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1、毕业设计（论文）开题报告课题名称昆山垃圾发电厂污水站设计院系名称环境与城建学院专 业环境工程班 级 学生姓名 一. 课题意义： 随着我国城市化进程的加快，城市规模的不断扩大，城市垃圾的产量也在逐年提高，据统计，目前城市垃圾正以每年9%-10%的速度增长。目前，我国垃圾的处置主要采用卫生填埋和焚烧两种形式，这两种垃圾处置形式都会产生一定数量的垃圾渗滤液。渗滤液中含有大量的有机物、大量的病菌等以及一些有毒有害的物质，如果不加以处理会对周围地下水、地表水和土壤都会造成严重的环境污染。目前，国内对渗滤液的处置还没有形成一套经济实用的处理工艺。 与城市污水相比，生活垃圾焚烧厂垃圾渗滤液的水质也主要有以下
2、几个特点：（1） 有机物的种类较多且浓度高，浓度的变化幅度大。焚烧厂的垃圾渗滤液大多是当天的垃圾渗滤液，没有经过明显的生化作用（厌氧发酵、水解和酸化等过程），从而含有大量的杂环芳烃化合物、醇类化合物和苯胺类化合物等难降解有机物。COD高值可达80000mg/L，BOD5高值可达45000mg/L，具有COD、BOD5浓度极高、毒性大难处理等特点；（2）可生化性能较好，有关资料表明，对于BOD/COD值而言，焚烧厂垃圾渗滤液要稍高于早期垃圾填埋场垃圾渗滤液，说明其生化性能比早期填埋场渗滤液的可生化性要好。（3）氨氮含量高。焚烧厂垃圾渗滤液的氨氮值在1000mg/L以上，而早期垃圾填埋场垃圾渗滤液
3、的氨氮通常在1000mg/L以下。（4）垃圾渗滤液中的微生物营养元素比例失调，一般来说，对于生物处理，垃圾渗滤液中的磷元素通常是缺乏的。综上所述，无论是填埋场还是焚烧厂的渗滤液都具有有机物浓度高、氨氮浓度高等特点，对处理工艺提出了特殊的要求。通常而言，垃圾渗滤液的基本处理工艺在充分利用生化处理的经济优越性的基础上，还需将几个不同的处理工艺单元进行优化组合，从而取得经济和社会生态的双重效益，因为仅仅依靠单一的处理工艺很难达到严格的出水要求或者对产生残余物的再处置要求。二.渗滤液处理的研究及发展近年来，许多新技术应用于垃圾渗滤液处理，取得了迅速的发展。其中发展最成功和目前应用趋势最好的一类是膜技术
4、的应用，包括超滤、纳滤和反渗透等。用生化方法处理垃圾渗滤液废水，一个重要的问题是氨氮去除的控制。如果氨氮不能有效降解，会导致系统中氨氮水平的不稳定、累积，使系统的pH值升高，恶性循环的结果是：游离氨的浓度增加、细菌的活力受到抑制、硝化能力下降、氨氮累积速度加快、系统的pH值更高、游离氨的浓度超过限值、细菌的活力受到严重抑制、系统处理能力下降甚至瘫痪。成功的硝化工艺必须考虑系统中异养菌始终存在，并和硝化细菌竞争溶解氧的事实。硝化细菌的生物动力特性使它们在溶解氧的竞争中处于劣势。同时在竞争需要较高生长速率的空间时，它们很低的生长速率就是一个缺点。要克服硝化细菌的上述缺点，需要一个很长的泥龄。长泥龄
5、的系统更加适应有毒物质存在的污水，同时对溶解氧和温度的变化也表现出很强的适应性。使用常规工艺，较长的泥龄会导致反应器的容积很大。这会导致基建费用和设备投资都会很庞大，但也不会解决固体损失或抑制导致的硝化细菌流失的风险，也增加了运行维护的需求。根据欧洲国家垃圾渗滤液处理的多年经验，用超滤膜代替传统工艺中的二沉池，与生化工艺结合，即膜生化反应器工艺（MBR），可以很好地解决问题。而采用国外的工艺设备存在的最大问题就是设备成本较高，因此开发出适合国内经济条件的渗滤液处理工艺设备已成为目前国内水处理界研究的热点。1. MBR工艺选择膜生化反应器（MBR）是生化技术和膜分离技术组合的一种崭新技术，是生化
6、反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统。由于膜的使用，彻底改变了传统生化处理的一些基本特性。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子物质截留住，使得活性污泥浓度大大提高，水力停留时间（HRT）大大缩短而污泥停留时间（SRT）延长，由于活性污泥浓度的较大提高，难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此，膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。（1） 膜生物反应器的特点1）固液分离率高。混合液中的微生物和废水中的悬浮物不能透过膜，而与净化了的出水分开。由于取消了二沉池，系统设备简单，占地面积比较小。2）系统微生物浓度高、容积负荷高。在膜生化反应器中用膜分离（通常为超滤）替
7、代了常规生化工艺的二沉池，泥水的分离率与污泥的SVI（污泥容积指数）值没有无关。与传统活性污泥法相比，MBR对有机物的去除率要高得多，因为在传统活性污泥法中，由于受二沉池对污泥沉降特性要求的影响，当生物处理达到一定程度时，要继续提高系统的去除效率很困难，往往需要延长很长的水力停留时间也只能少量提高总的去除效率。而在膜生物反应器中，由于分离效率大大提高，生化反应器内微生物浓度可从常规法的35g/L提高到1530g/L，可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的去除效果，减小了生化反应器体积，提高了生化反应效率，出水无菌体和悬浮物，并且无须太多考虑污泥沉降和膨化的问题，因此在提高系统处理
