垃圾渗滤液处理工程方案.docx

扬中市城市管理局
垃圾渗滤液处理工程

目 录
一、投标书 1
二、授权委托书 2
三、技术设计方案 3
1、工程概况 3
1.1 项目介绍 3
2、设计依据及技术指标 4
2.1 设计依据 4
2.2 设计参数 4
2.2.1 废水水量 4
2.2.2 水质及处理要求 4
3、废水处理工程设计 6
3.1 工艺设计原则 6
3.2设计范围 6
3.3 处理工艺流程确定及说明 6
3.3.1工艺流程确定 6
3.3.2工艺流程说明 8
3.4废水处理工艺的比较与选择 8
3.4.1一级预处理方案流程论证 8
3.4.1.1手提式格网 9
3.4.1.2初沉池 9
3.4.1.3调节池 9
3.4.1.4 蓝式过滤器 10
3.4.2二级生化处理方案流程论证 10
3.4.2.1多级A/O生化工艺的选定 10
3.4.2.2 UF膜分离系统 16
3.4.2.3 生化工艺的选择 20
3.4.3三级深度处理方案流程论证 21
3.4.3.1催化氧化池 22
3.4.3.2生物炭滤池 23
3.5 设计计算 24
3.6脱臭系统 37
3.7 方案优点 41
3.8 处理效果预测表 41
4、供电及自控设计 42
4.1 供电设计 42
4.1.1 供电设计依据 42
4.1.2 供电设计范围 42
4.1.3 供电系统设计 42
4.1.4 电气设备与安装 45
4.1.5 电气控制系统 45
4.1.6 电缆及构筑物 46
4.2 自控设计 47
4.2.1 自控设计依据 47
4.2.2 自控设计范围 48
4.2.3 自控设计原则 48
4.2.4 工艺要求 48
4.2.5 控制方式 49
5、建筑、结构设计 50
5.1 建筑设计 50
5.2 结构设计 50
6、恶臭与噪声 51
6.1 恶臭对环境的影响及解决措施 51
6.2噪声 52
7、防腐 53
7.1防腐对象 53
7.2实施方案 53
7.2.1抗腐蚀材质的选用 53
7.2.2防腐涂料 53
8、辅助建筑及设施 54
9、新技术应用 56
9.1 多级A/O工艺的优势 56
9.2 外置式MBR的优势 56
10、环境保护及绿化 57
11、节能 58
12、安全卫生及劳动保护 59
12.1 职业安全卫生执行标准 59
12.2 安全防护措施 59
12.3 安全生产 59
12.3.1安全措施 59
12.3.2安全生产制度及教育 59
13、事故处理 61
13.1 断电 61
13.2 构筑物运行事故或故障 61
13.3 设备事故或故障 61
13.4 整体故障 61
14、设施一览表 62
14.1 建、构筑物一览表 62
14.2 主要设备一览表 62
15、运行费用和效益分析 65
15.1运行费用分析 65
15.2环境效益分析 66
16、工程估算 67
四、投标书附表 70
五、主要设计人员表 71
六、资格证明材料 72

三、技术设计方案
1、工程概况
1.1 项目介绍
工程名称：扬中市城市管理局垃圾渗滤液处理工程
工程简介：本工程需要处理的渗滤液以年丰垃圾填埋场渗滤液及垃圾转运中心产生的压滤液为主。
工程规模：日处理水量60m3/d
资金来源：自筹
2、设计依据及技术指标
2.1 设计依据
（1）《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978-96）；
（2）《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）；
（3）《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2001）；
（4）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
（5）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）；
（6）《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）；
（7）《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）；
（8）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）；
（9）《工业企业土壤环境质量风险评价基准》（HJ/T25-1999）；
（10）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
（11）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；
（12）扬中市城市管理局垃圾渗滤液处理工程方案设计招标文件。
2.2 设计参数
2.2.1 废水水量
根据现场调研，本项目需处理废水由三部分组成：一、年丰垃圾填埋场渗滤液，产生量为40m3/d；二、垃圾转运中心垃圾压滤液。垃圾转运中心日处理垃圾量为150t，其中120t是来自于市区四个垃圾中转站的经过首次压榨的城市垃圾；另外30t垃圾来自于周边农村，其中20t已经过首次压榨，剩下10t为未经压榨。根据经验数据，一次压滤液为垃圾量的40%，二次压滤液约为垃圾量的10%，计算可知垃圾转运站压滤液量为18m3/d。三、垃圾车冲洗废水。填埋场有固定需冲洗垃圾车6辆，车辆冲洗用水量为0.32m3/辆·天，则总冲洗用水量为1.92m3/d。因此渗滤液废水处理总水量为59.92m3/d，此水量大于招标文件中的40m3/d，我公司从工艺设计安全角度考虑，设计水量取60 m3/d，平均2.5m3/h。
2.2.2 水质及处理要求
根据建设方招标文件中提供的废水指标，确定设计进水水质如表2-1所示：
表2-1 设计进水水质一览表
项目名称
CODCr
BOD5
NH3-N
SS
指标（mg/L）
≤20000
≤8000
≤3500
≤2800
废水经处理后须达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）表2标准。具体水质指标如表2-2所示：
表2-2 设计出水水质一览表
项目名称
CODCr
BOD5
NH3-N
TN
指标（mg/L）
100
30
25
40

