垃圾渗滤液设计专业方案.doc

垃圾渗滤液处理（120吨/d）

设
计
方
案

目录
1、概述 3
1.1项目概况 3
1.2编制依据 3
1.3编制标准 3
2、项目建设必需性 4
3、确定工艺方案 5
3.1废水起源 5
3.2垃圾渗滤液水质分析及特征 5
3.2.1垃圾渗滤液关键污染指标分析 5
3.2.2垃圾渗滤液特征 6
3.3进出水水质 7
3.4污水处理步骤选择 8
3.4.1方案比选 8
3.4.2 方案比较 14
3.5方案却定 19
4、方案设计 19
4.1工艺步骤图 19
4.2步骤说明 20
4.3工艺设计参数 21
4.4污水处理站平面部署（具体部署见附图） 26
5、电气设计 27
5.1设计范围 27
5.2全站用电荷统计 27
5.3供电 28
5.4保护方法 28
5.5自动控制方法 28
5.6电线电缆 28
5.7防雷及接地系统 29
6、项目投资费用及运行费用估算 29
6.1关键构筑物 29
6.2关键工艺设备清单 29
6.3系统投资估算 30
6.4运行费用估算 31
7、售后服务 32
7.1服务承诺 32
7.2 质量确保方法 32
7.3售后服务 33

