垃圾填埋場滲濾液處理方案一、項(xiàng)目背景與水質(zhì)特征某山谷型填埋場設(shè)計(jì)庫容820萬m3，已運(yùn)行12年，日平均滲濾液產(chǎn)量420m3，峰值680m3。原水COD8500–32000mg/L，BOD?4200–15000mg/L，NH?-N1200–2800mg/L，TN1500–3200mg/L，電導(dǎo)率28–45mS/cm，Ca2?1200mg/L，Cl?8500mg/L，pH6.8–8.1，色度800–1200倍，含大量腐殖酸、表面活性劑及微量重金屬（Pb0.3mg/L、Cd0.08mg/L、Cr0.4mg/L）。水質(zhì)呈“高有機(jī)、高氨氮、高鹽、高色度、低可生化比（B/C0.18–0.25）”四高一低特征，且隨季節(jié)波動(dòng)劇烈，夏季暴雨后COD瞬時(shí)升高2.7倍，氨氮升高1.9倍。二、設(shè)計(jì)進(jìn)水與排放指標(biāo)設(shè)計(jì)進(jìn)水：COD25000mg/L，BOD?8000mg/L，NH?-N2200mg/L，TN2800mg/L，SS1200mg/L，色度1000倍，電導(dǎo)率40mS/cm。排放執(zhí)行《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）表2限值：COD≤100mg/L，BOD?≤30mg/L，NH?-N≤25mg/L，TN≤40mg/L，SS≤30mg/L，色度≤40倍，總鹽≤2000mg/L，重金屬達(dá)到表1限值。三、工藝路線比選1傳統(tǒng)“預(yù)處理+厭氧+AO+MBR+NF+RO”路線：占地大（膜面積5200m2），膜污染嚴(yán)重，濃縮液占30%，運(yùn)行費(fèi)18.4元/m3，無法解決RO濃縮液回灌導(dǎo)致的鹽累積。2全膜蒸發(fā)路線：投資1.8億元，蒸汽耗量0.35t/t，電耗28kWh/m3，對(duì)高氯離子腐蝕突出，設(shè)備3年即需更換鈦材換熱器。3高級(jí)氧化+生物強(qiáng)化+低溫負(fù)壓蒸發(fā)+固化耦合路線：濃縮液減量至6%，無回灌，鹽分離資源化，運(yùn)行費(fèi)14.7元/m3，投資0.96億元，技術(shù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)，確定為本方案核心。四、詳細(xì)工藝流程1均化調(diào)節(jié)池池容6000m3，HRT14d，設(shè)2臺(tái)30kW潛水?dāng)嚢铏C(jī)、1套80m3/h砂濾循環(huán)泵，池頂浮蓋為1.5mmHDPE雙光面，配套600m3/h生物除臭滴濾塔。冬季利用沼氣鍋爐余熱將水溫維持在18℃以上，確保后續(xù)生化穩(wěn)定。2高效氨氮吹脫塔填料為改性聚丙烯鮑爾環(huán)，比表面積210m2/m3，塔徑3.2m，高12m，氣液比2200:1，pH調(diào)至10.8，溫度38℃，氨氮去除率92%，吹脫氣經(jīng)98%硫酸洗滌生成硫酸銨溶液（濃度28%），外售化肥廠，年回收1350t。3電芬頓-流化床耦合反應(yīng)器陽極采用Ti/SnO?-Sb?O?-IrO?涂層，陰極為改性石墨氈，投加0.8g/L顆?；钚蕴孔鳛榱骰d體，電流密度28mA/cm2，H?O?投加量0.15L/L，F(xiàn)e2?0.4g/L，反應(yīng)45min，COD去除62%，B/C由0.22升至0.47，色度去除85%，同時(shí)原位生成Fe?O?負(fù)載型催化劑，可連續(xù)使用90d無需補(bǔ)充。4兩級(jí)A/O-MBBR一級(jí)A/O：A段HRT6h，O段HRT18h，填料為φ25mmK3生物載體，填充率45%，DO3.5mg/L，污泥濃度8gMLSS/L，硝化液回流比400%，堿度不足時(shí)投加NaHCO?；二級(jí)A/O：A段HRT4h，O段HRT12h，投加200mg/L葡萄糖作為反硝化碳源，確保TN去除。系統(tǒng)內(nèi)置12套在線氨氮、硝氮、DO儀，與鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)曝氣，噸水電耗2.1kWh。5臭氧-生物活性炭（O?-BAC）臭氧投加量80mg/L，接觸時(shí)間25min，BAC柱φ3m×6m，炭層高度3.5m，空床濾速6m/h，炭為8×30目椰殼炭，碘值1050mg/g，運(yùn)行18個(gè)月后熱再生一次。COD由420mg/L降至110mg/L，色度由180倍降至35倍，臭氧尾氣經(jīng)2級(jí)催化分解后排放。