城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝設(shè)計(jì),城市,垃圾,填埋場(chǎng),滲濾,處理,工藝,設(shè)計(jì) 《垃圾滲濾液處理》 期末論文 學(xué)生姓名： xxx 學(xué) 號(hào)： xxx 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： xx 指導(dǎo)教師： xxx 2018年1月10日 目 錄 前言1 1.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)及主要設(shè)計(jì)資料 1 1.1垃圾滲透液處理原則1 1.2設(shè)計(jì)依據(jù)1 2.滲濾液水質(zhì)2 3.處理后的滲濾液水質(zhì)2 4.垃圾滲濾液處理工藝3 4.1滲濾液水質(zhì)分析3 5.處理工藝的介紹4 5.1處理工藝確定4 5.2工藝方案比選4 5.3工藝流程圖6 5.4方案說(shuō)明6 5.5主要構(gòu)筑物7 6.主要設(shè)備9 7.控制方式11 8.投資及運(yùn)行成本12 9.平面布置13 10.運(yùn)行管理與操作維護(hù)13 參考文獻(xiàn)14 15 前 言 城市垃圾的產(chǎn)量與日俱增，已經(jīng)給城市環(huán)境與健康都帶來(lái)了很大的危害。因此，如何采取相應(yīng)的措施和方法對(duì)城市垃圾進(jìn)行處理，已成為不可忽視的大事。? 目前，國(guó)內(nèi)外城市垃圾的處置主要有焚燒、衛(wèi)生填埋、地表堆放、堆肥等。垃圾填埋因其具有技術(shù)成熟、處理費(fèi)用低、管理和運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用。? 但是垃圾填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液是一種很難處理的有毒有害的高濃度有機(jī)廢水,?這種廢水若處理不當(dāng),?就會(huì)引起地面水、地下水、土壤等嚴(yán)重二次污染,?并對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體健康帶來(lái)巨大威脅。?設(shè)計(jì)處理量為150噸每天。設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格遵從以下原則。嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)法規(guī)；采用先進(jìn)、成熟、合理、可靠、節(jié)能的工藝，確保處理量及水質(zhì)排放達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于工藝中所采用的設(shè)備要求工況穩(wěn)定，能耗低，完全能滿足生產(chǎn)要求；在整體改造思路中盡量使全套污水處理系統(tǒng)自動(dòng)化水平最大化；流程布局合理，整體感強(qiáng)，環(huán)境綠化優(yōu)美；在上述前題下，做到投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。? 滲濾液經(jīng)處理后，其出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB?16889—2008）中規(guī)定一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液；UASB反應(yīng)器；SBR反應(yīng)器 1. 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)及主要設(shè)計(jì)資料 1.1垃圾滲透液處理原則 滲濾液處理是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，根據(jù)本工程的實(shí)際特點(diǎn)，結(jié)合原處理工藝的情況，提出滲濾液處理工藝和設(shè)備的設(shè)計(jì)原則。 （1）在填埋場(chǎng)總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，根據(jù)本建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃布局，結(jié)合原有的處理工藝及設(shè)備，以當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)和環(huán)境要求，和填埋場(chǎng)總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)，建設(shè)美觀實(shí)用的滲濾液處理設(shè)施。 （2）根據(jù)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液廢水中污染物濃度高，水質(zhì)水量多變的特點(diǎn)，選擇技術(shù)先進(jìn)、工藝可靠，性?xún)r(jià)比高的工藝； （3）在工藝設(shè)計(jì)中采用完善的設(shè)施和設(shè)備來(lái)消除垃圾滲濾液處理時(shí)產(chǎn)生的臭味、飛沫等、重金屬等二次污染問(wèn)題；采用低噪音處理設(shè)備；二次污染的治理應(yīng)滿足相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)； （4）采用技術(shù)先進(jìn)實(shí)用，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作管理方便的處理工藝，使先進(jìn)性和可靠性有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。 （5）采用高效節(jié)能設(shè)備，盡可能的節(jié)省建設(shè)投資和運(yùn)行成本，同時(shí)減少工程占地面積； （6）所有設(shè)備保證一年四季均可運(yùn)行；反滲透的膜片使用壽命在2年以上，反滲透系統(tǒng)的回收率大于80%；所有的工藝用罐考慮保溫措施。 （7）采用自動(dòng)化技術(shù)及監(jiān)測(cè)儀器，提高運(yùn)行管理水平。 （8）為確保工程質(zhì)量，保證設(shè)備高效，可靠運(yùn)行，主體設(shè)備選用國(guó)內(nèi)外知名品牌。? 1.2設(shè)計(jì)依據(jù)? （1）《中華人民共和國(guó)固體廢棄物污染環(huán)境防治法》? （2）《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》（CJJ?17-2004）? （3）《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB?16889-2008）? （4）《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》（建標(biāo)[2001]） （5）《生活垃圾填埋場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T?3037-1995）? （6）《生活垃圾填埋場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)要求》（GB/T18772-2002）? （7）《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)技術(shù)規(guī)程》（CJJ?93-2003）? （8）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996） （9）《城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)政策》?建成【2000】120號(hào) （10）《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ11-89） （11）《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ50191-93） （12）《室外給水排水和煤氣熱力工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（TJ32-78） （13）《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-97） （14）《給水排水構(gòu)筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ141-90） （15）《電氣裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ232-82） （16）國(guó)家、地方其它相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和法律、法規(guī)； 2. 滲濾液水質(zhì) ? 垃圾滲濾液的性質(zhì)與垃圾種類(lèi)、性質(zhì)及填埋方式等多種因素有關(guān)，化學(xué)成分變化較大，其濃度和性質(zhì)隨時(shí)間呈現(xiàn)明顯的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系。垃圾滲濾液具有有機(jī)物濃度高、成份復(fù)雜、并含有重金屬離子及大量病毒、致病菌等特點(diǎn)。 ? 綜上所述，本工程因缺乏多年實(shí)際水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，只有根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況對(duì)比國(guó)內(nèi)類(lèi)似自然條件的垃圾填埋場(chǎng)滲濾液水質(zhì)，同時(shí)考慮隨埋齡的增加滲濾液水質(zhì)發(fā)生著變化等因素，來(lái)合理的確定本工程的垃圾滲濾液進(jìn)水水質(zhì)。 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的氣候條件與生活水平等，經(jīng)分析確定設(shè)計(jì)污水進(jìn)水水質(zhì)為： COD： 8000-15000mg/L 氨氮： 2000-3000mg/L 總磷： 30-60mg/L ? 設(shè)計(jì)處理水量 Q＝150t/d 3. 處理后的滲濾液水質(zhì) （1）出水水質(zhì)的確定 ? 根據(jù)可行性研究報(bào)告、環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告及批復(fù)，同時(shí)依據(jù)《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB?16889—2008）的相關(guān)要求,填埋場(chǎng)產(chǎn)生的滲濾液處理后應(yīng)滿足如下排放標(biāo)準(zhǔn)： ? 色度 ≤30 ? COD ≤60 mg/L BOD5 ≤20 mg/L TKN? ≤20 mg/L NH3-N? ≤8 mg/L TP? ≤8 mg/L （2）污泥處置 污水處理過(guò)程中所產(chǎn)生的污泥經(jīng)泵提升至填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理。 （3）濃縮液處置 ? 污水處理過(guò)程中所產(chǎn)生的濃縮液通過(guò)加壓泵送至填埋場(chǎng)進(jìn)行回灌處理。通過(guò)回灌，利用垃圾堆體準(zhǔn)好氧環(huán)境對(duì)難降解物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步處理。 4. 垃圾滲濾液處理工藝 4.1滲濾液水質(zhì)分析 ? 垃圾滲濾液主要來(lái)自以下三個(gè)方面： （1）填埋場(chǎng)內(nèi)的自然降雨和徑流； （2）垃圾自身原有的含水； （3）由于微生物的厭氧分解而產(chǎn)生的水。垃圾滲濾液水質(zhì)十分復(fù)雜，不僅含有耗氧有機(jī)污染物，還含有各類(lèi)金屬和植物營(yíng)養(yǎng)素，工業(yè)垃圾滲濾液中還會(huì)含有有毒有害的污染物；BOD5、COD濃度高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于城市污水；垃圾滲濾液中有機(jī)污染物種類(lèi)多，其中有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香組化合物、氯化芳香組化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類(lèi)化合物和苯胺類(lèi)化合物等。垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子，其中的重金屬離子會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制作用；氨氮含量高，C/N比例失調(diào)，磷元素缺乏，給生物處理帶來(lái)一定的難度。很顯然，垃圾滲濾液用常規(guī)的生物處理是難以達(dá)標(biāo)排放的。 5. 處理工藝的介紹 5.1處理工藝確定 ? 垃圾滲濾液屬濃度較高的有機(jī)廢水，其水質(zhì)因填埋垃圾種類(lèi)、垃圾成分、規(guī)模大小、填埋方式、埋齡以及季節(jié)的不同會(huì)出現(xiàn)很大的差異。由于垃圾滲濾液水質(zhì)的影響因素很多，造成水質(zhì)成分與含量很不穩(wěn)定，同時(shí)本工程出水要求相當(dāng)嚴(yán)格。因此，對(duì)滲濾液處理工藝的確定是關(guān)系到本工程設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵。從國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，要把滲濾液處理后達(dá)到以上標(biāo)準(zhǔn)，采用簡(jiǎn)單的生物化學(xué)方法很難做到。 