1、概述
1.1项目概况
项目名称：
主管单位：
承建单位：
建设地点：
建设规模：120m3/d
编制单位：
1.2编制依据
1） 《中国环境保护法》
2） 《中国固体废弃物污染环境防治法》
3） 《城市生活垃圾卫生填埋规范》（CJJ17-）
4） 《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》（建标［］）
5） 《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-）
6） 《生活垃圾填埋场污染监测技术标准》（CG/T 3037-1995）
7） 《生活垃圾填埋场污染监测技术要求》（GB/T 18772-）
8） 《城市生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程》（CJJ93-）
9） 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
10） 《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》（建成【】120号）
11） 《工业和民用建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）
12） 《构筑物抗震设计规范》（GBJ50191-93）
13） 《室外给排水和煤气热力工程抗震设计规范》（TJ32-78）
14） 《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）
15） 《给水排水构筑物施工及验收规范》（GBJ141-90）
16） 《电气装置施工及验收规范》（GBJ232-82）
17） 国家、地方及其它相关设计标准、规范和法律、法规
18） 本企业同类项目标相关经验
1.3编制标准
（1）实施《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-）表3相关标准和规范。
（2）严格实施国家相关环境保护法律法规要求；
（3）严格实施现行防火、安全、卫生、环境保护等国家和地方颁布法规、规范和标准；
（4）充足考虑中国外垃圾渗滤液处理存在问题和渗滤液随垃圾填埋场“年纪”改变情况，针对这些问题，结合我企业经验，选择中国外优异成熟污水治理技术，采取优质、可靠、适用、经济治理工艺路线；
（5）切合实际，正确掌握设计规范和标准，优化工艺技术，合理选择优质、高效处理设备和设施；
（6）在确保出水稳定达标前提下，尽可能地节省投资，降低占地面积和降低运行费用，延长使用寿命，调整好一次性投资和运行费用、水质要求之间百分比关系；
（7）废水处理站总体布局、统一计划，努力争取和周围环境协调；
（8）在处理站运行中确保清洁、安全、无二次污染。设备运行简单，以操作维护方便，利于管理为标准。
2、项目建设必需性
生活垃圾填埋场渗滤液处理站在 生活垃圾填埋场内。生活垃圾处理工艺为卫生填埋工艺，设计填埋处理规模为160吨/天
所以，垃圾渗滤液处理站扩建项目势在必行！
3、确定工艺方案
3.1废水起源
垃圾渗滤液产生受很多原因影响,不仅水量改变大,而且改变无规律。垃圾渗滤液产生来自以下五个方面:
①降水渗透。降水包含降雨和降雪，降雨淋溶作用是渗滤液产生关键起源。
②外部地表水流入。包含地表径流和地表浇灌。
③地下水渗透。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，地下水就有可能渗透填埋场内。
④垃圾本身含有水分。这包含垃圾本身携带水分和从大气和雨水中吸附量。
⑤垃圾填埋后，微生物厌氧分解产生水。垃圾中有机组分在填埋场内分解时会产生水分。
3.2垃圾渗滤液水质分析及特征
3.2.1垃圾渗滤液关键污染指标分析
垃圾种类和成份决定了渗滤液成份，所以在设计处理工艺时对填埋垃圾种类进行组分分析,从而能够估计渗滤液关键污染物成份，经过走访调查,查阅大量当地文件资料。垃圾渗滤液关键污染成份以下：
①垃圾渗滤液物理性质----色和嗅 渗滤液均含有很重色度,其外观多呈茶色、暗褐色或黑色，色度可达成～4000倍（稀释倍数），垃圾腐败臭味极其显著。
②pH 垃圾填埋早期，渗滤液pH在6～7之间，伴随填埋场时间推移和填埋场稳定，pH可提升至7～8。
③BOD5值 随时间改变及填埋场微生物活动增强，渗滤液中BOD5浓度发生改变。通常改变规律是垃圾填埋后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，以后BOD5浓度开始下降，至6～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。所以，渗滤液BOD5值改变过程实质是填埋场稳定化过程。经过定时测定渗滤液BOD5值，依据BOD5值随时间改变规律，可判定填埋场稳定程度。
④COD值 COD值和BOD5值相同，不过伴随填埋场时间推移，COD值降低较BOD5值缓慢多。
⑤BOD5/COD值 有机物种类改变造成BOD5/COD比值改变。填埋早期BOD5/COD比值较高，可达0.5以上，但随时间推移，因为BOD5和COD降低速率和幅度不一样，BOD5急速下降而COD下降较缓慢，所以该比值逐步下降。当随填埋场完全稳定以后，该值最终在某一范围内（≤0.1），而且波动极小。
⑥溶解性固体总量 垃圾渗滤液中含有较高浓度总溶解性固体。这些溶解性固体在渗滤液中浓度通常随时间而改变。填埋早期渗滤液溶解固体总量高，且有相当高钠、钙、氯化物、硫酸盐等，通常在填埋后6个月至2.5年达成高峰值，以后随时间增加，无机物浓度下降，直至达成最终稳定。
⑦NH3-N 垃圾渗滤液NH3-N浓度含量高，是因为含氮可生化有机组分厌氧水解和发酵所致，因pH靠近中性值，它关键以NH3-N形态存在于渗滤液中，极少以氨气形式释放，或以游离氨形式存在。
⑧磷 垃圾渗滤液中磷元素总是缺乏。
⑨重金属 对于只填埋生活垃圾填埋场，金属溶出率较低，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话，渗滤液中重金属含量较多。其中所含重金属关键有：镉（Cd）、镍（Ni）、锌（Zn）、铜（Cu）、铬（Cr）和铅（Pb）等。
3.2.2垃圾渗滤液特征
垃圾渗滤液有机物可分为三种: ①低分子量脂肪酸;②中等分子量灰黄霉酸类物质;③高分子量碳水化合物类物质、腐殖质类。渗滤液中有机物成份随填埋时间而改变。填埋早期，渗滤液中有机物可溶性有机碳约90%是短链可挥发性脂肪酸，其中以乙酸、丙酸和丁酸浓度最大。其次成份是带有相对高密度羟基和芳香羟基灰黄霉酸。伴随填埋时间增加，填埋场逐步趋于稳定，此时，渗滤液中挥发性脂肪酸含量降低，而灰黄霉酸和腐殖质类成份增加。垃圾渗滤液特征以下：
(1)有机污染物种类繁多，水质复杂 垃圾渗滤液中含有大量有机物，含量较多有机烃类及其衍生物、酸酯类、醇酚类、酮醛类和酰胺类等。
(2)污染物浓度高和改变范围大 垃圾渗滤液这一特征是其它污水所无法比拟，其中BOD5和COD浓度最高可达每升几万亳克，关键是在酸性发酵阶段产生，pH达成或略低于7，此时BOD5和COD比值为0.5～0.6。通常而言，COD、BOD5、BOD5/COD随填埋场“年纪”增加而降低，碱度则升高。
(3)水质水量改变大 垃圾渗滤液水质水量改变大，关键表现在以下方面：
★ 产生量随季节改变大，雨季显著大于旱季；
★ 污染物组成及其浓度也随季节改变；
★ 污染物组成及其浓度随填埋时间改变。
(4)金属含量高 垃圾渗滤液中含有10多个金属离子，因为中国垃圾不像国外一些城市那样经过严格分类和筛选，所以中国城市垃圾渗滤液金属离子浓度和国外一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个组成复杂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关键水质特征之一。
(6)营养元素百分比失调 对于生化处理，污水中适宜营养元素百分比是BOD5：N：P=100：5：1，而通常垃圾渗滤液中BOD5/P全部大于300，和微生物生长所需磷元素相差较大。
(7)其它特点 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。
3.3进出水水质
依据垃圾填理场渗滤液水质特点及同类行业废水相关分析数据统计，和相关水质汇报显示，本项目垃圾渗滤液水质如表3-1所表示：
表3-1进水水质
项目
CODcr
BOD5
PH
SS
NH3-N
TN
参数
1mg/l
7000mg/l
6.0~9.0
mg/l
2600mg/l
mg/l

依据要求，本项目建设出水水质需要达成《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-）中表3标准要求。其水质指标如表3-2所表示

