城市生活垃圾处理厂的垃圾渗滤液处理设计方案

1、1、前随着我国城市人口的增加、城市规模的扩大和居民生活水平的提 高，我国城市生活垃圾的产量在急剧增加。到 1999年，我国的城市生 活垃圾已达1.4亿吨，并且以每年8%10%的速度递增，人均日产生 的垃圾已超过1kg，接近工业发达国家水平。根据我国垃圾处理"无害化、减量化、资源化"的原则，将有一大批 生活垃圾卫生填埋场要新建。而垃圾渗滤液是否处理达标排放，是衡量一个填埋场是否为卫生填埋场的重要指标之一。一个不合格的垃圾填 埋场，就是一个大的污染源，如不及时对其进行收集、处理，将造成 对地下水、地表水及垃圾填埋场周围环境的污染和影响。尤其是它对 地下水源和土壤的污染更为严重。

2、一些旧的垃圾填埋场由于没有采取 防渗措施，产生的渗滤液渗入地下水中，造成对地下水的严重污染。 其污染延续时间可以长达数十年，甚至上百年。一旦地下水源和周围 土壤被其污染，想用人工方法实施再净化，技术上将非常困难，其费 用也极其昂贵，难以实施，从而严重威胁到人的生活和生产。鉴于此,成都加杰尔环保有限公司针对“开江县城市生活垃圾处理厂”渗滤液的 特点，进行了多次试验研究，并制定本方案，要求渗滤液处理后排放 的水质达到国家生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-1997 ) 的相关要求。2、项目名称、设计依据及范围2.1项目名称：城市生活垃圾处理厂垃圾渗滤液处理工程2.2编制单位：有限公司2.3

3、设计依据?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?生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-1997)?污水综合排放标准(GB8978-1996)?建筑给排水设计规范(GB50015-2002)?给水排水工程结构设计规范(GBJ69-84)?给水排水构筑物施工及验收规范(GBJ141-90)?地下工程防水技术规范(GB50108-2001)?自动仪表施工及验收规范(GB93-86)?低压配电装置及线路设计规范(GBJ54-83)?用户提供的相关污染现状监测结果及特殊要求?污水处理站规划用地的地勘资料及当地天气情况?进出水位标高及地面高程?本公司以前承接过的相关废水处理工程的经验

4、2.4设计范围本方案设计范围为：垃圾渗滤液处理站范围内的全部设备、设备 安装、调试。3、设计规模及原则3.1设计规模：设计每天垃圾渗滤液处理量 Q=200m3/d。3.2设计原则(1) 执行生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-1997 )二级 排放相关标准和规范。(2) 严格执行国家有关环境保护法律法规的要求；(3) 严格执行现行的防火、安全、卫生、环境保护等国家和地方颁 布的法规、规范与标准；充分考虑国内外垃圾渗滤液处理存在的问题以及渗滤液随垃圾 填埋场的“年龄”的变化情况，针对这些问题，结合我公司经验，选择国 内外先进成熟的污水治理技术，采用优质、可靠、适用、经济的治理 工艺路线；

5、(5) 切合实际，正确掌握设计规范和标准，优化工艺技术，合理选 用优质、高效的处理设备和设施；(6) 在确保出水稳定达标的前提下，尽可能地节省投资，减少占地 面积和降低运行费用，延长使用寿命，调整好一次性投资与运行费用、 水质要求之间的比例关系；(7) 废水处理站总体布局、统一规划，力求与周围环境协调;(8) 在处理站运行中保证清洁、安全、无二次污染。设备运行简单,以操作维护方便，利于管理为原则。4、工艺设计4.1废水来源垃圾渗滤液的产生受诸多因素影响，不仅水量变化大，而且变化无规律。垃圾渗滤液的产生来自以下五个方面： 降水的渗入。降水包括降雨和降雪，降雨的淋溶作用是渗滤 液产生的主要来源。