3、废水处理工程设计
3.1 工艺设计原则
1) 设计方案严格执行国家和江苏省有关环境保护的各项规定，废水处理后必须确保出水水质指标均达到相关水质标准；
2) 采用技术可靠、效果稳定的处理工艺和设备，尽量采用新技术、新材料，实用性和先进性兼顾，以使用可靠为主；
3) 处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地，以适应水质、水量的变化；
4) 管理、运行、维修方便，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度；
5) 在保证处理效果的同时节省工程费用，减少占地面积，降低运行费；
6) 避免二次污染，降低噪声，消除臭气，改善处理站及周边环境；
7) 处理工艺流程要求耐冲击负荷，有可靠的运行稳定性。
3.2设计范围
本工程范围从垃圾渗滤液进入处理站至出水达标排放，具体包括：
渗滤液废水处理站的工艺、结构、电气、给排水系统的计算和设计，设备选型，投资概算设计等；
3.3 处理工艺流程确定及说明
3.3.1工艺流程确定
根据建设单位提供的原始设计资料、上述3.1废水处理工艺选择原则及本公司已有渗滤液废水处理工程经验，现确定本项目的渗滤液废水处理工艺流程框图如图3-1所示：

污泥池
泵

多级A/O池

蓝式过滤器

UF膜分离装置

碳源
集水坑
板框压滤机
泥饼外运处置
泵

泵

滤液

催化氧化池

泵

蓝式过滤器

调节池

初沉池

格栅

渗滤液

曝气
泵

中间水池

生物炭滤池

清水池
出水

图3-1 渗滤液废水处理工艺流程框图

3.3.2工艺流程说明
填埋区渗滤液含有大量颗粒物质，为避免后续构筑物的淤积，渗滤液由填埋区集水池先进入处理站初沉池，降低来水中较大粒径的颗粒物和SS等杂质含量。初沉池出水进入调节池，池内设有穿孔曝气管，通过曝气搅拌使得水质得以混合均匀，避免对废水站内生物处理系统造成较大的有机和水力负荷冲击。调节池出水通过水泵提升通过一道蓝式过滤器后进入多级A/O（MBR）池生化反应系统，经过多级缺氧-好氧生化反应和UF 膜装置固液分离后，浓液回流至多级A/O生化反应池，清液进入催化氧化池，在催化剂存在的条件下通过臭氧的氧化作用降解废水内的部分有机污染物同时提高废水的可生化性。催化氧化池出水自流进入中间水池后通过曝气作用将溶于水中的臭氧吹出，中间水池出水进入生物炭滤池，通过生物炭的物理截留作用和生物代谢作用进一步去除废水内的SS和有机物质，最终实现出水达标排放。
过滤器滤渣、沉淀污泥和生化处理系统产生的剩余污泥进入污泥池，经泵提升至污泥脱水机房，经加药调配后的污泥由板框压滤机进行脱水处理，脱水后的泥饼送到统一地点集中处理，脱水滤液流至集水坑，再由水泵提升进入调节池进行循环处理。
初沉池、调节池、污泥池、污泥脱水间和缺氧池产生的臭气统一收集后进入脱臭装置，利用生物滤床除臭后，高空排入大气。
3.4废水处理工艺的比较与选择
垃圾渗滤液具有不同于一般城市污水的特征：BOD 和COD浓度高、氨氮和金属量较高、水质水量变化大、微生物营养元素比例失调等，其处理方法包括物理化学法和生物法。本项目进水水质CODCr指标达20000mg/L左右，同时对N有较高的去除要求，考虑到渗滤液废水中难降解有机物含量较高，且含有一定量的固形物，本项目设计采用一级物化预处理+二级生化处理+三级深度处理的三级渗滤液废水处理工艺，以确保处理后出水达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）中表2的要求。
3.4.1一级预处理方案流程论证
一级预处理组合方案为：格栅+ 初沉池+调节池+蓝式过滤器。
填埋场渗滤液是由填埋回灌区通过厌氧发酵、有机物分解、降水的淋溶和冲刷、地下水的浸泡等原因，产生多种代谢物质和水分，形成的含高浓度悬浮物和高浓度有机或无机成分的液体，其中悬浮物也包括无机性和有机性两类。建设方提供渗滤液SS含量较高，出于降低后续处理负荷，提高设备使用寿命考虑，采用有效的措施对其进行拦截和去除是很有必要的。
