【正文】 課 程 設(shè) 計(jì) 題 目： 某垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液 處理工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 專 業(yè)： 環(huán)境工程 學(xué)生姓名： 李 釗 學(xué) 號(hào)： 202075050114 指導(dǎo)教師： 趙學(xué)茂 1 目錄 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ................................................................................... 2 第二章 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ................................................................................... 3 第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) ................................................................................. 11 第四章 設(shè)計(jì)總 結(jié) .................................................................................... 41 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 5 致謝 .................................................................................................... 6 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1 設(shè)計(jì)題目：某 垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液 處理工藝設(shè)計(jì) 2 工程概況 某垃圾填埋場(chǎng)日產(chǎn)廢水 280 噸，要求處理后達(dá)標(biāo)排放，試設(shè)計(jì)其處理工藝。水質(zhì)情況如下： 項(xiàng)目 COD BOD5 SS 氨氮 PH 數(shù)值 23000 11000 2200 1500 6～ 9 3 污水的水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)水量為 280t/d，污水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表。 污水進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn) mg/L 項(xiàng) 目 COD BOD5 SS 氨氮 pH 進(jìn)水水質(zhì) 23000 11000 2200 1500 6～ 9 排放標(biāo)準(zhǔn) 100 30 30 25 6～ 8 注：執(zhí)行 (GB16889－ 2020)《 生活垃圾場(chǎng)填埋控制標(biāo)準(zhǔn) 》中 表 2 規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn) 。 4 設(shè)計(jì)任務(wù) ⑴ 設(shè)計(jì)一座小型 垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液 處理站； ⑵ 編制廢水處理廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)； ⑶ 計(jì)算各構(gòu)筑物和主要建筑物尺寸并編制設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)； ⑷ 繪制廢水處理站的平面圖、高程圖。 一、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 概述 垃圾滲濾液水質(zhì)特點(diǎn) （ 1）污染物種類繁多：滲濾液的污染成分包括有機(jī)物、無(wú)機(jī)離子和 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其中主要是氨、氮和各種溶解態(tài)的陽(yáng)離子、重金屬、酚類、丹類、可溶性脂肪酸及其它有機(jī)污染物。 （ 2）污染物濃度高，變化范圍大：在垃圾滲濾液的產(chǎn)生過(guò)程中，由于垃圾中原有的、以及垃圾降解后產(chǎn)生的污染物經(jīng)過(guò)溶解、洗淋等作用進(jìn)入垃圾滲濾液中，以致垃圾滲濾液污染物濃度特別高，而且成分復(fù)雜。垃圾滲濾液的這一特性是其它污水無(wú)法比擬的，造成了處理和處理工藝選擇的難度大。 （ 3）水質(zhì)變化大：垃圾成分對(duì)滲濾液的水質(zhì)影響大。不同的地區(qū)，生活垃圾的組成可能相差很大。相應(yīng)的滲濾液水質(zhì)也會(huì)有很大差異。垃圾滲濾液水質(zhì)因水量變化而變 化，同時(shí)隨著填埋年限的增加，垃圾滲濾液污染物的組成及濃度也發(fā)生相應(yīng)的變化。 （ 4） 營(yíng)養(yǎng)元素比例失衡：對(duì)于生化處理，污水中適宜的營(yíng)養(yǎng)元素比例是 BOD5：N： P=100： 5： 1，而一般的垃圾滲濾液中的 BOD5/P 大都大于 300，與微生物所需的磷元素比例相差較大。 