城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝設計

1、V目錄摘要IAbstract II刖三11概述21.1 垃圾滲濾液的來源及特征21.2 國內外目前垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向31.2.1 我國垃圾滲濾液處理經(jīng)歷的階段31.2.2 垃圾滲濾液處理工藝比較51.2.3 滲濾液處理中存在的問題81.2.4 今后的研究方向82設計說明書102.1 總論102.1.1 設計任務和內容102.1.2 基礎資料102.2 滲濾液處理工藝流程說明102.3 處理構筑物的設計計算112.3.1 格柵的設計計算112.3.2 調節(jié)池的設計計算152.3.3 混凝沉淀池的設計計算172.3.4 UASB的設計計算272.3.5 改良SBR的設計計算362.3

2、.6 臭氧氧化設備的設計計算412.3.7 活性炭吸附裝置的設計計算432.3.8 貯泥池的設計計算442.3.9 污泥濃縮池的設計計算452.3.10 污泥消化池的設計472.3.11 污泥脫水設備的設計482.3.12 綜合間492.3.13 效率評估492.3.14 場區(qū)市政設施設計502.3.15 總結50參考文獻5152附錄53.資料.城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝設計摘要本次畢業(yè)設計的內容是對城市垃圾滲濾液的處理進行工藝設計。滲濾液的處理量為 400m7d,主要去除物質有SS、CODcr. BOD5和NH?-N,處理水質執(zhí)行生活垃圾填埋污 染控制標準(GB16889-1996)二級排

3、放標準。主要任務是確定該滲濾液處理的工藝流程 和相關構筑物的尺寸計算。通過對滲濾液特征研究，主體生化處理工藝采用UASB+SBR,再經(jīng)由臭氧氧化對其進 行深度處理。SBR工藝是將脫氮除磷的各種反應通過時間順序上的控制，在同一反應器中 完成。SBR工藝系統(tǒng)組成簡單.曝氣池兼具二沉池的功能，無污泥回流設備，耐沖擊負荷, 污泥沉降性能好。臭氧氧化可將廢水中呈溶解狀態(tài)的有機物和無機物徹底消除，而不會產(chǎn) 生污染物被濃縮的化學污泥。所設計的處理工藝流程為：原水經(jīng)格柵閘閥井進入調節(jié)池,穩(wěn)定后出水開始混凝沉淀, 去除COD、BOD、懸浮顆粒及重金屬，上清液溢流后經(jīng)提升泵進入UASB,去除COD同 時氨化，之后

4、進入SBR進一步去除有機污染物同時脫氮,再進入臭氧氧化池進行深度處理 后通過活性炭吸附工藝，出水可達標排放。污泥流程為：將貯泥池從生物處理構筑物處收 集到的剩余污泥輸送到污泥濃縮池，經(jīng)由消化池后，經(jīng)脫水回收填埋。關鍵詞：混凝沉淀；UASB ； SBR ；臭氧氧化；活性炭吸附Landfill Leachate Treatment Process DesignAbstractThis graduation project is to design landfill leachate treatment process. Flow rate of this leachate treatment pl

5、ant is 400m3/d. The purpose is mainly to remove SS, CODcr, BODs and NH3-N? and the quality of the effluent is requested to reach the level B standards of national sewage discharge. The main task is to determine the leachate treatment process and to calculate the related structures in the size.Throug

6、h analysis of the characteristics of leachate, SBR combining with UASB is used as the main biological treatment process , followed by ozonation as the advanced treatment. SBR process can complete the variety reaction of nitrogen and phosphorus removal in the same reactor in chronological sequence. C

7、omposition of SBR process system is simple. Its aeration tank can be used as secondary sedimentation tank, and it has not sludge return device. SBR process can resist shock loading, and its sludge settling performance is good. After the waste water dealing with by ozonation, the dissolved organic an

8、d inorganics can be removed completely, but chemical sludge in which pollutants are concentrated can not be produced.The influent flowed from screen and regulating pond into coagulation and sedimentation tank to remove COD? BOD, SS and heavy metal. Then the supernatant overflowed into UASB by upgrad

9、e pump to remove COD and to ammonification at the same time. Then leachate flowed into the SBR to further remove organic pollutants and ammonia simultaneously. At last, the liquid flowed into the ozonation pond and activated carbon adsorption process for advanced treatment. The excess sludge which c

10、ollected from the biological treatment structures was transported to the sludge thickening pool, and then the sludge entered into the digestion tank and landfill after dewatering.Key words: Coagulation and Sedimentation; UASB; SBR; Ozonation; Activated carbon adsorption processV刖百隨著我國城市化建設步伐的加快，城市人口

11、的急劇增加，城市生活垃圾產(chǎn)生量日益增 多，垃圾污染環(huán)境現(xiàn)象也日趨嚴重。目前，我國把城市生活垃圾無害化處理作為一項重要 的城市基礎設施建設來抓，努力消除生活垃圾的污染，提高社會環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展能力。根據(jù)我國垃圾處理“無害化、減量化、資源化”的原則，近幾年，將會有大批生活垃圾 衛(wèi)生填埋場應運而生，與此同時，垃圾滲濾液的處理和處置程度已被確認為衡量一個填埋 場是否為衛(wèi)生填埋場的重要指標之一。作為一種高濃度有機廢水，垃圾滲濾液的處理近幾 年得到了廣大研究人員的密切關注，并進行了大量的試驗研究，取得了不少的研究成果， 并有一批垃圾滲濾液處理廠已經(jīng)或正在興建。垃圾滲濾液作為一種特殊廢水，其處理的投資、運行