5.2工藝方案比選 ? 根據(jù)前述水質(zhì)分析，本工程的工藝需要滿足如下要求： ? （1）出水能穩(wěn)定達(dá)到《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）的要求； （2）能適應(yīng)水質(zhì)水量的變化，尤其是水質(zhì)的較大幅度變化，耐沖擊負(fù)荷。 （3）具有很高的有機(jī)污染物去除能力； ? （4）具有很高的TN去除能力； ? （5）能適應(yīng)填埋后期滲濾液可生化性的水質(zhì)；由于本工程出水標(biāo)準(zhǔn)極高，因此必須采用膜處理作為深度處理工藝，以確保出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出一些較為成熟的滲濾液處理技術(shù)和工藝。主要有兩級(jí)DTRO工藝、SBR+RO工藝等，都能較好的滿足高標(biāo)準(zhǔn)出水排放的要求，在國(guó)外都有眾多成功應(yīng)用的實(shí)例，在國(guó)內(nèi)也都有成功運(yùn)行的實(shí)例。?兩級(jí)DTRO工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行靈活，管理方便，調(diào)試迅速。但是該工藝運(yùn)行成本較高，且只是單純的物料分離過(guò)程，并不能完全將垃圾滲液中的污染物分解。? 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(shí)間而發(fā)生變化的，對(duì)于填埋時(shí)間少于5年的垃圾滲濾液，其中的有機(jī)物濃度高，低分子脂肪酸多，BOD5/COD值在0.5～0.6，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(jī)物濃度降低，但腐殖質(zhì)類(lèi)物質(zhì)增加，BOD5/COD值下降，可生化性降低，生化處理難以達(dá)到較好的效果。在實(shí)際中，因填埋時(shí)間存在先后的差別，使得“新鮮”和“老”的垃圾滲濾液并存。因此，為了滿足滲濾液處理效果在垃圾填埋場(chǎng)的使用期間和封場(chǎng)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(shù)方法主要有高級(jí)氧化技術(shù)、水解酸化技術(shù)和厭氧發(fā)酵技術(shù)等，主要目的是去除水中難生物降解的有機(jī)物和無(wú)機(jī)化合物，提高處理工藝的抗沖擊負(fù)荷能力。? 生物處理工藝：是污水二級(jí)處理的主流工藝，其污染物去除能力取決于污水處理工藝性能、污染物的成分及營(yíng)養(yǎng)性污染物的比例等因素。通常采用氧化溝、A2/O和SBR等工藝進(jìn)行處理。 提高可生化性單元? 1． 高級(jí)氧化法? 高級(jí)氧化處理工藝中重要的一點(diǎn)就是生成氫氧自由基，?氫氧自由基的強(qiáng)氧化作用可使處理過(guò)的污水中殘留的難降解有機(jī)化合物被氧化分解為無(wú)機(jī)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(jí)氧化法具有以下特點(diǎn)：? 1)?產(chǎn)生大量羥基自由基(·HO)，氧化能力僅次于氟；? 2)?·HO直接與廢水中的污染物反應(yīng)將其降解為CO2、水和無(wú)害物，不產(chǎn)生二次污染； 3)?能直接達(dá)到完全去除有機(jī)物，降低TOC和COD的目的； 4)?其本身是物理化學(xué)過(guò)程，反應(yīng)速度快，易于控制；? 5)?可單獨(dú)處理，也可與其他處理相結(jié)合，如作為生化處理的預(yù)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(diǎn)： 1)應(yīng)用范圍廣，不需供氧，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低且產(chǎn)生甲烷可回收； 2)少量有機(jī)物用于合成，故微生物增殖慢，污泥量少；? 3)但反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，所需處理構(gòu)筑物容積較大。? UASB的最大特點(diǎn)是其反應(yīng)器底部污泥層的濃度高、活性高，使反應(yīng)器有機(jī)負(fù)荷得到提高，水力停留時(shí)間短，故構(gòu)筑物容積小。? 水解酸化是利用厭氧反應(yīng)中的水解和產(chǎn)酸菌作用將反應(yīng)控制在水解酸化第二階段，而不進(jìn)入甲烷發(fā)酵第三階段。由于第一、第二階段反應(yīng)速度快，故與完全厭氧相比，水力停留時(shí)間短，處理構(gòu)筑物體積減小，處理效率提高。? 3.?生物處理單元? 常用生物處理技術(shù)方法較多，如氧化溝工藝、A2/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(nèi)循環(huán)水量往往是進(jìn)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(diǎn)，具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷的能力。一般情況下，氧化溝工藝不設(shè)初沉池，工藝簡(jiǎn)單，便于操作。 2．A2/O工藝? A2/O工藝是在20世紀(jì)80年代初開(kāi)創(chuàng)的工藝，其主要特點(diǎn)是將反硝化反應(yīng)器放置在系統(tǒng)之首，故又稱(chēng)為前置反硝化生物脫氮除磷系統(tǒng)，這是目前應(yīng)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(chēng)淹沒(méi)式生物濾池，是在生物濾池基礎(chǔ)上，通過(guò)接觸曝氣方式演變成的一種污水生物處理技術(shù)。運(yùn)行時(shí)填料全部浸沒(méi)在污水中，利用機(jī)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于水中。因此，接觸氧化工藝既具有生物濾池的特點(diǎn)又具有活性污泥法的特點(diǎn)。? 4．SBR工藝? SBR工藝是較早開(kāi)展于污水處理實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)方法之一，直到近10多年來(lái)，由于自動(dòng)控制、機(jī)械制造等技術(shù)的突破，SBR工藝才真正意義上應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。目前，應(yīng)用較多的SBR工藝和設(shè)備包括CASS、ICEAS、CAST、MSBR、DAT-IAT等。SBR工藝是將脫氮除磷的各種反應(yīng)，通過(guò)時(shí)間順序上的控制，在同一反應(yīng)器中完成，不需要回流污泥，從而節(jié)省了能耗。 生化+SBR+RO通過(guò)系列化過(guò)程完成對(duì)大部分污染物的降解，保證出水達(dá)標(biāo)，且工程實(shí)例較多，投資和運(yùn)行費(fèi)用適中。但其系統(tǒng)仍較為復(fù)雜，且對(duì)滲濾液的可生化性依賴(lài)較強(qiáng)。因此SBR+反滲透工藝可作為本工程推薦方案。 5.3工藝流程圖 5.4方案說(shuō)明 垃圾滲濾液自流進(jìn)吹脫池，調(diào)節(jié)滲濾液 pH值至8.0左右，投加堿進(jìn)行氨吹脫，吹脫的氨氣高空排放。吹脫池出來(lái)的滲濾液自流進(jìn)調(diào)整反應(yīng)池。然后由泵送至UASB反應(yīng)器反應(yīng)，產(chǎn)生的沼氣綜合利用或集中處理或排放。一部分剩余污泥排至污泥濃縮池。為保證反應(yīng)器中污泥處于懸浮狀態(tài)，提高廢水與污泥接觸的機(jī)會(huì)，設(shè)置了出水回流裝置。反應(yīng)后的滲濾液進(jìn)入好氧生物處理系統(tǒng)，即SBR反應(yīng)器，進(jìn)一步降低COD和氨氮。然后進(jìn)入RO系統(tǒng)，連續(xù)微濾使得滲濾液的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到RO膜的進(jìn)水指標(biāo)，經(jīng)過(guò)RO膜處理的滲濾液進(jìn)入觀察池，達(dá)標(biāo)排放。 下圖為各種生物處理工藝性能特點(diǎn) 工藝名稱(chēng) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 氧化溝 BOD負(fù)荷低，處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定；? 可不設(shè)初沉池，可不單設(shè)二沉池；?耐受水力沖擊負(fù)荷；?污泥產(chǎn)率低且穩(wěn)定；? 采用機(jī)械曝氣，氧利用率高，設(shè)備的維護(hù)方便。 ?占地大，能耗大，運(yùn)行費(fèi)用高；? 污泥易于膨脹；? 轉(zhuǎn)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。 ?A2/O工藝 工藝簡(jiǎn)單，占地少；?同時(shí)脫氮除磷；? 反硝化過(guò)程為硝化提供堿度；?反硝化過(guò)程同時(shí)去除有機(jī)物；?污泥沉降性能好。? 回流污泥含有硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，對(duì)除磷效果有影響；?脫氮受內(nèi)回流比影響；? 聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機(jī)物。 接觸氧化工藝 微生物濃度高，生物膜適應(yīng)性強(qiáng)；?生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，產(chǎn)泥量低，不發(fā)生 污泥膨脹，無(wú)需污泥回流；?氧利用率高；? 耐受水力沖擊負(fù)荷，處理效果好；?水力停留時(shí)間短，容積小，占地少； 填料易堵塞；? 布水、曝氣不均，局部易產(chǎn)生死角；?生物膜脫落，水質(zhì)受影響；?生物膜多寡不易控制；?填料費(fèi)用高； ?SBR工藝? 工藝簡(jiǎn)單，占地小，費(fèi)用低；?沉淀效果好，不易發(fā)生污泥膨脹；? 可同時(shí)脫氮除磷，效果顯著；?耐受水力沖擊負(fù)荷；?反應(yīng)推動(dòng)力大，效率高；?操作靈活性好，便于自動(dòng)控制。? 同時(shí)脫氮除磷時(shí)操作復(fù)雜；?潷水設(shè)施的可靠性對(duì)出水水質(zhì)影響大；? 設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜；? 維護(hù)要求高，運(yùn)行對(duì)自動(dòng)控制依賴(lài)性強(qiáng)；? 池體容積較大。 5.5 主要構(gòu)筑物 ① 吹脫池 由于滲濾液中氨氮濃度較高且廢水的 pH值較低，為減少生物處理過(guò)程中的脫氮負(fù)荷，根據(jù)氨氮在弱堿性條件下容易揮發(fā)的性質(zhì)設(shè)計(jì)了吹脫池，先加入氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)滲濾液 pH值至 8．0左右 ，再向滲濾液中鼓風(fēng)，使一部分氨氮揮發(fā)到大氣中。吹脫池尺寸為 18m×3m×4m，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)問(wèn)為1．0h，設(shè)自動(dòng)加藥設(shè)備 1套，由 pH控制儀控制自動(dòng)加藥。 ② 調(diào)節(jié)池 由于垃圾場(chǎng)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(jìn)水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，必須有較大的調(diào)節(jié)池來(lái)調(diào)節(jié)水量，同時(shí)隨著滲濾液量的變化，其有機(jī)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(duì)原水進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，以免對(duì)處理設(shè)施沖擊過(guò)大。另外，調(diào)節(jié)池可以起到兼氧反應(yīng)的作用，因生活垃圾滲濾液進(jìn)入污水處理廠之前已經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的厭氧發(fā)酵過(guò)程，滲濾液直接進(jìn)行厭氧作用已不顯著，通過(guò)吹脫池的充氧作用和自然復(fù)氧作用，使調(diào)節(jié)池中的滲濾液處于一個(gè)兼氧環(huán)境，滲濾液中本身存在的大量兼氧菌生長(zhǎng)活躍，這樣一方面可去除部分有機(jī)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。調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)尺寸為 50m×30m×5m，停留時(shí)間為60d。 ③ UASB反應(yīng)器 廢水經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池的兼氧反應(yīng)后可生化性得以提高，但有機(jī)物濃度仍較高 (COD為 6000 mg／L左右)，直接進(jìn)行好氧處理不僅運(yùn)行成本無(wú)法接受，且容易產(chǎn)生污泥膨脹等異常情況。因此，選擇復(fù)合上流式厭氧污泥床(UASB)去除大部分有機(jī)物，設(shè) UASB池2座，單池尺寸為3．8 m×8 m，問(wèn)歇進(jìn)水，設(shè)計(jì)平均停留時(shí)間為 43h。 上流式厭氧污泥床在構(gòu)造上的特點(diǎn)是集生物反應(yīng)與沉淀于一體，是一種結(jié)構(gòu)緊湊的厭氧反應(yīng)器。