考虑到扬中市垃圾填埋场渗滤液废水的水质特征，该项目一级预处理对进处理站废水采用一道机械格栅拦截去除废水中的较大粒径的颗粒物、碎石和树枝落叶等杂物，以减轻后续处理构筑物的负荷，并防止杂物对管道、水泵等机械设备的磨损和堵塞。由于渗滤液废水水质水量会随着填埋期的长短、季节交替的变化而变化，水质水量变化幅度较大，故在处理站内设置一座调节池，对废水进行水质水量的调节就显得尤为重要了。废水中除了含有大量的无机杂物外，还含有大量无机的和有机的溶解性的悬浮物和胶体，通过设置一道自清洗过滤器和一座沉淀池来对这类物质进行拦截去除，不仅可以降低后续处理构筑物的负荷，还可以有效提高废水的可生化性。
3.4.1.1手提式格网
手提式格网由金属栅条编制而成，用以截留较大的悬浮物和漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮等，以减轻后续处理构筑物的处理负荷，并避免磨损和堵塞使之正常运行。
3.4.1.2初沉池
在生化处理工艺前设置竖流式沉淀池一座，来去除有机悬浮物质和一些胶体物质，以减轻后续好氧生化的处理负荷，提高处理效果。竖流式沉淀池既没有平流式沉淀池占地大的缺点，也没有斜管/斜板沉淀池易于堵塞之虞。
3.4.1.3调节池
填埋库区产生的垃圾渗滤液废水量会随着填埋期的长短以及季节交替的变化而变化，而且水质又会因水量的变化而有所不同。为了保证后续处理构筑物和设备的正常运行，需要对废水的水量和水质进行调节，以尽量减小渗滤液废水处理站进水水质和水量波动的过程。
扬中市垃圾渗滤液废水处理站设调节池一座，调节池内设有穿孔曝气管一套，通过曝气搅动的方式使得水质水量在池内能够得到充分的混合均匀，并通过搅拌作用使池内污泥不至于沉淀积累而影响调节池的有效容积。
3.4.1.4 蓝式过滤器
虽经填埋区调蓄池较长时间水质调节后废水内的大部分SS等杂质已被发酵降解，但废水中仍存在一些细颗粒悬浮物，若不经处理，这些悬浮物将在后续设施中沉淀发酵，造成构筑物淤积，水泵堵塞，大量的悬浮物沉降可降低后续设施的有机物处理负荷，且可能造成膜生物反应器的膜片堵塞或划伤膜片。因此，在废水进入后续生化处理前先采用蓝式过滤器过滤，以避免这些不良问题的出现。
3.4.2二级生化处理方案流程论证
二级生化处理组合方案为：多级A/O工艺+UF膜分离系统
3.4.2.1多级A/O生化工艺的选定
1、渗滤液废水处理工艺简介
（1）厌氧生物处理工艺
厌氧生物处理已有近百年的历史，但直到近20年，随着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践的积累，才在克服了传统厌氧工艺的水力停留时间长、有机负荷低等问题的基础上，不断开发出新的厌氧处理工艺，使它在理论和实践上有了很大突破，尤其在处理高浓度(BOD≥2000 mg／L)有机废水方面有突出优势。
厌氧生物处理有许多优点，最主要的是能耗低，操作简单，因此，投资及运行费用低廉；而且产生的剩余污泥量少，所需的营养物质也少，渗滤液中P的含量较少，仍能满足微生物生长对P的需求。
虽然废水厌氧生物处理工艺具有诸多优点，但当厌氧工艺处理高浓度废水时很难使其直接达到排放标准，常需另设工艺对厌氧处理出水进行后续处理，最大程度的降低排放废水中的污染物对环境的破坏作用，并使最终出水达到国家和地方所规定的排放标准。在这方面厌氧和好氧相结合的处理工艺取得了较好的效果。
（2）厌氧与好氧的结合工艺
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，然而单独采用厌氧法处理渗滤液却还很少见。对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧、好氧相结合的处理工艺既经济合理，又能获得高的处理效率。先用厌氧生物处理工艺去除掉废水中的大部分有机物后再进行好氧生物处理，不仅可以降低后续好氧处理的负荷，还可以大大降低为了维持好氧生物生长所需要的曝气量，节省日常运行费用。