設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)范圍 設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1）法律法規(guī)依據(jù) （ 1）《中 華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》 （ 2）《中華人民共和國(guó)水污染防治法》 （ 3）《中華人民共和國(guó)污染防治法實(shí)施細(xì)則》 （ 4）《防治水污染技術(shù)政策》 （ 2）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范依據(jù) （ 1）《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（ GB503182020） （ 2）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GBJ141987） （ 3）《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GBJ151987） （ 4）《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB428792） （ 5）《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB38382020) 設(shè)計(jì)范圍 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)范圍為滲濾液流入污水處理廠界區(qū)至全處理流程出水達(dá)標(biāo)排放為止，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括水處理工藝、處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)、污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。 設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)特點(diǎn) 設(shè)計(jì)原則 （ 1） 針對(duì)廢水水質(zhì)特點(diǎn)采用 先進(jìn)、合理、成熟、可靠的處理工藝和設(shè)備，最大可能地發(fā)揮投資效益，采用高效穩(wěn)定的水處理設(shè)施和構(gòu)筑物，盡可能地降低工程造價(jià)； （ 2）工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型能夠在生產(chǎn)過(guò)程中具有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地，能適應(yīng)水質(zhì)水量的變化，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定，能達(dá)標(biāo)排放； （ 3）處理設(shè)施設(shè)備適用，考慮操作自動(dòng)化，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，便于操作、維修； （ 4）建筑構(gòu)筑物布置合理順暢，減低噪聲，消除異味，改善周?chē)h(huán)境； （ 5）嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)境保護(hù)有關(guān)規(guī)定，按規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，使處理后的廢水達(dá)到各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)且優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)。 該行業(yè)水處理技術(shù)概述 由于設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)濃度高，要求污染物去除率較高，任何單機(jī)處理都難以達(dá)到出水排放標(biāo)準(zhǔn)。因此 為了有效去除污染物，本次滲濾液處理設(shè)計(jì)包括一級(jí)預(yù)處理、二級(jí)生物處理和深度處理。 一級(jí)預(yù)處理主要作用是去除污水中的漂浮物及懸浮狀的污染物、調(diào)整 pH 值和減輕污水的腐化程度及后處理工藝負(fù)荷。 在一般情況下，物理法和化學(xué)法均可作為高濃度廢水處理的預(yù)處理。預(yù)處理一般包擴(kuò)固液分離、氣浮、吹脫、吸附、沉淀、混凝等。其中固液分離能有效去除懸浮物，吹脫法對(duì)于氨氮去除率較高。 二級(jí)生物處理主要作用是去除污水中 呈膠體和溶解態(tài)的有機(jī)污染物，使出水 的有機(jī)物含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。生化處理包括活性污泥法和生物膜法等。其 中 ABR、 SBR、氧化溝等處理有機(jī)物和氨氮效果較好。 深度處理主要作用是進(jìn)一步去除常規(guī)二級(jí)處理不能完全去除的污水中的雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)污水的回收和再利用。深度處理包括膜分離、混凝沉淀、離子交換和活性炭吸附等。其中混凝沉淀和活性炭吸附工藝較成熟，且處理效果較好。 工藝方案路線 滲瀝液處理工藝按流程可分為預(yù)處理、生物處理、深度處理和后處理（污泥處理和濃縮液處理） 預(yù)處理包括生物法、物理法、化學(xué)法等，處理目的 主要是去除氨氮和無(wú)機(jī)雜質(zhì)，或改善滲瀝液的可生化性。 生物處理包括厭氧法、好氧法等，處理對(duì)象主要是滲瀝液中的有機(jī)污染物和氨氮等。 深度處理包括納濾、反滲透、吸附過(guò)濾、高級(jí)化學(xué)氧化等，處理對(duì)象主要是滲瀝液中的懸浮物、溶解物和膠體等。深度處理應(yīng)以膜處理工藝為主，具體工藝應(yīng)根據(jù)處理要求選擇。 后處理包括污泥的濃縮、脫水、干燥、焚燒以及濃縮液蒸發(fā)、焚燒等，處理對(duì)象是滲瀝液處理過(guò)程產(chǎn)生的剩余污泥以及納濾和反滲透產(chǎn)生的濃縮液。 各處理工藝中工藝單元的選擇應(yīng)綜合考慮進(jìn)水水質(zhì)、水量、處理效率、排放標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)可靠性及經(jīng)濟(jì)合理性 等因素后確定。 滲瀝液處理中，深度處理是難點(diǎn)和重點(diǎn)，也是保證達(dá)標(biāo)及運(yùn)行管理的關(guān)鍵步驟，關(guān)于深度處理方案，做常見(jiàn)三種方案的比較 工藝方案比較 超濾 超濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動(dòng)力的膜分離過(guò)程，過(guò)濾精度在 m 范圍內(nèi)， 可有效去除水中的微粒、膠體、細(xì)菌、熱源及高分子有機(jī)物質(zhì)?？蓮V泛應(yīng)用于物質(zhì)的分離、濃縮、提純。超濾過(guò)程無(wú)相轉(zhuǎn)化，常溫下操作，對(duì)熱敏性物質(zhì)的分離尤為適宜，并具有良好的耐溫、耐酸堿和耐氧化性能，能在 60℃ 以下， pH 為 211的條件下長(zhǎng)期連續(xù)使用。系統(tǒng)回收 率高，所得產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良，可實(shí)現(xiàn)物料的高效分離、純化及高倍數(shù)濃縮。