12、成本遠遠高于一般城市污水和工 業(yè)廢水，這主要是由于垃圾滲濾液成分復雜、氨氮濃度很高、有機物濃度高，導致處理工 序和設備繁多，處理時間較長。垃圾滲濾液由于在垃圾體已經(jīng)經(jīng)歷了厭氧過程，其生化性 相對較差，生物處理的停留時間較長，致使設施、設備的投資較大,同時垃圾滲濾液處理 量一般相對較小，導致折舊、維修費較高。垃圾填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液水質極其惡劣，對水體能夠產(chǎn)生嚴重污染，為了防止垃圾 滲濾液污染水體，美國、英國等國家對垃圾填埋提出了嚴格技術要求。認識滲濾液的危害 程度、提出對策、采取措施，防止其產(chǎn)生二次污染對保護環(huán)境非常重要。我國在1989年 頒布了城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術標準(GJJ 17198

13、8),但是對垃圾滲濾液的處理無 具體規(guī)定；同時因為垃圾滲濾液水質變化范圍極大，各種污染物濃度高，因此垃圾滲濾液 的處理一直是一個世界性的難題。雖然各國開展研究的時間已較長，但迄今尚無比較切實 有效的處理方法。因而我們應更加努力，科學地去解決這一世界性難題，為改善人類生存 環(huán)境作出應有的貢獻。.資料.V1概述1.1 垃圾滲濾液的來源及特征1.1.1 垃圾滲濾液的產(chǎn)生隨著我國城市垃圾產(chǎn)生量的不斷增加，無害化處理越來越重要。垃圾處理的方法有很 多，有衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒、厭氧發(fā)酵、熱解等。我國垃圾無機成分含量高，可燃物質 少，熱值低,且垃圾填埋技術成熟、處理費用低、管理和運輸方便這些特點就決定了衛(wèi)

14、生填埋是我國處理垃圾的主要方式。衛(wèi)生填埋,它不僅是我國現(xiàn)今垃圾處理的主要方式， 還將在今后很長的時間內存在。衛(wèi)生填埋存在一個很關鍵的問題，即垃圾滲濾液的收集和 處理問題。垃圾在堆放和填埋過程中由于壓實、發(fā)酵和降水滲流作用，會產(chǎn)生一種高濃度 的有機廢水，我們稱之為垃圾滲濾液。垃圾填埋后，在微生物的作用下，垃圾中的有機物經(jīng)過好氧反應和厭氧反應產(chǎn)生降解. 其降解后生成的無機物以及垃圾中的可溶污染物，大量進入垃圾滲濾液中,這就使?jié)B濾液 污染物含量極高。產(chǎn)生垃圾滲濾液的同時，垃圾中的病原微生物也會在雨水的淋溶作用下 進入垃圾滲濾液。垃圾降解產(chǎn)生的Cd溶于垃圾滲濾液以后使垃圾滲濾液偏酸性，這種酸 性環(huán)境使

15、得垃圾中不溶于水的碳酸鹽、金屬及其金屬氧化物等無機物發(fā)生溶解,繼而使垃 圾滲濾液中含有種類繁多且含量超標的重金屬類物質。1.1.2 垃圾滲濾液的來源垃圾滲濾液來自直接降水、垃圾中的水分、有機物分解產(chǎn)生的水、地表徑流、地表灌 溉、地下水以及覆蓋材料中的水分，其中前三種為主要來源。1.1.3 垃圾滲濾液的組成垃圾滲濾液的組成十分復雜，此外，經(jīng)發(fā)射光譜定性分析，垃圾滲出液中檢測到的金 屬有：Cds Zn、Pb、C、Cd、Hg、Na、Mg、Ca、K、Si、B、Sn、Al、Ti、Ag、Bi、Pd、 Gd、Ni、Mn、Co、Hf、Sc、V、Rb 26 種。據(jù)長期對不同垃圾填埋場滲濾液的監(jiān)測可知，垃圾滲濾液

16、的來源使得垃圾滲濾液的水 質具有與城市污水不同的特點：有機物濃度高,金屬含量高，水質變化大，氨氮含量高， 營養(yǎng)元素比例失調,且在進行生化處理時會產(chǎn)生大量泡沫。1.1.4 滲濾液的水質特點1 .色嗅呈淡茶色或暗褐色，有較濃的腐化臭味。2 . pH 值填埋初期pH呈弱酸性（6 7）,隨時間推移，pH值可提高到7 8,呈弱堿性。3 .滲濾液中的有機物垃圾滲濾液中的有機物可歸納為低分子量的脂肪酸類、腐殖質類高分子的碳水化合物 和中等分子量的灰黃酸類物質。對于相對不穩(wěn)定的填埋過程而言，大約90%的可溶性有機 物是可揮發(fā)性的脂肪酸（易生物降解），其次是灰黃霉酸（難生物降解）；對于相對穩(wěn)定的 填埋場而言，揮

17、發(fā)性脂肪酸隨垃圾的填埋時間延長而減少，而灰黃霉酸物質的比重則增加。 有機物組分的變化,導致滲濾液的可生化性降低，生化處理效果較差。4 .氨氮“中老年”填埋場滲濾液中氨氮濃度很高，由于目前多采用厭氧填埋技術，因而滲濾液 中的氨氮濃度在填埋場進入產(chǎn)甲烷階段后不斷上升，其達到高峰值后延續(xù)很長的時間并直 至最后封場。此外，滲濾液中氨氮的含量常占總氮的85% 90%。高濃度的氨氮及其隨時 間變化的特性加重了滲濾液對受納水體的污染程度。5 .磷垃圾滲濾液的含磷量通常較低，尤其是溶解性的磷酸鹽濃度更低，導致滲濾液生物處 理的缺磷嚴重。6 .重金屬城市生活垃圾填埋場滲濾液中金屬離子濃度通常較低，但若將工業(yè)垃圾