6碟管式反滲透（DTRO）膜柱9MPa級(jí)，共160支，單支面積9.4m2，回收率75%，通量12L/(m2·h)，進(jìn)水SDI≤3，投加2mg/L阻垢劑（含膦羧酸、聚丙烯酸），清洗周期7–10d，化學(xué)清洗采用pH2檸檬酸+pH12NaOH各2h，產(chǎn)水COD≤35mg/L，NH?-N≤8mg/L，電導(dǎo)率≤250μS/cm，可直接排放或作為廠區(qū)沖洗、綠化用水。7濃縮液低溫負(fù)壓蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度55℃，真空度-0.092MPa，采用MVR熱泵，壓縮比1.8，蒸發(fā)量8t/h，電耗38kWh/t水，濃縮液TDS由65000mg/L提升至280000mg/L，體積減至6%。二次汽經(jīng)鈦材冷凝器冷凝后，COD≤60mg/L，回流至均化池，不額外增加鹽負(fù)荷。8濃縮液固化/資源化高鹽濃縮液與飛灰、磷石膏按0.8:1:0.2比例混合，添加5%改性硫鋁酸鹽水泥，通過雙軸強(qiáng)制攪拌機(jī)造粒，粒徑3–8mm，7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度3.2MPa，重金屬浸出濃度低于GB5085.3限值，可作為垃圾壩護(hù)坡骨料，實(shí)現(xiàn)零填埋。9污泥處理系統(tǒng)MBR及沉淀池污泥產(chǎn)量3.2tDS/d，經(jīng)2套500m2板框壓濾機(jī)脫水至含水率58%，與生活垃圾協(xié)同填埋；臭氧-BAC反沖洗廢炭0.6t/d，送水泥窯協(xié)同處置，替代0.4t標(biāo)煤。五、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算1氨氮吹脫塔氣量Qg=2200×420=924000m3/h，塔截面積A=8.04m2，空塔氣速3.2m/s，液氣比L/G=1/2200，填料高度Z=12m，NTU=ln(C?/Ce)=ln(2200/176)=2.53，傳質(zhì)系數(shù)KLa=2.1s?1，驗(yàn)證滿足。2電芬頓電極有效面積120m2，電流I=28×120=3360A，電壓6V，功率20.2kW，H?O?理論需量0.11L/L，實(shí)際過量1.36倍，F(xiàn)e2?消耗0.4g/L，每日補(bǔ)加168kgFeSO?·7H?O。3MBBR載體一級(jí)O池有效容積1134m3，載體比表面積500m2/m3，填充45%，總生物膜面積255150m2，按0.8gNH?-N/(m2·d)計(jì)，硝化負(fù)荷204kgNH?-N/d，滿足184kg/d需求。4DTRO膜通量設(shè)計(jì)通量12L/(m2·h)，產(chǎn)水量315m3/d，需面積1094m2，單支9.4m2，需117支，富裕度37%，取160支，確保3年內(nèi)通量衰減15%仍可運(yùn)行。六、自動(dòng)控制系統(tǒng)采用“PLC+SCADA+云端”三層架構(gòu)，現(xiàn)場設(shè)18個(gè)I/O站，總計(jì)1200點(diǎn)，儀表包括電磁流量計(jì)、在線pH、ORP、氨氮、硝氮、DO、濁度、電導(dǎo)、余氯、臭氧濃度、真空度、壓縮機(jī)振動(dòng)、電機(jī)繞組溫度等?？刂撇呗裕?氨氮吹脫pH值與硫酸加藥泵PID連鎖，波動(dòng)±0.05；2MBBR鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)DO值變頻，節(jié)能22%；3DTRO高壓泵頻率與產(chǎn)水流量串級(jí)控制，回收率恒定75%；4蒸發(fā)器真空度與MVR轉(zhuǎn)速耦合，防止喘振；5所有數(shù)據(jù)5s上傳云端，手機(jī)APP實(shí)時(shí)查看，故障短信推送，歷史數(shù)據(jù)保存5年。七、運(yùn)行成本分析1電費(fèi)：總裝機(jī)680kW，運(yùn)行負(fù)荷78%，年耗電3.86×10?kWh，按0.65元/kWh，計(jì)250.9萬元；2藥劑：硫酸、雙氧水、FeSO?、NaOH、檸檬酸、阻垢劑、碳源、堿度合計(jì)146.2萬元；3人工：四班三運(yùn)轉(zhuǎn)24人，人均8.5萬元，計(jì)204萬元；4膜更換：DTRO膜3年更換30%，年攤48萬元；5蒸發(fā)器維護(hù)：鈦材換熱器5年更換，年攤32萬元；6污泥、廢炭外運(yùn)處置36萬元；合計(jì)年運(yùn)行費(fèi)717.1萬元，折合14.7元/m3，較傳統(tǒng)膜法降低20%，且濃縮液零回灌，無后續(xù)鹽累積風(fēng)險(xiǎn)。