6、外部地表水的流入。包括地表径流和地表灌溉。 地下水的渗入。当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位， 并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内。 垃圾本身含有的水分。这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量。 垃圾填埋后，微生物的厌氧分解产生的水。垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。4.2垃圾渗滤液的水质分析及特性垃圾的种类和成分决定了渗滤液的成分， 因此在设计处理工艺时对 填埋垃圾的种类进行组分分析，从而可以预测渗滤液的主要污染物成 分，通过走访调查，查阅大量的当地文献资料。表 4-1为垃圾种类经过填埋所产生渗滤液的主要污染成分。表4-1渗滤液主要污染成分垃圾种类pH

7、CODBOD 5NH3-NSSFe, Mn色度E.coli蒸发残物臭气重金属一般废弃物、有机物、可生物降解的废物VVVVVVVV燃渣、无机物 的物化分解物V厨余VVVVVVVVV覆盖及周围土壤VV注：COD 化学需氧量；BOD55d内渗滤液所消耗的生化需氧量；SS 悬浮固体；E.coli 大肠杆菌 垃圾渗滤液的物理性质 色与嗅 渗滤液均具有很重的色度， 其外观多呈茶色、暗褐色或黑色，色度可达到 20004000倍(稀释 倍数),垃圾腐败臭味极其明显。 pH垃圾填埋初期，渗滤液的pH在67之间，随着填埋场时间的推移和填埋场的稳定，pH可提高至78。 BOD5值 随时间变化及填埋场微生物的活动增强

8、，渗滤液中BOD5浓度发生变化。一般变化规律是垃圾填埋后的6个月至2.5年间 渗滤液BOD5逐步增至高峰，此时BOD5多以溶解性为主，此后BOD5 的浓度开始下降，至 615年填埋场完全稳定时为止，此时，BOD5 保持在某一低值范围内(<100mg/L )，且波动很小。因此，渗滤液BOD5 值的变化过程实质是填埋场稳定化的过程。通过定期测定渗滤液的BOD5值，根据BOD5值随时间的变化规律，可判断填埋场的稳定程度。 COD值 COD值与BOD5值相似，但是随着填埋场时间的推移，COD值的降低较BOD5值缓慢的多 BOD5/COD值有机物种类的变化造成 BOD5/COD比值的变化。填埋初期

9、BOD5/COD比值较高，可达0.5以上，但随时间的推移， 由于BOD5和COD的降低速率和幅度不同，BOD5急速下降而COD 下降较缓慢，因此该比值逐渐下降。当随填埋场完全稳定之后，该值 最终在某一范围内（W 0.1 ）,而且波动极小。 溶解性固体总量垃圾渗滤液中含有较高浓度的总溶解性固体。这些溶解性固体在渗滤液中的浓度通常随时间而变化。填埋初期 渗滤液溶解固体总量高，且有相当高的钠、钙、氯化物、硫酸盐等， 一般在填埋后6个月至2.5年达到高峰值，此后随时间的增加，无机 物浓度下降，直至达到最终稳定。 NH3-N垃圾渗滤液NH3-N浓度含量高，是由于含氮可生化有机组分的厌氧水解和发酵所致，因

10、pH接近中性值，它主要以NH3-N 形态存在于渗滤液中，很少以氨气形式释放，或以游离氨形式存在。 磷垃圾渗滤液中的磷元素总是缺乏的。 重金属对于只填埋生活垃圾的填埋场，金属的溶出率较低，在水溶液中为0.05%1.8%，在微酸性溶液中为 0.5%5.0%。但如 有工业垃圾填埋的话，渗滤液中重金属含量较多。其中所含的重金属 主要有：镉（Cd）、镍（Ni）、锌（Zn）、铜（Cu）、铬（Cr）和铅（Pb） 等。垃圾渗滤液的有机物可分为三种：低分子量的脂肪酸；中等分 子量的灰黄霉酸类物质；高分子量的碳水化合物类物质、腐殖质类。 渗滤液中的有机物成分随填埋时间而变化。填埋初期，渗滤液中的有 机物可溶性有机