反應(yīng)器主要由下列及部分組成：? （1）進(jìn)水配水系統(tǒng)，其主要功能是：將進(jìn)入到反應(yīng)器的原廢水均勻上升；起到水力攪拌作用。這是反應(yīng)器高效運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。? （2）反應(yīng)區(qū)，是升流式厭氧污泥床的主要部位。在反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底形成顆粒污泥層。廢水從厭氧污泥床底部流入，與顆粒污泥層中的污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解有機(jī)物，同時(shí)產(chǎn)生微小沼氣氣泡不斷放出。微小氣泡的上升過(guò)程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡。在顆粒污泥層的上部，由于沼氣的攪動(dòng)，形成一個(gè)污泥濃度較小的懸浮污泥層。? （3）三相分離器，有沉淀區(qū)，回流縫和氣封組成，其功能是將氣體（沼氣），固體（污泥）和液體（廢水）等三相進(jìn)行分離。沼氣進(jìn)入氣室，污泥在沉淀區(qū)進(jìn)行沉淀，并經(jīng)回流縫到反應(yīng)區(qū)。經(jīng)沉淀澄清后的廢水作為處理水排出反應(yīng)器。?三相分離器的分離效果將直接影響到反應(yīng)器的處理效果。? （4）氣室，也稱(chēng)集氣罩，其功能是收集產(chǎn)生的沼氣，并將其導(dǎo)出氣室送往沼氣柜。? （5）處理水排出系統(tǒng)，功能是將沉底區(qū)水面上的處理水，均勻地加以收集，并將其排出反應(yīng)器。此外，在反應(yīng)器內(nèi)根據(jù)需要還要設(shè)置排泥系統(tǒng)和浮渣清除系統(tǒng)。? ④ SBR反應(yīng)池 厭氧反應(yīng)器出水進(jìn)入 SBR反應(yīng)器進(jìn)一步處理 ，針對(duì)廢水中氮含量較高這一特性，設(shè)計(jì)選用 SBR反應(yīng)器，通過(guò)控制曝氣時(shí)問(wèn)來(lái)控制反應(yīng)過(guò)程中 DO濃度，使好氧一兼氧反應(yīng)交替發(fā)生，以提高脫氮效率。 SBR反應(yīng)器由4個(gè)獨(dú)立的鋼筋混凝土池體構(gòu)成，單池有效容積為 6m×5m×4．5m，采用微孔鼓風(fēng)曝氣，螺旋槳自動(dòng)潷水器排水。設(shè)計(jì) 12h為一周期 ，其中進(jìn)水 2h(不曝氣)、曝氣反應(yīng) 3 h、缺氧反應(yīng) 2 h、曝氣反應(yīng) 3h、沉淀排水 2 h。 ⑤ RO系統(tǒng) SBR反應(yīng)池出水仍含較高的COD，因此設(shè)計(jì)了RO系統(tǒng)以進(jìn)一步降低水中的COD及氨氮。為了足RO膜進(jìn)水要求，原水在進(jìn)入RO膜系統(tǒng)之前首先要進(jìn)行預(yù)處理（微濾），然后經(jīng)加壓泵加壓進(jìn)入膜組件，在壓力的作用下原水透過(guò)RO膜成為產(chǎn)水，而無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物及微粒等被RO膜截留在膜的另一側(cè)形成濃液。 剩余污泥干化處理系統(tǒng)及濃縮液處置系統(tǒng)? 生物處理系統(tǒng)的剩余污泥含水率99.5%，排至污泥貯池后，用泵提升到污泥處理系統(tǒng)，加藥后進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水處理，處理后上清液排回到調(diào)節(jié)池再處理，經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后的污泥含水率可達(dá)80%，故可用車(chē)運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)填埋。反滲透的濃縮液回灌至垃圾填埋場(chǎng)，用于噴灑垃圾。? 尾水排放系統(tǒng)? 為確保垃圾滲瀝液處理的尾水排放出水水質(zhì)，設(shè)計(jì)擬設(shè)清水池一座，尺寸：6.5m×3.0m×3.0m，清水池出水可經(jīng)提升泵提升至消防水池，還可用于場(chǎng)區(qū)綠化或其他用水。? 6 主要設(shè)備 反滲透 本次工程為使出水總氮達(dá)到填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)，在系統(tǒng)后增加反滲透系統(tǒng)，反滲透操作壓力為?1.5～10.5MPa，截留組分為?0.1～1nm?小分子溶質(zhì)。除此之外，還可以從液體混合物中去除全部懸浮物、溶解物和膠體。? 反滲透系統(tǒng)主要設(shè)備材料：? （1） 反滲透進(jìn)水泵：1臺(tái)?? 性能參數(shù)：Q=12m3/h，H=50m，?N=3kw，材質(zhì)為不銹鋼? （2） 反滲透裝置（集成化模塊設(shè)備）1套? 反滲透裝置工藝說(shuō)明：? ??反滲透環(huán)路數(shù)：4條? ??膜管排列方式：2+2? ??膜面積：760m2? ??膜通量：11.54L/m2·h? ??日進(jìn)水量：120m3/d ???日產(chǎn)水量：?>90m3/d? ??清液產(chǎn)率：?>75%? ??裝機(jī)容量：21kW? n? 反滲透裝置主要配件：? （1）?每套裝置設(shè)備配置：精密過(guò)濾器?1套Q=6m3/h，過(guò)濾精度?50um，過(guò)濾器材質(zhì)為不銹鋼。? （2）?靜態(tài)混合器?1?套DN100，流量10m3/h，材質(zhì)為不銹鋼? （3）?反滲透耐壓膜管4支8寸膜管，5支裝，材質(zhì)為強(qiáng)化玻璃鋼，耐壓等級(jí)?75bar? （4）?反滲透膜組件?20支8?寸膜，卷式，膜面積為32.5m2，型號(hào)DURASLICK-RO-8040? （5）?反滲透增壓泵?1?臺(tái)：SMVN8-19，Q=6m3/h，H=182m，P=7.5kw，過(guò)流部分材質(zhì)為不銹鋼。? （6）?反滲透循環(huán)泵?2臺(tái)：SMVN16-3，Q=12m3/h，H=38m，P=3kw，過(guò)流部分材質(zhì)為不銹鋼。 （7）?阻垢劑加藥裝置：計(jì)量泵，1臺(tái)，性能參數(shù)：Q=0-3.8L/h，H=7.6bar，N=25W。 生產(chǎn)廠商：臺(tái)灣BETTER，型號(hào)：AT-01。配備：一個(gè)PE-300L藥箱。? （8）?殺菌劑加藥裝置：計(jì)量泵，1臺(tái)，性能參數(shù)：：Q=0-3.8L/h，H=7.6bar，N=25W。生產(chǎn)廠商：臺(tái)灣BETTER，型號(hào)：AT-01。配備：一個(gè)PE-300L藥箱。? （9）?鹽酸加藥裝置：計(jì)量泵，1臺(tái)，性能參數(shù)：：Q=0-3.8L/h，H=7.6bar，N=25W。生產(chǎn)廠商：臺(tái)灣BETTER，型號(hào)：AT-01。配備：一個(gè)PE-300L藥箱。? （10）?清洗裝置：? 反滲透清洗泵?1?臺(tái)：SMVN8-4，Q=8m3/h，H=36m，P=1.5kw，過(guò)流部分材質(zhì)為不銹鋼。? 每套裝置設(shè)備配置：精密過(guò)濾器?1套，Q=13m3/h，過(guò)濾器材質(zhì)為不銹鋼。? 反滲透清洗槽?1?座：Vn=1m3，PE材質(zhì)。 曝氣裝置 AK型曝氣頭(超濾膜自帶曝氣裝置)? 數(shù)量：50套? 射流曝氣機(jī)? 型號(hào)：GSASJ-3? 空氣量：45m3/h（標(biāo)準(zhǔn)條件）? 供給氧量：2.2－2.6KgO2/h? 功率：2.2Kw? 數(shù)量：24臺(tái) 自吸泵? 流量：8m3/h? 吸程：8m? 揚(yáng)程：25m? 功率：2.2Kw? 型號(hào)：40ZXB-25 ?數(shù)量：3臺(tái)（2用1備） 循環(huán)泵? 流量：25m3/h? 揚(yáng)程：15m? 型號(hào)：65WQ25-15-2.2 功率：2.2KW? 數(shù)量：2臺(tái)(一用一備)? 配套設(shè)備? 潛水?dāng)嚢铏C(jī)：? 型號(hào)：QJB0.85? 葉輪直徑：260mm? 轉(zhuǎn)速：740r/min? 數(shù)量：2臺(tái) 電機(jī)功率：0.85KW 清水池? 反滲透出水經(jīng)過(guò)清水池排放。? 清水池尺寸：6.5m×3.0m×3.0m? 結(jié)構(gòu)形式：鋼筋砼結(jié)構(gòu)? 數(shù)量：1座? l 配套設(shè)備：? 清水泵：1臺(tái)（一用一備）? （1）性能參數(shù)為：Q=10.0m3/h，P=15mH2O，N=0.75kw? 型號(hào)：SMVN8-2? （2）清水泵出口流量計(jì)：1臺(tái)? 濃液儲(chǔ)池? RO濃液流入濃液儲(chǔ)池，濃液儲(chǔ)池的濃液經(jīng)過(guò)濃液泵回灌垃圾填埋場(chǎng)。? 濃液儲(chǔ)池尺寸：3.5m×3.0m×3.0m? 結(jié)構(gòu)形式：鋼筋砼結(jié)構(gòu)?數(shù)量：1座? l 配套設(shè)備：? （1）濃液泵，1臺(tái)? 性能參數(shù)為：Q=10.0m3/h，P=10mH2O，N=0.75kw? 型號(hào)：CHD50.75-50A? 污泥貯存池? 硝化池剩余污泥通過(guò)凈水壓力壓入污泥儲(chǔ)存池。污泥儲(chǔ)存池污泥通過(guò)泵抽至板框壓濾機(jī)壓濾，濾液回調(diào)節(jié)池，濾餅外運(yùn)至填埋場(chǎng)。? 污泥儲(chǔ)存池尺寸：3.0m×3.0m×3.0m ?結(jié)構(gòu)形式：鋼筋砼結(jié)構(gòu)? 數(shù)量：1座? l 配套設(shè)備：? （1） 污泥螺桿泵，1臺(tái)?型號(hào)：I-1B1.5? 性能參數(shù)：Q=5.2m3/h，P=80mH2O，N=2.2kw? （2） 壓濾機(jī)，1臺(tái)? 型號(hào)：WL-BY30/630-30u? 尺寸：3890×1200×1160mm? 質(zhì)量：2.66T? N：1.5KW? 7 控制方式 7.1自動(dòng)控制? 滲濾液處理裝置采用PLC+觸摸屏控制方式，當(dāng)控制柜上，凡是選擇開(kāi)關(guān)背切換到自動(dòng)控制后，控制人員可以通過(guò)觸摸屏對(duì)整套工程系統(tǒng)進(jìn)行控制。人機(jī)對(duì)話良好。? 7.2手動(dòng)控制? 當(dāng)控制柜上，方式選擇開(kāi)關(guān)被切換到手動(dòng)控制后，操作人員按照工藝流程要求可以通過(guò)控制柜上面的控制按鈕對(duì)工程系統(tǒng)進(jìn)行控制。? 運(yùn)行情況 在 UASB和SBR反應(yīng)器調(diào)試完成后 ，按設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)參數(shù)連續(xù)運(yùn)行 2個(gè)月后 ，對(duì)系統(tǒng)各處理單元的處理效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 8.投資及運(yùn)行成本 處理成本 1）計(jì)算條件 （1）電力：0.5元/kwh； （2）藥劑：堿1000元/噸，絮凝劑15000元/噸； （3）自來(lái)水：1元/噸；（4）人工工資：1500元/月。 2）消耗指標(biāo) 滲濾液處理廠日常生產(chǎn)性消耗部分指標(biāo)主要有：電力、藥劑、人工等，消耗指標(biāo)如下： （1）電力：17.98kwh/m3滲濾液； （2）藥劑： 堿：0.05kg/m3滲濾液；絮凝劑：1.5g/m3滲濾液； （3）自來(lái)水：10m3/d； （4）人工：0.05工日/m3滲濾液。 3）運(yùn)行成本 （1）動(dòng)力費(fèi)：17.98×0.5＝8.99元/m3滲濾液 （2）藥劑費(fèi)：硫酸：清洗用，量較少，經(jīng)驗(yàn)值0.2元/m3 堿：清洗用，量較少，經(jīng)驗(yàn)值0.2元/m34.62元/m3滲濾液 （3）自來(lái)水：10÷100×1＝0.1元/m3滲濾液 （4）人工費(fèi)：0.05×1000÷30＝1.67元/m3滲濾液 直接運(yùn)行成本：（1）＋（2）＋（3）＋（4）＝15.38元/m3滲濾液。加上RO系統(tǒng)的材料更換費(fèi)等，運(yùn)行成本為18.8元/m3滲濾液。 ?主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 設(shè)計(jì)處理能力：150m3/d；進(jìn)水CODCr≤15000mg/L； 占地面積：2047.5m2；總裝機(jī)容量：74.95kw； 電 耗：1798kwh/日； 運(yùn)行成本：18.8元/m3； 9.平面布置 改造平面布置包括：污水與污泥處理工藝構(gòu)筑物及設(shè)施的總平面布置，各種管線、管道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設(shè)施的平面布置。在平面布置時(shí)，應(yīng)遵從以下原則： 1.處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程、集中緊湊，以便節(jié)約用地和運(yùn)行管理。? 2.?工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應(yīng)安功能的差異，分別相對(duì)獨(dú)立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系。? 3.?各處理構(gòu)筑物之間的連接管（溝道）應(yīng)盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。? 4.協(xié)調(diào)好輔建筑物、道路、綠化與處理溝（建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運(yùn)行，保證安全暢道，美化環(huán)境。? 