一般废水好氧生物处理可分为活性污泥法和生物膜法二种。生物膜法采用填料或滤料挂膜提高微生物单位体积的密度，可大大提高容积负荷，减小占地面积，但在实际运行控制过程中如果操作不当还存在池型复杂、控制困难、膜易积存、滤料流失、水流短路以及池底布气管检修不便、填料堵塞、板结等问题。当然随着生物膜处理工艺运行经验的积累，这些问题大都已取得了较好的解决方法。
活性污泥法同生物膜法相比，具有处理效率高、处理效果好、运行稳定、运转经验丰富、环境良好等优点，因此，对渗滤液废水进行生物处理，生物活性污泥法是其首选方案，在国内外亦被普遍采用。
通过对本工程的水质情况分析可知，虽然废水的 CODCr高达20000mg/L（在渗滤液废水中不算非常高），BOD5达8000mg/L，但在最不利状况时其氨氮浓度也高达3500mg/L，为了满足脱氮的效果（废水中的BOD5与总凯氏氮之比宜大于4），必须保持生化处理系统中有足够的碳源。因此，若选用厌氧工艺对废水进行预生化处理会大量消耗内碳源，对渗滤液废水处理系统明显是不经济的，也是不可取的。故本方案主体工艺采用具有脱氮功能的好氧生化工艺是比较合适的，首先它能有效地除去废水中绝大部分的有机污染物；其次可以彻底地消除绝大部分的氮素污染；再次，采用好氧生化法工艺具有技术成熟、运行稳定、处理费用较低等优点。
（3）生物脱氮工艺
垃圾渗滤液废水属有机含氮废水，氮以无机氨氮为主，故可以采用特别的、有针对性的生化处理工艺，通过驯化培养活性污泥中的优势微生物群体（硝化菌、反硝化菌及普通异养菌），在其生长过程中利用周围环境中的营养物质（即水中的有机污染物质）进行新陈代谢，达到降解污染物、净化水质的目的。
1）生物脱氮工艺基本原理
生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。首先，废水中有机氮、蛋白氮等在好氧条件下转化成氨氮，再由硝化菌变成硝酸盐氮，这个阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源等。生物脱氮系统中，硝化菌增长速度缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要有充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。
由此可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件：
硝化阶段：溶解氧DO值2mg/L以上，合适的温度，最好20℃,不低于10℃，足够长的污泥泥龄，合适的pH条件。
反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件DO值0.5mg/L以下，充足的碳源(能源)，合适的pH条件。
通过上述原理，可组成缺氧与好氧池，即所谓A/O系统。A/O系统设计中需要控制的几个主要参数就是足够的污泥泥龄与进水的碳氮比。
2）生物脱氮的影响因素
从生物脱氮原理看出，两者要求的有些方面是相互制约的。要正常发挥脱氮系统效率，详细分析进水水质是十分必要的。有如下几点值得注意：
a.BOD5浓度
b.BOD5/TKN比值
c.水温
由于脱氮工艺对BOD5浓度有要求，所以，对于本工程进水碳源相对氨氮浓度而言较低的情况，为保证生物脱氮效果必须补充碳源，碳源可以通过投加甲醇等物质的方式来实现。但是为了降低工程的运行费用，拟将现有生化处理系统的部分进水经预处理后直接引入本工程的处理系统，一方面增加现有生化处理系统的停留时间，同时充分利用进水中的碳源。
3）生物脱氮工艺的选择
所有生物脱氮工艺均基于A/O（缺氧/好氧，或是反硝化/硝化）原理，目前针对废水处理常用生物脱氮工艺主要有：A/O工艺、SBR工艺和多级A/O工艺等。
A/O脱氮工艺
通常所说的A/O工艺为连续进水、连续排水的缺氧反应池与好氧反应池分别独立的活性污泥系统或接触氧化系统。其特征是缺氧池与好氧池分别设置（空间分隔），相互隔离互不干涉，通常缺氧池设置在好氧池前，称为“前置反硝化工艺”。为达到反硝化的目的，A/O脱氮工艺需要大量好氧池出水回流至缺氧池前端。其简要工艺过程如图3-2所示：
泵

