瑞安垃圾填埋场设计方案1010.docx
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瑞安垃圾填埋场设计方案1010
瑞安市塘下镇生活垃圾卫生填埋场
废水处理工程
设
计
方
案
1、总论
1.1项目概况
瑞安市塘下镇生活垃圾卫生填埋场地处海堤内滩涂,设计库容量约为32万M3,分北区和南区两个填埋区,使用年限为10年,垃圾处理规模目前为200T/d,最终达到300T/d。
根据环保“三同时”原则,必须同步建设渗滤液处理站,处理至达标排放。
现委托东南大学环境工程研究所编制该项目设计方案,供有关部门评审。
1.2设计依据
1)《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-1997
2)《室外给水排水设计规范》GBJ14-87
3)《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84
4)塘下镇提供的填埋场废水水量水质及场地资料
1.3设计范围
设计范围为污水处理站内工艺、构(建)筑物,电气、照明,管道及给水排水工程,不含站外收集管网及外排工程。
2、废水水量水质及处理要求
2.1废水水量、水质
该填埋场渗滤液按200T/d设计。
废水水质数据如下:
CODcr:
2000~5000mg/LBOD5:
250~2000mg/L
SS:
500~1200mg/LNH3-N:
400~1000mg/L
色度:
400~800(倍)pH:
6~8
2.2处理要求
处理后达到《污水综合排放标准》GB8978-1996一级排放标准,指标如下:
CODcr<100mg/LBOD5<30mg/L
SS<70mg/LNH3-N<15mg/L
色度<50(倍)pH:
6~9
3、处理工艺流程
3.1处理工艺方案选择
垃圾渗滤液废水具有以下特性:
⑴水质随垃圾填埋场使用年限的延长而变化,水质很不稳定且十分复杂,因此适用技术必须能适应不同水质污水的处理。
⑵废水在收集池中已经过了长时间的厌氧和好氧环境,含有高浓度的氨氮和多种重金属离子(微量)。
高浓度的氨氮对生物处理会产生严重的抑制作用,多种重金属离子会在生物污泥中积累而对菌种产生中毒和抑制作用,这二类污染物质都必须在预处理中将其去除。
⑶有机物浓度高、色度高,因而处理技术必须可靠,处理效果必须稳定。
⑷填埋场通常远离城区,管理人员少,因而处理设施必须操作管理简便,可操作性强。
由于垃圾渗滤液的CODcr浓度高,可采用较为成熟的厌氧工艺,它具有运行负荷高、低能耗和转化效率高的优点。
国内外渗滤液处理通常将厌氧处理放在吹脱之前,其优点是:
渗滤液可以直接进厌氧池而无须调节pH值。
而先吹脱后厌氧需要先加碱后加酸回调pH值,因而先厌氧后吹脱可节省加酸成本。
先厌氧后吹脱的另一优点是厌氧处理消耗了渗滤液中的碱度,使有机氮转化为无机氮,有利于提高吹脱氨氮的去除率,降低石灰的投加量,同时会降低吹脱时沉渣的产生量。
本项目主要处理对象是污水中的有机物、NH3-N、重金属离子和色度。
主体工艺采用厌氧-好氧工艺,处理难度最大的水质指标是NH3-N,因此处理工艺的关键是NH3-N的去除。
根据国内外对渗滤液处理技术的研究成果和工程实践,渗滤液处理流程首先采用加碱吹脱NH3之后进行混凝沉淀,除去大部分NH3-N、SS、色度、重金属离子和有机物,然后进入生物处理系统进一步去除NH3-N和有机物。
研究结果表明,废水中的氨氮pH在11时,游离氨的含量占90%,采用石灰调整pH值,氨氮吹脱率可达到85%左右,吹脱后废水pH值在9~9.5,再经混凝沉淀,COD和色度去除率可分别达到50%和90%以上。
3.2工艺流程
3.3流程说明
废水经盲沟收集进收集池,然后泵入折流板厌氧池。
膜法折流板厌氧反应器,利用生物填料为载体,使厌氧微生物附着在填料表面,依靠水、沼气等动力在反应器内形成流动状态,通过吸附和厌氧降解过程完成有机物和SS的去除。