11、碳约90%是短链的可挥发性脂肪酸，其中以乙酸、丙 酸和丁酸浓度最大。其次的成分是带有相对高密度的羟基和芳香羟基 的灰黄霉酸。随着填埋时间的增加，填埋场逐步趋于稳定，此时，渗 滤液中挥发性脂肪酸含量减少，而灰黄霉酸和腐殖质类成分增加。垃 圾渗滤液的特性如下：(1) 有机污染物种类繁多，水质复杂垃圾渗滤液中含有大量的有机物，含量较多的有机烃类及其衍生物、酸酯类、醇酚类、酮醛类 和酰胺类等。(2) 污染物浓度高和变化范围大垃圾渗滤液的这一特性是其他污水所无法比拟的，其中的BOD5和COD浓度最高可达每升几万亳克， 主要是在酸性发酵阶段产生，pH达到或略低于 7此时BOD5和COD 比值为0.50.6

12、。一般而言，COD、BOD5、BOD 5/COD随填埋场的“年 龄”增长而降低，碱度则升高。(3) 水质水量变化大垃圾渗滤液水质水量变化大，主要体现在以下方面：产生量随季节变化大，雨季明显大于旱季； 污染物组成及其浓度也随季节变化;污染物组成及其浓度随填埋时间变化(4) 金属含量高垃圾渗滤液中含有10多种金属离子，由于国内垃圾不像国外某些城市那样经过严格的分类和筛选，所以国内城市垃 圾渗滤液的金属离子浓度与国外某些城市垃圾渗滤液中金属离子浓度有差异。(5) 氨氮含量高城市垃圾渗滤液是一种组成复杂的高浓度有毒有害有机废水，其中高NH3-N浓度是城市垃圾渗滤液的重要水质特征 之一。(6) 营养元素

13、比例失调对于生化处理，污水中适宜的营养元素比例是B0D5: N : P=100 : 5： 1,而一般的垃圾渗滤液中的 B0D5/P都 大于300，与微生物生长所需的磷元素相差较大。(7) 其他特点渗滤液在进行生物处理时会产生大泡沫，不利于处理系统正常运行。综上所述，根据垃圾填理场渗滤液的水质特点及同类行业废水的相关分析数据统计，设计本站垃圾渗滤液的水质为表4-2所示(最终水质以用户提供的水质报告为准)：表4-2生活垃圾渗滤液指标范围及设计进站水质水量 m3/d (m 3/h)水质(单位：mg/L)COD crBOD5NH3-NSS100(4.2)20000800015006004.3污水排放控

14、制标准根据国家环保总局的相关规定及水域功能区划分标准，本项目执行生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-1997 )二级排放标准。该渗滤液治理后的排放控制标准如表 4-3所示：表4-3排放控制标准排放要求水质(单位：mg/L , pH值、大肠杆菌除外)GB16889-1997COD crBOD5NH3-NSS大肠杆菌二级排放标准3001502520010-1-10-26、污水处理流程选择通过以上对垃圾渗滤液的各污染物分析及其水质水量受当地气候和垃圾填埋场“年龄”的影响，对处理方法进行说明和比较， 结合生活垃圾渗滤液的具体情况以及污水处理的目的、投资、占地面积、 能耗、运行费用、管理方面程度

15、、运行可靠性及使用寿命等综合因素 的分析，以及我公司根据大量前期调研结果、吸收国内外渗滤液处理 的经验并结合多年废水治理的实践经验，在进行充分、合理分析污水 处理系统运行过程中将会出现的水质冲击负荷及当地的具体气候等情 况后，特采用以下工艺：废水t原水调节池t脱氨氮装置t UASB高效厌氧t沉淀池t曝气池t两 级生物接触氧化反应-絮凝反应-滤膜池-次氯酸钠消毒处理-达标排本污水处理系统充分考虑了垃圾渗滤液的各污染物的成分及其水 质水量受当地气候和垃圾填埋场“年龄”的影响，此系统抗冲击负荷强, 保证被治理废水达标排放，资源的再次利用，污泥量小、无臭味、低 能耗、基建成本及运行费用低等优点。6.1

