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1垃圾滲濾液概述
垃圾滲濾液來(lái)源
(1)垃圾填埋場(chǎng)---垃圾本身含有的水分、進(jìn)入填埋場(chǎng)的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土層的飽和持水量，并經(jīng)歷垃圾層和覆土層而形成的一種高濃度廢水;
(2)垃圾焚燒發(fā)電廠 --國(guó)內(nèi)生活垃圾的典型特點(diǎn)是廚余物含量高、含水率高、有機(jī)物含量高，混合收集，相對(duì)熱值較低。因此，國(guó)內(nèi)生活垃圾焚燒廠設(shè)計(jì)中，垃圾坑的儲(chǔ)存容量為3-7天的垃圾處理量;即垃圾在垃圾坑中儲(chǔ)存經(jīng)過(guò)3-7天的發(fā)酵熟化，以達(dá)到將垃圾中的水份瀝出--產(chǎn)生了滲濾液。
填埋場(chǎng)垃圾滲濾液特點(diǎn)
▼ 成分復(fù)雜：含有多種有毒有害的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，COD、BOD、氨氮濃度高，色度大;
▼ 水質(zhì)波動(dòng)大，不同填埋場(chǎng)水質(zhì)差異很大，即使相同的填埋場(chǎng)，隨季節(jié)的變遷和填埋年限的增加而不斷變化;
從上分析，滲濾液處理面臨的棘手的問(wèn)題
▼ 生物可降解性隨填埋齡的增加而不斷降低。
▼ 排放標(biāo)準(zhǔn)的提高。
生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液典型水質(zhì)
| 序號(hào) | 控制污染物 | 初期滲濾液 | 中后期滲濾液 | 封場(chǎng)后滲濾液 |
| 1 | 化學(xué)需氧量CODcr（mg/L） | 10000-30000 | 5000--10000 | 1000-5000 |
| 2 | 生化需氧量BOD5 （mg/L） | 4000-20000 | 2000-4000 | 300-2000 |
| 3 | 氨氮（mg/L） | 200-2000 | 500-3000 | 1000-3000 |
| 4 | 懸浮物（mg/L） | 500-2000 | 200-1500 | 200-1000 |
| 5 | PH | 5-8 | 6-8 | 6-9 |
| 6 | B/C | 0.4-0.66 | 0.4 | 0.3-0.4 |
| 7 | C:N | 20:1-10:1 | 4:1-1.3:1 | 1:3.3-1:1.5 |
生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)
| 序號(hào) | 控制污染物 | 200871新建現(xiàn)有表2 |
| 1 | 色度（稀釋倍數(shù)） | 40 |
| 2 | 化學(xué)需氧量CODcr（mg/L） | 100 |
| 3 | 生化需氧量BOD5 （mg/L） | 30 |
| 4 | 懸浮物（mg/L） | 30 |
| 5 | 氨氮（mg/L） | 25 |
| 6 | 總氮（mg/L） | 40 |
| 7 | 總磷（mg/L） | 3 |
| 8 | 糞大腸桿菌（個(gè)/L） | 10000 |
| 9 | 總汞（mg/L） | 0.001 |
| 10 | 總鎘（mg/L） | 0.01 |
| 11 | 總鉻（mg/L） | 0.1 |
2垃圾滲濾液處理技術(shù)
垃圾滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展過(guò)程
·受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，我國(guó)衛(wèi)生填埋起步較晚，真正意義上的衛(wèi)生填埋場(chǎng)從20世紀(jì)80 年代末才開(kāi)始建設(shè)。滲濾液處理廠的建設(shè)開(kāi)始于90年代，滲濾液的處理經(jīng)歷了三個(gè)階段。
·第一階段：此階段在90年代初期，處理工藝主要參照城市污水的處理方法，主要采用好氧生物處理技術(shù)(活性污泥等)，滲濾液處理廠在填埋初期，由于滲濾液的有機(jī)物、氨氮濃度較低、可生化性較好，因此可以滿足排放要求。隨著填埋時(shí)間的延長(zhǎng)，垃圾滲濾液的濃度越來(lái)越高、成分越來(lái)越復(fù)雜、可生化性降低，且變化幅度大、變化規(guī)律復(fù)雜，使得處理難度越來(lái)越大。
·第二階段：90年代中后期，考慮到滲濾液的水質(zhì)獨(dú)特性，如高濃度的氨氮、高濃度的有機(jī)物等，采取了脫氨措施，采取的處理工藝一般為氨吹脫+厭氧處理+好氧處理。有效地解決了滲濾液的氨氮問(wèn)題。該階段的處理方法仍以生化為核心，其處理目標(biāo)大多為進(jìn)入城市污水處理廠的要求，即《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-1997)中表1的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(COD<1000 mg/L)。