表3-2出水水质
序号
项目
水质标准
1
色度（稀释倍数）
30
2
化学需氧量（CODcr）（mg/l）
60
3
生化需氧量（BOD5）（mg/l）
20
4
悬浮物（SS）（mg/l）
30
5
总氮（TN）（mg/l）
20
6
氨氮（NH3-N）（mg/l）
8
7
总磷（TP）（mg/l）
1.5
8
粪大肠菌群数（个/L）
1000
9
总汞（mg/l）
0.001
10
总镉（mg/l）
0.01
11
总铬（mg/l）
0.1
12
六价铬（mg/l）
0.05
13
总砷（mg/l）
0.1
14
总铅（mg/l）
0.1
3.4污水处理步骤选择
3.4.1方案比选
四种可选方案
方案一：MBR+UF+NF+RO处理工艺方案
1、工艺步骤

2、工艺说明
渗滤液由调整池泵入生化池，生化池包含硝化池和反硝化池，在硝化池中，经过高活性好氧微生物作用，降解大部分有机物，并使氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，回流到反硝化池，在缺氧环境中还原成氮气排出，达成脱氮目标。MBR反应器经过超滤膜分离净化水和菌体，污泥回流可使生化反应器中污泥浓度达成20g/l，经过不停驯化形成微生物菌群，对渗滤液中难生物降解有机物逐步降解。MBR生化系统COD设计去除率90%，NH3-N设计去除率99%。
采取特殊设计高效内循环射流曝气系统，氧利用率可高达25%。MBR剩下污泥量小， MBR出水无菌体和悬浮物，进入纳滤和反渗透系统深入深化处理，出水稳定达标排放，浓缩液则回灌至填埋场。
纳滤和反渗透系统采取特殊纳滤膜和工艺设计，可使盐随净化水排出，不会出现盐富积现象，纳滤净化水回收率可达成85%。为节省投资及运行费用可将浓缩液回灌至填埋场处理。
3、方案分析
采取该工艺处理渗滤液，适应性强，能确保不一样季节不一样水质条件下，出水稳定达标。在国外大量工程实例中发觉，即使对于BOD/COD小于0.2老填埋场渗滤液，经过MBR、纳滤和反渗透后也能使COD、BOD和NH4-N达标排放。
4、工艺技术特点：
（1）反应器体系中生物浓度高，达成20g/L，对难生物降解有机物及氨氮去除效率高；
（2）污泥稳定性强，粘度低，易脱水，不易腐败变质。
（3）出水不存在致病菌污染问题。
方案二：蒸发+RO处理工艺
1、工艺步骤

2、工艺说明
渗滤液由调整池泵入预处理池，经过投加臭氧对氨氮和低分子有机物进行预处理，出水经沉淀后进入热交换器。预处理后渗滤液用泵送入两个热交换器进行预热，交换器同时作为蒸发器浓缩液和冷凝水冷却器。预热后渗滤液进入进水池，然后提升进入蒸发器。在蒸发器内，渗滤液经过喷头喷洒在高温管束外表面而蒸发成蒸气，蒸气经搜集后经过离心压缩机压缩进入管束，从而产生连续蒸发循环。同时渗滤液喷洒到管束外表面对管束中蒸气起到降温作用而使管道内蒸气冷凝。管道中形成冷凝水搜集后进入脱气器中，降低易挥发有机成份，冷凝液用泵从脱气器经过冷凝液冷却器进入暂存池。
经蒸发处理渗滤液进入RO反渗透系统，RO系统采取宽幅螺旋卷式复合膜，设计最大工作压力为35 Bar，最大回收率为80%，清洗周期为1~2星期，预期膜工作寿命为1~2年。RO出水可直接进行回用。
蒸发器底部所搜集浓缩液及RO浓缩液用循环泵输送入浓缩液冷却器对进水进行预热，冷却后浓缩液进入焚烧炉焚烧。
3、方案分析
现在中国专门针对垃圾渗滤液或沥滤液蒸发浓缩设备基础没有，不过浓缩蒸发工艺广泛应用于食品制造、造纸等行业中。在食品加工中，蒸发有两个目标：在深入加工之前使料液预先浓缩；或是减小料液体积方便最大程度地降低其包装、运输或储存费用。另外是使可溶性固体溶液浓缩使之有利于防腐。现在中国用于食品工业浓缩蒸发器产品较多，能够参考进行沥滤液浓缩蒸发器选型或研发，不过垃圾沥滤液所需要浓缩蒸发器要求最大程度减小浓缩液体积。而造纸工业中对黑液浓缩蒸发工艺对垃圾沥滤液更含有借鉴和参考意义，因为二者全部属于浓度很高污染物，其最终处理目标全部是减量化、无害化，不过造纸黑液浓缩液粘性太大、轻易结垢，这是和垃圾沥滤液区分所在。
另外，pH是蒸发关键影响原因，pH影响渗滤液中挥发性有机酸和氨离解状态，从而改变它们挥发程度，另外，酸性条件下对蒸发器金属材料腐蚀性较强。
考虑到中国还没有成熟可靠大规模垃圾渗沥液蒸发处理工程实例利用，也缺乏可靠工艺设计参数选择和设备选型，而蒸发工艺设备又价格昂贵，如冒然采取蒸发处理工艺进行垃圾渗沥液处理工程建设，将负担极大风险。
4、工艺技术特点
（1）全部采取物化工艺处理，进水水质波动对处理效果基础无影响；
（2）剩下污泥量小；
（3）浓缩液能够得到根本处理，无须回灌。
方案三：中温厌氧+A/O-MBR++NF+RO处理工艺
1、工艺步骤