布置結(jié)果：污水站主要車(chē)道寬7m，次要車(chē)道5m，一般人行道3m，道路兩旁留有綠化帶。? 總平面布置圖參見(jiàn)附圖。 10.運(yùn)行管理與操作維護(hù) 10.1 組織管理措施 （1）建立健全的、完備的生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)。 （2）對(duì)入廠職工進(jìn)行必要的考核。 （3）組織操作人員進(jìn)行上崗前的專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)技術(shù)管理工作。建立健全的管理規(guī)章制度。 （4）組織操作人員參與施工安裝、設(shè)備調(diào)試及工程驗(yàn)收的全過(guò)程，為今備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)奠定基礎(chǔ)。 （5）組織有關(guān)人員參加全國(guó)行業(yè)技術(shù)情報(bào)的交流活動(dòng)。 10.2 操作維護(hù)措施 （1）按工藝流程認(rèn)真制定每個(gè)工序的操作程序。制定設(shè)備的技術(shù)操作與維護(hù)規(guī)程，操作人員必須嚴(yán)格執(zhí)行。配備專(zhuān)業(yè)齊全的管理和操作人員，明確職責(zé)，確保設(shè)施安全運(yùn)行。 （2）建立檢修和定期維修制度，加強(qiáng)設(shè)備的定期維修和保養(yǎng)，以提高設(shè)備的完好率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。 （3）進(jìn)廠職工需進(jìn)行崗位技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)對(duì)職工及操作工人的生產(chǎn)安全措施及防火意識(shí)的培養(yǎng)。 （4）建立檢修和定期維修制度，加強(qiáng)設(shè)備的定期維修和保養(yǎng)，以提高設(shè)備的完好率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。 （5）進(jìn)廠職工需進(jìn)行崗位技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)對(duì)職工及操作工人的生產(chǎn)安全措施及防火意識(shí)的培養(yǎng)。 結(jié)論 滲濾液是垃圾填埋時(shí)產(chǎn)生的，在性質(zhì)上與一般的生活污水有很大的差異，一般情況下，滲濾液含有高濃度的有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，外觀呈深褐色，且具有嚴(yán)重惡臭，污染程度很高。滲濾液的水量不但隨時(shí)間變化，而且還呈周期性，其中COD、BOD5濃度及BOD5/COD有逐年降低、NH3-N逐年增加、但達(dá)到某一程度則趨穩(wěn)定的規(guī)律，PH值亦漸由弱酸性轉(zhuǎn)至中性。因此，在選擇處理工藝時(shí)應(yīng)充分考慮它自身的特點(diǎn)。? 滲濾液受填埋區(qū)降水量及垃圾成分的影響，水質(zhì)水量變化大。先設(shè)一調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量，以保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行，同時(shí)兼行曝氣功能。? 針對(duì)其懸浮物含量高的特點(diǎn)，設(shè)一平流式初沉池，可經(jīng)濟(jì)有效地去除大部分懸浮物及部分有機(jī)物。? 滲濾液中氨氮濃度較高，如不預(yù)先去除，將會(huì)影響生物膜法的運(yùn)行效果，所以設(shè)置吹脫塔進(jìn)行脫氮。? 出水指標(biāo)中對(duì)大腸桿菌的含量有所限制，設(shè)置消毒接觸池進(jìn)行殺菌。? 經(jīng)過(guò)一系列有針對(duì)性的處理工藝，且在適宜的條件下運(yùn)行，再加上妥善的管理，滲濾液出水基本達(dá)標(biāo)，免除了垃圾填埋造成的二次污染。進(jìn)行填埋場(chǎng)滲濾液處理工程設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)該填埋廠的主體工藝及運(yùn)行情況要熟悉，并且要參與到主體工藝的交流中去，以便了解滲濾液的水質(zhì)情況及其處理現(xiàn)狀。? 我所設(shè)計(jì)的處理站占地約1公頃，日處理量在150m3，經(jīng)過(guò)UASB和SBR后，氨氮基本能夠消除，COD、BOD、SS也在預(yù)處理和深度處理過(guò)程中得以降至排放標(biāo)準(zhǔn)。? 滲濾液處理是世界性難題，不同地區(qū)的垃圾滲濾液也不盡相同，但最主要問(wèn)題是其可生化性會(huì)隨填埋時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，氨氮的含量也不斷增多，但是如果能使垃圾在填埋的時(shí)候資源化，譬如對(duì)氨氮進(jìn)行提取用作肥效，這便是對(duì)環(huán)境資源的一種可持續(xù)利用，亦是我們今后努力的方向。? ????? ?參考文獻(xiàn) ?[1]?張小平，固體廢物污染控制工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.6：190－212?.? [2]?張自杰，林榮忱，金儒林.排水工程下冊(cè)（第四版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版 社，1999:77-569.? [3]?高廷耀,顧國(guó)維.水污染控制工程下冊(cè)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，1999： 29－306.? [4]?中國(guó)市政工程西北設(shè)計(jì)院，給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第3冊(cè)，第5冊(cè)，第10冊(cè)，第11 冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1986.12.? [5]?王志魁.化工原理（第二版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.10：45-78.? [6]?張自杰.環(huán)境工程手冊(cè)——水污染防治卷[M].北京：高等教育出版社，1996. [7]?彭黨聰.水污染控制工程實(shí)踐教程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.4.? [8]?韓洪軍.污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002：35－76.?? [9]?楊岳平，徐新華，劉傳富.廢水處理工程與實(shí)例分析[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社,2003： 23－140?.? [10]?曾科，卜秋平，陸少鳴.污水處理廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001： 67－154.?? [11]?王寶貞，王琳.城市固體廢物滲濾液處理與處置[M].?北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005： 1—32.? [12]?樓紫陽(yáng)，趙由才，張全.滲濾液處理處置技術(shù)及工程實(shí)例[M].?北京：化學(xué)工業(yè)出 版社，2007：24—93.? [13]?胡勇有，劉綺.水處理工程[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2006：133—150.???????????????? 曾杰：城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝設(shè)計(jì) 《垃圾滲濾液處理》 課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： xxx 學(xué) 號(hào)： xxx 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： xxx 指導(dǎo)教師： xxx 2018年1月11日 目 錄 總說(shuō)明 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1.1垃圾滲濾液的來(lái)源及特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1.2國(guó)內(nèi)外目前垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展方向．．．．．．．．．．．．．4 1.2.1我國(guó)垃圾滲濾液處理經(jīng)歷的階段．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.2.2垃圾滲濾液處理工藝比較．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 1.2.3滲濾液處理中存在的問(wèn)題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 1.2.4今后的研究方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 2設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.1總論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.1.2基礎(chǔ)資料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.2滲濾液處理工藝流程說(shuō)明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.3處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 2.3.1格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 2.3.2調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 2.3.3混凝沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 2.3.4 UASB的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27 2.3.5改良SBR的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36 2.3.6臭氧氧化設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41 2.3.7活性炭吸附裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43 2.3.8貯泥池的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44 2.3.9污泥濃縮池的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45 2.3.10污泥消化池的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46 2.3.11污泥脫水設(shè)備的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46 2.3.12綜合間．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47 2.3.13效率評(píng)估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47 2.3.14場(chǎng)區(qū)市政設(shè)施設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48 2.3.15總結(jié)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48 參考文獻(xiàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49 城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)總說(shuō)明 城市垃圾的產(chǎn)量與日俱增，已經(jīng)給城市環(huán)境與居民健康都帶來(lái)了很大的危害。因此，如何采取相應(yīng)的措施和方法對(duì)城市垃圾進(jìn)行處理，已成為不可忽視的大事。? 目前，國(guó)內(nèi)外城市垃圾的處置主要有焚燒、衛(wèi)生填埋、地表堆放、堆肥等。垃圾填埋因其具有技術(shù)成熟、處理費(fèi)用低、管理和運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用。? 但是垃圾填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液是一種很難處理的有毒有害的高濃度有機(jī)廢水,?這種廢水若處理不當(dāng),?就會(huì)引起地面水、地下水、土壤等嚴(yán)重二次污染,?并對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體健康帶來(lái)巨大威脅。? 本次課程設(shè)計(jì)處理量為150噸每天。設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格遵從以下原則。嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)法規(guī)；采用先進(jìn)、成熟、合理、可靠、節(jié)能的工藝，確保處理量及水質(zhì)排放達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于工藝中所采用的設(shè)備要求工況穩(wěn)定，能耗低，完全能滿足生產(chǎn)要求；在整體改造思路中盡量使全套污水處理系統(tǒng)自動(dòng)化水平最大化；流程布局合理，整體感強(qiáng)，外觀裝飾美觀大方，環(huán)境綠化優(yōu)美；在上述前題下，做到投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。? 滲濾液經(jīng)處理后，其出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)到《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。文中首先介紹了本設(shè)計(jì)的背景資料，并列出相關(guān)設(shè)計(jì)依據(jù)和原則。接著，簡(jiǎn)要介紹了垃圾填埋場(chǎng)滲濾液水質(zhì)特征，并對(duì)滲濾液的處理工藝如好氧處理、厭氧處理、厭氧-好氧聯(lián)合處理、物化處理及土地處理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述和討論。? 文章的主體部分將闡述本處理工藝的基本原理，設(shè)計(jì)過(guò)程，相關(guān)構(gòu)筑物及設(shè)備的選擇說(shuō)明。通過(guò)對(duì)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(duì)其進(jìn)行深度處理。 關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液；UASB反應(yīng)器；SBR反應(yīng)器 前 言 隨著我國(guó)城市化建設(shè)步伐的加快，城市人口的急劇增加，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(yán)重。目前，我國(guó)把城市生活垃圾無(wú)害化處理作為一項(xiàng)重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)來(lái)抓，努力消除生活垃圾的污染，提高社會(huì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展能力。 根據(jù)我國(guó)垃圾處理“無(wú)害化、減量化、資源化”的原則，近幾年，將會(huì)有大批生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生，與此同時(shí)，垃圾滲濾液的處理和處置程度已被確認(rèn)為衡量一個(gè)填埋場(chǎng)是否為衛(wèi)生填埋場(chǎng)的重要指標(biāo)之一。作為一種高濃度有機(jī)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(guān)注，并進(jìn)行了大量的試驗(yàn)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(yùn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(fù)雜、氨氮濃度很高、有機(jī)物濃度高，導(dǎo)致處理工序和設(shè)備繁多，處理時(shí)間較長(zhǎng)。垃圾滲濾液由于在垃圾體已經(jīng)經(jīng)歷了厭氧過(guò)程，其生化性相對(duì)較差，生物處理的停留時(shí)間較長(zhǎng)，致使設(shè)施、設(shè)備的投資較大，同時(shí)垃圾滲濾液處理量一般相對(duì)較小，導(dǎo)致折舊、維修費(fèi)較高。 垃圾填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液水質(zhì)極其惡劣，對(duì)水體能夠產(chǎn)生嚴(yán)重污染，為了防止垃圾滲濾液污染水體，美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家對(duì)垃圾填埋提出了嚴(yán)格技術(shù)要求。認(rèn)識(shí)滲濾液的危害程度、提出對(duì)策、采取措施，防止其產(chǎn)生二次污染對(duì)保護(hù)環(huán)境非常重要。我國(guó)在1989年頒布了《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GJJ 17—1988），但是對(duì)垃圾滲濾液的處理無(wú)具體規(guī)定；同時(shí)因?yàn)槔鴿B濾液水質(zhì)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(gè)世界性的難題。雖然各國(guó)開(kāi)展研究的時(shí)間已較長(zhǎng)，但迄今尚無(wú)比較切實(shí)有效的處理方法。因而我們應(yīng)更加努力，科學(xué)地去解決這一世界性難題，為改善人類(lèi)生存環(huán)境作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 1 概述 1.1 垃圾滲濾液的來(lái)源及特征 1.1.1 垃圾滲濾液的產(chǎn)生 隨著我國(guó)城市垃圾產(chǎn)生量的不斷增加，無(wú)害化處理越來(lái)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(guó)垃圾無(wú)機(jī)成分含量高，可燃物質(zhì)少，熱值低，且垃圾填埋技術(shù)成熟、處理費(fèi)用低、管理和運(yùn)輸方便，這些特點(diǎn)就決定了衛(wèi)生填埋是我國(guó)處理垃圾的主要方式。衛(wèi)生填埋，它不僅是我國(guó)現(xiàn)今垃圾處理的主要方式，還將在今后很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)存在。衛(wèi)生填埋存在一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題，即垃圾滲濾液的收集和處理問(wèn)題。垃圾在堆放和填埋過(guò)程中由于壓實(shí)、發(fā)酵和降水滲流作用，會(huì)產(chǎn)生一種高濃度的有機(jī)廢水，我們稱(chēng)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(jī)物經(jīng)過(guò)好氧反應(yīng)和厭氧反應(yīng)產(chǎn)生降解，其降解后生成的無(wú)機(jī)物以及垃圾中的可溶污染物，大量進(jìn)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(shí)，垃圾中的病原微生物也會(huì)在雨水的淋溶作用下進(jìn)入垃圾滲濾液。垃圾降解產(chǎn)生的CO2溶于垃圾滲濾液以后使垃圾滲濾液偏酸性，這種酸性環(huán)境使得垃圾中不溶于水的碳酸鹽、金屬及其金屬氧化物等無(wú)機(jī)物發(fā)生溶解，繼而使垃圾滲濾液中含有種類(lèi)繁多且含量超標(biāo)的重金屬類(lèi)物質(zhì)。 1.1.2 垃圾滲濾液的來(lái)源 垃圾滲濾液來(lái)自直接降水、垃圾中的水分、有機(jī)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(lái)源。 1.1.3 垃圾滲濾液的組成 垃圾滲濾液的組成十分復(fù)雜，此外，經(jīng)發(fā)射光譜定性分析，垃圾滲出液中檢測(cè)到的金屬有：Cu、Zn、Pb、Cr、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(zhǎng)期對(duì)不同垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的監(jiān)測(cè)可知，垃圾滲濾液的來(lái)源使得垃圾滲濾液的水質(zhì)具有與城市污水不同的特點(diǎn)：有機(jī)物濃度高，金屬含量高，水質(zhì)變化大，氨氮含量高，營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)，且在進(jìn)行生化處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量泡沫。 1.1.4 滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn) 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(shí)間推移，pH值可提高到7～8，呈弱堿性。 3．滲濾液中的有機(jī)物 垃圾滲濾液中的有機(jī)物可歸納為低分子量的脂肪酸類(lèi)、腐殖質(zhì)類(lèi)高分子的碳水化合物和中等分子量的灰黃酸類(lèi)物質(zhì)。對(duì)于相對(duì)不穩(wěn)定的填埋過(guò)程而言，大約90﹪的可溶性有機(jī)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(duì)于相對(duì)穩(wěn)定的填埋場(chǎng)而言，揮發(fā)性脂肪酸隨垃圾的填埋時(shí)間延長(zhǎng)而減少，而灰黃霉酸物質(zhì)的比重則增加。有機(jī)物組分的變化，導(dǎo)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(chǎng)滲濾液中氨氮濃度很高，由于目前多采用厭氧填埋技術(shù)，因而滲濾液中的氨氮濃度在填埋場(chǎng)進(jìn)入產(chǎn)甲烷階段后不斷上升，其達(dá)到高峰值后延續(xù)很長(zhǎng)的時(shí)間并直至最后封場(chǎng)。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(shí)間變化的特性加重了滲濾液對(duì)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(dǎo)致滲濾液生物處理的缺磷嚴(yán)重。 6．重金屬 城市生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中金屬離子濃度通常較低，但若將工業(yè)垃圾與生活垃圾混合填埋，滲濾液中重金屬離子的溶出量將會(huì)明顯增加。 7．固體物質(zhì) 垃圾滲濾液中含較高濃度的總?cè)芙庑怨腆w，同時(shí)含有高濃度的Na+、K+、Cl-、SO42-等無(wú)機(jī)類(lèi)溶解性鹽。此后，隨填埋時(shí)間的增加，無(wú)機(jī)鹽類(lèi)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(zhì)含量過(guò)高，使得微生物營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)，在一定程度上抑制了微生物的生長(zhǎng)繁殖。 1.2 國(guó)內(nèi)外目前垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展方向 1.2.1 我國(guó)垃圾滲濾液處理經(jīng)歷的階段 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)就更晚，從時(shí)間上看，垃圾滲濾液的處理經(jīng)歷了3個(gè)階段。 1．第一階段 此階段在20世紀(jì)90年代初期，處理工藝主要參照城市污水的處理方法，代表性的工程實(shí)例有杭州天子嶺和北京阿蘇衛(wèi)等垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液處理。 2．第二階段 此階段在20世紀(jì)90年代中后期，研究人員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，代表性的工程實(shí)例有深圳下坪、香港新界西等垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液的處理。 3．第三階段 2000年以后，由于經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，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)，因此處理要求也相應(yīng)提高，一般需要處理到二級(jí)甚至一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)的滲濾液若僅靠生物處理無(wú)法達(dá)到處理要求，一般采取生物處理+深度處理的方法。代表性的工程實(shí)例有廣州新豐、重慶長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)間而發(fā)生變化的，對(duì)于填埋時(shí)間少于5年的垃圾滲濾液，其中的有機(jī)物濃度高，低分子脂肪酸多，BOD5/COD值在0.5～0.6，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(jī)物濃度降低，但腐殖質(zhì)類(lèi)物質(zhì)增加，BOD5/COD值下降，可生化性降低，生化處理難以達(dá)到較好的效果。在實(shí)際中，因填埋時(shí)間存在先后的差別，使得“新鮮”和“老”的垃圾滲濾液并存。因此，為了滿足滲濾液處理效果在垃圾填埋場(chǎng)的使用期間和封場(chǎng)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(shù)方法主要有高級(jí)氧化技術(shù)、水解酸化技術(shù)和厭氧發(fā)酵技術(shù)等，主要目的是去除水中難生物降解的有機(jī)物和無(wú)機(jī)化合物，提高處理工藝的抗沖擊負(fù)荷能力。 生物處理工藝：是污水二級(jí)處理的主流工藝，其污染物去除能力取決于污水處理工藝性能、污染物的成分及營(yíng)養(yǎng)性污染物的比例等因素。