A级生化池
污水
排放
沉淀池
O级生化池

空
气

图3-2 A/O工艺流程示意图
从上述流程可以看出：要提高A级池反硝化脱氮效率，回流液提供的硝态氮越多越好。提高硝态氮的量有两钟方法，一是增加回流比，二是提高硝态氮浓度。提高回流比有可能造成A级池的富氧化，破坏反硝化环境，降低反硝化率，同时也增加了动力消耗。O级池排至沉淀池和回流至A级池的水质相同，提高硝态氮浓度则意味着出水含氮（主要为硝态氮）升高，直接导致出水超标。因此，A/O工艺脱氮是有限度的，本项目渗滤液废水处理对脱氮效率要求较高，需要达到90%左右，因此，采用简单的A/O工艺无法保证达标排放。
从目前运行的工程实例来看，传统A/O工艺通常被成功应用于低浓度含氨氮废水的处理，如生活污水、城市污水处理厂等，应用于氨氮浓度超出100mg/L废水时的成功实例不多，且投资较高，突出的问题是氨氮去除率很难稳定达标，同时系统不太稳定，在出现硝态氮累积时易造成污泥体系各菌群的比例失调。
SBR工艺
序批式活性污泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化，对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。
SBR工艺是通过时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程，它在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池，进行水质水量调节、微生物降解有机物和固、液分离等。经典SBR反应器的运行过程为：进水→曝气→沉淀→滗水→待机。
SBR工艺具有如下优点：
a.有机物去除率高，且提高了难降解物质的去除效率；
b.可抑制丝状菌膨胀的发生；
c.可在不新增反应器的条件下实现脱氮除磷；
d.不需要二沉池和污泥回流系统。
SBR工艺也存在如下缺点：
a.连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池；
b.对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁；
c.无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求；
d.设备的闲置率较高；
e.污水提升水头损失较大；
f.如果需要后处理，则需要较大容积的调节池。
多级A/O法工艺
多级A/O工艺起源于20世纪70年代，基于硝化反硝化理论和非稳态理论由A/O工艺发展而来，废水多次经过缺氧、好氧过程，使处理水得到更高的有机物和氮的去除效果。多级A/O工艺污泥负荷低，污泥浓度较高，生物量大，相对曝气时间较长；耐冲击负荷能力强，出水效果好。由于废水进行了多级A/O生化反应，硝化和反硝化反应交替进行，废水脱氮彻底；反硝化所产生的氧，下端硝化可以充分利用，以节省供氧能耗。同时由于污泥负荷较低，泥龄较长，污泥在曝气池的停留时间长，自身氧化充分、矿化度高，泥量少，稳定性好，不需要污泥消化系统，直接浓缩脱水即可。
通过上述的分析比较，为了获得更高的有机物去除及氮素脱除效果，本方案采用分段进水的多级A/O工艺为生物脱氮工艺，它是在原有的多级A/O工艺的基础上发展而来，即各级A/O在串联运行的基础上同时在各个缺氧段分别进水，且进水量可以人为调配。
多级A/O工艺基本原理：
由于进水沿池分段投配至各级缺氧区，部分进水与回流污泥在第1段的首端进入，系统的污泥龄(SRT)比相同池容的推流系统长。可见分段进水系统在不增加反应池出流MLSS浓度的情况下使污泥龄得以增加，而终沉池的水力负荷与固体负荷均没有变化。可以认为：分段进水多级A／O工艺对各类污染物的去除都是有效的，从统计学角度来看，如果每个A／O周期的污染物去除效率为E，那么n个周期后总的污染物去除效率为：
En = 100％-(100％-E)n
式中 En —— 污染物总处理效率；
E —— 每个A／O周期污染物处理效率；
N —— 段数。
分段进水生物脱氮工艺流程，见图3-2所示。

