1.1  處理規(guī)模、進(jìn)出水水質(zhì)

1.1.1  處理規(guī)模

根據(jù)前文的計(jì)算，一期、二期及三期工程滲瀝液日產(chǎn)生量分別為22.2m3/d、29.0m3/d及39.4m3/d，管理區(qū)的污水3.2m3/d、洗車廢水4.8m3/d及化驗(yàn)排水2.0 m3/d經(jīng)收集后排入滲瀝液調(diào)節(jié)池。由于由于明水縣當(dāng)?shù)貧夂驐l件惡劣，常年平均氣溫2.9°C，冬季（11月~3月）平均氣溫為-17.6°C，氣溫達(dá)到-38°C，因此生化系統(tǒng)處理部分難以運(yùn)行。此外，冬季降雨量極少，降雨集中在6~8月。因此，本項(xiàng)目的滲瀝液處理系統(tǒng)安排在每年的4月至10月運(yùn)行，其余時(shí)間暫停處理，此階段產(chǎn)生的滲瀝液暫存在垃圾填埋場(chǎng)的滲瀝液調(diào)節(jié)池內(nèi)。

由于生化系統(tǒng)的重新啟動(dòng)大約需要1個(gè)月的時(shí)間，滲瀝液處理站實(shí)際運(yùn)行時(shí)間為6個(gè)月，同時(shí)考慮1.2的安全系數(shù)，本工程滲瀝液的設(shè)計(jì)處理規(guī)模為100 m3/d。

1.1.2  設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

1、設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

根據(jù)明水縣生活垃圾的特點(diǎn)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)同類地區(qū)垃圾滲瀝液水質(zhì)的特征，本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表8-7。

表8-7 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

2、設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

根據(jù)《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）第9.1.2條的規(guī)定：現(xiàn)有和新建的生活垃圾填埋場(chǎng)自2008年7月1起執(zhí)行表2規(guī)定的水污染物排放限值。本工程滲瀝液處理出水就近排入沖溝，最后匯入安肇新河。根據(jù)《黑龍江省地表水功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)》（DB23/T740-2003），安肇新河屬Ⅳ類水功能區(qū)，水質(zhì)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于明水縣常年降水量較少，本工程滲瀝液處理出水部分用于纖維作物、旱地谷物及水田谷物的農(nóng)田灌溉，因此，明水縣城市生活垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液處理出水水質(zhì)執(zhí)行GB16889-2008《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中表2的排放限值及《城市污水再生利用 農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)》（GB20922-2007）中表1（纖維作物、旱地谷物及水田谷物類）的限制的更嚴(yán)者。部分設(shè)計(jì)出水水質(zhì)見(jiàn)表8-8。

表8-8  設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

3、尾水排放

本工程滲瀝液處理站處理后的水排入滲瀝液站區(qū)清液池中，部分用于明水縣纖維作物、旱地谷物、水田谷物的農(nóng)田灌溉、滲瀝液處理設(shè)施的反沖洗用水以及填埋作業(yè)區(qū)的降塵用水，未利用部分排入附近排水渠，最后匯入安肇新河。

表8-9   工藝各段去除率預(yù)測(cè)表

1.3 滲瀝液處理工程設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目滲瀝液處理分為水質(zhì)均衡池、MBR生化系統(tǒng)、MBR超濾系統(tǒng)、NF系統(tǒng)、RO系統(tǒng)、剩余污泥處理系統(tǒng)及濃縮液回灌系統(tǒng)。

1.3.1 水質(zhì)均衡池

由于調(diào)節(jié)池內(nèi)的滲瀝液可生化性和碳氮比較差，為保障滲瀝液處理系統(tǒng)的脫氮穩(wěn)定性、節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行成本，設(shè)計(jì)水質(zhì)均化系統(tǒng)。水質(zhì)均化單元不但提高滲瀝液的可生化性，而且可以對(duì)滲瀝液中大分子和較為復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，將環(huán)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為鏈狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了滲瀝液的BOD/COD比，增加了滲瀝液的可生化性，為后續(xù)的好氧生化處理創(chuàng)造了條件。采用填埋場(chǎng)產(chǎn)生的可生化性較好的滲瀝液原液與調(diào)節(jié)池滲瀝液在水質(zhì)均衡池中進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕旌险{(diào)配，有利于生物脫氮，減少外加碳源的投加量，從而降低了運(yùn)行成本。

