敦化市某垃圾场垃圾渗滤液处理方案.doc

目录
第一章 概述 2
第二章 方案论证 4
第三章 工艺设计 7
第四章 投资估算 11
概述
敦化市地处长白山西麓。自从1985 年,撤县建市后,敦化市的工农业经济得到了飞速发展,城市规模不断扩大,人民生活水平显著提高。但是随之产生的城市垃圾等环境污染问题也不断恶化,成为敦化市进一步可持续发展的桎梏。据统计1998 年敦化市工业固体废弃物产生量为9.26 万吨,城市生活垃圾产生量为16.8 万吨。与我国许多城市一样形成了“垃圾包围城市”的不利局面。为此,敦化市建设了一座全省最大规模的垃圾填埋场,占地35 公顷,并积极采用垃圾制砖技术,进一步使垃圾变废为宝。
垃圾填埋场的建设和运行,一个绝对不容忽视的问题就是垃圾渗滤液污染的控制与治理。垃圾渗滤液是指超过垃圾所覆土层持水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地后,沥经垃圾层和所覆土层而产生的高浓度污水。渗滤液还包括垃圾自身所含的水份、垃圾分解所产生的水及地下水的浸入量。由于渗滤液在流动过程中收到多种因素的影响(包括物理因素、化学因素、生物因素等),渗滤液的水质在一个相当大的范围内变化。一般来说,其pH 值在4~9 之间,CODCr 在2000~62000mg/L 范围内,BOD5 在60~45000mg/L 之间,难降解有机物含量较高,一般还含有较高浓度的重金属等有毒物质。总之城市垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,若不加以妥善处理、肆意排放,必将对地下水、地表水构成严重威胁。
我们在深入研究国内外先进渗滤液处理技术基础上,结合敦化市的环境气候特征以及垃圾填埋场的实际情况,做了以曝气脱氮配合生物处理方案。针对敦化市的地区气候特征,采用渗滤液回灌喷洒技术,将处理过的渗滤液回灌进入垃圾填埋场,促进渗滤液的净化和减量,而且可以加速垃圾的稳定化进程。从而使垃圾填埋场渗滤液可以做到零排放。工艺设计中将氨吹脱与生物处理部分结合为一体化设备,便于操作管理。
1.1 设计依据
1) 《中华人民共和国污水综合排放标准》(GB8978-96)
2) 《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2001)
3) 《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)
4) 《室外排水设计规范》(GBJ14-87)
5) 甲方提供的相关资料
6) 同类企业污水水质数据、试验报告、设计经验
1.2 设计原则
(1)要结合我国北方城市发展总体规划的要求,并能当地政府环境保护及污染治理总体发展规划的要求。
(2)工程规模、投资数额要考虑国家和地方财政的支付能力,做到切合实际,降低工程费用。
(3)应注意引进新工艺、新技术、新设备、新材料。在比较和选择工程方案时,要优先考虑工艺先进、技术可靠、经济合理的方案,以降低工程造价,减少运行成本。
(4)统筹考虑施工方便、管理维护便捷、运转安全等因素。
1.3 设计范围
城市垃圾填埋场垃圾渗滤液处理设备一套,处理规模300m3/d。
方案论证
2.1 设计水量
按照甲方提供的原始资料确定本垃圾渗滤液处理工程设计水量为300m3/d。
2.2 进出水水质
进水水质依据甲方提供资料以及国内同类垃圾渗滤液的水质资料,确定进水水质如下:
表1 垃圾渗滤液水质一览表
指标
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
NH3-N(mg/L)
SS (mg/l)
数据
6000
2000
400
1000
出水水质依据《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)的相关要求确定如下:
表1 垃圾渗滤液水质一览表
指标