然后进入调节池,投加石灰调整pH>9.5,曝气吹脱NH3-N。
再经泵提升,泵前投加混凝剂进沉淀池完成固液分离,出水进入SBR池完成有机物的好氧降解和生物脱氮。
处理水最后经消毒后进入人工湿地,人工湿地是利用土壤、植物和微生物等生态系统的综合作用完成废水的深度处理,可除去废水中残留的有机物,截留悬浮固体,利用植物吸收氮、磷。
鉴于垃圾填埋场的特点,污水处理站的剩余污泥可不经浓缩,用泵直接送到填埋场,污泥中的水分和微生物渗入垃圾后,可加速垃圾热化发酵过程,并且减少了工程投资和运行费用。
4、工艺设计
4.1渗滤液收集池
收集盲沟排出的渗滤液,停留时间按5日计。
设计有效体积V=1000M3。
收集池采用钢砼池底,池壁素土夯实后做素砼护坡。
收集池设置一进水井,粗格栅一道,
并设置自吸泵1台,Q=10M3/h,H=6M。
4.2厌氧池
填埋场渗滤液经收集池收集后用泵提升至厌氧池。
厌氧池设计停留时间为8d,有效容积1600M3,钢砼结构。
采用折流板厌氧反应器结构,有效水深4M。
平面尺寸27.0×14.5(M),共分15格,每格尺寸2.9×9.0(M)。
池内安装弹性填料,高度2M,填料总容积540M3。
池顶加盖预制砼板,确保池内厌氧状况并保温,以提高厌氧效果。
厌氧池出水溢流进调节池。
池底标高-1.50M,池顶标高2.70M。
厌氧池末端格设置污泥回流泵1台,定期回流污泥到厌氧池前端。
4.3调节池
设计停留时间24hr,有效容积200M3,钢砼结构。
平面尺寸16.0×5.0(M),有效水深2.5M,池底标高-1.50M。
池内设置穿孔管曝气系统,空气量20M3/min。
选用三叶风机LT-150,Q=20M3/min,H=3000,N=15kW。
池内投加石灰调节pH至9.5,
设置石灰投加系统,
调节池内废水pH调整后,经泵提升进斜沉池。
设置离心污水泵2台(一用一备)
Q=40M3/hH=8MN=4.0kW
4.4幅流沉淀池
设计处理能力70T/h,钢砼结构。
设计水力负荷q=1.1M3/M2·h。
尺寸Φ×H=9.0×3.6(M)
采用泵前加药混合,投加PAC混凝剂,投加量100mg/L。
污泥井内设置AS泵一台,N=4.0kW。
4.5SBR池
好氧生物处理采用SBR工艺。
设计COD负荷0.2kgCOD/kgMLSS·d,排水比0.3
MLSS:
3000mg/L,污泥泥龄30d。
每日运行一个周期,其中进水5小时,曝气反应12小时,沉淀2小时,排水2小时,闲置3小时。
SBR池有效容积600M3,钢砼结构。
平面尺寸16.0×10.0(M),有效水深4.0M,池底标高-1.50M。
采用穿孔管曝气供氧:
需氧量按1.5kgO2/kgBOD5,4.6kgO2/kgNH3-N计算
总需氧量为13.7kgO2/h,空气量为15.2M3/min。
选用三叶风机LT150两台(一用一备)
Q=15.2M3/minH=5000N=18.5kW
为提高脱氮去除率,在进水时采用厌氧搅拌,以提高反硝化速率。
池内设置2台潜水推流器。
型号:
QJB1.5/6-260/3-980,叶轮直径Φ260,N=1.5kW
SBR池剩余污泥重力排至厌氧池。
4.6消毒池
有效容积100M3,砖结构,池深1.6M,平面尺寸10.0×6.0(M),
池底标高-1.50M。
作用:
1)夏季必要时作消毒池用;加氯量70mg/L。
2)出水不达标时返回调节池处理。
4.7潜流人工湿地—明流人工湿地
1)潜流人工湿地
设计参数:
停留时间为2天,总面积600M2
尺寸为30.0×20.0(M)
人工湿地床深0.70M,从下向上分为4层:
粗砾石层Φ30~40,层高25cm
中砾石层Φ20~30,层高25cm
粘土层层高15cm
细石子层Φ5~10,层高5cm。
水力坡度1.5‰,人工湿地为潜流型,水层在石子层下5~10cm。
采用二级人工湿地,进水设有配水槽,出水设有集水槽,床身种植芦苇等水生植物。