處理過(guò)程無(wú)相變，對(duì)物料中組成成分無(wú)任何不良影響，且分離、純化、濃縮過(guò)程中始終處于常溫狀態(tài)，特別適用于熱敏性物質(zhì)的處理，完全避免了高溫對(duì)生物活性物質(zhì)破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)成分。系統(tǒng)能耗低，生產(chǎn)周期短，與傳統(tǒng)工藝設(shè)備相比，設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低，能有效降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。 系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)先進(jìn)，集成化程度高，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，操作與維護(hù)簡(jiǎn)便，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。 活性炭吸附法與離子交換 活性炭是一種多孔性物 質(zhì)，而且易于自動(dòng)控制，對(duì)水量、水質(zhì)、水溫變化適應(yīng)性強(qiáng)，因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應(yīng)用前景的污水深度處理技術(shù)?；钚蕴繉?duì)分子量在 500～ 3 000 的有機(jī)物有十分明顯的去除效果，去除率一般為 70%～ %，可經(jīng)濟(jì)有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產(chǎn)物、氯化有機(jī)物、農(nóng)藥、放射性有機(jī)物等 。 而垃圾滲濾液當(dāng)中重金屬、消毒副產(chǎn)物、氯化有機(jī)物、農(nóng)藥、放射性有機(jī)物等比較多，采用此方法可以比較全面的去處這些污染物質(zhì)。 高級(jí)氧化法 工業(yè)生產(chǎn)中排放的高濃度有機(jī)污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染物難以 生物降解且對(duì)生化反應(yīng)有抑制和毒害作用。而高級(jí)氧化法在反應(yīng)中產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基，使難降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成易降解小分子物質(zhì)，甚至直接生成 CO2 和 H2O，達(dá)到無(wú)害化目的。 表 1 深度處理工藝方案 比較 工藝 超濾 活性炭吸附法與離子交換 高級(jí)氧化法 處理原理 生物膜法 吸附、離子交換 高級(jí)氧化和生化同步 出水水質(zhì) 水質(zhì)較好 水質(zhì)較好 可經(jīng)濟(jì)有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產(chǎn)物、氯化有機(jī)物、農(nóng)藥、放射性有機(jī)物等。 COD、 SS 難保證達(dá)標(biāo) 難點(diǎn)問(wèn)題 濃縮液難處理； 需 要加壓 濃縮液較多； 且含鹽量較高，殘留物中的鹽分富集對(duì)運(yùn)行影響較大 滲瀝液中大量難以生物降解物質(zhì) COD 難去除； 臭氧加藥量需根據(jù)水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化，臭氧設(shè)備安全性要求較高，對(duì)運(yùn)行人員要求較高 凈水回收率 由于超濾對(duì)鹽分截留較小，凈水回收率較高且比較穩(wěn)定 DTRO 對(duì)鹽分的截留，回收率相對(duì)方案一有所降低，而且下降較快 回收率高 投資情況 較高 較低 較低 工藝運(yùn)行比較 耗能較低，有較多的工程及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單 耗能較高，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單 工程及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，運(yùn)行管理較復(fù)雜 設(shè)備維護(hù) 設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，故障率較 小 需要定期更換老化的活性炭 設(shè)備維護(hù)較復(fù)雜 綜上所述，考慮各個(gè)方面的因素，采用 超濾 法作為深度處理的少選方法。 3工藝確定 工藝處理流程圖 主要構(gòu)筑物說(shuō)明 格柵 滲濾液經(jīng)廠內(nèi)排污管道流到滲濾液處理站。由于屬于生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，其中難免混有較粗大雜質(zhì)，有可能阻塞后續(xù)處理程序中的管道或泵進(jìn)而影響整進(jìn)水 細(xì)格柵 調(diào)節(jié)池 初沉池 吹脫塔 UASB MBR 超濾 消毒池 出水 剩余污泥處理 污泥 污泥濃縮池 污泥外運(yùn) 脫水機(jī)房 個(gè)水處理工藝，首先設(shè)置格柵除去較粗大的懸浮物和顆粒。根據(jù)此次處理的滲濾液的水質(zhì)水量，只需在滲濾液進(jìn)入調(diào)節(jié)池前設(shè)置一人工細(xì)格柵。 調(diào)節(jié)池 由于滲濾液的 pH值在 6~9 左右，因此在吹脫塔前設(shè)置一均質(zhì)調(diào)節(jié)池 I，向調(diào)節(jié)池中加堿提高滲濾液 pH值至 11左右，以達(dá)到后續(xù)吹脫工藝的處理要求，同時(shí)對(duì)滲濾液水質(zhì)、水量、酸堿度和溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其平衡。 堿性藥劑一般為 Ca(OH) CaO 或 NaOH。若采用向廢水中加入 NaOH，其處理效果好，但是加純堿的相對(duì)處理成本較高。 Ca(OH)2與 CaO 均含有雜質(zhì)，處理時(shí)產(chǎn)生一定沉渣，但價(jià)格便宜，易于購(gòu)買(mǎi)。二者相比，生石灰（ CaO）較為常見(jiàn)，價(jià)格也較便宜，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，本設(shè)計(jì)采用 CaO 作