2、工艺说明
渗滤液经热泵加热至35℃左右，以后由泵提升至厌氧池。在厌氧池内，经过水解酸化阶段和产氢产甲烷阶段，废水中大量COD被厌氧微生物消耗掉，同时产生沼气。废水从厌氧池自流进入A/O-MBR池。在A/O池内实现对进水初步降解，并经过氨氮硝化和反硝化过程实现进水中氨氮有效去除。随即进入MBR池，经过高负荷生物处理和膜分离技术有机结合，实现对A/O出水深度降解，以确保进水水质满足后续纳滤、反渗透进水要求。MBR反应器经抽水泵抽吸，抽吸出水加阻垢剂后经保安过滤器，进入后续纳滤、反渗透系统进行深度处理，以确保出水稳定达标。
MBR池产生污泥部分回流至缺氧段，剩下污泥排入污泥浓缩池。反渗透浓水也进入污泥池，和剩下污泥一起经污泥脱水机脱水后泥饼外。
3、方案分析
渗滤液由调整池泵入UASB反应池中，在反应池中COD负荷为10~15 kgCOD/m3d ，BOD降解可达75%，COD降解可达70%。经厌氧后渗滤液进入A/O池，在此利用生物反应进行BOD5、COD和NH3-N去除。在好氧情况下，微生物会产生硝化作用；在缺氧情况下，微生物会进行反硝化作用以去除氨氮。
中温厌氧加热需要消耗大量能量，且去除率伴随填埋年限增加而降低；浸没式MBR膜通量小，易堵，给维护管理带来不便。
4、工艺技术特点
（1）UASB能耗低效率高，和A/O工艺相结合工艺是既经济又灵活去除有机物及氨氮有效方法；
（2）高效A/O处理体系是生物脱氮关键，它将多种形态氮最终转化为N2，根本处理了渗滤液中氮污染问题；
（3）MBR＋RO深度处理系统可确保出水水质稳定达标；
（4）剩下污泥量小。
方案四：DT-RO处理工艺
1、工艺步骤