18、與生活垃圾混 合填埋，滲濾液中重金屬離子的溶出量將會明顯增加。7 .固體物質垃圾滲濾液中含較高濃度的總溶解性固體,同時含有高濃度的Na K Cl SO;等 無機類溶解性鹽。此后，隨填埋時間的增加，無機鹽類濃度逐漸下降，直至穩(wěn)定。8 .微生物滲濾液中重金屬元素、氨氮等物質含量過高，使得微生物營養(yǎng)元素比例失調，在一定 程度上抑制了微生物的生長繁殖。1.2國內外目前垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向1.2.1 我國垃圾滲濾液處理經(jīng)歷的階段受到經(jīng)濟發(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80年代末才開始建設。滲濾液處理廠的建設就更晚，從時間上看，垃圾滲濾液的處 理經(jīng)歷了3

19、個階段。b.香港新界西滲濾液處理廠采用氨汽提+SBR的處理工藝。采用了汽提吹脫塔,將滲濾液的水溫提高到6070, 用蒸汽進行汽提，減少了氣量，同時不需要對滲濾液進行PH調整；另外，該滲濾液處理 廠采用了脫氨尾氣的分解裝置，利用高溫焚燒爐，操作溫度在850,用催化燃燒的方法 將脫氨尾氣的氨氣分解成氮氣，有效地解決了脫氧尾氣二次污染的問題。3.第三階段2000年以后，由于經(jīng)濟的飛速發(fā)展，新建的滲濾液處理廠一般遠離城區(qū)，滲濾液沒有 條件排入城市污水管網(wǎng)，因此處理要求也相應提高，一般需要處理到二級甚至一級排放標 準。此時的滲濾液若僅靠生物處理無法達到處理要求，一般采取生物處理+深度處理的方 法。代表性

20、的工程實例有廣州新豐、重慶長生橋等。廣州新豐滲濾液處理廠采用的是UASB+SBR+反滲透處理工藝。重慶長生橋滲濾液處 理廠采用的是反滲透的處理工藝。1.2.2垃圾滲濾液處理工藝比較垃圾滲濾液處理采用的最常用處理方法是生化處理和物化處理。垃圾滲濾液的組成成 分是隨時間而發(fā)生變化的，對于填埋時間少于5年的垃圾滲濾液，其中的有機物濃度高， 低分子脂肪酸多，BODJCOD值在0.50.6,采用生化處理方法是有效的；而隨著垃圾填 埋年數(shù)的增加，有機物濃度降低，但腐殖質類物質增加，BOD/COD值下降，可生化性降 低,生化處理難以達到較好的效果。在實際中，因填埋時間存在先后的差別，使得“新鮮” 和“老”的

21、垃圾滲濾液并存。因此，為了滿足滲濾液處理效果在垃圾填埋場的使用期間和封 場后一直能夠滿足環(huán)境的要求，有必要采用生化和物化組合的處理工藝。提高可生化性工藝：通常采用的技術方法主要有高級氧化技術、水解酸化技術和厭氧 發(fā)酵技術等,主要目的是去除水中難生物降解的有機物和無機化合物，提高處理工藝的抗沖擊負荷能力。生物處理工藝：是污水二級處理的主流工藝，其污染物去除能力取決于污水處理工藝提高可生化性單元生物處理單元圖1-1主體處理工藝的備選方案1.2.2.1 提高可生化性單元1 .高級氧化法高級氧化處理工藝中重要的一點就是生成氫氧自由基.氫氧自由基的強氧化作用可使 處理過的污水中殘留的難降解有機化合物被氧

22、化分解為無機物。常用方法有臭氧氧化法、 電解氧化法以及Fenton試劑氧化法等。高級氧化法具有以下特點：1）產(chǎn)生大量羥基自由基（H0）,氧化能力僅次于氟；2）-H0直接與廢水中的污染物反應將其降解為CO?、水和無害物，不產(chǎn)生二次污染；3）能直接達到完全去除有機物，降低TOC和COD的目的；4）其本身是物理化學過程,反應速度快，易于控制；5）可單獨處理，也可與其他處理相結合，如作為生化處理的預處理，可降低處理成本。2 .厭氧生物處理上流式厭氧污泥床（UASB）和水解酸化都屬于厭氧生物處理。厭氧生物處理的特點：1）應用范圍廣，不需供氧，能耗低，運行費用低且產(chǎn)生甲烷可回收；2）少量有機物用于合成，故

23、微生物增殖慢，污泥量少；3）但反應時間較長，所需處理構筑物容積較大。UASB的最大特點是其反應器底部污泥層的濃度高、活性高，使反應器有機負荷得到提 高，水力停留時間短，故構筑物容積小。水解酸化是利用厭氧反應中的水解和產(chǎn)酸菌作用將反應控制在水解酸化第二階段，而 不進入甲烷發(fā)酵第三階段。由于第一、第二階段反應速度快，故與完全厭氧相比，水力停 留時間短，處理構筑物體積減小，處理效率提高。1.2.2.2 生物處理單元常用生物處理技術方法較多，如氧化溝工藝、A'/O工藝、接觸氧化工藝、SBR工藝等。1 .氧化溝氧化溝工藝是五十年代由荷蘭工程師發(fā)明的，因其池型呈封閉循環(huán)流溝渠而得名，其 溝內循環(huán)水