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
NH3-N(mg/L)
SS (mg/l)
数据
300
150
25
200
2.3 处理方案
近十几年来国内外学者就垃圾渗滤液的处理进行了大量的探索和研究,取得了一些成功经验,有的已用于工程实践。由于渗滤液水质水量的复杂多变性,目前尚无十分完善的处理工艺,大多根据不同填埋场的具体情况及其它经济技术要求采取有针对性的处理工艺。
根据甲方提供的相关技术资料,确定了原水和出水的水质条件及其变化系数,本方案确定以曝气脱氮、厌氧-缺氧-好氧生化处理配合循环回灌的工艺路线。
垃圾渗滤液受到各种因素影响,水质水量变化较大大,有机物浓度高且难于降解,污水可生化性差(有时其BOD5/COD 低达0.07~0.2),污水中营养元素比例失调(NH3-N 含量高而磷元素缺乏),且水中含有浓度较高的重金属等有毒物质,因而其处理难度较高。
对于本方案的“年轻”和“年老”混合型垃圾填埋场(指垃圾中含有一定数量的工业废弃物)产生的渗滤液及城市污水处理厂规模较小而采用合并处理的情形,进行物理化学等预处理去除渗滤液中的氨氮等尤为必要。因而,本方案首先采用曝气吹脱技术处理含量较高的氨氮。经过吹脱,渗滤液中氨氮去除率可达到70%左右,降低了后续生物处理工艺的处理负荷。此外,曝气吹脱还可起到一定的预曝气作用,在一定范围内可以降低渗滤液中COD 含量,并进一步调整污水营养物质比例,使之更有利于生物处理。
方案采用厌氧-缺氧-好氧生物处理工艺,这是一种将厌氧-好氧生物处磷与缺氧-好氧生物脱氮两种方法相结合的同步脱氮除磷处理工艺。污水和回流污泥自厌氧池流入,循环硝化液由好氧池用泵送入缺氧池。在厌氧池进行磷的释放,在缺氧池进行脱氮,在好氧池进行硝化和磷的摄取。
经过处理后的渗滤液采用循环回灌至垃圾填埋层,是一种较为有效的处理方案。通过循环喷洒可提高垃圾层的含水率(由20%~25%提高到60%~70%),增加垃圾的湿度,增强垃圾中微生物的活性,加速产甲烷的速率、垃圾中污染物溶出及有机物的分解。其次,通过循环不仅可降低渗滤液的污染物浓度,还可以因喷洒过程中挥发等作用而减少渗滤液的产生量,对水量和水质起到稳定化的作用,有利于废水处理系统的运行,节省费用。将渗滤液收集并通过回灌使之回到填埋场,除有上述作用外,还可以加速垃圾中有机物的分解,缩短填埋垃圾的稳定化进程(使原需15 年~20 年的稳定过程缩短至2 年~3 年)。
这种方式对于敦化市这样的北方地区尤其适宜。北方地区干旱少雨,而且冬季寒冷,气候条件不利于垃圾发酵降解菌类存活,垃圾稳定化过程更为缓慢。
垃圾渗滤液水量较小,但污染性物质沉积于垃圾层中,难以分解。采用处理配合回灌的方式,则由于处理量小,工程规模和投资也较多雨的南方低很多。此外回灌的渗滤液经过处理污染物质已经显著降低,经过垃圾层时又可进一步将已沉积的有毒物质带走,并引入大量活性较强的生物菌群,促进了场内的物质循环,提高了垃圾层内细菌的生物活性。因此这种方式对本工程来说是适宜而且有效的。
2.4 处理工艺流程
本方案处理工艺流程如下:
工艺设计
3.1 单元处理构筑物设计
1.原水调节池
原水调节池根据甲方实际情况,采用未使用的垃圾填埋坑。调节时间确定为7d,有效容积2070m3。
原水调节池内设污水提升泵两台(一用一备),用来提升污水至氨气吹脱塔。
水泵型号为WQR15-20-2.2A。
2. 氨气吹池
氨吹脱池为不锈钢结构,内部防腐,水力停留时间5h,有效容积62.5m3,有效水深5m,内径为4m。投加石灰调节pH 值至10.5 左右。
采用穿孔管曝气,气水比2000:1,采用两台罗茨鼓风机曝气,型号为RT-300。
3. A2/O 反应池
反应池分为厌氧池、缺氧池和好氧池3 部分,为三座不锈钢结构。总体停留时间为14h,停留时间比为2:2:3。反应池有效容积为175m3,有效水深5m。
厌氧池内径为3.6m,高度5.5m,入口处有污水进水管和污泥回流管各一,管径