2、工艺说明
渗滤液由调整池泵入储罐中进行pH调整，控制pH在6~6.5之间。经pH调整渗滤液加压泵入砂滤器，砂滤器可依据压差自动进行反冲洗，反冲洗水进入浓缩液储存池。经过砂滤渗滤液泵入筒式过滤器，经过滤后渗滤液由柱塞泵输入第一级反渗透（RO）系统。一级RO系统膜通量为12L/m2·h，净水回收率为80%，设计操作压力为60bar。渗出液进入二级RO装置，浓缩液排至浓缩液储存池。二级RO系统回收率为90%，膜通量为34.6L/m2·h，设计操作压力为50bar。渗出液进入脱气装置，浓缩液则排至砂滤器进水端。膜组反冲洗在每次系统关闭时进行，清洗由系统自动控制，清洗后液体排入浓缩液储存池中。
为避免浓缩液回灌时长久将高浓度氨氮在垃圾填埋场不停积累循环，在浓缩液储存池设置脱氮系统，经过化学沉淀法将渗滤液中NH3-N转化为MgNH3PO4.6H2O沉淀，沉淀后形成结晶性状稳定，能够直接随浓缩液回灌到填埋场，也能够分离出来做肥料。
3、方案分析
德国从1986年开始尝试将膜处理直接应用到渗沥液处理中，开始选择卷式膜组件，但因为在运行中出现膜污染问题，从国外工程实例来看现在已陆续报废，有些已被替换成碟管式反渗透设备。因为卷式膜本身结构上原因，决定了渗沥液不能直接进入卷式膜组件系统，在这种膜组件中，膜片间有网状支撑层，间隙只有0.2mm, 相对空间很小，轻易被污染物堵塞，同时因为进水单向步骤长、流速平滑，轻易造成浓度极化。所以对进水水质要求高，必需进行复杂预处理，使SDI小于3、悬浮物小于100mg/l。所以卷式膜组件只能作为常规生化处理工艺后续深度处理方法。
碟管式反渗透是专门针对渗沥液直接进入膜处理系统而开发，前端只需经过砂滤保护。1988年在德国政府支持下，由ROCHEM企业研制成功，1989年应用于德国Ihlenberg，至今已运行了十六年，现在设备情况良好，日处理1500吨渗沥液。
重庆长生桥填埋场等中国填埋场直接采取碟管式反渗透处理系统处理渗沥液，短时间内发挥了一定处理效果，但伴随时间推移，部分问题逐步暴露，最终造成整个渗沥液处理系统不得不重新改造。
据了解，～在广州市李坑进行碟管式膜系统生产性试验也发觉碟管式反渗透系统直接处理填埋场原液存在较多问题，其一是清水产水率较低，且短时间下降较快，需要较高压力和频繁清洗；其二就是出水氨氮超标较多，需要多级反渗透串联方可满足要求，其三是浓缩液产出率较高，后续配套步骤成本要求较高。
对于中国大型垃圾填埋均为有机物为主，不象欧洲大多以无机物填埋为主。因为渗沥液浓度高，膜处理技术直接应用渗沥液原水处理往往会造成产水率降低、浓缩液百分比过高、膜系统压力高、膜寿命短等问题。
所以对于未生物预处理渗滤液，直接反渗透清液回收率在60%-75%之间。反渗透需要压力达75bar。假如用高压渗透，压力可高至200bar。
但因为反渗透仅仅是一个分离过程，污染物并未降解和有效去除，在排出清水同时，还会有大量浓缩液，最大问题就是浓缩液处理。为达成有效分离NH3目标，须加硫酸把进水pH调到小于6.5，也增加了含盐量，使渗滤液中污染物浓度和电导率不停升高。
因为反渗透没有生物降解功效，出水中低分子有机物如硫醚、硫化氢等会保留出水臭味。
反渗透法产生浓缩液处理是一个难点，填埋场渗滤液浓缩液能够采取回灌填埋区进行处理，利用已填埋垃圾吸附降解浓缩液中重金属及有机物。
运行中问题：
（1）对进水电导率有要求，电导率过大需要提升反渗透膜压力，以提升出水率。
（2）浓缩液体积较大，浓缩液处理难度大。该工程采取回灌方法处理，需要用动力提升，浓缩液回灌还可能深入提升渗滤液电导率，从而影响反渗透膜处理效率。
（3）反渗透膜片使用寿命较短，正常使用时间为2年，需要定时更换膜片。
4、工艺技术特点
（1）预处理比较简单，且不需设生化处理单元；
（2）DT-RO膜组结垢较少，膜污染减轻，使反渗透膜寿命延长；
（3）安装、维修简单，操作方便，自动化程度高；
（4）DT-RO系统可扩充性强，可依据需要增加一级、二级或高压膜组。
3.4.2 方案比较
以上四个渗滤液处理工艺方案分析比较，现在运行成熟可靠工艺为方案一和方案三。二者最关键区分在于是否采取厌氧工艺和是采取内置式MBR系统还是外置式MBR系统。针对现在两大系统，在垃圾渗滤液处理行业也是两个关键方向。
厌氧工艺含有处理负荷高、耐冲击负荷优点，能将大分子难降解有机物水解为小分子有机物，减轻好氧处理负荷，节省投资和运行成本。并经厌氧微生物驯化后对毒性、抑制性物质耐受能力比好氧强得多，有利用提升生化处理效率。不过否采取厌氧-好氧工艺还必需考虑实际水质特征和考虑填埋后期运行效果，当填埋后期，原水水质保持在一个低C/N比水平，老龄化进程较为显著，这就必需对厌氧工艺可行性进行分析，对是否设计厌氧反应器论证分析，因为在硝化反硝化过程中，必需确保一定碳氮比，即提供足够硝化反硝化过程中碳源，通常要求碳氮比在4-7之间，能够确保硝化反硝化所需要碳源。同时因为北方雨季量小，设计调整池库容量大，调整池本身就是一个厌氧反应器，所以综合考虑，本方案不采取厌氧工艺。
下面就内置式MBR和外置式MBR这两种工艺进行一定比较分析。
1)、内置式MBR系统
内置式MBR反应器是把膜组件置于生物反应器内部，以下图。进水进入MBR反应器，其中大部分污染物被混合液中活性污泥去除，再在外压作用下由膜过滤出水。这种形式MBR反应器因为省去了混合液循环系统，而且靠抽吸出水，能耗相对较低；占地较分置式更为紧凑。不过通常膜通量相对较低，轻易发生膜污染，膜污染后不轻易清洗和更换。

内置式MBR系统步骤图
2)、外置式MBR系统
外置式MBR反应器把膜组件和生物反应器分开设置。生物反应器中混合液经循环泵增压后打至膜组件过滤端，在压力作用下混合液中液体透过膜，成为系统处理水；固形物、大分子物质等则被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器内。外置式MBR反应器特点是运行稳定可靠，易于膜清洗、更换及增设；而且膜通量普遍较大。但通常条件下为降低污染物在膜表面沉积，延长膜清洗周期，需要用循环泵提供较高膜面错流流速，水流循环量大、动力费用较高，外置式MBR反应器以下图。