通常采用氧化溝、A2/O和SBR等工藝進(jìn)行處理。 1.2.2.1 提高可生化性單元 1．高級(jí)氧化法 高級(jí)氧化處理工藝中重要的一點(diǎn)就是生成氫氧自由基， 氫氧自由基的強(qiáng)氧化作用可使處理過(guò)的污水中殘留的難降解有機(jī)化合物被氧化分解為無(wú)機(jī)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(jí)氧化法具有以下特點(diǎn)： 1) 產(chǎn)生大量羥基自由基(·HO)，氧化能力僅次于氟； 2) ·HO直接與廢水中的污染物反應(yīng)將其降解為CO2、水和無(wú)害物，不產(chǎn)生二次污染； 3) 能直接達(dá)到完全去除有機(jī)物，降低TOC和COD的目的； 4) 其本身是物理化學(xué)過(guò)程，反應(yīng)速度快，易于控制； 5) 可單獨(dú)處理，也可與其他處理相結(jié)合，如作為生化處理的預(yù)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(diǎn)： 1) 應(yīng)用范圍廣，不需供氧，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低且產(chǎn)生甲烷可回收； 2) 少量有機(jī)物用于合成，故微生物增殖慢，污泥量少； 3) 但反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，所需處理構(gòu)筑物容積較大。 UASB的最大特點(diǎn)是其反應(yīng)器底部污泥層的濃度高、活性高，使反應(yīng)器有機(jī)負(fù)荷得到提高，水力停留時(shí)間短，故構(gòu)筑物容積小。 水解酸化是利用厭氧反應(yīng)中的水解和產(chǎn)酸菌作用將反應(yīng)控制在水解酸化第二階段，而不進(jìn)入甲烷發(fā)酵第三階段。由于第一、第二階段反應(yīng)速度快，故與完全厭氧相比，水力停留時(shí)間短，處理構(gòu)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(shù)方法較多，如氧化溝工藝、A2/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(nèi)循環(huán)水量往往是進(jìn)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(diǎn)，具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷的能力。一般情況下，氧化溝工藝不設(shè)初沉池，工藝簡(jiǎn)單，便于操作。 2．A2/O工藝 A2/O工藝是在20世紀(jì)80年代初開(kāi)創(chuàng)的工藝，其主要特點(diǎn)是將反硝化反應(yīng)器放置在系統(tǒng)之首，故又稱(chēng)為前置反硝化生物脫氮除磷系統(tǒng)，這是目前應(yīng)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(chēng)淹沒(méi)式生物濾池，是在生物濾池基礎(chǔ)上，通過(guò)接觸曝氣方式演變成的一種污水生物處理技術(shù)。運(yùn)行時(shí)填料全部浸沒(méi)在污水中，利用機(jī)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于水中。因此，接觸氧化工藝既具有生物濾池的特點(diǎn)又具有活性污泥法的特點(diǎn)。 4．SBR工藝 SBR工藝是較早開(kāi)展于污水處理實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)方法之一，直到近10多年來(lái)，由于自動(dòng)控制、機(jī)械制造等技術(shù)的突破，SBR工藝才真正意義上應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。目前，應(yīng)用較多的SBR工藝和設(shè)備包括CASS、ICEAS、CAST、MSBR、DAT-IAT等。SBR工藝是將脫氮除磷的各種反應(yīng)，通過(guò)時(shí)間順序上的控制，在同一反應(yīng)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(diǎn) 工藝名稱(chēng) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 氧化溝 BOD負(fù)荷低，處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定； 可不設(shè)初沉池，可不單設(shè)二沉池； 耐受水力沖擊負(fù)荷； 污泥產(chǎn)率低且穩(wěn)定； 采用機(jī)械曝氣，氧利用率高，設(shè)備的維護(hù)方便。 占地大，能耗大，運(yùn)行費(fèi)用高； 污泥易于膨脹； 轉(zhuǎn)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。 A2/O工藝 工藝簡(jiǎn)單，占地少； 同時(shí)脫氮除磷； 反硝化過(guò)程為硝化提供堿度； 反硝化過(guò)程同時(shí)去除有機(jī)物； 污泥沉降性能好。 回流污泥含有硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，對(duì)除磷效果有影響； 脫氮受內(nèi)回流比影響； 聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機(jī)物。 工藝名稱(chēng) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 接觸氧化工藝 微生物濃度高，生物膜適應(yīng)性強(qiáng)； 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，產(chǎn)泥量低，不發(fā)生污泥膨脹，無(wú)需污泥回流； 氧利用率高； 耐受水力沖擊負(fù)荷，處理效果好； 水力停留時(shí)間短，容積小，占地少； 填料易堵塞； 布水、曝氣不均，局部易產(chǎn)生死角； 生物膜脫落，水質(zhì)受影響； 生物膜多寡不易控制； 填料費(fèi)用高； SBR工藝 工藝簡(jiǎn)單，占地小，費(fèi)用低； 沉淀效果好，不易發(fā)生污泥膨脹； 可同時(shí)脫氮除磷，效果顯著； 耐受水力沖擊負(fù)荷； 反應(yīng)推動(dòng)力大，效率高； 操作靈活性好，便于自動(dòng)控制。 同時(shí)脫氮除磷時(shí)操作復(fù)雜； 潷水設(shè)施的可靠性對(duì)出水水質(zhì)影響大； 設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜； 維護(hù)要求高，運(yùn)行對(duì)自動(dòng)控制依賴(lài)性強(qiáng)； 池體容積較大。 1.2.3 滲濾液處理中存在的問(wèn)題 1.2.3.1 滲濾液高濃度氨氮的問(wèn)題 高濃度的氨氮是滲濾液的水質(zhì)特征之一，隨著填埋時(shí)間的延長(zhǎng)，垃圾中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氮，滲濾液的氨氮濃度有升高的趨勢(shì)。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，由于高濃度的氨氮對(duì)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(diào)，生物脫氮難以進(jìn)行，導(dǎo)致最終出水難以達(dá)標(biāo)排放。 1.2.3.2 滲濾液可生化性差的問(wèn)題 滲濾液可生化性差主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，隨著填埋場(chǎng)填埋時(shí)間的延長(zhǎng)，滲濾液的生化性降低，在填埋后期，可生化性很差，BOD5/ CODCr值小于0.1，此時(shí)的滲濾液俗稱(chēng)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(jí)甚至一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以下，一般來(lái)講，滲濾液的 COD中將近有500～600 mg/L無(wú)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(wèn)題，目前我國(guó)垃圾滲濾液處理工藝的關(guān)鍵主要集中在以下兩個(gè)方面：高濃度氨氮處理技術(shù)和滲濾液深度處理技術(shù)。 1.2.4.1 高濃度氨氮處理技術(shù) 高濃度氨氮處理技術(shù)，目前應(yīng)用較多的主要有氨吹脫和生物脫氨技術(shù)。氨吹脫技術(shù)大多用空氣為吹脫介質(zhì)，低效率的吹脫設(shè)備吹脫的方式。相對(duì)而言，精餾塔脫氨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(diào)整pH的酸堿用量，還可以減小氣液比，減少風(fēng)機(jī)的電耗。另外，由于蒸餾后，脫氨尾氣可以通過(guò)冷凝直接轉(zhuǎn)換成液氨，可以回收利用，有效地解決了尾氣難以治理的問(wèn)題。因此，新型高效吹脫裝置的開(kāi)發(fā)，脫氨尾氣的妥善處理成為了今后研究的方向。 除了氨吹脫的方法脫氨以外，生物脫氮也是一種經(jīng)濟(jì)、有效的脫氨方式。但傳統(tǒng)理論認(rèn)為：氨氮的去除是通過(guò)硝化和反硝化兩個(gè)相互獨(dú)立的過(guò)程實(shí)現(xiàn)的；硝化過(guò)程需要大量的氧氣，而反硝化過(guò)程則需要一定的碳源。滲濾液氨氮濃度很高，C/N值較低，無(wú)法通過(guò)單一的生物脫氮方式解決滲濾液的脫氨問(wèn)題。目前對(duì)生物脫氮技術(shù)又有了很多新的認(rèn)識(shí)，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(shù)具有需氧量低、能耗低、負(fù)荷高、對(duì)碳源堿度需求低等優(yōu)點(diǎn)。 2 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2.1 總論 2.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容 2.1.1.1 污水處理設(shè)計(jì)目的 污水處理設(shè)計(jì)能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的水處理專(zhuān)業(yè)知識(shí)及相關(guān)知識(shí)的能力和工程實(shí)踐能力，使學(xué)生受到基礎(chǔ)的工程制圖訓(xùn)練，在資料收集及調(diào)查研究，工程設(shè)計(jì)，圖紙繪制，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)等方面的能力得到一定程度的提高。 2.1.1.2 污水處理設(shè)計(jì)基礎(chǔ)要求： （1） 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要發(fā)揮獨(dú)立思考工作的能力。 （2） 本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算和總體布置。 （3） 處理構(gòu)筑物選型按其基礎(chǔ)特征加以說(shuō)明。 （4） 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，要求內(nèi)容完整（包括計(jì)算草圖），簡(jiǎn)明扼要，文字通順，設(shè)計(jì)圖紙按標(biāo)準(zhǔn)繪制，內(nèi)容完整，主次分明。 2.1.1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)： （1） 設(shè)計(jì)說(shuō)明：包括水質(zhì)特征、性質(zhì)，設(shè)計(jì)流量，進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)，工藝流程比較與選擇，各構(gòu)筑物運(yùn)行參數(shù)及尺寸設(shè)計(jì)以及各處理構(gòu)筑物的平面布置。 （2） 計(jì)算說(shuō)明：包括各處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算。 （3） 圖紙：工藝流程圖，平面布置圖及單體構(gòu)筑物的工藝構(gòu)圖。 2.1.2 基礎(chǔ)資料 設(shè)計(jì)水量：Q=150m3∕d，時(shí)變化系數(shù)為1.3，進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)如下表： 表2-1 所處理的垃圾滲濾液進(jìn)出水水質(zhì)（單位：mg/L） 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) COD BOD NH3-N SS PH 進(jìn)水水質(zhì) 10000 2000 1500 1800 5-9 排放標(biāo)準(zhǔn) ≦300 ≦150 ≦25 ≦200 6-9 處理水質(zhì)執(zhí)行《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 2.2 滲濾液處理工藝流程說(shuō)明 經(jīng)分析滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)，同時(shí)從出水水質(zhì)角度考慮，擬采用以下工藝進(jìn)行處理： 滲濾液 細(xì)格柵 調(diào)節(jié)池 混凝沉淀池 沼氣利用 柵渣、無(wú)機(jī)砂質(zhì)及剩余污泥回收填埋 污泥消化池 加藥間 污泥濃縮池 活性炭吸附 UASB 沼氣利用 貯泥池 臭氧氧化 SBR 脫水干燥 鼓風(fēng)機(jī)房 尾氣處理 排入水體 圖2-1 垃圾滲濾液處理工藝流程圖 由于該水質(zhì)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(jī)物和無(wú)機(jī)物徹底消除，而不會(huì)產(chǎn)生污染物被濃縮的化學(xué)污泥。