16、工艺流程图剩余污泥污;*泥:污泥回流垃圾渗滤液原水调节池加药装置脱氨氮装置UASB 咼效厌氧沉淀池2风机*二级生物接触氧化池.一级生物接触氧化池曝气机污泥浓缩池回;回灌垃圾处理场<*加药装置摞凝沉淀池剩余污泥滤膜池加药装置消毒池达标水排放图6-1生活垃圾渗滤液处理工艺流程框图6.2流程说明由于垃圾渗滤液的水量受季节变化明显，枯水期水量少，而丰水 期水量大且渗滤液的水质情况受垃圾填埋场的“年龄”影响，因此，为使 后续处理设施正常，在此设置调节池，并在调节池内设置曝气机进行 曝气，以使水质水量得到调节、均匀、水量相对稳定，且可降低氨氮、 有机物。为节省投资，减少成本，该调节池采用原有调节池，

17、调节池 容积为2000m 3，该调节池为用户原有设施。该装置是在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的 气液平衡关系进行分离的一种方法。该装置对去除垃圾渗滤液中的氨 氮有极好的效果。经过该装置处理后，出水中的氨氮可降低50%以上。高效厌氧池经脱氨氮装置进行脱氨氮处理后，出水进入UASB高效厌氧池，在厌氧工况下，发生酸化和腐化反应，使污水中大分子物质降解为小 分子物质，难降解物质转化为易降解的物质，同时产生甲烷和二氧化 碳。为保证此阶段有很好的预期效果，设计停留时间为6d,设计厌氧池 有效容积为600m3。颗粒化厌氧污泥的培养：在 UASB高效厌氧池中污泥颗粒化程度 与活性是影响UASB

18、处理效率的关键，因此有必要对其活性污泥的颗 粒化程度进行严格的把关。而本工艺对活性污泥颗粒化的培养主要从 以下几方面着手：I:严格控制进入UASB厌氧池中污水的成份及营养，（适量的营 养元素C: N : P=200 : 5: 1，控制有毒物质的浓度，保持 pH=6.5 7.5，补充适量的微量元素：Ca2+、Fe3+ ）。比准确设计出反应器的结构和参数，UASB中主要的组成部分三相 分离器有其良好的水力混合、三相分离特性，从而培养出活性高、沉 降性能好的颗粒化活性污泥。皿：UASB进水采用多管多点布水系统，使进水在反应器底部均匀 分配并采用适当的上流速度使反应器内细小、分散的污泥冲洗出，确 保各

19、单位面积的进水量基本相同，有利于颗粒化的完成，从而避免死 角所造成死污泥堆积的情况发生。W:在UASB高效厌氧池启动过程中，以化粪池底泥作为菌种， 启动初期将渗滤液按比例进入处理系统，并及时提高负荷，使微生物 得到足够的营养，能更好地形成颗粒化污泥。V:在污泥床水力搅拌的同时，充分考虑水力搅拌与产生沼气搅拌 对进水与污泥混合的影响，防止局部产生酸化现象。由于废水在厌氧池进行厌氧反应后产生沼气，若进行处理后回收 利用，则投资大，收效甚微，在此，我公司建议对厌氧池产生的沼气 进行自行燃放处理，从而节省成本且避免二次污染。UASB厌氧池出水中含有厌氧污泥需经沉淀池进行沉淀去除，以 保证后续水泵和管道

20、免受堵塞，并缓解后续好氧生物接触氧化反应负 荷。初沉池为自由沉淀，污泥部分回流至 UASB厌氧反应池，部分定期 由污泥泵提升至污泥浓缩池。该沉淀池具有处理水量大小不限，沉淀 效果好；对水量和温度变化的适应能力强；平面布置紧凑，施工方便， 造价低等优点。从厌氧处理到好氧处理，是两种完全不同的生物菌种反应，为防止厌氧细菌对后续好氧反应产生不利影响，故设置此曝气池。其功能主要是去除厌氧出水中H2S等有害气体，增加水中的溶解氧，为好氧处理创造有利的条件，起到缓冲和转化作用。626生物接触氧化经上述工艺处理，大部分有机物被降解后，废水经两级生物 接触氧化反应。接触氧化池中填料采用当前最新型的立体弹性填

