论文总字数：25549字

摘 要

垃圾渗滤液，也被称作垃圾渗沥液，是一种高浓度的有机废水，水质成分复杂，处理处置不当会对环境造成严重污染，并对人体造成极大的危害。本设计是基于前期示范工程垃圾渗滤液处理“混凝沉淀预处理＋MVC＋MBR（PACT＋MBR）生物处理” 的组合工艺技术，针对其运行存在问题，对该处理工艺尤其是MVC系统处理后的生物处理方面提出优化的工艺参数。MVC工艺出水水质较好、能耗低、运行管理方便，近年来开始被应用于垃圾渗滤液的处理领域；MBR生物处理是垃圾渗滤液常用的生物处理技术之一，MVC MBR组合工艺为垃圾渗滤液处理提供了新思路。

MBR工艺能有效去除渗滤液中的难降解有机物和氨氮，产生的剩余污泥量少，耐冲击负荷能力强，基建占地面积小。故本设计在对几种垃圾渗滤液生物处理方法进行比较后，仍然选择MBR处理工艺。经设计计算得，本设计采用MBR平板膜组件，型号为SINAP80-60，共设置三组，池体规格为3.8m×2.7m×2.55m，COD去除率为90%，氨氮去除率为98%，出水水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）》（代替GB16889-1997）要求。

关键词：垃圾渗滤液，MVC，生物处理，MBR

Abstract

Landfill leachate is a kind of organic wastewater with high concentration, which contains many complex ingredients. And if it is handled and disposal improperly, it will cause serious environmental pollution and cause great harm to the human health. This design is based on the combined process technology of "precipitation pretreatment MVC MBR (PACT MBR) biological treatment" for landfill leachate treatment in the previous demonstration project. This operation also has some problems, and the design is proposed to improve the treatment process, especially the biological treatment after MVC system treatment, and to decide the optimized process parameters. The MVC process has good effluent quality, low energy consumption, and convenient operation and management. It has been applied to the landfill leachate treatment field in recent years. MBR biological treatment is one of the commonly used biological treatment technologies for landfill leachate. And the MVC MBR combination process provides a new routing for landfill leachate treatment.

The MBR process can effectively remove the refractory organics and ammonia nitrogen in the leachate, produce less residual sludge, have strong impact resistance load capacity, and have a small footprint. Therefore, after comparing several biological treatment methods for landfill leachate, this design still chooses MBR treatment process. After calculations, this design uses MBR flat membrane module, the model is SINAP80-60, a total of three sets, the pool size is 3.8m×2.7m×2.55m, COD removal rate is 90%, ammonia nitrogen removal rate is 98% .And the quality of the effluent meets the requirements of the "Living Landfill Pollution Control Standard (GB16889-2008)" (instead of GB16889-1997).

KEY WORDS: Landfill leachate, MVC, Biological treatment, MBR

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 垃圾渗滤液的来源 1

1.3 垃圾渗滤液的水质特征 1

1.4 垃圾渗滤液处理常用工艺 2

1.5 机械压缩蒸发MVC（Mechanical Vapor Compression）技术 4

1.6 示范工程的垃圾渗滤液处理工艺 5

1.6.1 示范工程工艺流程 5

1.6.2 示范工程渗滤液处理情况 6

1.6.3 存在问题 9

第二章 设计概述 10

2.1 设计任务要求 10

2.2 设计依据 10

2.2.1 法律法规依据 10

2.2.2 技术标准与规范依据 10

2.3 设计原则 10

2.4 工艺选择 11

2.4.1 SBR工艺 12

2.4.2 生物接触氧化法 12

2.4.3 UASB工艺 12

2.4.4 MBR工艺 12

2.5 工艺流程 14

第三章 设计计算 16

3.1 调节池 16

3.1.1 设计说明 16

3.1.2 设计计算 16

3.2 混凝沉淀池 17

3.2.1 设计说明 17

3.2.2 设计计算 17

3.2.3 加药量的确定 20

3.3 中间水池 20

3.4 MVC蒸发系统（蒸发机组） 20

3.5 氨吹脱塔 21

3.5.1 设计说明 21

3.5.2 设计计算 21

3.6 MBR系统 21

3.6.1 设计说明 21

3.6.2 MBR膜元件 21

3.6.3 MBR膜组件 22

3.6.4 设计参数 23

3.6.5 设计计算 23

3.6.6 设备选型 26

第四章 工程投资估算 28

4.1 土建投资 28

4.2 设备投资 28

4.3 费用合计 28

第五章 总结 29

致谢 30

参考文献 31

绪论

引言

随着城市化进程的不断加快，社会经济的飞速发展，工业得到迅速发展，人民生活水平相继提高。随着城市居民人口数量的增加，生活垃圾的产生量也不断增加，垃圾的处理处置成为制约我国发展的又一重大问题。生活垃圾处理通常是通过物理，化学，生物和其他处理方法将生活垃圾转化为稳定的物质进行储存，资源利用和最终处置。由于我国近年来大力发展环保，越来越严格的环保措施标准不断出台，如何将垃圾进行无害化处理及资源化利用，成为我国环保领域的又一关注重点。目前，卫生填埋、高温堆肥和焚烧法是国内外公认的处理生活垃圾的三项成熟技术，也是我国生活垃圾处理处置的主要方法^[1]。但是，无论上述生活垃圾处理处置方法的效果如何，垃圾渗滤液的产生都是不可避免的。