采用混凝沉淀工藝作為生化處理的預(yù)處理，有效去除有機(jī)物膠體及懸浮顆粒，降低后續(xù)生化處理段的有機(jī)負(fù)荷，保證其正常運(yùn)行。 原水經(jīng)格柵閘閥井進(jìn)入調(diào)節(jié)池，穩(wěn)定后出水開(kāi)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(jìn)入U(xiǎn)ASB，去除部分COD同時(shí)氨化，之后進(jìn)入SBR進(jìn)一步去除有機(jī)污染物同時(shí)脫氮，再進(jìn)入臭氧氧化池進(jìn)行深度處理后，通過(guò)活性炭吸附，出水可達(dá)標(biāo)排放。 2.3 處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.3.1 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)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(jìn)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(fù)荷，并使之正常運(yùn)行。 2.3.1.2 格柵的設(shè)計(jì)參數(shù)及要求[1] （1） 柵條間隙：粗格柵（50~100mm），中格柵（10~40mm），細(xì)格柵（1.5~10mm）； （2） 格柵的柵前流速一般為0.4m/s ~ 0.9m/s； （3） 格柵過(guò)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(yīng)與入廠污水管規(guī)格相適應(yīng)； （5） 柵渣量與地區(qū)特點(diǎn)，格柵的間隙大小，污水水量等因素有關(guān)，在無(wú)當(dāng)運(yùn)行資料時(shí)，可采用：（1）格柵間隙16~25mm 0.10~0.05m3柵渣/103污水；（2）格柵間隙30~50mm 0.03~0.01m3柵渣/103污水； （6） 機(jī)械格柵不宜少于2臺(tái)，如為1臺(tái)時(shí)，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用； （7） 格柵傾角一般采用45o~75o，人工清渣：45o~60o，機(jī)械清渣：60o~90o； （8） 通過(guò)格柵的水頭損失一般采用0.08~0.15m； （9） 柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，臺(tái)面應(yīng)高出柵渣前最高設(shè)計(jì)水位0.5，工作臺(tái)上應(yīng)有安全沖洗設(shè)備； （10） 設(shè)置格柵裝置的構(gòu)筑物，必須考慮有良好的通風(fēng)設(shè)施； （11） 格柵間內(nèi)應(yīng)安裝調(diào)運(yùn)設(shè)備，以便運(yùn)行格柵及其他設(shè)備的檢修和柵渣的日常清除。? 2.3.1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算 1 柵條間隙數(shù)n： n= (1—1) 式中：Qmax—最大設(shè)計(jì)流量，m3/s； b—柵條間隙，m； h—柵前水深，m，取0.5m； —污水流經(jīng)格柵的速度，一般取0.6~1.0m/s，取= 0.7m/s； —格柵安裝傾角，( °)，取60o； —經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)。 注：1) Qmax= Q設(shè) = 150m3/d = 1.74L/s = 1.74×10-3m3/s， 當(dāng)< 5L/s時(shí)，污水總變化系數(shù)Kz = 2.3； 2) 由于滲濾液中并無(wú)較粗大的漂浮物，所以選取間隙為10mm的細(xì)格柵； 3) 格柵間隙數(shù)過(guò)小，所以放寬至20個(gè)。 2 柵槽總寬度B： B = S(n-1)+b×n = 0.01×(20-1)+0.01×20 ≈ 0.4m (1—2) 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(gè)。 3 進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度： (1—3) 式中：B—柵槽總寬度，m； B1—進(jìn)水渠道寬度，m，取0.2m； —進(jìn)水渠道漸寬部位的展開(kāi)角度，( °)，取20°。 4 格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度： (1—4) 5 通過(guò)格柵的水頭損失： 1) 計(jì)算水頭損失： (1—5) 式中：—計(jì)算水頭損失，m； —阻力系數(shù) (1—6) 柵條斷面選取銳邊矩形，經(jīng)查表[2]，形狀系數(shù)； g—重力加速度，m/s2，取9.8m/s2。 2) 過(guò)柵水頭損失： (1—7) 式中：—過(guò)柵水頭損失，m； k—系數(shù)，一般采用k = 3。 6 柵后槽的總高度H： H = h+h1+h2 = 0.5+0.3+0.16 ≈ 1.0m (1—8) 式中：h—柵前水深，m； h1—格柵前渠道超高，m，取0.3m； h2—過(guò)柵水頭損失，m。 7 格柵總長(zhǎng)度L： (1—9) 8 每日柵渣量W： 采用人工清渣 (1—10) 式中：W—每日柵渣量，m3/d； W1—單位體積污水柵渣量，m3/(103m3污水)，一般取0.1~0.01，細(xì)格柵取大值，粗格柵取小值，取0.1； Kz—污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3。 9 格柵機(jī)安裝2臺(tái)，1用1備 圖2-2 格柵水力計(jì)算簡(jiǎn)圖 2.3.2 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.3.2.1 設(shè)計(jì)說(shuō)明 調(diào)節(jié)池的作用是調(diào)節(jié)進(jìn)、出水量，保證后續(xù)工藝的進(jìn)行，并從廢水中分離密度較大的無(wú)機(jī)顆粒，去除廢水中的懸浮物及砂粒，保護(hù)水泵和管道免受磨損，縮小污泥處理構(gòu)筑物容積，提高污泥有機(jī)組分的含率，提高污泥作為肥料的價(jià)值。 由于垃圾場(chǎng)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(jìn)水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，必須有較大的調(diào)節(jié)池來(lái)調(diào)節(jié)水量，常規(guī)的污水處理調(diào)節(jié)池一般調(diào)節(jié)均化4h的水量，而垃圾滲濾液的調(diào)節(jié)池常把春、夏季產(chǎn)生的未處理滲濾液保存起來(lái)，以彌補(bǔ)秋、冬季滲濾液處理廠正常運(yùn)行時(shí)滲濾液量的不足，所以其停留時(shí)間均大于24h[3]。同時(shí)隨著滲濾液量的變化，其有機(jī)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(duì)原水進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，以免對(duì)處理設(shè)施沖擊過(guò)大。另外，調(diào)節(jié)池可以起到兼氧反應(yīng)的作用，因生活垃圾滲濾液進(jìn)入污水處理廠之前已經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的厭氧發(fā)酵過(guò)程，滲濾液直接進(jìn)行厭氧作用已不顯著，通過(guò)自然復(fù)氧作用，使調(diào)節(jié)池中的滲濾液處于一個(gè)兼氧環(huán)境，滲濾液中本身存在的大量兼氧菌生長(zhǎng)活躍，這樣一方面可去除部分有機(jī)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(shè)計(jì)計(jì)算 1 設(shè)置2座調(diào)節(jié)池，水力停留時(shí)間取T = 24h。 2 調(diào)節(jié)池容積： V’= (2—1) 3 設(shè)計(jì)中采用的調(diào)節(jié)池容積V 一般考慮增加調(diào)節(jié)池理論容積的10％~20％，取20％，則： V=1.2V’=1.2*150=180m3 (2—2) ∴ 單池容積V單 = V/2=90m3 (2—3) 4 池形設(shè)計(jì)： 1) 兩池采用并聯(lián)式矩形池，設(shè)定有效水深h2 = 5m，則單個(gè)調(diào)節(jié)池表面積A： A==90/5=18.0m3 (2—4) 2) 單池平面尺寸取L×B = 4.5*4= 18m2； 3) 超高取0.3m。 5 貯渣斗所需容積V1′： V1′ (2—5) 式中：Qmax—最大設(shè)計(jì)流量，m3/d； T—排渣時(shí)間間隔，取2d； X—城鎮(zhèn)污水的沉渣量，一般采用0.03L/m3(污水)； Kz—污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3。 6 渣斗尺寸計(jì)算： 圖2-3 調(diào)節(jié)池方形渣斗尺寸計(jì)算簡(jiǎn)圖 1) 如圖所示，設(shè)定渣斗底寬b1 = 0.2m，斗壁與水平面的傾角= 60o，貯渣斗高度= 0.3m 則貯渣斗上口寬 (2—6) 2) 貯渣斗容積V1： (2—7) ∴ V1>1/2 V1′=0.002m 3 可以容納調(diào)節(jié)池產(chǎn)生的沙礫 式中：S1，S2—分別為貯渣斗下口和上口的面積，m2。 3) 貯渣室高度h3： (2—8) 式中，—貯渣斗高度，= 0.3m； i—池底坡向渣斗的坡度，取6％； B—單個(gè)調(diào)節(jié)池寬度，m； b2—貯渣斗上口寬，m。 7 調(diào)節(jié)池總高度H： H = h1+h2+h3 = 0.3+5+0.46 = 5.76m (2—9) 式中：h1—超高，取0.3m； h2—有效水深，h2 = 5m。 8 補(bǔ)充說(shuō)明： 調(diào)節(jié)池安裝桁車(chē)式刮泥機(jī)，定時(shí)將污泥刮入污泥槽，并有污泥泵將污泥運(yùn)送到貯泥池。 圖2-4 設(shè)有桁車(chē)刮泥機(jī)的調(diào)節(jié)池 ①進(jìn)水槽；②擋流板；③刮泥桁車(chē)；④刮渣板；⑤刮泥板； ⑥浮渣槽；⑦出水槽；⑧出水管；⑨泥斗；⑩排泥管 2.3.3 混凝沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算 混凝沉淀既可作為預(yù)處理技術(shù)，減輕后續(xù)處理設(shè)施的負(fù)荷，又可作為深度處理技術(shù)，成為整個(gè)處理過(guò)程的保障技術(shù)，主要用來(lái)去除水中小型的懸浮物和膠體。對(duì)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(duì)氨氮也有一定去除效果。 2.3.3.1 混凝池的設(shè)計(jì)計(jì)算 一．藥劑選擇及其投加量 混凝劑目前應(yīng)用最廣的是鋁鹽和鐵鹽。 硫酸鋁混凝效果較好，使用方便，對(duì)處理后的水質(zhì)沒(méi)有任何不良影響。但水溫低時(shí)，硫酸鋁水解困難，形成的絮凝體較松散，效果不及鐵鹽，同時(shí)，pH有效范圍窄，投加量大。 三氯化鐵是褐色結(jié)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(qiáng)，易吸水潮解，不易保管，同時(shí)，殘留在水中的亞鐵離子會(huì)使處理后的水帶色。 兩者比較之后，從基建費(fèi)用角度考慮，選取硫酸鋁作為混凝劑，PAM作為助凝劑。 實(shí)驗(yàn)研究表明[6]，當(dāng)pH = 6時(shí)，硫酸鋁投加量在0.8g/L左右，處理效果最好。 二．機(jī)械攪拌反應(yīng)池設(shè)計(jì)參數(shù)及要點(diǎn)[5] (1) 池?cái)?shù)一般不少于2座，反應(yīng)時(shí)間為20~30min； (2) 每座池一般設(shè)3~4擋攪拌器，各攪拌器之間用隔墻分開(kāi)以防水流短路，垂直攪拌軸設(shè)于池中間； (3) 攪拌葉輪上槳板中心處的線速度自第一擋0.5~0.6m/s逐漸減小至0.2~0.3m/s； (4) 垂直軸式攪拌器的上槳板頂端應(yīng)設(shè)于池子水面下0.3m處，下槳板底端設(shè)于距池底0.3~0.5m處，槳板外緣與池側(cè)壁間距不大于0.25m； (5) 槳板寬度與長(zhǎng)度之比b/l = 1/10~1/15，一般采用b = 0.1~0.3m。每臺(tái)攪拌器上槳板總面積宜為水流截面的10％~20％，不宜超過(guò)25％，以免池水隨槳板同步旋轉(zhuǎn)，減弱絮凝效果。水流截面積是指與槳板轉(zhuǎn)動(dòng)方向垂直的截面積； (6) 所有攪拌軸及葉輪等機(jī)械設(shè)備應(yīng)采取防腐措施，軸承與軸架宜設(shè)于池外，以免進(jìn)入泥沙，致使軸承嚴(yán)重磨損和軸桿折斷； (7) 速度梯度G和反應(yīng)時(shí)間t的乘積Gt可間接表示整個(gè)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)顆粒碰撞的總次數(shù)，可用來(lái)控制反應(yīng)效果。當(dāng)原水濃度低，平均G值較小或處理要求較高時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，以提高Gt值，改善反應(yīng)效果。一般平均G值約在20~70s-1之間為宜，Gt值應(yīng)控制在104~105之間。 