外置式MBR系统步骤图
在外置式膜生物反应器中生物反应器和膜单元相对独立，经过混合液循环泵使得处理水经过膜组件后外排；其中生物反应器和膜分离装置之间相互干扰较小。现在在垃圾渗沥液处理中采取外置式膜生化器超滤膜通常均选择错流式管式超滤膜。即循环泵为混合液（污泥）提供一定流速（3.5-5m/s），使混合液在管式超滤膜中形成紊流状态，避免污泥在膜表面沉积。
3)、内置式MBR系统和外置式MBR系统比较说明
现在常见于垃圾渗沥液处理MBR组合工艺为内置式MBR组合工艺（预处理+内置式MBR+纳滤+反渗透）和外置式MBR组合工艺（预处理++外置式MBR +反渗透）。
对于上述两套工艺，全部有大量工程案例，并稳定运行。经过从投资、运行等各方面原因比较和工程实际案例分析，本工程推荐使用外置式MBR组合工艺对垃圾渗沥液进行处理。
外置式MBR反应器硝化池内依据需要配置鼓风曝气专用设备，能够培养出高活性好氧微生物，使污水中可生化降解有机污染物在硝化池内几乎完全降解，同时把氨氮和有机氮氧化为硝酸盐，因为超滤膜把菌体（活性污泥）和净化水完全分离，使得在生化系统中经过不停驯化产生微生物菌群得以繁殖，对渗沥液中相对一般污水处理工艺而言难降解有机物也能逐步降解，能够取得高品质出水水质。超滤进水兼有回流功效，即超滤进水经过超滤浓缩后，清液排出，而浓缩液回流至反硝化池中，在缺氧环境中还原成氮气排出，达成脱氮目标，反硝化池内设液下搅拌装置。
因为外置式MBR反应器生化反应器是依据要求进出水水量和水质进行专门配置和控制，而且采取外置管式超滤膜，避免了内置式膜生化反应膜轻易污染、堵塞缺点，而且出水水量使得出水水量、水质稳定。
和传统生化处理工艺相比，微生物菌体经过高效超滤系统从出水中分离，确保大于20nm颗粒物、微生物和和COD相关悬浮物安全地截留在系统内。超滤清液进入清液储槽。因为超滤实现泥水分离，所以生化反应器中污泥浓度能够达成15-30g/l，而内置式MBR反应器因为膜孔径较大，无法达成这个污泥浓度。
我们就以下多个方面对两套工艺进行比较：
（1）工程投资
单独就内置式MBR和外置式MBR而言，内置式MBR投资费用相对比较低，不过就整个系统而言，因为内置式MBR所用膜组件为微滤膜，膜孔径较大，经过微滤后废水中所含污染物颗粒较大，不宜直接进入反渗透系统，需要先经过纳滤系统处理，而且在进入纳滤之前还必需经过一定预处理。而外置式MBR所用膜组件为超滤膜，经过外置式MBR膜处理后渗沥液能够直接进入反渗透系统，能够降低一套纳滤系统投资，当然为了系统更为稳定运行，我们在外置式MBR后面仍使用了纳滤系统。
（2）膜清洗
相对于内置式MBR系统，外置式MBR系统不需要频繁清洗。因为外置式膜生化反应器采取错流式管式超滤膜，每条超滤环路设有循环泵，该泵在沿膜管内壁提供一个需要流速(通常为3.5-5m/s)，从而使活性污泥在膜管中形成紊流状态，即高流速活性污泥不停冲刷膜表面，使膜表面周围极难产生浓差极化层，属于过滤和清洗两个步骤同时进行，对于膜管堵塞也比较轻易经过反冲洗处理，从而避免了污泥在膜管中堵塞。而内置式MBR过滤属于全流过滤，过滤和反冲洗是间歇进行，效率较低。
外置式超滤膜在稳定运行状态下，通常只需每个月化学清洗一次，如不停机通常不需要进行任何冲洗。而内置式膜生化反应器天天需要进行1至3次反冲洗，且耗水量大。
外置式膜生化反应器清洗为全自动CIP在线清洗，而内置式膜生化反应器超滤膜化学清洗需要将膜吊出反应器进行冲洗和化学药剂浸泡，工作量复杂，也影响了整个系统连续运行。
（3）反应器污泥浓度
因为外置式MBR膜错流过滤特征，使超滤膜能够承受较高污泥浓度，工程实例表明外置式膜生化反应器污泥浓度为15-30g/l左右。
而内置式膜生化反应器因为膜组件内置于生化反应器中，采取自吸泵使膜清液端产生负压使膜内外形成压力差，从而产水，为了避免污泥在膜表面因为浓差极化产生沉积，底部设计曝气，利用空气气泡扰动降低污泥在膜表面沉积，所以内置式膜生化反应器污泥浓度不宜过高通常为8-10g/l左右。
（4）生化反应器容积和占地面积
因为外置式膜生化反应器污泥浓度为内置式膜生化反应器1.5-2倍，因另外置式膜生化反应器生化池所需容积只需内置式膜生化反应器50%-70%左右，大大节省了生化池投资和占地面积。
（5）膜通量和膜面积
工程应用证实，在渗沥液处理中外置式膜生化反应器管式超滤膜单位膜面积通量可达60-80l/m2.h，而内置式膜生化反应器内置膜因为受污泥沉积等原因影响（如抽吸压力不宜过高，不然易产生污泥在膜表面沉积）通常为6-8 l/m2.h。这意味着对于相同处理量内置式膜生化反应器所需膜面积是外置式超滤膜3-6倍。而因为内置式膜生化反应器不能连续出水，通常设计为运行每运行12分钟需停3分钟，即意味着对于相同处理规模膜面积是外置式膜生化反应器4-8倍。因为受膜材质和其它原因影响，工程实例表明，尤其是在渗沥液处理应用中，内置式膜生化反应器采取内置式超滤膜通量衰减率为25-40%（渗沥液处理中膜寿命通常为两年），而外置式管式超滤膜在其使用寿命（渗沥液处理中通常为4-5年）期通量衰减率通常不超出10%。
（6）膜寿命
管式超滤膜所用膜材质为高分子聚偏氟乙烯即PVDF，因为其优良不一样溶剂兼容性为现在公认质量最好膜材质，其韧性很好，不易破裂，膜寿命长
而内置式膜生化反应应用于垃圾渗沥液处理，因为渗沥液中含有较高钙镁离子和硫酸根离子，易在膜表面产生结垢，从而使膜硬化，所以在渗沥液处理中内置式膜极易产生断丝或膜破裂情况。管式超滤膜寿命在渗沥液处理中为5-7年，而内置式仅为3-5年。
外置式和内置式膜生化反应器对比
序号
内容
外置式膜生化反应器
内置式膜生化反应器
1.
反应器污泥浓度
15-30g/l
8-10g/l
2.
使用膜类型
错流式管式膜
中空纤维膜丝、帘式或板式膜
3.
膜通量
60-80 l/m2·h
6-15 l/m2·h
4.
生化池容积
所需容积较小
相同条件下，所需生化池容积较大
5.
易堵塞程度
污泥在膜管中高速紊流，不易堵塞
膜浸没在污泥中，膜表面易形成浓差极化，造成膜轻易堵塞
6.
膜寿命
5-7年
3-5年
7.
出水方法
连续出水
间歇出水
8.
稳定性
较为稳定
不稳定，易产生膜破裂、断丝等故障
9.
清洗方法
CIP在线清洗
需要额外提升外置清洗
10.
清洗周期
每个月药剂清洗一次
较为频繁

