进而无法保证脱氮的效果 因此将 SBR 池改造为硝化池 同时考虑到原有穿孔管曝气系统氧转移速率低 无法满足渗滤液这种高浓度有机污染的需氧率要求 对原有曝气系统进行改造 将 穿孔管曝气系统改为微孔曝气系统 该系统的氧转移速率高 可有效解决硝化池溶 解氧不足和不均匀的情况 具体升级工艺流程图如下 污泥脱水系统污泥脱水系统 自调节池渗滤液自调节池渗滤液 MBR 系系 统统 深度处深度处 理系统理系统 反硝化反硝化 RO 系统系统 外置外置 UF 系系 统统 硝化硝化 达标排放达标排放 浓缩液回灌浓缩液回灌 泥饼填埋泥饼填埋 滤滤 液液 图图 3 1 升级后的工艺流程图升级后的工艺流程图 3 2 升级工艺原理简述升级工艺原理简述 生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准 GB 16889 2008 排放标准的颁布对 渗滤液处理出水的总氮提出了更高的要求 为了保证系统升级后出水的达标排放 建议将系统原有的曝气吹脱塔和二次集水池改造为反硝化池 保证整个系统的反硝 化效果 保证出水的总氮达标 升级系统主要包括多介质过滤器和反渗透膜系统 原有系统的最后一个环节是 絮凝环节 由于反渗透膜对进水水质要求很严格 为了保证水中的絮体不进入后续 的反渗透膜系统 采用多介质过滤器进行拦截 多介质过滤器的出水进入反渗透系 统 反渗透膜的过滤精度高 可以对水中不能降解的大分子有机物和残余的总氮有 很好的截留效果 保证最后出水的达标排放 3 3 升级后主要系统的原理介绍升级后主要系统的原理介绍 3 3 1 超滤系统超滤系统 膜生物反应器 MBR 系统由两级硝化反硝化 A O S A O 系统 和膜处理系 统 UF 系统 组成 如图 3 2 所示 微生物 活性污泥 在生物反应器内与基质 废水中的可降解有机物等 充分接触 通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自 身生长 繁殖 同时使有机污染物降解 然后进入膜系统 实现对废水和污泥混合 液的固液分离 污泥被浓缩后返回生物反应器 从而避免了微生物的流失 膜生物反应器的主要特点 1 污染物去除效率高 出水水质好 2 适应性强 耐冲击负荷 3 工艺流程短 系统设备简单紧凑 占地面积小 4 易实现自动化控制 维护简单 节省人力 5 系统启动速度快 水质可以很快达到要求 图图 3 2 膜生物反应器系统 膜生物反应器系统 MBR 系统 系统 3 3 2 反渗透系统反渗透系统 反渗透是目前最精密的液体过滤技术 反渗透膜对溶解性的盐等无机分子和分 子量大于 100 的有机物起截留作用 另一方面 水分子可以自由的透过反渗透膜 典型的可溶性盐的脱除率为 95 99 操作压力从进水为苦咸水时的 7bar 100psi 到海水时的 69bar 1 000psi 图图 3 2 RO 工作原理示意图工作原理示意图 以一高压泵连续地加压于原液并输送至膜处理装置内 装置包含一压力容器和 膜元件 进水在膜组件内被分离为含低盐分的渗透液和高盐分的浓缩液 浓缩液和 渗透液的百分比由流量控制阀来控制 膜组件除了压力容器外 还有几组螺旋卷式 膜元件 压力容器内一般装六支膜元件 原液在经过下一个膜元件时 杂质浓度会 逐渐增加 最终由最末一组膜元件流出 进入浓缩液控制阀 并在此减压 每一膜 元件产生的渗透液由膜元件中央的渗滤液管收集流入位于压力容器外的渗滤液收集 管中 反渗透技术的特点 1 反渗透的脱盐率高 单只膜的脱盐率可达 99 单级反渗透系统脱盐率一 般可稳定在 90 以上 双级反渗透系统脱盐率一般可稳定在 98 以上 2 由于反渗透能有效去除细菌等微生物 有机物 以及金属元素等无机物 出 水水质极大地优于其它方法 3 反渗透制纯水运行成本及人工成本低廉 减少环境污染 4 减缓了由于源水水质波动而造成的产水水质变化 从而有利于生产中水质的 稳定 这对纯水产品质量的稳定有积极的作用 5 可大大减少后续处理设备的负担 从而延长后续处理设备的使用寿命 3 3 3 浓缩液回灌系统浓缩液回灌系统 升级系统采用反渗透膜进行最后的把关环节进行处理 会产生一定量的浓缩液 由于本工程处理量较少 在此浓缩液不做单独处理 回灌到垃圾填埋区 第四章第四章 升级系统设计升级系统设计 本升级方案选取 多介质过滤器 反渗透膜 工艺做为渗滤液升级处理工艺 4 1 超滤超滤 设计选用外置式错流超滤膜组件 具体设计如下表 4 1 1 超滤系统设计参数超滤系统设计参数 表表 4 10 UF 设计参数设计参数 设计参数单位数值 处理量m3 d60 运行时间h d20 膜通量L m2 h 55 6 单根膜面积m227 膜孔径nm30 膜丝直径mm8 膜元件数量支2 错流速度m