24、量往往是進水量的幾十倍甚至上百倍，所以氧化溝兼有推流型和完全混合型曝 氣池的特點，具有較強的抗沖擊負荷的能力。一般情況下，氧化溝工藝不設初沉池，工藝 簡單，便于操作。2 . A7O工藝A7O工藝是在20世紀80年代初開創(chuàng)的工藝，其主要特點是將反硝化反應器放置在系 統(tǒng)之首，故又稱為前置反硝化生物脫氮除磷系統(tǒng)，這是目前應用比較廣泛的一種污水脫氮處理工藝。3 .接觸氧化工藝生物接觸氧化法又稱淹沒式生物濾池，是在生物濾池基礎上，通過接觸曝氣方式演變 成的一種污水生物處理技術。運行時填料全部浸沒在污水中，利用機械裝置向水體充氧， 系統(tǒng)中的微生物絕大部分形成生物膜附著在固體填料上，少量以顆粒污泥的形式懸浮

25、于水 中。因此，接觸氧化工藝既具有生物濾池的特點又具有活性污泥法的特點。4 . SBR工藝SBR工藝是較早開展于污水處理實驗研究技術方法之一，直到近10多年來，由于自動 控制、機械制造等技術的突破，SBR工藝才真正意義上應用于生產(chǎn)實踐。目前，應用較多 的SBR工藝和設備包括CASS、ICEAS、CAST、MSBR、DAT-IAT等。SBR工藝是將脫氮除 磷的各種反應，通過時間順序上的控制，在同一反應器中完成，不需要回流污泥，從而節(jié) 省了能耗。表1-1各種生物處理工藝性能特點工藝名稱優(yōu)點缺點氧化溝BOD負荷低，處理效果好，出水水質穩(wěn)定；可不設初沉池，可不單設二沉池；耐受水力沖擊負荷；污泥產(chǎn)率低且

26、穩(wěn)定；采用機械曝氣，氧利用率高，設備的維護方便。占地大，能耗大，運行費用高；污泥易于膨脹；轉刷充氧攪拌易產(chǎn)生大量泡沫；流速不均，致使污泥沉積，減少有效池容。a7o工藝工藝簡單，占地少；回流污泥含有硝酸鹽進入?yún)捬鯀^(qū)，對同時脫氮除磷；反硝化過程為硝化提供堿度； 反硝化過程同時去除有機物； 污泥沉降性能好。除磷效果有影響；脫氮受內回流比影響；聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機物。工藝名稱優(yōu)點缺點接觸氧化工藝微生物濃度高，生物膜適應性強；生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，產(chǎn)泥量低，不發(fā)生污泥膨脹，無需污泥回流；氧利用率高；耐受水力沖擊負荷，處理效果好；水力停留時間短，容積小，占地少；填料易堵塞；布水、曝氣不均，局部易產(chǎn)生死

27、角；生物膜脫落，水質受影響；生物膜多寡不易控制；填料費用高；SBR工藝工藝簡單，占地小，費用低；沉淀效果好，不易發(fā)生污泥膨脹；可同時脫氮除磷，效果顯著；耐受水力沖擊負荷；反應推動力大，效率高；操作靈活性好，便于自動控制。同時脫氮除磷時操作復雜；淺水設施的可靠性對出水水質影響大；設計過程復雜；維護要求高,運行對自動控制依賴性強；池體容積較大。1.2.3滲濾液處理中存在的問題1.2.3.1 滲濾液高濃度氨氮的問題高濃度的氨氮是滲濾液的水質特征之一，隨著填埋時間的延長，垃圾中的有機氮轉化為無機氮，滲濾液的氨氮濃度有升高的趨勢。與城市污水相比，垃圾滲濾液的氨氮濃度高 出數(shù)十至數(shù)百倍。一方面，由于高濃度

28、的氨氮對生物處理系統(tǒng)有一定的抑制作用；另一方 面，由于高濃度的氨氮造成滲濾液中的C/N比失調，生物脫氮難以進行，導致最終出水難 以達標排放。1.2.3.2 滲濾液可生化性差的問題滲濾液可生化性差主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，隨著填埋場填埋時間的延長，滲濾 液的生化性降低，在填埋后期，可生化性很差，BODJCODc,值小于0.L此時的滲濾液俗 稱老化滲濾液；另一方面，在填埋初期,雖然滲濾液的可生化性較好，但是光靠生物處理 也很難將之處理至二級甚至一級標準以下，一般來講，滲濾液的COD中將近有500 600 mg/L無法用生物處理的方式處理。1.2.4今后的研究方向根據(jù)滲濾液處理存在的問題，目前我國

29、垃圾滲濾液處理工藝的關鍵主要集中在以下兩 個方面：高濃度氨氮處理技術和滲濾液深度處理技術。1.2.4.1 高濃度氨氮處理技術高濃度氨氮處理技術，目前應用較多的主要有氨吹脫和生物脫氨技術。氨吹脫技術大 多用空氣為吹脫介質，低效率的吹脫設備吹脫的方式。相對而言，精鐳塔脫氧是一種比較 有前途的解決方案,雖然采用該法需要一定量的蒸汽，但由于水溫提高了，可以減少調整 pH的酸堿用量,還可以減小氣液比，減少風機的電耗。另外，由于蒸鐳后，脫氨尾氣可 以通過冷凝直接轉換成液氨，可以回收利用，有效地解決了尾氣難以治理的問題。因此， 新型高效吹脫裝置的開發(fā)，脫氨尾氣的妥善處理成為了今后研究的方向。除了氨吹脫的方法