·第三階段：2000年以后，新建的滲濾液處理廠一般遠(yuǎn)離城區(qū)，滲濾液沒(méi)有條件排入城市污水管網(wǎng)以及處理要求的提高，滲濾液僅靠生物處理無(wú)法滿足要求，一般采取綜合預(yù)處理+生物處理+深度處理的方法
①住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、環(huán)境保護(hù)部于2010年4月聯(lián)合發(fā)布了《生活垃圾處理技術(shù)指南》(建城[2010]61號(hào))，其中對(duì)垃圾滲濾液處理工藝提出了明確的指導(dǎo)性意見(jiàn)：垃圾滲濾液宜采用“預(yù)處理--生物處理—深度處理和后處理”的組合工藝。
?、诃h(huán)境保護(hù)部于2010年4月發(fā)布了生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程技術(shù)規(guī)范試行HJ564-2010。
垃圾滲濾液處理技術(shù)
隨著2008年新的垃圾滲濾液新的排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，針對(duì)垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的特性和我國(guó)國(guó)情 (縣級(jí)城市、小水量、投資省、出水要求較高)，在進(jìn)行垃圾滲濾液工藝的選擇和設(shè)計(jì)時(shí)將生物處理的有機(jī)負(fù)荷、停留時(shí)間和新型的水處理技術(shù)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，使生化法和物化法(混凝沉淀、膜法)有效的結(jié)合，同時(shí)參照我公司已設(shè)計(jì)、實(shí)施的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的成功工程案例，常采用“綜合預(yù)處理+MBR系統(tǒng)(AO+超濾)+納濾+反滲透”相結(jié)合為主的處理工藝。
垃圾滲濾液處理工藝流程
填埋場(chǎng)滲濾液處理全套工藝
垃圾滲濾液處理效果
垃圾滲濾液處理效果
?、僭孩诰C合預(yù)處理③MBR出水④納濾出水⑤反滲透出水
綜合預(yù)處理(混凝沉淀)
垃圾滲濾液具有有機(jī)物含量高、重金屬離子含 量高、氨氮含量高、鹽分高和可生化性差的特點(diǎn)。 預(yù)處理采用混凝沉淀，在混凝池中加入混凝劑、助 凝劑在與滲濾液充分混合后進(jìn)行沉淀可以 去除滲濾液中重金屬離子、 堿土金屬(鈣、鎂)、某些 非重金屬(砷、氟、硫、硼) 等，同時(shí)廢水中的懸浮物、 大分子有機(jī)物及膠體物質(zhì)也 得以去除。
生物處理單元(MBR技術(shù))
外置式MBR效果圖
內(nèi)置式MBR效果圖
膜-生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor,MBR)是以超濾膜與活性污泥生化處理技術(shù)相結(jié)合的一種新工藝。以膜分離過(guò)程取代重力沉降過(guò)程，不論污泥顆粒的沉降性能如何，均可完成固液分離過(guò)程，并可避免因污泥流失造成的系統(tǒng)運(yùn)行失敗。采用膜分離與活性污泥法相結(jié)合的膜生物反應(yīng)器處理含碳有機(jī)物，能使有機(jī)物深度氧化，并且能完全保留生物體，使污泥保留的時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，從而完全保留體系中緩慢生長(zhǎng)的硝化細(xì)菌，可同時(shí)通過(guò)硝化與反硝化作用成功處氮，在低溫時(shí)亦能維持高處理能力。
針對(duì)垃圾滲濾液，我公司開(kāi)發(fā)了以A/O系統(tǒng)作為MBR的生物反應(yīng)單元，以超濾膜作為膜分離單元的MBR技術(shù)。
技術(shù)特點(diǎn)：
活性污泥濃度高，系統(tǒng)抗沖擊的能力強(qiáng)
具有很好的脫氮效果
系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)
剩余污泥少 運(yùn)行管理方便 占地面積小
生物處理單元(MBR技術(shù))