21、料，由于该填料具有独特的结构形式和优良的材质工艺选择，使 其具有使用寿命长、不堵塞、充氧性能好、耗电小、启动挂膜快、 脱膜易、耐高负荷冲击、耐酸耐压，处理效果显著等优点，其比 表面积大于300m 2/m3o接触池设计气水比 20: 1;曝气头采用曝 气均匀且效果好的膜片式微孔曝气头，其表面布气均匀，具有气 泡上升速度慢、充氧利用率高，一般为25%30%，使用时可以 随时停机，不会堵塞，耐腐蚀。设计一级接触氧化池总停留时间 为HRT=6h,设计容积负荷为3.0kgBOD/m 3 d ,有效容积为30m3; 设计二级接触氧化池停留时间为HRT=4h,设计容积负荷为1kgBOD/m 3 d，有效容积

22、为 20m3。经过生物接触氧化处理后的垃圾渗滤液进入絮凝沉淀池，进行絮凝反应，进一步去除水中的细小悬浮物、胶体微粒、有机物、重金属 物质，以及水中的色度，并且还具有去除水中的微生物、病原菌、病 毒和除磷作用。所需药剂根据水中SS含量及水质特性而定，可选用三 氯化铁FeCl3卜硫酸铁Fe2 (SO4) 3、聚丙烯酰胺PAM、聚合氯化 铝PAC。根据实验确定，该垃圾渗滤液采用三氯化铁FeCls、聚合氯 化铝PAC效果显著。废水经絮凝沉淀反应后，出水进入滤膜池，滤膜池除能有效的吸附悬浮物、重金属离子，去除部分色度外，还可自动挂膜，降低水中的BOD 禾口 COD。滤膜池出水进入次氯酸钠氧化单元进行杀毒

23、灭菌处理，以降低 废水中的致病细菌如大肠杆菌等的残留量。并且加入次氯酸钠消毒剂 还具有脱色和去除有机物的作用。经以上工艺处理后的垃圾渗滤液的各项指标完全达标出水排放。根据所产生的污泥量，设计污泥浓缩池的容积，设计有效容积为 50m3，污泥浓缩池将收集各沉淀池的污泥，污泥浓缩池内的污泥将通过 污泥泵（此污泥泵由业主自备）抽回填埋场进行处理。7、设计处理效果整个处理工艺分八个阶段：预处理阶段（原水调节池、脱氨氮装 置）、生物处理阶段（UASB厌氧、两级生物接触氧化）、后处理阶段 （滤膜池、絮凝沉淀、次氯酸钠杀菌阶段），各阶段处理效果据我公司 经验估计如表7-1所示：表7-1各主要运行单元负荷分担单

24、位：mg/L项目原水预处理阶段生物处理阶段后处理阶段去除率（%）CODcr200001000050020099.00BOD58000480024014698.12SS600420904093.3NH3-N1500180352398.58、污水处理站的平面布置（具体布置见附图）污水处理站的平面根据贵公司生产基地具体情况确定，同时考虑以下几个方面：（1 ）贵公司所规划的处理站、生产基地区域位于主导的下风向（2）地质结构良好，无地震带、断裂带、无流砂带。（3）少占厂内有用地段，尽量使用废弃地段。（4）离周围公共建筑群有一定的隔离长度和自然隔离带。（5）布置应符合国家现行防火、防噪声、防震、安全、卫生

25、等规定的要求(6) 在满足工艺流程的情况下，力求管线最短、操作及维护方便。(7) 充分利用地形，尽量选择有适当坡度的地段，以满足废水处 理构筑物高程布置的需要，减少土方量与某些构筑物的埋深，减少污 水与污泥的提升设备并节省动力费用。(8) 根据贵公司总体发展规划，废水处理站地址的选择还应考虑 远期发展的可能性，尽可能留有扩建的余地。9、电气设计9.1设计范围电气设计范围包括：废水处理站内的动力及照明配线、继电保护与 控制、防雷接地、静电接地及电力系统工作接地、仪表系统接地等， 不包括电源进线开关外的供电线及保护。9.2全站用电荷统计全站用电荷统计见表9-1。表9-1全站用电负荷统计表序号设备名