30、脫氨以外，生物脫氮也是一種經(jīng)濟、有效的脫氧方式。但傳統(tǒng)理論 認為：氨氮的去除是通過硝化和反硝化兩個相互獨立的過程實現(xiàn)的；硝化過程需要大量的 氧氣，而反硝化過程則需要一定的碳源。滲濾液氨氮濃度很高，C/N值較低，無法通過單 一的生物脫氮方式解決滲濾液的脫氧問題。目前對生物脫氮技術又有了很多新的認識，如 好氧反硝化、同步硝化反硝化、厭氧氨氧化、短程硝化等，這些技術具有需氧量低、能耗 低、負荷高、對碳源堿度需求低等優(yōu)點。1.2.4.2 滲濾液深度處理技術對于老化滲濾液，由于生物處理基本無效，因此，必須采用以物化為主的深度處理技 術處理。1 .人工濕地系統(tǒng)人工濕地系統(tǒng)對于處理老化滲濾液具有較好的效果，

31、因此也可作為滲濾液深度處理的 方法，對于有地方建造濕地的填埋場應予以推廣。另外，對于封場后的垃圾填埋場的滲濾 液也可采用人工濕地的處理方式。這是由于封場后的填埋場一般需在其表面覆蓋粘土和營 養(yǎng)土，并種上綠化植物，以防止雨水的侵入和填埋氣體的擴散。2 .膜處理技術西方發(fā)達國家關注并大規(guī)模開展?jié)B濾液處理是在20世紀50年代，基本上是在無奈和 失敗中探索,直到80年代隨著膜處理技術應用于滲濾液處理，才走出了以反滲透技術為 主，高效生物反應器結合反滲透的技術路線。從國外近十幾年來滲濾液處理技術發(fā)展來看, 簡單生化法處理滲濾液的技術已被逐漸淘汰，取而代之的是以反滲透為主的膜處理工藝和 高效生化處理結合膜

32、法的先進技術。2設計說明書2.1 總論2.1.1 設計任務和內容2.1.1.1 污水處理設計目的污水處理設計能夠培養(yǎng)學生綜合運用所學的水處理專業(yè)知識及相關知識的能力和工程 實踐能力，使學生受到基礎的工程制圖訓練，在資料收集及調查研究，工程設計，圖紙繪 制，設計說明書的撰寫等方面的能力得到一定程度的提高。2.1.1.2 污水處理設計基礎要求：(1)在設計過程中，要發(fā)揮獨立思考工作的能力。(2)本設計的重點是污水處理構筑物的設計計算和總體布置。(3)處理構筑物選型按其基礎特征加以說明。(4)設計計算說明書，要求內容完整(包括計算草圖)，簡明扼要，文字通順，設計 圖紙按標準繪制，內容完整，主次分明。

33、2.1.1.3 設計任務：(1)設計說明：包括水質特征、性質，設計流量,進出水水質指標，工藝流程比較與 選擇，各構筑物運行參數(shù)及尺寸設計以及各處理構筑物的平面布置。(2)計算說明：包括各處理構筑物的設計計算。(3)圖紙：工藝流程圖，平面布置圖及單體構筑物的工藝構圖。2.1.2 基礎資料設計水量：Q=400m%,時變化系數(shù)為£ =13,進、出水水質指標如下表：表2-1所處理的垃圾滲濾液進出水水質(單位：mg/L)水質標準CODBODNH-NssPH進水水質60002000100018005-9排放標準W300W150W25至2006-9處理水質執(zhí)行生活垃圾填埋污染控制標準(GB1688

34、9-1996)二級排放標準。2.2 滲濾液處理工藝流程說明.資料.經(jīng)分析滲濾液的水質特點，同時從出水水質角度考慮，擬采用以下工藝進行處理:滲濾液調節(jié)池細格柵混凝沉淀池排入水體加藥間沼氣利用污泥濃縮池脫水干燥污泥消化池r沼氣利用圖2-1垃圾滲濾液處理工藝流程圖由于該水質具有一定的可生化性，所以考慮用UASB+SBR作為主要的生化處理工藝， 臭氧氧化工藝作為深度處理。臭氧氧化可將廢水中呈溶解狀態(tài)的有機物和無機物徹底消除, 而不會產(chǎn)生污染物被濃縮的化學污泥。采用混凝沉淀工藝作為生化處理的預處理,有效去 除有機物膠體及懸浮顆粒，降低后續(xù)生化處理段的有機負荷，保證其正常運行。原水經(jīng)格柵閘閥井進入調節(jié)池，

35、穩(wěn)定后出水開始混凝沉淀，去除COD、懸浮顆粒及重金屬，上清液溢流后經(jīng)提升泵進入UASB,去除部分COD同時氨化，之后進入SBR進一步 去除有機污染物同時脫氮，再進入臭氧氧化池進行深度處理后，通過活性炭吸附，出水可 達標排放。2.3 處理構筑物的設計計算2.3.1 格柵的設計計算2.3.1.1 格柵的作用和位置格柵安裝在污水渠道，泵房等的進口處或污水處理廠的端部。用以截留較大懸浮物或 漂浮物，以便減輕后續(xù)處理的處理負荷，并使之正常運行。2.3.1.2 格柵的設計參數(shù)及要求(1)柵條間隙：粗格柵(50100mm),中格柵(1040mm),細格柵；(2)格柵的柵前流速一般為0.4m/s 0.9m/s