A
O
A
A
O
O
剩余污泥
回流污泥
进水Q
出水
外加碳源

图3-3 分段进水生物脱氮工艺流程
多级A/O法废水处理技术作为一种革新的活性污泥工艺，与其它工艺相比，有以下特点：
a.工艺流程简单，构筑物少，运行管理方便；
多级A/O法工艺简化了预处理过程。通常多级A/O法不需要初沉池，因为多级A/O法的水力停留时间(10～40h)和污泥龄(20～30d)比一般的活性污泥法长得多，悬浮有机物可在曝气池与溶解性有机物同样得到较充分的降解。其次简化了剩余污泥的后处理过程，由于泥龄很长，排出的剩余污泥已得到了高度的稳定，因此只需浓缩和脱水处理而不需另外的污泥厌氧消化处理，从而省去了污泥消化系统。
b.曝气设备和构造形式多样化、运行灵活；
多级A/O法的曝气、推流设备和池型多种多样，这给予了多级A/O法多种多样的运行和控制方式，以适应不同进出水情况的要求。
c.处理效果稳定、出水水质好、可实现良好的生物脱氮除磷；
d.基建投资省、运行费用低；
国内已有多级A/O工艺运行经验表明：多级A/O法工艺比其它生物处理工艺更为经济有效且运行灵活可靠，尤其在下列情况下更能显示出优越性：经济投资来源有限；处理要求的出水水质比较严格；工艺要求进行生物脱氮除磷；处理的规模较小而且水量、水质波动较大时；缺乏高水平的运行管理人员。
e.污泥产量少、污泥性质稳定；
多级A/O法泥龄一般长达20～30d，污泥稳定而且产量少，使后续污泥处理大为简化。
f.能承受水量、水质的冲击负荷，对高负荷的进水情况有较大的稀释能力。
3.4.2.2 UF膜分离系统
UF工艺介绍
超滤作为固液分离工艺，它是一种采用低压操作的膜过滤方式，用于截留进料液体中的细菌、病毒及其它高分子量的胶体颗粒、固体颗粒和SS等。
超滤膜利用不同粒径的混合物在通过超滤膜时，膜两端的压力差和筛分原理，实现选择性分离。在实际应用中，水经加压，在压力的作用下使干净而清洁的水通过膜过滤出来，而尺寸大于膜孔径的胶体、细菌和其它物质被膜截留下来，从而完成整个过滤过程。
使用超滤的目的，主要是有效截留生化处理系统排出的污泥，通过滤后浓液回流的方式保持生化池内的高微生物量，还可以得到更好的出水水质。
超滤设备与传统的加药絮凝、多介质过滤器、活性炭吸附器比较，有以下特点：
对水中胶体等悬浮物的去除能力高于传统工艺，确保出水 SDI 小于4。就过滤精度而言，超滤膜孔径约为0.005～0.10 微米，可确保介质通过超滤膜时能完全去除胶体颗粒、病毒、细菌、其它病原性微生物以及一些大分子物质。
超滤系统运行简便，便于监控；避免了传统工艺带来的滤料泄漏问题及加药系统繁琐的调控要求，对操作人员要求大大降低。
超滤膜通量一直维持在较高的水平上。每支组件都有很大的过滤面积，能保证整个处理系统高度的集成，以很小的占地布置所有的设备。
膜生物反应器装置（MBR）
多级A/O工艺+UF膜分离系统组成了本方案的膜生化反应器（MBR）工艺。
MBR技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理工艺，也称膜分离活性污泥法，这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。超滤、微滤膜组件作为泥水分离单元，可以完全取代二次沉淀池。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使用池中的活性污泥浓度大大增加，使降解废水的生化反应进行得更迅速更彻底；另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明从而省掉二沉池。因此，膜生化反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生化反应器的功能。与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前最有前途的废水处理新技术之一。
MBR系统有以下特点：
² 维护管理方便
普通的生物处理工艺，容易出现污泥膨胀现象，使得活性污泥流失，出水不达标。MBR系统采用活性污泥膜分离技术，污泥膨胀对系统的正常运行没有丝毫的影响。普通的生物处理工艺需要将后续沉淀池内的污泥部分回流以保证生化池内有足够的生物量，污泥回流比高或者低对出水均有影响。MBR系统则不存在这些问题，操作管理简单。
² 处理设施小型化
由于能将活性污泥浓度维持在很高的水平，故容积负荷高、占地面积小，大大减小了土建投资。
² 污泥产量少
传统的活性污泥法为了减少池容积，降低土建投资，曝气池的有机负荷通常较高，生化系统产生的剩余污泥很多，操作人员工作强度大、工作环境差，污泥处理费用高，处理后污泥外运费用高。MBR系统虽容积负荷高，但污泥浓度很高，污泥负荷维持在较低的水平，因此产生的剩余污泥量少。
² 生物相丰富、处理出水水质稳定
本系统使用的膜分离单元即便是细微粒子也无法通过，通过出水回流的方式能够使生化池保留各种新生的活性好、沉淀性能差的菌种以及增殖速度慢、世代时间长的硝化菌，生物相极其丰富，使驯化过程大大缩短，并且处理效率高、抗有机负荷冲击能力强，处理水质也长久稳定。
² 现场工程周期短
MBR膜组件在车间组装后运送至工地，既缩短了工期，又保证了工程质量。
膜生化反应器有内置式（分体式，图3-3所示）和外置式（一体式，图3-4所示）两种形式：
①内置式（一体式）膜生化反应器 内置式膜生化反应器其膜浸没在生物反应器内，出水通过负压抽吸经过膜单元后排出。