超濾(Ultrafiltration,UF)是以壓力為推動(dòng)力，污水中透過(guò)液與部分低分子量溶質(zhì)穿過(guò)膜上微孔到達(dá)膜的另一側(cè),活性污泥及其它乳化膠束團(tuán)被截留,實(shí)現(xiàn)泥水分離的目的。超濾材料大多數(shù)是有機(jī)復(fù)合高分子膜，如聚偏氟乙烯(PVDF)、磺化聚醚砜(PES)。無(wú)機(jī)膜材料也開(kāi)始得到制備和應(yīng)用，如陶瓷膜等。 超濾膜的形式種類較為繁多，在垃圾滲濾液處理工程中被廣泛應(yīng)用，根據(jù)膜與生化池的組成形式分為外置式超濾膜和內(nèi)置式超濾膜。
內(nèi)置式MBR膜池
外置式MBR管式膜
納濾處理單元
納濾(Nanofiltration, NF)是允許溶劑分子或某些低分子量溶質(zhì)或低價(jià)離子透過(guò)的一種功能性的半透膜。它是一種特殊而又很有前途的分離膜品種，它因能截留物質(zhì)的大小約為納米而得名。其技術(shù)原理近似機(jī)械篩分，但是納濾膜本身帶有電荷性，因此其分離機(jī)理只能說(shuō)近似機(jī)械篩分，同時(shí)也有溶解擴(kuò)散效應(yīng)在內(nèi)。與超濾或反滲透相比，納濾過(guò)程對(duì)單價(jià)離子和分子量小于200的有機(jī)物截留較差，而對(duì)二價(jià)或多價(jià)離子及分子量介于200~500之間的有機(jī)物有較高的脫除率。納濾膜分離孔徑一般在1nm~10nm左右，一般的納濾操作壓力為5~25bar左右。
反滲透處理單元
反滲透(Reverse Osmosis, RO)其分離粒徑一般小于1nm，其分離粒子級(jí)別可達(dá)到離子級(jí)別。一般認(rèn)為反滲透機(jī)理為選擇性吸附—毛細(xì)管流機(jī)理：由于膜表面的親水性，優(yōu)先吸附水分子而排斥鹽分子，因此在膜表皮層形成兩個(gè)水分子(1nm)的純水層，施加壓力，純水層的分子不斷通過(guò)毛細(xì)管流過(guò)反滲透膜。控制表皮層的孔徑非常重要，影響脫鹽效果和透水性，一般為純水層厚度的一倍時(shí)，稱為膜的臨界孔徑，可達(dá)到理想的脫鹽和透水效果。
反滲透處理單元
結(jié)構(gòu)：是一種只允許水分子通過(guò)的半透膜，厚度一般為100～200鈉米，具有不對(duì)稱的斷面結(jié)構(gòu)，主要包括三層：表面致密層，孔徑約8～10埃，厚度約為1～10微米，脫鹽主要在這一層，另一面為多孔支撐層，結(jié)構(gòu)疏松，孔徑約1000～4000埃，兩者之間為中間過(guò)渡層，孔徑約200埃。
性能：反滲透分離的關(guān)鍵是要求反滲透膜具有較高的透水速度和脫鹽性能，則反滲透膜所應(yīng)具有的性能為：?jiǎn)挝荒っ娣e的透水速度快，脫鹽率高;機(jī)械強(qiáng)度好;化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿、耐高溫和微生物的侵蝕，耐污染;使用壽命長(zhǎng)，性能衰降小，原料充沛，價(jià)格低，制膜工藝較簡(jiǎn)單。
自動(dòng)控制技術(shù)
早期的垃圾滲濾液處理站的管理主要是由人工或簡(jiǎn)單的電氣控制來(lái)完成，隨著國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)和人們生活水平的提高，處理系統(tǒng)需要及時(shí)了解和掌握處理站處理過(guò)程的運(yùn)行工況、工藝參數(shù)的變化及大小、以對(duì)各工藝流程單元進(jìn)行的優(yōu)化運(yùn)行，對(duì)控制程度要求較高，從國(guó)內(nèi)處理廠的運(yùn)行來(lái)看，可以說(shuō)控制系統(tǒng)是影響整個(gè)系統(tǒng)出水水質(zhì)，保證處理站能長(zhǎng)期正常穩(wěn)定地運(yùn)行，降低處理成本，節(jié)省能耗的主要因素之一
我公司借鑒了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)，控制理論及算法，開(kāi)發(fā)出針對(duì)滲濾液處理全過(guò)程自動(dòng)智能控制系統(tǒng)WDSCS- Ⅰ，能及時(shí)、準(zhǔn)確地反映工藝過(guò)程中各個(gè)工藝參數(shù)的變化情況，提高了運(yùn)行管理水平，節(jié)省了人力資源，保證整套處理過(guò)程長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效地運(yùn)行，取得最佳效益。通過(guò)以太網(wǎng)將主控計(jì)算機(jī)和管理計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理，將生產(chǎn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)與全廠管理系統(tǒng)連接在一起，在完成數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了測(cè)、控、管一體化。