36、 ；(3)格柵過柵流速不宜小于0.6m/s,不宜大于1.0m/s ；(4)柵前渠道寬度和渠道中的水深應與入廠污水管規(guī)格相適應；(5)柵渣量與地區(qū)特點，格柵的間隙大小，污水水量等因素有關，在無當運行資料時，可采用：格柵間隙1625mm 0.100.05m?柵渣/10?污水；(2)格柵間隙3050mm 0.030.01W柵渣/10?污水；(6)機械格柵不宜少于2臺，如為1臺時，應設人工清除格柵備用；(7)格柵傾角一般采用45。75。，人工清渣：45。60。，機械清渣：60°90° ；(8)通過格柵的水頭損失一般采用0.080.15m ；(9)柵間必須設置工作臺，臺面應高出柵渣前

37、最高設計水位05工作臺上應有安 全沖洗設備；(10)設置格柵裝置的構筑物，必須考慮有良好的通風設施；（11）格柵間內應安裝調運設備,以便運行格柵及其他設備的檢修和柵渣的日常清除。2.3.1.3 設計計算1柵條間隙數(shù)n :=或 際=4.63x10-"屈而、23、2 （個）（1-1）bhv0.01x0.5x0.7式中：Qz最大設計流量，m3/s ；b柵條間隙，m ；h柵前水深，m,取0.5m；丫一污水流經(jīng)格柵的速度，一般取0.61.0m/s,取i*0.7m/s；。一格柵安裝傾角,（°）,取60。；疝行一經(jīng)驗修正系數(shù)。注：1） Q* Q 設= 400m3/d = 4.63L/S

38、= 4.63xl0-3m7s,當。 5L/S時，污水總變化系數(shù)Kz = 2.3 ；2）由于滲濾液中并無較粗大的漂浮物，所以選取間隙為10mm的細格柵；3）格柵間隙數(shù)過小，所以放寬至20個。2柵槽總寬度B:(1-2)B = S(n-l)+bxn = 0.01x(20-1)+0.01x20 0.4m式中：B柵槽寬度，m ；S柵條寬度,m,取0.01m； b柵條凈間隙，m,取0.01m； n格柵間隙數(shù)，個。3進水渠道漸寬部分的長度乙；=BB = "I?、o.27m2 tan 6 2x tan 20°式中：B柵槽總寬度，m ；Bi進水渠道寬度，m,取0.2m；%進水渠道漸寬部位的展

39、開角度，（°）,取20。4格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：/, = 0.54=0.135加5通過格柵的水頭損失：1）計算水頭損失九 ：V20.72/l = Csin a = 2.42 xx siii 60°、 0.052m° 2g2x9.8式中：兒計算水頭損失，m ；(1-3)(1-4)(1-5)(1-6)二一阻力系數(shù)(1-7)(1-8)柵條斷面選取銳邊矩形，經(jīng)查表，形狀系數(shù)4=2.42 ;g重力加速度，m/s2, 5Z 9.8m/s2o2）過柵水頭損失為：a=k = 3 x 0.052 = 0.16/7?式中：八一過柵水頭損失，m ;k系數(shù)，一般采用k =

40、 3。6柵后槽的總高度H :H = h + hi+hz 0.5+0.3+0,16 1.0m式中：h柵前水深，m ；hi格柵前渠道超高，m,取0.3m；過柵水頭損失，mo7格柵總長度L ：L=/ +/, + 0.5 + L0+ = 0.27 + 0.135 + 0.5 + l.0+ia2.4m(19)-tan atail 60°8每日柵渣量W ：采用人工清渣(110)式中：w每日柵渣量，m3/d ；Wi單位體積污水柵渣量，rrf/ClO'm?污水），一般取0.1-0.01,細格柵取大值，粗格柵取小值，取0.1 ；K=一污水流量總變化系數(shù)，K=2.3o9格柵機安裝2臺，1用1備L

41、i, 300 ,HJtana i。, Li圖2-2格柵水力計算簡圖2.3.2調節(jié)池的設計計算2.3.2.1 設計說明調節(jié)池的作用是調節(jié)進、出水量，保證后續(xù)工藝的進行，并從廢水中分離密度較大的無機顆粒，去除廢水中的懸浮物及砂粒，保護水泵和管道免受磨損，縮小污泥處理構筑物 容積，提高污泥有機組分的含率，提高污泥作為肥料的價值。由于垃圾場產(chǎn)生的廢水量受降雨量的影響較大，為保證處理系統(tǒng)進水水質相對穩(wěn)定，必 須有較大的調節(jié)池來調節(jié)水量，常規(guī)的污水處理調節(jié)池一般調節(jié)均化4h的水量，而垃圾 滲濾液的調節(jié)池常把春、夏季產(chǎn)生的未處理滲濾液保存起來，以彌補秋、冬季滲濾液處理 廠正常運行時滲濾液量的不足，所以其停留