由以上对比能够看出，因为渗沥液中悬浮物浓度高、污染物浓度高，外置式膜生化反应器更适适用于渗沥液处理。而外置式膜生化反应器愈加适适用于渗沥液处理工程，运行维护也相对比较简单。
3.5方案却定
经过以上对垃圾渗滤液各污染物分析及其水质水量受当地气候和垃圾填埋场“年纪”影响，对处理方法一一进行说明和比较，结合生活垃圾渗滤液具体情况和污水处理目标、投资、占地面积、能耗、运行费用、管理方面程度、运行可靠性及使用寿命等综合原因分析，和我企业依据大量前期调研结果、吸收中国外渗滤液处理经验并结合多年废水治理实践经验，在进行充足、合理分析污水处理系统运行过程中将会出现水质冲击负荷及当地具体气候等情况后，特采取以下工艺：
废水→原水调整池→絮凝沉淀池→双级A/O→二沉池→外置式超滤系统→纳滤系统→反渗透处理系统→达标排放
本污水处理系统充足考虑了垃圾渗滤液各污染物成份及其水质水量受当地气候和垃圾填埋场“年纪”影响，此系统抗冲击负荷强，确保被治理废水达标排放，资源再次利用，污泥量小、无臭味、低能耗、基建成本及运行费用低等优点。