垃圾渗滤液，也被称作垃圾渗沥液，可以分为垃圾填埋场渗滤液、垃圾焚烧厂渗滤液、垃圾综合处理场渗滤液以及垃圾中转站渗滤液等类型。作为一种高浓度有机废水，如果垃圾渗滤液得到不恰当的处理处置甚至是直接排放，将会对生态环境造成严重破坏，同时会产生多种有害物质并危及人体健康。垃圾渗滤液成分非常复杂，易造成严重的地表水、地下水等水污染问题，这使得垃圾渗滤液的处理成为一个重要的全球环境关注点，为此各国相继出台了越来越严格的水质标准，尤其是在欧洲、澳大利亚和中国^[2]。因此，垃圾渗滤液处理技术研究对于防止垃圾处理过程中的二次污染，减少污染物排放，实现经济增长与环境保护相协调意义重大。

垃圾渗滤液的来源

垃圾在堆放或填埋等过程中，由于垃圾中有机物的分解、游离的水分、降水侵蚀、地表水和地下水的浸泡等原因，导致多种代谢产物及水分的生成，并形成了含高浓度有机或无机成分和高浓度悬浮物的液体，产生的这种液体即为垃圾渗滤液^[3]。垃圾渗滤液的来源包括：

1. 大气降水，如降雨和降雪。
2. 垃圾本身的水分，除了自身携带的水分之外，同时还包括从大气降水中所吸收的水分。
3. 垃圾在生物化学反应中因有机物质被微生物代谢降解所产生的水分。
4. 地表水和地下水的渗入。

垃圾渗滤液的水质特征

垃圾渗滤液的水质与生活污水、其它的工业废水不同，并根据垃圾处理方式及处理时间长短而有所差异，其水质特征主要表现为：

1. 有机污染物浓度高，其COD_Cr含量高达20000～60000mg/L，BOD₅的含量约为10000～30000mg/L^[4]。渗滤液所含的有机污染物绝大部分是可溶性的有机物，其中大约90％的可溶性有机碳由短链的可挥发性脂肪酸组成，其主要成分为乙酸、丙酸和丁酸，其次是带多羧基和芳香族羧基的灰黄酶酸^[5]。因此，垃圾渗滤液具有良好的可生化性能。
2. 垃圾中的有毒物质很大程度上和CO₂及金属垃圾残余的金属氧化物发生化学反应，产生酸性物质，使得渗滤液呈酸性，水质成分变得复杂。垃圾焚烧厂渗滤液中含有十多种金属离子，其中铅浓度约为12.3 mg/L，锌浓度约为130 mg/L，铁的浓度约为2050 mg/L，钙的含量最多，可达到4300 mg/L^[6]。渗滤液中含有的这些重金属离子和有毒污染物会对水中的微生物产生毒害抑制作用，并对生物处理效果产生影响；
3. 氨氮浓度高。渗滤液中总氮的约75％～90％是氨氮，其浓度可达1000～3000 mg／L。
4. 盐分含量较高。垃圾渗滤液中的盐分浓度一般高于10000 mg／L。渗滤液中这种高浓度的盐分，使得垃圾渗滤液中渗透压过大，这种情况下采用膜处理的方式就会导致产水率过低，影响降解效率；又由于渗滤液的高浓度盐分，如果单独采用普通的生化处理方式，处理时就很容易造成负荷较低，启动困难，运行不稳等问题，严重时甚至无法运行。
5. 水质、水量的波动较大。随着垃圾收运系统类型、垃圾成分、降雨等变化，渗滤液的水质和水量也在不断变化，垃圾渗滤液的日产生量约为垃圾收运量的5%～40%，其水质成分的浓度改变程度也可达到3～5倍^[4]。
6. 垃圾渗滤液色度很高，呈淡茶色、深褐色或者黑色，并伴有极重的垃圾腐臭味^[2]。

从以上论述可知，垃圾渗滤液的特点有：色度高、臭味浓、有机物浓度高、含盐量高、氨氮及重金属含量高等。根据以上垃圾渗滤液的水质特征，处理的重点主要放在有机物和氨氮的处理上。

垃圾渗滤液处理常用工艺

物化处理和生物处理是两种广泛使用的渗滤液处理技术。由于渗滤液水质的复杂多变，必须采用组合工艺才能达到标准要求的出水水质。现在，国内外垃圾渗滤液的处理主要是采用 “预处理 生化 深度处理” 这样组合式处理方式进行处理。表1-1所示为几种典型的工艺流程。

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