1、水質(zhì)均衡池

功能： 水質(zhì)均衡調(diào)節(jié)

數(shù)量： 1座

建筑尺寸： 5.0m×2.5m×4.50m

有效水深： 4.0m

有效容積： 50m3

備注： 鋼砼結(jié)構(gòu)，埋地式

2、主要設(shè)備

（1）均衡池預(yù)曝氣系統(tǒng)

功能： 預(yù)曝氣

數(shù)量： 1套

規(guī)格： 曝氣膜盤

（2）MBR生化進(jìn)水泵

功能： MBR生化進(jìn)水

數(shù)量： 2臺(tái)（1用1備）

規(guī)格： 螺桿泵；Q=5.0m3/h，H=15m，Pn=3kW

（3）袋式過(guò)濾器

功能： MBR進(jìn)水過(guò)濾

數(shù)量： 2臺(tái)（1用1備）

規(guī)格： 袋式過(guò)濾器；Q=10m3/h，過(guò)濾精度600-800um

1.3.2 MBR系統(tǒng)系統(tǒng)

一、工藝原理

針對(duì)本項(xiàng)目較嚴(yán)格的總氮達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)，在原來(lái)的單級(jí)生化脫氮工藝上引入了二級(jí)反硝化、硝化工藝，當(dāng)一級(jí)反硝化和一級(jí)硝化脫氮不*時(shí)，一級(jí)反硝化、硝化過(guò)程中殘留的氨氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在二級(jí)反硝化和二級(jí)硝化反應(yīng)器中通過(guò)進(jìn)行深度脫氮反應(yīng)，從而保障了生化脫氮的*性和穩(wěn)定性。

就本項(xiàng)目而言，采用帶有兩級(jí)生物脫氮功能的膜生化反應(yīng)器，主要由一級(jí)反硝化、硝化初級(jí)脫氮系統(tǒng)，二級(jí)反硝化、硝化深度脫氮系統(tǒng)和外置式超濾單元組成，如下圖8-5所示。

膜生化反應(yīng)器的硝化罐內(nèi)根據(jù)需要配置射流鼓風(fēng)曝氣專用設(shè)備，可以培養(yǎng)出高活性的好氧微生物，使污水中的可生化降解的有機(jī)污染物在硝化罐內(nèi)幾乎*降解，同時(shí)把氨氮和有機(jī)氮氧化為硝酸鹽，由于超濾膜把菌體（活性污泥）和凈化水*分離，使得在生化系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)不斷馴化產(chǎn)生的微生物菌群得以繁殖，對(duì)滲瀝液中相對(duì)普通污水處理工藝而言難降解的有機(jī)物也能逐步降解，可以獲得高品質(zhì)的出水水質(zhì)。超濾進(jìn)水兼有回流功能，即超濾進(jìn)水經(jīng)過(guò)超濾濃縮后，清液排出，而濃縮液回流至反硝化罐中，在缺氧環(huán)境中還原成氮?dú)馀懦觯_(dá)到脫氮的目的，反硝化罐內(nèi)設(shè)液下攪拌裝置。

二、MBR系統(tǒng)組成

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的外置式膜生化反應(yīng)器由一級(jí)反硝化、硝化，二級(jí)反硝化、硝化和外置式超濾單元組成。

（一）一級(jí)反硝化和硝化

一級(jí)反硝化和硝化反應(yīng)器由反硝化罐和硝化罐組成。硝化罐內(nèi)曝氣采用專用設(shè)備射流鼓風(fēng)曝氣，通過(guò)高活性的好氧微生物作用，污水中的大部分有機(jī)物污染物在硝化罐內(nèi)得到降解，同時(shí)氨氮在硝化微生物作用下氧化為硝酸鹽。硝化罐至前置反硝化罐設(shè)有混合液回流泵（硝氮回流），硝氮回流至反硝化罐內(nèi)在缺氧環(huán)境中還原成氮?dú)馀懦觯_(dá)到生物脫氮目的。