八、環(huán)境效益1年削減COD4015t、氨氮294t、TN372t、色度1.2×10?倍；2回收硫酸銨1350t，替代化肥生產(chǎn)節(jié)約標(biāo)煤270t；3固化體利用2100t，減少天然骨料開采1800t；4溫室氣體減排：避免RO濃縮液回灌甲烷增量1.1萬tCO?e；5廠界噪聲晝間52dB、夜間43dB，低于2類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)；臭氣濃度12無量綱，無周邊投訴。九、應(yīng)急預(yù)案1暴雨峰值：調(diào)節(jié)池預(yù)留2000m3應(yīng)急容積，DTRO可臨時(shí)提高回收率至85%，蒸發(fā)器啟動(dòng)備用2t/h蒸發(fā)模塊，確保1000m3/d峰值72h連續(xù)處理；2設(shè)備故障：高壓泵、MVR壓縮機(jī)均設(shè)100%備用，故障切換<30s；DTRO膜柱可在線隔離，單支故障不影響系統(tǒng)；3進(jìn)水重金屬突增：調(diào)節(jié)池投加30mg/L硫化鈉，沉淀后重金屬<0.05mg/L，確保后續(xù)膜系統(tǒng)安全；4電力中斷：800kW柴油發(fā)電機(jī)15s自啟動(dòng)，保證蒸發(fā)器真空泵、MVR不停機(jī)，防止?jié)饪s液結(jié)晶堵塞；5疫情期：臭氧尾氣投加5mg/L余氯，產(chǎn)水經(jīng)185nmUV消毒，確保病毒滅活對(duì)數(shù)5以上。十、題型（完整）一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1電芬頓中流化床載體主要作用為（）A提高電導(dǎo)率B提供結(jié)晶晶核C降低電流密度D吸附重金屬2DTRO膜柱最高操作壓力為（）A4.5MPaB6.0MPaC9.0MPaD12MPa3低溫負(fù)壓蒸發(fā)器真空度-0.092MPa對(duì)應(yīng)沸點(diǎn)約為（）A45℃B55℃C65℃D75℃4MBBR載體填充率45%時(shí)，K3比表面積折算為（）A225m2/m3B300m2/m3C450m2/m3D500m2/m35氨氮吹脫氣液比2200:1時(shí)，塔徑3.2m，液相流量為（）A420m3/hB350m3/hC280m3/hD190m3/h6臭氧-BAC工藝中，炭層高度3.5m，空床濾速6m/h，則接觸時(shí)間為（）A17.5minB25minC35minD45min7硫化鈉應(yīng)急投加量30mg/L，對(duì)應(yīng)去除重金屬的主要機(jī)理為（）A氧化B絮凝C沉淀D絡(luò)合8MVR熱泵壓縮比1.8，蒸發(fā)溫度55℃，對(duì)應(yīng)飽和蒸汽溫升（）A5℃B8℃C12℃D18℃9電芬頓反應(yīng)45min，F(xiàn)e2?投加0.4g/L，則Fe2?消耗速率（）A0.13mg/(L·s)B0.15mg/(L·s)C0.18mg/(L·s)D0.22mg/(L·s)10年運(yùn)行費(fèi)717.1萬元，處理量420m3/d，則噸水成本（）A12.3元B14.7元C16.9元D18.4元二、判斷題（每題1分，共10分）11電芬頓陽極采用Ti/SnO?-Sb?O?-IrO?涂層可提高·OH產(chǎn)率。（）12DTRO膜通量設(shè)計(jì)越高，膜壽命越長。（）13低溫蒸發(fā)器二次汽冷凝液可直接排放無需再處理。（）14MBBR系統(tǒng)中DO越高，反硝化效果越好。（）15氨氮吹脫塔pH調(diào)至10.8以上可顯著提高NH?分壓。（）三、填空題（每空2分，共20分）16電芬頓反應(yīng)中，H?O?與Fe2?摩爾比最佳值為________。17臭氧接觸池尾氣臭氧濃度應(yīng)低于________mg/m3。18MVR蒸發(fā)器壓縮機(jī)電機(jī)繞組溫度報(bào)警值為________℃。19調(diào)節(jié)池冬季最低水溫應(yīng)維持在________℃以上。20固化體7d抗壓強(qiáng)度需大于________MPa。四、簡答題（每題10分，共30分）21簡述電芬頓-流化床耦合反應(yīng)器相比傳統(tǒng)Fenton的三大優(yōu)勢(shì)。22說明DTRO膜柱回收率由75%提升至85%可能帶來的三種風(fēng)險(xiǎn)。23列舉暴雨期滲濾液峰值處理的三種應(yīng)急手段并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）24