42、時間均大于24h咒同時隨著滲濾液量的變化, 其有機物濃度也有較大的變化，特別是在冬季滲濾液量少，濃度特別高，因此需對原水進 行適當調節(jié)，以免對處理設施沖擊過大。另外，調節(jié)池可以起到兼氧反應的作用，因生活 垃圾滲濾液進入污水處理廠之前已經(jīng)過較長時間的厭氧發(fā)酵過程，滲濾液直接進行厭氧作 用已不顯著,通過自然復氧作用，使調節(jié)池中的滲濾液處于一個兼氧環(huán)境，滲濾液中本身 存在的大量兼氧菌生長活躍，這樣一方面可去除部分有機物，另外可極大地提高廢水的可 生化性，使后續(xù)生化處理難度降低。2.3.2.2 設計計算1設置2座調節(jié)池，水力停留時間取T = 24h。2調節(jié)池容積S ：(2-1)(22)(23)V =

43、xr = x24 = 400m3 24243設計中采用的調節(jié)池容積V一般考慮增加調節(jié)池理論容積的10%20%,取20%,則：V = 1.2V' = 1.2x400 = 480/n3V 單池容積/ =萬=2404 4池形設計：1）兩池采用并聯(lián)式矩形池，設定有效水深h = 5m,則單個調節(jié)池表面積A :J)A = = = 48.0/n2h2 52）單池平面尺寸取LxB = 8x6 = 48m2 ；3）超高取0.3m。5貯渣斗所需容積V；:400x0.03x21000x2.3= 0.01044團3(25)式中：Qa最大設計流量，rn7d ；T排渣時間間隔，取2d；X城鎮(zhèn)污水的沉渣量，一般采用

44、O.CBL/ml污水）；一污水流量總變化系數(shù)，K=2.3O6渣斗尺寸計算：圖2-3調節(jié)池方形渣斗尺寸計算簡圖1）如圖所示，設定渣斗底寬也=0.2m,斗壁與水平面的傾角。二 60。，貯渣斗高度人產(chǎn)0.3m則貯渣斗上 口寬”=+ 4 =三黑 + 0.2 “ 0.55,77（2-6）tan 60°tan 60°2）貯渣斗容積V】：乂 = ?3(S + S? + 5/s-S7)= jx0.3X(0.2? + 0.55? + Jo-x 0.552)0.045/;73(27)，匕；匕=5.22x10-3/可以容納調節(jié)池產(chǎn)生的沙礫式中：S，Sl分別為貯渣斗下口和上口的面積，m2o3)貯渣

45、室高度h3 :/?=汽 +，= 0.3 + 0.06x 6一。8 a 046m(28)22式中，4貯渣斗高度，耳=0.3m；1池底坡向渣斗的坡度，取6%；B單個調節(jié)池寬度，m ；b貯渣斗上口寬，mo7調節(jié)池總高度H :H = h- = 0,3+5+0.46 = 5.76m(29)式中：團一超高，取0.3m ；h有效水深，h2 = 5mo8補充說明：調節(jié)池安裝桁車式刮泥機，定時將污泥刮入污泥槽，并有污泥泵將污泥運送到貯泥池。圖2-4設有桁車刮泥機的調節(jié)池進水槽；擋流板；刮泥桁車；刮渣板刮泥板；浮渣槽；出水槽；出水管泥斗3排泥管2.3.3混凝沉淀池的設計計算混凝沉淀既可作為預處理技術，減輕后續(xù)處理

46、設施的負荷，又可作為深度處理技術， 成為整個處理過程的保障技術，主要用來去除水中小型的懸浮物和膠體。對于垃圾滲濾液, 能夠去除其中的懸浮物、不溶性COD、脫色以及重金屬的去除，對氨氮也有一定去除效果。 2.3.3.1混凝池的設計計算-藥劑選擇及其投加量混凝劑目前應用最廣的是鋁鹽和鐵鹽。硫酸鋁混凝效果較好，使用方便，對處理后的水質沒有任何不良影響。但水溫低時， 硫酸鋁水解困難，形成的絮凝體較松散,效果不及鐵鹽,同時，pH有效范圍窄，投加量 大。三氯化鐵是褐色結晶體，極易溶解.形成的絮凝體較緊密，易沉淀，但三氯化鐵腐蝕 性強，易吸水潮解.不易保管，同時，殘留在水中的亞鐵離子會使處理后的水帶色。兩者

47、比較之后，從基建費用角度考慮，選取硫酸鋁作為混凝劑，PAM作為助凝劑。實驗研究表明叫當pH = 6時，硫酸鋁投加量在0.8g/L左右，處理效果最好。二.機械攪拌反應池設計參數(shù)及要點圖(1)池數(shù)一般不少于2座，反應時間為2030min ；(2)每座池一般設34擋攪拌器，各攪拌器之間用隔墻分開以防水流短路，垂直攪拌軸設于池中間；(3)攪拌葉輪上槳板中心處的線速度自第一擋0.50.6m/s逐漸減小至0.20.3m/s ；(4)垂直軸式攪拌器的上槳板頂端應設于池子水面下0.3m處，下槳板底端設于距池底 0.30.5m處，槳板外緣與池側壁間距不大于0.25m ；(5)槳板寬度與長度之比b/l = 1/1

48、0-1/15, 一般采用b = 0.10.3mo每臺攪拌器上槳 板總面積宜為水流截面的10%20%,不宜超過25%,以免池水隨槳板同步旋轉，減弱絮 凝效果。水流截面積是指與槳板轉動方向垂直的截面積；(6)所有攪拌軸及葉輪等機械設備應采取防腐措施，軸承與軸架宜設于池外，以免進 入泥沙，致使軸承嚴重磨損和軸桿折斷；(7)速度梯度G和反應時間t的乘積Gt可間接表示整個反應時間內顆粒碰撞的總次數(shù), 可用來控制反應效果。當原水濃度低，平均G值較小或處理要求較高時，可適當延長反應 時間，以提高Gt值，改善反應效果。一般平均G值約在2070s之間為宜，Gt值應控制 在之間。三,設計計算1反應池容積V：Qt