（二）二級(jí)反硝化和硝化

由于需要考慮國(guó)家相關(guān)新標(biāo)準(zhǔn)頒布后滲濾液處理出水要求達(dá)到總氮排放限值40mg/l的要求，因此設(shè)計(jì)二級(jí)反硝化和二級(jí)硝化，當(dāng)前置反硝化和一級(jí)硝化脫氮不*時(shí)，在二級(jí)反硝化和二級(jí)硝化反應(yīng)器中通過(guò)進(jìn)行深度脫氮反應(yīng)，為后續(xù)深度膜處理系統(tǒng)脫氮達(dá)標(biāo)創(chuàng)造有利條件。

（三）超濾單元

與傳統(tǒng)生化處理工藝相比，微生物菌體通過(guò)超濾系統(tǒng)從出水中分離，確保大于20nm的顆粒物、微生物和與COD相關(guān)的懸浮物安全地截留在系統(tǒng)內(nèi)。超濾清液進(jìn)入清液儲(chǔ)槽。由于超濾實(shí)現(xiàn)泥水分離，因此生化反應(yīng)器中的污泥濃度可以達(dá)到15-30g/l。

UF進(jìn)水泵把生化池的混合液分配到至UF環(huán)路。超濾壓力為6bar。超濾膜直徑為8mm，內(nèi)表面為高分子有機(jī)聚合物的管式錯(cuò)流失超濾膜，膜分離粒徑為20nm。超濾環(huán)路設(shè)有單獨(dú)的循環(huán)泵，該泵在沿膜管內(nèi)壁提供一個(gè)需要的流速，從而形成紊流，產(chǎn)生較大的過(guò)濾通量，避免堵塞。

膜管由儲(chǔ)存有清水或清液的“清洗槽”通過(guò)清洗泵來(lái)完成。自動(dòng)壓縮空氣控制閥能同時(shí)切斷進(jìn)料，留在管內(nèi)的污泥隨沖刷水去生化池。CIP是一種偶頻過(guò)程，清洗后期閥門按程序打開，允許清洗水在膜環(huán)路中循環(huán)后回到“清洗槽”，直到充分清洗。超濾的藥劑清洗周期一般為一月一次。  

超濾系統(tǒng)采用集成化裝置設(shè)備，即所有超濾相關(guān)的水泵、膜殼等設(shè)備以及自控系統(tǒng)均集成在集成架上，所有系統(tǒng)管路和設(shè)備（包括電氣）在出廠前已經(jīng)完成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試、管路壓力測(cè)試以及電氣測(cè)試，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后只需連接進(jìn)出口管線、動(dòng)力電源以及自控電纜即可投入使用，可以大大節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)施工和調(diào)試時(shí)間。

（四）輔助設(shè)施

MBR設(shè)有如下輔助設(shè)施：

（1）生化冷卻系統(tǒng)

夏天外界溫度較高，生化反應(yīng)放熱，設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)對(duì)生化活性污泥進(jìn)行降溫。

（2）消泡劑投加系統(tǒng)

由于本項(xiàng)目MBR運(yùn)行負(fù)荷較高，在微生物環(huán)境因素發(fā)生變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致MBR生化產(chǎn)生泡沫，因此，設(shè)置消泡劑投加系統(tǒng)用于消泡。

（3）在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

由于本項(xiàng)目生化系統(tǒng)承擔(dān)了主要的污染物去除任務(wù)，因此需對(duì)生化系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)其狀態(tài)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)有pH在線監(jiān)測(cè)、溶解氧在線監(jiān)測(cè)、液位在線監(jiān)測(cè)、溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)生化運(yùn)行狀況。

三、MBR工藝計(jì)算

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的外置式膜生化反應(yīng)器由一級(jí)反硝化、硝化，二級(jí)反硝化、硝化和外置式超濾單元組成。

表8-10   反硝化、硝化罐容計(jì)算表