图3-4 内置式MBR反应器流程示意图
②外置式（分体式）膜生化反应器 在外置式膜生化反应器中生化反应器与膜单元相对独立，通过混合液循环泵使得处理水通过膜组件后外排；其中的生化反应器与膜分离装置之间的相互干扰较小。

图3-5 外置式MBR反应器流程示意图
MEMOS管式超滤膜
本方案工艺设计MBR膜分离装置采用外置分体式MBR膜分离装置，MBR系统所用UF膜分离装置为德国MEMOS公司专利产品管式超滤膜，MEMOS管式膜产品具有优异的化学稳定性、热稳定性和机械性能稳定性，抗氧化、耐酸碱、最高运行温度可达80℃、运行压力可达10bar；适用于各种高浓度和高粘度介质过滤，运行通量高、抗污染性能好、易于清洗。
MEMOS管式UF膜特性：
·膜管内径：有6、8、10、12、24mm、1/2’、1’，其它规格可根据需求定做。
·膜管长度：最大可达4000mm。
·过滤精度：超滤膜截留分子量从5kDa到250kDa(约为5nm到100nm)，微滤膜孔径0.2微米。
· 膜支撑体及结构：支撑体材质为高强度聚酯或聚丙烯，保证了在高温及高压下运行的机械强度。按需求可提供对称和非对称膜结构。
· 膜材质：高性能聚醚砜（PES）、聚砜（PS）、聚偏氟乙烯（PVDF）可选，使用不同的添加剂使膜具有永久的亲水性。
· 高性能聚合物及亲水性提升膜的抗污染特性和长期的稳定性。
· 可提供内涂层膜管（内压式）和外涂层膜管（外压式）。
MEMOS管式UF膜组件的优势
· 适用于错流与气提式过滤的管式膜组件。
· 众多可选择的膜内径（6毫米，8毫米，10毫米，12毫米以及24毫米）和膜组件尺寸(DN65到DN200)，可以更好的满足您的设计需要。
· 高性能的聚合物保证了膜的高通量和显著的截留能力，以及卓越的化学稳定性能和热稳定性能。对于不同的应用，截留分子量可在5~250kDa之间选择。
· 自支撑的管式膜具有高填充密度，并能够耐高压。
· 性能可靠，开放式的错流流道，防止了膜管被堵塞，尤其在高含固含量和高粘度的料液过滤中性能表现突出。
· 因为膜组件可以脱离膜壳单独更换，维护和操作非常简单，用户自己可以在现场进行更换。
· 高质量的不锈钢膜壳可以重复使用。
· 可单独更换的膜芯，节省整个系统的换膜成本。
· 管路连接快捷方便，所有的接口都是工业标准接口。
· 死区体积小，便于清洗的膜壳设计。
·可以根据客户的要求提供特殊的组件。
3.4.2.3 生化工艺的选择
鉴于垃圾填埋场渗滤液中的TN浓度较高，在生化处理过程中有机氮由于氨化作用而转化为氨氮（NH3-N），因此处理工艺应考虑氨氮的处理。在缺氧、好氧处理中，一部分有机氮、氨氮由于细菌的新陈代谢作用转化为细菌物质，通过污泥形式排出，最终以脱水、焚烧方式得到处置；另一部分有机氮、氨氮采用生物脱氮工艺多级A/O法处理，即在好氧池采用较低的有机负荷,在COD、BOD去除的同时，氨氮(NH3-N)被硝化菌氧化成亚硝酸氮（NO2--N）、硝酸氮（NO3--N）而得到去除，硝化液通过水泵回流至前置缺氧池，或直接进入下一级缺氧池与进水相混合，由于进水中含有较为丰富的有机物，具有充足的内碳源，在缺氧条件下，反硝化菌以硝化氮为电子受体，将其还原成氮气，从而使总氮得到去除。
与化学法（氨吹脱法、沉淀法、折点投氯法、吸附法）相比，多级A/O生物脱氮不需复杂的反应设备、药剂的投加、无吸附剂再生等问题，具有运行效果可靠，运行费用较低等优点，目前采用多级A/O工艺的MBR膜分离技术用于氨氮有机废水处理已是成熟的技术。
多级A/O工艺与UF膜分离系统构成了MBR膜生化反应器，通过多级A/O生化池内微生物的代谢作用，使废水内有机污染物质和氮素得到去除。生化出水进入UF膜分离系统，通过UF膜的分离作用，使出水水质得到净化，同时通过浓缩液回流的方式，使得生化池内维持高微生物量，保证了生化反应的有效进行，同时达到了硝化液和污泥回流的目的。通过UF膜分离的出水有机物含量和SS含量都得到了极大的降低，减轻了后续深度处理的负荷。故本方案选择多级A/O工艺+UF膜分离工艺组成的MBR膜分离系统作为二级生化处理的主体工艺，以确保达到规定的排放标准要求。
结合上述对各种脱氮工艺的比较可见，多级A/O工艺是在基本A/O工艺上发展而来的，对于处理高氨氮有机废水有独特优势的废水处理工艺，运行管理方便，充分利用废水内碳源脱氮，减少了外碳源的投加量，降低了日常的运行费用。
3.4.3三级深度处理方案流程论证
随着生活垃圾填埋场污染控制标准的提高，对渗滤液废水进行确实有效的深度处理已经是必不可少的了。目前大多数渗滤液深度处理装置采用RO工艺，虽然RO工艺具有出水稳定、水质效果好的优点，但是在不断的应用过程中，RO工艺的缺点和不足日益显露，主要是操作压力大，能耗较高，设备损耗大，维护管理困难，而且运行费用高，浓缩液处理难，设备性能不稳定等。这些都阻碍了RO分离技术的进一步推广和大范围的使用。
针对垃圾渗滤液废水处理行业存在的种种问题，尤其是难降解污染物深度处理难以达到预期的排放标准问题，为了克服目前对于深度处理采用单一的反渗透技术，以避免采用反渗透所带来的弊端，我公司和同济大学联系紧密，科研技术力量雄厚，公司全体员工集思广益，在渗滤液废水深度处理方面也做了大量的工作。至今已针对不同的垃圾渗滤液废水（垃圾卫生填埋渗滤液、垃圾焚烧场渗滤液）采用不同的处理工艺做了大量的小试工作，如H2O2氧化、Fenton氧化、臭氧氧化、臭氧催化氧化和次氯酸钠氧化等试验，并在这些小试试验的基础上做了一些中试工作，处理效果显著，尤其是采用臭氧催化氧化技术深度处理垃圾渗滤液效果更是显著，不仅对难降解污染物去除效果效果，使其废水的B/C较处理前有较大的提高，同时对渗滤液的色度具有极佳的处理能力，处理后色度能达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008的表2标准。
MBR出水处理工艺见表3-1：
表3-1 MBR出水处理工艺的比较

