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1垃圾滲濾液概述
垃圾滲濾液來源
(1)垃圾填埋場---垃圾本身含有的水分、進(jìn)入填埋場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 --國內(nèi)生活垃圾的典型特點是廚余物含量高、含水率高、有機物含量高，混合收集，相對熱值較低。因此，國內(nèi)生活垃圾焚燒廠設(shè)計中，垃圾坑的儲存容量為3-7天的垃圾處理量;即垃圾在垃圾坑中儲存經(jīng)過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。
填埋場垃圾滲濾液特點
▼ 成分復(fù)雜：含有多種有毒有害的無機物和有機物，COD、BOD、氨氮濃度高，色度大;
▼ 水質(zhì)波動大，不同填埋場水質(zhì)差異很大，即使相同的填埋場，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。
生活垃圾填埋場滲濾液典型水質(zhì)
| 序號 | 控制污染物 | 初期滲濾液 | 中后期滲濾液 | 封場后滲濾液 |
| 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 |
生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)
| 序號 | 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/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)展過程
·受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，我國衛(wèi)生填埋起步較晚，真正意義上的衛(wèi)生填埋場從20世紀(jì)80 年代末才開始建設(shè)。滲濾液處理廠的建設(shè)開始于90年代，滲濾液的處理經(jīng)歷了三個階段。
·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。隨著填埋時間的延長，垃圾滲濾液的濃度越來越高、成分越來越復(fù)雜、可生化性降低，且變化幅度大、變化規(guī)律復(fù)雜，使得處理難度越來越大。
·第二階段：90年代中后期，考慮到滲濾液的水質(zhì)獨特性，如高濃度的氨氮、高濃度的有機物等，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
?、僮》亢统青l(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展和改革委員會、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)，其中對垃圾滲濾液處理工藝提出了明確的指導(dǎo)性意見：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)實施，針對垃圾填埋場垃圾滲濾液的特性和我國國情 (縣級城市、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)計時將生物處理的有機負(fù)荷、停留時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，同時參照我公司已設(shè)計、實施的長期穩(wěn)定運行的成功工程案例，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。 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，同時廢水中的懸浮物、 大分子有機物及膠體物質(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。以膜分離過程取代重力沉降過程，不論污泥顆粒的沉降性能如何，均可完成固液分離過程，并可避免因污泥流失造成的系統(tǒng)運行失敗。采用膜分離與活性污泥法相結(jié)合的膜生物反應(yīng)器處理含碳有機物，能使有機物深度氧化，并且能完全保留生物體，使污泥保留的時間相當(dāng)長，從而完全保留體系中緩慢生長的硝化細(xì)菌，可同時通過硝化與反硝化作用成功處氮，在低溫時亦能維持高處理能力。
針對垃圾滲濾液，我公司開發(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：
活性污泥濃度高，系統(tǒng)抗沖擊的能力強
具有很好的脫氮效果
系統(tǒng)運行穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)
剩余污泥少 運行管理方便 占地面積小
生物處理單元(MBR技術(shù))