参照有关资料,一般COD去除率为70%,BOD5去除率为90%,SS去除率为90%。
2)明流人工湿地
面积100×20=2000M2,水深20cm。
栽种本地产水草,在明流人工湿地末端设置生物监测塘,养殖小型鱼类及种植水草。
通过以上工艺流程,渗滤液达到一级排放标准是可行的,对周边的水产养殖业不会造成危害。
4.8综合房
设有配电室、值班室、化验室、药剂仓库,建筑面积48M2。
5、设备及装机负荷
序号
构筑物
设备型号
装机负荷
(kW)
运行负荷
(kW)
开机时间(hr)
1
收集池
自吸泵
1.5
1.5
20
2
厌氧池
回流泵
1.5
1.5
10
3
调节池
风机LT150
离心泵
溶药槽
15
5.5×2
0.75
15
5.5
0.75
7
3
3
4
沉淀池
刮泥机
污泥泵
0.75
4.0
0.75
4.0
3
3
5
SBR池
风机LT150
潜水混合器
18.5×2
1.5×2
18.5
3.0
12
4
∑
合计
74.5
50.5
417kWh
6、工程投资估算
6.1土建工程
序号
名称
尺寸
结构
工程费用(万元)
1
厌氧池
27.0×14.5×4.2
钢砼
32.9
2
调节池
16×5×2.7
钢砼
4.3
3
沉淀池
Φ×H=9.0×3.6
钢砼
4.6
4
SBR池
16×10×4.2
钢砼
13.4
5
清水池
100M3
砖砌
1.2
6
污泥池
40M3
砖砌
0.5
7
人工湿地
30×20×0.70
砾石,土
5.0
8
综合房
48M2
砖砌
1.7
9
其它
围墙、道路等
3.0
∑
合计
66.6
(注:
土建费用不含渗滤液收集池。
)
6.2设备及安装工程
序号
名称
型号规格
数量
价格(万元)
1
弹性填料及支架
Φ150
540M3
10.6
2
风机
LT150
3台
10.0
3
离心泵
Q=70M3
2台
1.2
4
溶药槽
Φ800×1200
玻钢防腐
1套
1.0
5
自吸泵
Q=10T/h
1台
0.4
6
污泥回流泵
Q=10T/h
2台
0.4
7
刮泥机及堰板等
Φ9.0
1套
6.0
8
污泥泵
AS型
1台
0.8
9
潜水混合器
QJB1-5
2台
3.6
10
管道及配件(含调节池穿孔管)
3.0
11
电气系统
2.0
12
油漆、防腐
1.0
∑
合计
40.0
运输及设备安装费(8%+2%)计4.0万元,
工程直接费合计为110.6万元。
6.3其它费用
序号
费用名称
费用(万元)
1
设计费(7%)
7.7
2
调试及培菌费(4%)
4.4
3
人员培训费(2%)
2.2
∑
合计
14.3
工程总投资124.9万元。
7、运行成本分析
1)电耗E1
每日用电417kWh,功率因数0.75,电价0.53元/kW·h计。
E1=0.83元/吨废水
2)人工费E2
定员2人,每人每日25元计。
E2=2×25÷200=0.25元/吨废水
3)药剂费E3
石灰粉300元/τ,投加量4kg/吨废水
PAC1800元/τ,投加量100mg/L
E3=4×0.30+1.8×0.1=1.38元/吨废水
总运行费用为ET=0.83+0.25+1.38=2.46元/吨废水。
8、处理效果
指标
PH
CODcr
BOD5
NH3-N
SS
色度
进水
6~8
2000~5000
250~2000
400~1000
500~1200
400~800
厌氧出水
6~8
1500
500
1200
200
160
E(%)
70
75
83
80
沉淀出水
7~9
825
300
200
100
80
E(%)
45
40
83
50
50
SBR出水
7~8
165
30
30
100
40
E(%)
80
90
85
50
人工湿地出水
7~8
66
15
10
50
20
E(%)
60
50
66
50
50
- 配套讲稿:
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