城市生活垃圾填埋场渗滤液处理厂设计（UASB+MBR工艺）.rar

- 1 - 题目：城市生活垃圾填埋场渗滤液处理厂题目：城市生活垃圾填埋场渗滤液处理厂 设计设计(UASB+MBR(UASB+MBR 工艺工艺) ) 目 录 第一章 总 论.4 1.1 综述.4 1.2 项目概况.8 1.3 设计依据及原则.8 第二章 工程概况.9 2.1 污水处理量.9 2.2 设计进水水质和处理标准.10 第三章 污水处理厂工艺方案.11 3.1 渗滤液处理工艺的现状评述.11 3.2 处理工艺的比选.12 3.3 总工艺流程的确定.16 第四章 工程设计.17 4.1 工艺说明.17 4.2 主要处理单元技术原理简述.18 4.3 主要构筑物、设备工艺设计.22 4.4 附属建筑物、道路及园林绿化设计. 27 第五章 电气及自控设计.28 5.1 厂区电气工程设计.28 5.2 自动控制方式.29 第六章 环境保护、劳动安全卫生及工程节能.30 6.1 环境保护.30 6.2 劳动安全卫生.30 6.3 节能.31 第七章 运行成本分析.32 7.1 人员编制.32 7.2 投资费用概算.32 7.3 污水处理成本概算.32 第八章 结论与建议.33 8.1 结论.33 8.2 建议.34 附录一.36 1 格栅渠的设计计算.37 2.水量调节池的计算.39 3.UASB 的计算.40 4.A/O 池的计算.46 5.污泥浓缩池的计算.48 6.水头损失的计算：.51 - 2 - 7.高程的计算：.51 第一章第一章 总总 论论 1. 1 综述综述 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 810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。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。 1.1.1 垃圾渗滤液的来源垃圾渗滤液的来源 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。 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。 1.1.2 垃圾渗滤液的组成垃圾渗滤液的组成 - 3 - 垃圾渗滤液的组成十分复杂，此外，经发射光谱定性分析，垃圾渗出液中检测到的金 属有： Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、Na、Mg、Ca、K、Si、B、Sn、Al、Ti、Ag、Bi、Pd、Gd、Ni、M n、Co、Hf、Sc、V、Rb 26 种。 据长期对不同垃圾填埋场渗滤液的监测可知，垃圾渗滤液的来源使得垃圾渗滤液的水 质具有与城市污水不同的特点：有机物浓度高，金属含量高，水质变化大，氨氮含量高， 营养元素比例失调，且在进行生化处理时会产生大量泡沫。 1.1.3 垃圾渗滤液主要污染指标分析垃圾渗滤液主要污染指标分析 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。 表 1-1 渗滤液主要污染成分 垃圾种类pHCOD BOD5 NH3-NSS Fe,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 燃渣、无机物 的物化分解物 厨余 覆盖及周围土壤 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，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 - 4 - 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 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（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 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。 1.1.4 渗滤液特性渗滤液特性 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 - 5 - 或略低于 7，此时 BOD5和 COD 比值为 0.50.6。一般而言，COD、BOD5、BOD5/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)营养元素比例失调 对于生化处理，污水中适宜的营养元素比例是 BOD5：N：P=100：5：1，而一般的垃圾渗滤液中的 BOD5/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。 1.1.5 常用处理工艺常用处理工艺 （1）好氧处理 用活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘、生物转盘等好氧法处理渗滤液都有成功的经验， 好氧处理可有效地降低 BOD5、COD 和氨氮，还可以去除另一些污染物质如铁、锰等金属。 在好氧法中又以延时曝气法用得最多，还有曝气稳定塘和生物转盘(主要用以去除氮)。 （2）厌氧生物处理 厌氧生物处理的有目的运用已有近百年的历史。但直到近 20 年来，随着微生物学、生 物化学等学科发展和工程实践的积累，不断开发出新的厌氧处理工艺，克服了传统工艺的 水力停留时间长，有机负荷低等特点，使它在理论和实践上有了很大进步，在处理高浓度 (BOD5 2000mg/L)有机废水方面取得了良好效果。氧生物处理有许多优点，最主要的是 能耗少，操作简单，因此投资及运行费用低廉，而且由于产生的剩余污泥量少，所需的营 养物质也少，近年来，开发的厌氧生物处理方法有：厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式 厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。 （3）厌氧与好氧联合处理 实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性，但单独采用厌氧法处理渗 - 6 - 滤液也很少见。对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧好氧处理工艺既经济合理，处理效率又 高。COD 和 BOD 的去除率分别达 86.8%和 97.2%。 （4）土地处理 土地处理法亦即土壤灌溉法，是人类最早采用的污水处理法，但是土地处理系统的应 用多见于城市污水处理。对于渗滤液的处理方法，将渗滤液收集起来，通过喷灌使之回流 到填埋场。循环填埋场的渗滤液由于增加垃圾湿度，从而提高了生物活性，加速甲烷生产 和废物 分解。其次由于喷灌中的蒸发作用，使渗滤液体积减小，有利于废水处理系统的 运转，且可节约能源费用。 综上所述，根据垃圾填理场渗滤液的水质特点，在选择处理垃圾渗滤液工艺时，必须 因地制宜，通过技术经济比较，选择最佳处理方案，达到理想的去除效果。同时要向着操 作简单、投资低廉、不发生二次污染、处理效果好的方向发展。综合多方面考量，进行处 理厂的设计。 1.2 项目概况项目概况 城市生活垃圾卫生填埋场的渗滤液来自进场垃圾的含水和降雨。渗滤液的水质特点是随 不同地区垃圾组成的不同而变化；随季节不同，降水量的大小而变化；随填埋场投入使用 年限不同而变化(渗滤液的 BOD 5/COD 由 0.6 降为 0.1 左右；COD 值由 20000mg/L 降为 1000mg/L 左右；NH 4 +-N 由 1000mg/L 上升至 20002500mg/L 左右等)。 项目名称：城市生活垃圾填埋场滤液处理厂 项目规模：40m60m的平坦地 项目地点：位于填埋场工作人员办公室的南方。 渗滤液自流到污水厂边的集水池（V=20m3，池底较污水厂地平面低6.00m）。处理后出 水管管底标高比污水厂低5米。 1.3 设计依据及原则设计依据及原则 1.3.1 废水水量及水质废水水量及水质： 废水水量：500m 3/d COD=7000mg/L BOD 5=2000mg/L SS=6167m