超濾(Ultrafiltration,UF)是以壓力為推動力，污水中透過液與部分低分子量溶質(zhì)穿過膜上微孔到達(dá)膜的另一側(cè),活性污泥及其它乳化膠束團(tuán)被截留,實現(xiàn)泥水分離的目的。超濾材料大多數(shù)是有機復(fù)合高分子膜，如聚偏氟乙烯(PVDF)、磺化聚醚砜(PES)。無機膜材料也開始得到制備和應(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)或低價離子透過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)原理近似機械篩分，但是納濾膜本身帶有電荷性，因此其分離機理只能說近似機械篩分，同時也有溶解擴(kuò)散效應(yīng)在內(nèi)。與超濾或反滲透相比，納濾過程對單價離子和分子量小于200的有機物截留較差，而對二價或多價離子及分子量介于200~500之間的有機物有較高的脫除率。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，其分離粒子級別可達(dá)到離子級別。一般認(rèn)為反滲透機理為選擇性吸附—毛細(xì)管流機理：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水分子(1nm)的純水層，施加壓力，純水層的分子不斷通過毛細(xì)管流過反滲透膜?？刂票砥拥目讖椒浅Ｖ匾绊懨擕}效果和透水性，一般為純水層厚度的一倍時，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的半透膜，厚度一般為100～200鈉米，具有不對稱的斷面結(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：單位膜面積的透水速度快，脫鹽率高;機械強度好;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，性能衰降小，原料充沛，價格低，制膜工藝較簡單。
自動控制技術(shù)
早期的垃圾滲濾液處理站的管理主要是由人工或簡單的電氣控制來完成，隨著國家排放標(biāo)準(zhǔn)和人們生活水平的提高，處理系統(tǒng)需要及時了解和掌握處理站處理過程的運行工況、工藝參數(shù)的變化及大小、以對各工藝流程單元進(jìn)行的優(yōu)化運行，對控制程度要求較高，從國內(nèi)處理廠的運行來看，可以說控制系統(tǒng)是影響整個系統(tǒng)出水水質(zhì)，保證處理站能長期正常穩(wěn)定地運行，降低處理成本，節(jié)省能耗的主要因素之一
我公司借鑒了國內(nèi)外先進(jìn)的計算機軟、硬件技術(shù)，控制理論及算法，開發(fā)出針對滲濾液處理全過程自動智能控制系統(tǒng)WDSCS- Ⅰ，能及時、準(zhǔn)確地反映工藝過程中各個工藝參數(shù)的變化情況，提高了運行管理水平，節(jié)省了人力資源，保證整套處理過程長期穩(wěn)定、高效地運行，取得最佳效益。通過以太網(wǎng)將主控計算機和管理計算機連接起來，對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理，將生產(chǎn)過程控制網(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)上實現(xiàn)了測、控、管一體化。
WDSCS- Ⅰ實現(xiàn)對水處理流程集中監(jiān)控。具備自動、程序手操、就地手操多種控制方式，具有實時、歷史曲線、報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I/0站采用光纜連接?？刂葡到y(tǒng)由監(jiān)控計算機、PLC主站、遠(yuǎn)程PLC站、就地控制箱、一次儀表和現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)(動力設(shè)備、自動閥門)組成
控制系統(tǒng)特點
★分布式結(jié)構(gòu);支持多重冗余結(jié)構(gòu);
★實時歷史數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)企業(yè)信息集成;系統(tǒng)提供的OPC、ODBC等開放接口實現(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;
★獨創(chuàng)的高效通用控制策略軟件模型，實現(xiàn)基于PLC的過程控制;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。
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)模塊實現(xiàn)雙向通訊，并且總控制系統(tǒng)與工控機之間也采用以太網(wǎng)方式進(jìn)行雙向通訊，如具備上網(wǎng)條件，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場監(jiān)視設(shè)備和中控室監(jiān)視設(shè)備兩部分組成。現(xiàn)場監(jiān)視設(shè)備主要是各PLC站及各類集成系統(tǒng)對應(yīng)的觸摸屏，車間控制室監(jiān)視設(shè)備為工控機。
監(jiān)控管理計算機配有液晶監(jiān)視器、打印機、標(biāo)準(zhǔn)功能鍵盤及UPS不間斷電源。
監(jiān)控管理計算機通過以太網(wǎng)和車間級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)備的運行狀態(tài)信息。對各工段數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、貯存、建立健全各類數(shù)據(jù)庫，對各工藝參數(shù)做出趨勢曲線，并能在線診斷各種故障、報警、記錄。顯示器可顯示全廠的動態(tài)工藝流程圖、動態(tài)參數(shù)表、記錄趨勢曲線。操作人員可通過人機對話的方式，隨時利用鍵盤或鼠標(biāo)器根據(jù)工藝生產(chǎn)情況修正某些參數(shù)設(shè)定值，對車間級PLC發(fā)出指令使其控制的工藝過程工作在最佳生產(chǎn)狀態(tài)。
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