8、能力和提高出水水质方面表现出很大的优势。MBR对渗滤中的氨氮有良好的去除效果，氨氮的去除率基本上维持在99%以上，这得益于膜的截留使世代周期长的硝化菌得以富集。3）耐冲击负荷。由于生物反应器中的微生物浓度高，在负荷波动较大（一定范围内）的情况下，系统的去除效果变化不大，出水水质比较稳定。4）运行管理简单。由于系统结构简单，容易操作管理和实现自动化。2.预处理工艺选择针对高浓度的有机物废水，一般情况下会采用厌氧生物处理工艺为预处理，厌氧工艺与好氧工艺相比，主要有以下几个优点：1）需要的能量较少2）产生的生物污泥量较少3）需要的营养物质较少4）产生甲烷，是一种潜在的能源5）需要的反应器容积较小6）
9、排除了废气的空气污染7）长期不进料后，对基质的补充反应迅速厌氧工艺存在的缺点主要有：1）为培养必需的生物污泥总量，启动时间较长2）可能需要补充碱度3）为满足排放要求，可能需要用好氧处理工艺作进一步处理4）不能生物除氮和除磷5）低温对反应速率的不利影响更敏感6）对有毒物质的干扰可能更敏感7）有可能会产生嗅味和腐蚀气体从厌氧工艺的优缺点来看，由于其不能去除水体中的氨氮，厌氧工艺不能单独处理垃圾渗滤液，一般只能作为预处理使用。从前面对焚烧厂垃圾渗滤液的水质特性看，焚烧厂垃圾渗滤液的COD值相当高，且没有经过厌氧过程，采用厌氧工艺处理宜于降低后续处理工艺的负荷，减少后续工艺构筑物的体积，会降低工艺的总
10、投资。根据相关资料表明，生物化学甲烷势（Biochemical Methane Potenial，BMP）（用于测定有多少有机物可以在厌氧过程中可以被降解生成甲烷）大于BOD值，此说明生活垃圾焚烧厂渗滤液中存在不能被好氧降解但能被厌氧降解的有机污染物。因此，可以在工艺流程中需先选择用厌氧后好氧的处理工艺。此外，pH低、VFA浓度高说明生活垃圾焚烧厂渗滤酸化已进行到一定的程度，在厌氧时可直接进入产甲烷反应器。三. 毕业设计内容：本次设计的对象是昆山垃圾发电厂。昆山垃圾发电厂在昆山市巴城镇夏东村昆山市第三垃圾填埋场内，占地61.5亩，总建设规模为日处理垃圾1000吨，工程分两期建设，一期工程建设规
11、模为日处理垃圾750吨，采用三台日处理垃圾250吨的垃圾焚烧炉，配置一台12000kW的汽轮发电机组，总投资2.8亿元人民币；二期扩建工程BOT特许权协议于2008年6月13日在昆山市君豪酒店成功签约，该工程就在现昆山垃圾发电厂址的东侧进行扩建，规模为日处理1050吨，总投资约3亿元。扩建工程建成后全厂总规模将达到2050吨/日，成为江苏省规模最大的垃圾焚烧发电厂。垃圾在入炉焚烧前，先要储存在垃圾库中，进行一周的发酵。发酵过程中，一些含水较多的物质被分解，水分被释放出来，使得垃圾的含水量下降，并容易燃烧；同时由于水分的脱离，会产生一定量的渗滤液。一期与二期垃圾库设计渗滤液产生量均为150立方米
12、/天。垃圾渗滤液处理站作为焚烧发电厂的配套设施，处理垃圾储存坑中的渗滤液。拟建设一个日处理能力为300吨的垃圾渗滤液处理站。本项目原水进水水质为：单位：毫克/升（水量、PH值除外）水量（m3/d）CODCrBOD5NH3-NPHSS渗滤液30050000300001500698000设计出水水质达到国家污水综合排放标准的三级标准：单位：毫克/升（PH值除外）水质指标待添加的隐藏文字内容3CODCrBOD5NH3-NPH值SS水质浓度限值5003002569400四. 处理工艺确定： 本设计采用技术先进、工艺可靠、性价比高的 厌氧+膜生化反应器（MBR） 工艺。其膜生化反应器的生化池单元拟定采用
13、氧化沟。工艺流程图1-1：渗滤液曝气沉砂池渗滤液调节池 厌氧反应池 氧化沟 膜 上清液 生 污 污泥浓缩池 化 泥 反 回超滤系统 应 流 剩余污泥 器 达标排放 浓缩污泥脱水 污泥去垃圾坑焚烧图1-1 污水站工艺流程图五. 相关任务及进度安排 1.主要任务安排： （1）确定污水站的流程以及处理构筑物的选择； （2）对各构筑物及设备进行工艺计算； （3）进行污水厂各个构建物、设备以及管渠等总体布局； （4）设计图纸，包括污水站平面布置图、工艺流程图、高程图、建筑物结构图等。 2.工作进度安排：序号起止日期计划完成内容12009/12/30-2010/1/31确定课题并完成任务书202/01-03/01初步查阅资料，并完成开题报告303/02-04/17收集汇总详细的资料，完成外文资料翻译404/18-05/08方案的确定及工艺流程计算，完成说明书505/09-05/22CAD绘图605/23-05/27毕业设计审阅及修改705/28答辩 六.主要参考资料1. 给水排水设计手册2. 室外排水设计规范3. 简明排水设计手册4. 污水综合排放标准5. 污水处理厂工艺设计手册6. 水处理工程设计计算7. 给排水标准图集8. 给水排水工程专业毕业设计指南9. 城市污水处理新技术10. 排水工程（统编教材）11. 实际工程设计参考图纸及标准设计图纸指导教师签名： 年 月 日