WDSCS- Ⅰ實(shí)現(xiàn)對(duì)水處理流程集中監(jiān)控。具備自動(dòng)、程序手操、就地手操多種控制方式，具有實(shí)時(shí)、歷史曲線、報(bào)表查詢及事件記錄功能。 控制系統(tǒng)由管理層、監(jiān)控層、現(xiàn)場(chǎng)層組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定，能夠滿足生產(chǎn)和管理要求。采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線，集中控制系統(tǒng)與遠(yuǎn)程I/O站間的通訊電纜可冗余配置，與現(xiàn)場(chǎng)I/0站采用光纜連接?？刂葡到y(tǒng)由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、PLC主站、遠(yuǎn)程PLC站、就地控制箱、一次儀表和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(動(dòng)力設(shè)備、自動(dòng)閥門)組成
控制系統(tǒng)特點(diǎn)
★分布式結(jié)構(gòu);支持多重冗余結(jié)構(gòu);
★實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息集成;系統(tǒng)提供的OPC、ODBC等開(kāi)放接口實(shí)現(xiàn)與用戶應(yīng)用程序、第三方應(yīng)用系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換;
★獨(dú)創(chuàng)的高效通用控制策略軟件模型，實(shí)現(xiàn)基于PLC的過(guò)程控制;提供功能塊圖的編程方式，控制方案更加直觀易讀;
★采用集散型結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，性能穩(wěn)定可靠，易于擴(kuò)展，具備廣泛的兼容性，所有部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化;系統(tǒng)診斷至通道級(jí)。
系統(tǒng)采用PLC如西門子S7系列、AB等，超濾、納濾系統(tǒng)均為集成化設(shè)備，均自帶控制系統(tǒng)，總控制系統(tǒng)與各子系統(tǒng)的之間通訊采用以太網(wǎng)模塊實(shí)現(xiàn)雙向通訊，并且總控制系統(tǒng)與工控機(jī)之間也采用以太網(wǎng)方式進(jìn)行雙向通訊，如具備上網(wǎng)條件，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視設(shè)備和中控室監(jiān)視設(shè)備兩部分組成?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視設(shè)備主要是各PLC站及各類集成系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的觸摸屏，車間控制室監(jiān)視設(shè)備為工控機(jī)。
監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)配有液晶監(jiān)視器、打印機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)功能鍵盤及UPS不間斷電源。
監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)和車間級(jí)PLC進(jìn)行通訊，采集滲濾液處理廠各工段的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)及主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息。對(duì)各工段數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、貯存、建立健全各類數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)各工藝參數(shù)做出趨勢(shì)曲線，并能在線診斷各種故障、報(bào)警、記錄。顯示器可顯示全廠的動(dòng)態(tài)工藝流程圖、動(dòng)態(tài)參數(shù)表、記錄趨勢(shì)曲線。操作人員可通過(guò)人機(jī)對(duì)話的方式，隨時(shí)利用鍵盤或鼠標(biāo)器根據(jù)工藝生產(chǎn)情況修正某些參數(shù)設(shè)定值，對(duì)車間級(jí)PLC發(fā)出指令使其控制的工藝過(guò)程工作在最佳生產(chǎn)狀態(tài)。
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