s4 4 1 2 超滤系统主要设备超滤系统主要设备 表表 4 11 超滤系统主要设备一览表超滤系统主要设备一览表 序号名称规格与型号单位数量 1超滤进料泵Q 20m3 h H 20m 干式台 2 1 用 1 备 2超滤循环泵Q 275m3 h H 44m 干式台1 3保安过滤器 袋式过滤器 过滤孔径 1mm Q 35m3 h 承压 1MPa 台 2 1 用 1 备 4超滤膜成套装置 处理量 60m3 d 8 寸管式 套1 超滤膜 2 支 膜元件长 3m 5超滤清洗泵Q 30m3 h H 15m台1 6清洗过滤器 Q 45m3 h 过滤孔径 1mm 承压 1MPa 台1 7清洗水箱容积 2 5m3个1 4 2 反渗透系统设计反渗透系统设计 RO 膜元件选用陶氏 BW30 400FR 陶氏化学公司成立于 1897 年 膜产品注册商标为 FILMTECTM 自从 FilmTec 公司在世界上首先发明实用性的复合膜以来 膜及其应用技术得到了前所未有的发 展 许多领域的开拓及其规模化应用均从使用陶氏膜元件开始的 FILMTECTM 品 牌的反渗透产品被公认为性能更高 更一致且更稳定的分离膜著名品牌 市场占有 率世界第一 BW30 400FR 元件规格元件规格 类型参数 有效膜面积 m2 37 对 Cl 稳定脱盐率 l99 5 膜材质聚酰胺复合膜 最高操作温度 45 最高操作压力 bar 41 最高压降 bar 1 0 连续运行 pH 范围2 11 30 分钟短期清洗 pH 范围1 13 最大给水 SDI155 允许游离氯含量 ppm 0 1 陶氏 FILMTEC BW30 400FR 膜元件采用了陶氏专有抗污染膜技术进行化学 及物理改性 专门针对有较严格的预处理 但原水仍富含生物和有机物等污染物的 应用领域 它表现出了卓越的抗污染能力和可清洗特性 BW30 400FR 具有如下特点 1 高有效膜面积 400ft2 在不提高运行通量的前提下 获得更高的产水量 2 高脱盐率的 FILMTECTM反渗透膜是世界上清洗 pH 范围最宽 pH1 13 的元 件 能对无机盐垢 有机物和微生物实现有效地清洗 3 全自动 精确的制造技术 采用了缩短膜片长度 增加膜叶数的先进结构 降低了总体污染水平 最大程度地提高了膜效率 4 2 1 设计计算设计计算 为了防止膜内部出现污堵 系统采用浓水回流的方式加大循环量 增加膜表面 的循环流速 防止膜表面出现污堵 具体设计如下 设计参数单位数值 处理量m3 d60 设计运行时间h d21 系统回收率 75 膜通量L m2 h9 65 膜数量支6 4 2 2 主要设备仪表清单主要设备仪表清单 名称名称规格与型号规格与型号材质材质单位单位数量数量 反渗透装置75 产水率组合件套1 反渗透清洗装置 组合式系统 处理量 60 方 日 组合件套1 管道阀门 组合件套1 其余仪表 组合件套1 4 2 3 RO 膜应用情况简介膜应用情况简介 序号序号填埋场名称填埋场名称填埋量填埋量 t d运行情况运行情况 1天津双口2700良好 2上海老港9000良好 3广州兴丰4000良好 4杭州天子岭2500良好 5北京阿苏卫2000良好 6福州红庙岭1400良好 7深圳下坪3500良好 8西安江村沟2500良好 9乌市大浦沟2000良好 10贵阳高雁1200良好 11沈阳老虎冲1500良好 12香港新界西6500良好 第五章第五章 电气电气自控自控设计设计 5 1 设计范围设计范围 本工程电气设计内容为 浙江伟明环保股份有限公司 临江电厂 污水处理站 所需深度膜处理系统的全部配供电系统 弱电控制设备的所有电气控制连接 控制 柜的供货及安装 5 2 设计设计依据依据 低压配电设计规范 GB 50054 95 工业与民用电力装置的接地设计规范 GBJ65 83 建筑照明设计标准 GB 50034 2004 建筑物防雷设计规范 GB 50057 94 2000 民用建筑电气设计规范 JGJ 16 2008 供配电系统设计规范 GB 50052 2009 电力工程电缆设计规范 GB 50217 2007 招标文件要求和工艺提供的设计条件等 5 3 负荷等级负荷等级及低压配电及低压配电 根据工艺专业提供的设计条件 全站工艺设备均为三级负荷 为此 本工程按 三级负荷提供配电 根据供货清单 本工程用电负荷均为 380 220VAC 50Hz 的低 压设备 本工程外部电源考虑为 380VAC 50Hz 从配电中心引出的低压线路 对于功率较大的负荷采用放射式配电 其它负荷 采用放射式和树干式相结合配给各用电点的二级配电点 二级配电点再通过动力或 照明配电箱 柜 配给各用电设备 保证配电系统线路清晰 配电可靠 整个配电系统采用 TN C S 配电 5 4 主要电气设备选型