卷式NF工艺
卷式RO工艺
DTRO工艺
催化氧化+生物炭滤池
能否直接处理渗滤液
否
否
能
能
是否对进水预处理
要
要
要
不要
有无二次污染
有浓缩液产生
有二次污染
有浓缩液产生
有二次污染
有浓缩液产生
有二次污染
无浓缩液产生
无二次污染
产水水质
较好
好
好
好
对污染物的去除率
较高
高
高
高
回收率（产水率）
40%—60%
40％－75％
60－85％
95%—98%
抗冲击能力
弱
弱
强
强
影响出水水质因素
由于进水条件差时不能运行，故不具可比性
由于进水条件差时不能运行，故不具可比性
少
无
对填埋场不同时期的适应性
由于不能直接处理渗滤液，故不具备可比性
由于不能直接处理渗滤液，故不具备可比性
强
强
启动时间
较短
短
短
很短
占地面积
小
小
小
很小
可移动性
强
强
强
不可移动
能耗
低
低
较低
很底
投资
较高
较高
很高
较低
运行费用
较高
高
高
较低
由于垃圾渗滤液废水内含有一些难降解有机物，为了确保渗滤液废水处理站出水达到规定的标准，故拟在生化处理设施之后，再添加一套深度处理系统，其中由以往的工程经验得知，臭氧催化氧化工艺不仅能去除部分COD，同时还能提高废水的可生化性，因此我们确定三级深度处理工艺为：催化氧化工艺+生物炭滤池，催化氧化工艺使二级生化排放水中难降解的有机物得到降解，再经过活性炭滤池的截留和生化降解作用，使最终出水的各项指标达到规定的排放标准。
3.4.3.1催化氧化池
1、臭氧催化氧化反应基理
臭氧催化氧化法的机理，是假设臭氧和有机物分子同时吸附在催化剂表面，吸附于表面的臭氧转化为羟基自由基并氧化其相邻的有机物分子：氧化过程经几个氧化中间产