4、方案设计
4.1工艺步骤图
垃圾渗滤液

原水调整池

加药装置
剩下污泥
清液回流

絮凝沉淀池

消化液回流
一级反硝化池

一级硝化池

消化液回流
浓缩液回流
二级反硝化池

射流曝气

浓缩液回流

射流曝气
二级硝化池
污泥浓缩池

二沉池

剩下污泥

外置式超滤膜处理系统

回灌垃圾处理场

纳滤处理系统

反渗透处理系统

达标水排放

图 4-1 生活垃圾渗滤液处理工艺步骤框图
4.2步骤说明
因为垃圾渗滤液水量受季节改变显著，枯水期水量少，而丰水期水量大且渗滤液水质情况受垃圾填埋场“年纪”影响，所以,为使后续处理设施正常，在此设置调整池，以使水质水量得到调整、均匀、水量相对稳定。调整池里渗滤液经过潜污泵作用，抽至絮凝沉淀池。絮凝池池内装有斜板和加药搅拌装置，污水经过药剂和斜板作用，能去除部分有机物和大颗粒悬浮物，减轻后续处理单元处理负荷。絮凝沉淀池出水进入双级A/O处理段
A/O脱氮工艺是在80年代初开创工艺步骤，其关键特点是将反硝化反应器放置在系统之首，故又称为前置反硝化生物脱氮系统，因为脱氮效果好，较其它物化法运行费用低，成为现在采取比较广泛一个脱氮工艺。A/O法脱氮原理：废水中氨氮，在充氧条件下（O段），被硝化菌硝化为硝态氮，大量硝态氮回流至A段，在缺氧条件下，经过兼性厌氧反硝化菌作用，以废水中有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，使硝态氮被还原为氮气，逸入大气从而达成最终脱氮目标。A/O活性污泥法是污水处理广泛采取污水技术，工艺灵活、运行稳定、效果良好，而且能够含有较长泥龄，满足硝化－反硝化除氮工艺特点。
经过生化处理后垃圾渗滤液进入二沉池，深入去除水中细小悬浮物、胶体微粒、有机物、重金属物质，和水中色度，而且还含有去除水中微生物、病原菌、病毒和除磷作用。
二沉池出水进入膜车间，经过超滤、纳滤和反渗透深度处理。超滤：过滤精度在0.001-0.1微米属于二十一世纪高新技术之一，是一个利用压差膜法分离技术。可滤除水中铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质。超滤工艺中水回收率高达95%以上而且可方便实现冲洗和反冲洗不易堵塞使用寿命相对较长。纳滤和反渗透膜过程是一个物理分离技术，纳滤膜能够有效分离大部分生化过程残余有机物和多价无机盐（包含重金属），反渗透膜能够分离绝大部分溶解性小分子有机物和无机物。多年来越来越多纳滤和反渗透装置被用于垃圾渗滤液终端处理。经过三级膜处理系统流出净水达成标准排放进自然，起产生浓水经过管道回流至调整池。
4.3工艺设计参数
（1）调整池
调整池关键用来调整渗滤液水质水量，因为渗滤液随季节性水质和水量改变大，通常设计调整池停留时间较长。本项目调整池随填埋场一起建设，已经完成。
配套设备：
1）提升水泵，2台
性能参数：Q=10m3/h，H=10m,N=0.75kw
2)流量计，1台
性能参数：DN50
（2）絮凝沉淀池
结构形式：钢筋砼结构
尺寸：2×5×5m
数量：1座
配套设备：1）低速搅拌机2台
性能参数：搅拌直径500mm，转速240/min，N=0.75KW
2）加药设备2套
性能参数：加药泵两台，N=0.37KW,Q=160L/h，配PE-1000L药桶
（3）一级反硝化池
初沉池出水流至一级缺氧反硝化池，利用反硝化细菌对回流消化液进行反硝化，同时去除水中有机物和氨氮
结构形式：钢筋砼结构
尺寸：10×5×5m
数量：1座
配套设备：潜水搅拌机，2台
性能参数：N=2.2KW,D=320mm，r=320r/min
（4）一级硝化池
结构形式：钢筋砼结构
尺寸：21×5×5m
数量：1座
配套设备：1）射流曝气器5台，不锈钢
2）消化液回流泵，2台
性能参数：Q=20m3/H,H=15M,N=1.5KW
（5）二级反硝化池
结构形式：钢筋砼结构
尺寸：5×5×5m
数量：1座
配套设备：潜水搅拌机，1台
性能参数：N=2.2KW,D=320mm，r=320r/min
（6）二级硝化池
结构形式：钢筋砼结构
尺寸：16×5×5m
数量：1座
配套设备：消化液回流泵，2台
性能参数：Q=20M3/H,H=7M,N=0.75KW
（7）污泥浓缩池
结构形式：钢筋砼结构
尺寸：2×2×5m
数量：1座
配套设备：螺杆泵2台
性能参数：Q=5M3/H,H=60M,N=2.2KW
（8）膜处理车间
膜处理车间关键用来放置外置式超滤膜系统、NF系统、RO系统、鼓风机、控制柜等
结构形式：砖混结构
尺寸：20×7.5×4.5m
数量：1座
1）配电室
结构形式：砖混结构
尺寸：4×7.5×4.5m
数量：1座
配套设备：电控柜，控制柜，动力柜，电脑等
2）风机房
结构形式：砖混结构
尺寸：3.5×7.