49、16.67x25 =八 3V =« 7.0/(31)6060式中：V反應池總容積，m3 ；Q一設計處理水量，m3/h ；t一反應時間，取25min。2反應池串聯(lián)格數(shù)及尺寸：反應池采用3格串聯(lián)的方形池，設置3臺攪拌機，池子的有效水深取h = 2.7m,則單池面積A = ?=二、0.86病(32)h 2.7池邊長a - 0.93m反應池超過取hi = 0.3m,則池總高度H=h + h】=30m。反應池分隔墻上的過水孔道上下交錯布置，見圖25o沉淀池 沉淀池圖2-5垂直軸式機械攪拌反應池進水管；旋轉軸；槳板；葉輪；擋板；過水孔道；隔墻3攪拌設備設計1）葉輪直徑及漿板尺寸：a攪拌池當量直徑

50、D:,、4標4x0.93,小小D = J- = J、1.0577?(33)b攪拌器葉輪直徑d :2J = /p = _xl,05 = 0.7/27(3 一)122式中：i比例系數(shù)，一般為這里取c為了加強混合效果,在內壁設四塊固定擋板，每塊擋板寬度b1取(1/10-1/12) D- 0.1-0.09171,其上、下緣距靜止液面和池底皆為D/4Ko.26m。d每根旋轉軸上安裝4塊槳板，槳板長度取/=lm,寬度取b = 0.1m。2)槳板中心點旋轉半徑R ：八 d-b 0.7-0.1 .(35)R = 03m式中：d攪拌器葉輪直徑，m ;b槳板寬度,mo圖2-6攪拌反應池水力計算簡圖3)轉速：每臺攪

51、拌機槳板中心點旋轉線速度?。旱谝桓褙? 0.5m/s第二格 v2 = 0.35/7? / s第三格 v3 = 0.2/? / 5則每臺攪拌機轉速為:第一格第二格第三格60v60x0.5j / =、15.92m J / nun2 欣 2kx0.360 也 60x0.35.=« 11.14raa / niui-2 欣 2kx0.360為 60x0.2,.jl =4 637rad / min2 成 27cx0.34）槳板旋轉功率計算：a槳板外緣旋轉線速度匕：.27n 7,V. =L60式中：r 一槳板外緣旋轉半徑，r = 0.35m ；(3-6)(37)(3-8)(3-9)外每臺攪拌機轉速

52、，ad/min。則計算得到:第一格 H =0.58m/s第二格 v2 = 0.4 b?/5第三格 v3 =0.23/w/jb每臺攪拌機上槳板總面積A:A = 4b/= 4xQ.l><l = 0.4m2(310)式中：b槳板寬度，b=0.1m ；/槳板長度，/=1m。槳板總面積與反應池過水截面積之比為:BH 0.93x2.70 4-= 15.9%（小于25%,符合要求）c槳板寬徑比系數(shù)K （三臺攪拌器完全相同）：Ki = 4 + 4x-6x= 4 + 3 0.356x".63(311)(312)式中：b槳板寬度，b=0.1m ；一槳板外緣旋轉半徑，= 0.3511）。d攪拌

53、器功率2 ：E = 58/C/v；3 = 107.416 V；3(313)式中：J槳板寬徑比系數(shù)；A每臺攪拌機上槳板總面積，m2；匕:一槳板外緣旋轉線速度，m/So則每臺攪拌器功率：第一格 P、= 107.416x 0.58晨 20.96W第一格 p2 = 107.416x0.413 « 7.40VV第一格 鳥=107.416x0.233 « 1.31W4配用電動機功率Ni ：M = -5-(314)7 小式中：4攪拌器功率，W；%電動機總機械效率，取0.75；/一電動機傳動效率，取0.7。則計算得到：第一格 乂、39.9W第二格必=14.1印第三格 M x 2.5W5校核

54、速度梯度：式中：G速度梯度，S1；攪拌器功率，W；4液體粘度，按水溫20計，水的粘度 = lxl（r尸gs ;-1e20,70(316)速度梯度與反應時間的乘積：(3-17)G/ = Gr = 65x25x60 = 97500G104,105經(jīng)驗算,G與方值均較合適。2.3.3.2沉淀池的設計計算-沉淀池一般規(guī)定口1設計流量應按分期建設考慮a）當污水為自流進入時，應按每期的最大設計流量計算；b）當污水為提升進入時，應按每期工作水泵的最大組合流量計算;c）在合流制處理系統(tǒng)中，應按降雨時的設計流量計算，沉淀時間不宜小于30min。2沉淀池的個數(shù)或分格數(shù)不應少于2個，并宜按并聯(lián)系列設計。3當無實測資料時，城市污水沉淀池的設計數(shù)據(jù)，可參照表22選用。表2-2城市污水沉淀池設計數(shù)據(jù)沉淀池類型沉淀時間表面負荷（日污泥含水率固體負荷堰口負荷(h)平均流量)m3/(m2- h)(%)kg/(m2-h)L/(s-m)初次沉淀池10-2.512-2.095 97W2.9二次沉淀池活性污泥法后2.0-5.00.6-1.099.2-99.6W150WL7生物膜法后15-4.01.0-1.596 98W150WL74池子的超高至少采用0.3m。5 q=h/t,一般沉淀時間不小于l.