26、称装机台数运行台数单机功率(kw)装机容量(kw)运行负荷(kw)日运行时间(h)日耗电(kw h)1调节池污水提升泵213.06.03.01848.02厌氧池循环泵112.22.22.21226.43曝气机2115.030.030.0123604池风机1217.515.07.5161205池风机2213.06.03.01236.06加药泵440.0220.0880.088201.767污泥泵221.12.22.212.28搅拌装置330.451.351.352027合计1814-62.83849.338-621.36全站用电设备装机为18台(套)，装机容量为62.838 kw,运行台数 为1

27、4台(套)，运行负荷为621.36 kw。9.3供电供电电源380V、50Hz，由建设单位低压配电所引至污水处理站 配电柜。污水处理站配电系统采用三相五线制，单相配电为三线制。动力配电及电缆敷设，污水处理站设有配电柜，分别给各动力设备供电。 照明配电由配电柜提供220V电源作室内外照明电源。9.4保护方式电气系统设过流保护.短路保护.过载保护，其中过流保护.短路保 护.过载保护作用于跳闸，设于配电柜。电动机采用空气开关作短路保 护，采用热电器作为过负荷保护。9.5自动控制方式工艺采用全自动控制系统，勿须手动操作。(1) 高水位停止，低水位启动，最高水位报警。(2) 风机连动。(3) 污水较少时

28、或没有污水时，风机设置自动间隙曝气，以避免过 多曝气导致微生物过早衰老或因曝气不足产生的微生物新陈代谢停止 及死亡。(4) 手动、自动可切换。(5) 运行风机与备用风机自动切换，运行泵与备用泵也可切换使 用。9.6电线电缆电力电缆选用VV型，控制电缆先用KVV型，经电缆沟或穿线管 敷设，需直埋的电力电缆或控制电缆用 VV22或KVVP型。9.7防雷及接地系统接地与防雷利用建筑物的基础钢筋作自然接地体，或安装人工接 地极，接地电阻应小于10欧姆。建筑物用避雷带和短避雷针作防雷保 护。10、建筑设计10.1概述废水处理站共有14座池体结构建筑，依照现场地质情况采用砖 混（钢筋混凝土）结构。10.2

29、建筑施工要求1）污水池主体构筑物采用钢混结构；2 ）污水池垫层采用C10，钢筋混凝土池壁、池盖采用 C20，梁采 用 C30 ；3）池体内、外壁采用防水防酸碱抹灰；4）钢筋混凝土池壁施工采用预留施工缝或止水带，要求一次浇注 高度为 2000 3000mm ;注：该建（构）筑物为初步方案，具体建（构）筑物结构要求在满足现场地质、地理条件的情况下才能采用，如现场条件限制，要求 必须做出现场调整；其结构必须满足现场地质、地理环境、工艺、构 造要求。11.2主要设施览表表11-2 土建设施一览表序号名称有效容积单位数量备注1调节池2000m3座1用户原有2UASB咼效厌氧池600m3座1钢混3沉淀池20m3座1钢混4曝气池20m3座1钢混5生物接触氧化池一级生物接触氧化池30m3座1钢混二级生物接触氧化池20m3座1钢混6滤膜池28m3座1钢混7絮凝沉淀池20m3座1钢混8消毒池10m3座1钢混（贴瓷砖）9污泥浓缩池30m3座1钢混10溶药池1.5m3座4砖混11风机、值班室、化验 室、药品房座1用户提供80m2机房土建投资估算：人民币万元（整）备注：1、土建部分可由甲方自建，施工工艺图由本公司提供。2、土建构造可由现场地质结构具体情况进行调整。3、地勘资料由甲