三．設(shè)計(jì)計(jì)算 1 反應(yīng)池容積V： V= (3—1) 式中：V—反應(yīng)池總?cè)莘e，m3； Q—設(shè)計(jì)處理水量，m3/h； t—反應(yīng)時(shí)間，取25min。 2 反應(yīng)池串聯(lián)格數(shù)及尺寸： 反應(yīng)池采用3格串聯(lián)的方形池，設(shè)置3臺(tái)攪拌機(jī)，池子的有效水深取h = 2.7m，則 單池面積A1= (3—2) ∴ 池邊長(zhǎng)a ≈ 0.57m 反應(yīng)池超過(guò)取h1 = 0.3m，則池總高度H = h+h1 = 3.0m。反應(yīng)池分隔墻上的過(guò)水孔道上下交錯(cuò)布置，見(jiàn)圖2—5。 圖2-5 垂直軸式機(jī)械攪拌反應(yīng)池 ①進(jìn)水管；②旋轉(zhuǎn)軸；③槳板；④葉輪；⑤擋板；⑥過(guò)水孔道；⑦隔墻 3 攪拌設(shè)備設(shè)計(jì) 1) 葉輪直徑及漿板尺寸： a 攪拌池當(dāng)量直徑D： D= (3—3) b 攪拌器葉輪直徑d： d= (3—4) 式中：i—比例系數(shù)，一般為，這里取。 c 為了加強(qiáng)混合效果，在內(nèi)壁設(shè)四塊固定擋板，每塊擋板寬度b1?。?/10~1/12）D ≈ 0.05~0.064m，其上、下緣距靜止液面和池底皆為D/4 ≈ 0.16m。 d 每根旋轉(zhuǎn)軸上安裝4塊槳板，槳板長(zhǎng)度取= 1m，寬度取b = 0.1m。 2) 槳板中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)半徑R： R= (3—5) 式中：d—攪拌器葉輪直徑，m； b—槳板寬度，m。 圖2-6 攪拌反應(yīng)池水力計(jì)算簡(jiǎn)圖 3) 轉(zhuǎn)速： 每臺(tái)攪拌機(jī)槳板中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)線速度?。? 第一格 第二格 第三格 則每臺(tái)攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為： 第一格 (3—6) 第二格 (3—7) 第三格 (3—8) 4) 槳板旋轉(zhuǎn)功率計(jì)算： a 槳板外緣旋轉(zhuǎn)線速度： (3—9) 式中：r —槳板外緣旋轉(zhuǎn)半徑，r = 0.35m； —每臺(tái)攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速，rad/min。 則計(jì)算得到： 第一格 第二格 第三格 b 每臺(tái)攪拌機(jī)上槳板總面積A： A = 4b= 4×0.1×1 = 0.4m2 (3—10) 式中：b—槳板寬度，b = 0.1m； —槳板長(zhǎng)度，= 1m。 槳板總面積與反應(yīng)池過(guò)水截面積之比為： （小于25％，符合要求） (3—11) c 槳板寬徑比系數(shù)Ki（三臺(tái)攪拌器完全相同）： (3—12) 式中：b—槳板寬度，b = 0.1m； r —槳板外緣旋轉(zhuǎn)半徑，r = 0.35m。 d 攪拌器功率： (3—13) 式中：Ki—槳板寬徑比系數(shù)； A—每臺(tái)攪拌機(jī)上槳板總面積，m2； —槳板外緣旋轉(zhuǎn)線速度，m/s。 則每臺(tái)攪拌器功率： 第一格 第一格 第一格 4 配用電動(dòng)機(jī)功率Ni： (3—14) 式中：—攪拌器功率，W； —電動(dòng)機(jī)總機(jī)械效率，取0.75； —電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)效率，取0.7。 則計(jì)算得到： 第一格 第二格 第三格 2.3.3.2 沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算 一．沉淀池一般規(guī)定[1] 1 設(shè)計(jì)流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮 a) 當(dāng)污水為自流進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期的最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算； b) 當(dāng)污水為提升進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計(jì)算； c) 在合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算，沉淀時(shí)間不宜小于30min。 2 沉淀池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于2個(gè)，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)。 3 當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，城市污水沉淀池的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，可參照表2—2選用。 表2-2 城市污水沉淀池設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 沉淀池類(lèi)型 沉淀時(shí)間（h） 表面負(fù)荷（日平均流量） ［m3/(m2·h)］ 污泥含水率（％） 固體負(fù)荷 ［kg/(m2·h)］ 堰口負(fù)荷 ［L/(s·m)］ 初次沉淀池 1.0~2.5 1.2~2.0 95~97 ≤2.9 二次沉淀池 活性污泥法后 2.0~5.0 0.6~1.0 99.2~99.6 ≤150 ≤1.7 生物膜法后 1.5~4.0 1.0~1.5 96~98 ≤150 ≤1.7 4 池子的超高至少采用0.3m。 5 q=h/t，一般沉淀時(shí)間不小于1.0h；有效水深多采用2~4m。下表列出了有效水深、沉淀時(shí)間與表面負(fù)荷的關(guān)系。 表2-3 有效水深、沉淀時(shí)間與表面負(fù)荷的關(guān)系 表面負(fù)荷ｑ ［m3/(m2·h)］ 沉淀時(shí)間ｔ(h) h2=2.0m h2=2.5m h2=3.0m h2=3.5m h2=4.0m 2.0 1.5 1.2 1.0 0.6 1.0 1.3 1.7 2.0 3.3 1.3 1.7 2.1 2.5 4.2 1.5 2.0 2.5 3.0 5.0 1.8 2.3 2.9 3.5 2.0 2.7 3.3 4.0 6 沉淀池的緩沖層高度，一般采用0.3~0.5m。 7 污泥斗的斜壁與水平面的傾角，方斗不宜小于60o，園斗不宜小于55o。 8 初塵池的污泥區(qū)容積，一般不大于2d的污泥量計(jì)算，采用機(jī)械排泥時(shí)，可按4h污泥量計(jì)算；二沉池的污泥區(qū)容積按不小于2h貯泥量考慮，泥斗中污泥濃度按混合液濃度及底流濃度的平均濃度計(jì)算。 9 排泥管直徑不應(yīng)小于200mm。 10 沉淀池的污泥一般采用靜水壓力排除，初沉池的靜水頭不應(yīng)小于1.5m；二沉池的靜水頭，生物膜法后不應(yīng)小于1.2m，曝氣池后不應(yīng)小于0.9m。 二．豎流式沉淀池設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)[1] 1 為了使水流在沉淀池內(nèi)分布均勻，池子直徑（或正方形的一邊）與有效水深之比值不大于3。池子直徑不宜大于8m，一般采用4~7m；最大有達(dá)10m。 2 中心管內(nèi)流速不大于30mm/s。 3 中心管下口應(yīng)設(shè)有喇叭口和反射板： a) 反射板板底距泥面至少0.3m。 b) 喇叭口直徑及高度為中心管直徑的1.35倍。 c) 反射板的直徑為喇叭口直徑的1.30倍，反射板表面與水平面的傾角為17o。 d) 中心管下端至反射板表面之間的縫隙高在0.25~0.5m范圍內(nèi)時(shí)，縫隙中污水流速，在初沉池中不大于20mm/s，在二沉池中不大于15mm/s。 4 當(dāng)池子直徑（或正方形的一邊）小于7m時(shí)，澄清污水沿周邊流出；當(dāng)直徑D≥7m時(shí)，應(yīng)增設(shè)輻射式集水支渠。 5 排泥管下端距池底不大于0.2m，管上端超出水面不小于0.4m。 6 浮渣擋板距集水槽0.25~0.5m，高出水面0.1~0.15m，淹沒(méi)深度0.3~0.4m。 三．設(shè)計(jì)計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用豎流式沉淀池。 1 中心管截面積： 采用2座豎流式沉淀池，則每池最大設(shè)計(jì)流量： qmax=-4m3/s (3—18) ∴ f== (3—19) 式中：—單池污水設(shè)計(jì)流量，m3/s； —采用的沉淀池個(gè)數(shù)，取=2座； —中心管截面積，m2； —中心管內(nèi)流速，取。 2 中心管直徑d0： d0== 取 (3—20) ∴ 喇叭口直徑 (3—21) 反射板直徑 (3—22) 3 中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3： h3 取 (3—23) 式中：—污水由中心管喇叭口與反射板之間的縫隙流出速度，取0.02m/s； d1—喇叭口直徑，m。 4 沉淀部分有效斷面積A： A (3—24) 式中：Kz—污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3； —污水在沉淀池中流速，m/s； 設(shè)表面負(fù)荷，則。 5 沉淀池直徑D： 取D = 3.5m (3—25) 6 沉淀部分有效水深： 取 (3—26) 式中：t—污水停留時(shí)間，取2.5h； 校核： 滿足設(shè)計(jì)要求 7 校核集水槽出水堰負(fù)荷： 單面出水時(shí)，集水槽每米出水堰負(fù)荷為： 滿足設(shè)計(jì)要求 (3—27) 8 單池所需污泥室容積V： (3—28) ∴ 2個(gè)池子每天總排泥量 (3—29) 式中：—進(jìn)水懸浮物濃度，mg/L； —出水懸浮物濃度，mg/L； T—兩次清除污泥相隔時(shí)間，取2d； —污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3； —污泥密度，其值約為1t； —污水含水率，取96％； n—沉淀池個(gè)數(shù)，座。 9 圓截錐部分容積V1： 設(shè)定圓截錐體下底直徑為0.3m，錐體傾角為55o，則圓截錐體高： (3—30) ∴ (3—31) 式中：R—沉淀池半徑，m； r —圓截錐體下底半徑，m； —圓截錐體高度，m； V1—圓截錐部分容積，m3； V—單池所需污泥室容積，m3。 10 沉淀池總高度H： (3—32) 式中：H—沉淀池總高度，m； —超高，取0.5m； —沉淀部分有效水深，m； —中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度，m； —緩沖層高度，取0.3m； —下部圓截錐體高，m。 圖2-7 豎流式沉淀池水力計(jì)算簡(jiǎn)圖 ①進(jìn)水槽；②中心管；③反射板；④集水槽；⑤排泥管 2.3.4 UASB的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.3.4.1 設(shè)計(jì)說(shuō)明 厭氧生物處理作為利用厭氧性微生物的代謝特性，在毋需提供外源能量的條件下，以被還原有機(jī)物作為受氫體，同時(shí)產(chǎn)生有能源價(jià)值的甲烷氣體。厭氧生物處理過(guò)程能耗低；有機(jī)容積負(fù)荷高，一般為5－10kgCOD/(m3·d)，最高的可達(dá)30-50kgCOD/(m3·d)；剩余污泥量少；厭氧菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求低、耐毒性強(qiáng)、可降解的有機(jī)物分子量高；耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；產(chǎn)出的沼氣是一種清潔能源。 上流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器主體部分從功能上分為反應(yīng)區(qū)和分離區(qū)，反應(yīng)區(qū)又包括厭氧污泥床和懸浮污泥層，含有大量沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥。廢水盡可能均勻地從反應(yīng)器底部進(jìn)入，向上通過(guò)厭氧污泥床，與顆粒污泥充分接觸，發(fā)生厭氧反應(yīng)，在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生沼氣（主要是和）。廢水的向上流動(dòng)和產(chǎn)生的大量沼氣的上升對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥起到了良好的自然攪拌作用，引進(jìn)污泥的內(nèi)部循環(huán)，使一部分污泥向上運(yùn)動(dòng)，在污泥床上方形成相對(duì)稀薄的污泥懸浮層。在含有顆粒污泥的廢水進(jìn)入分離區(qū)后，附著在顆粒污泥上的氣泡和自由氣泡撞擊到分離區(qū)中三相分離器氣體反射板的底部，與污泥和廢水發(fā)生分離，被收集在反應(yīng)器頂部三相分離器的集氣室內(nèi)；釋放氣泡后的顆粒污泥由于重力作用沉淀到污泥層的表面，返回反應(yīng)區(qū)；液體則經(jīng)出水堰流出反應(yīng)器。到填埋中后期產(chǎn)生的滲濾液需適當(dāng)投加碳源以補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 圖2-8 UASB反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖 2.3.4.2 設(shè)計(jì)原則[4] 1．三相分離器的設(shè)計(jì)原則 1) 間隙和出水面的截面積比影響到進(jìn)入沉淀區(qū)和保持在污泥相中的絮體的沉淀速度； 2) 分離器相對(duì)于出水液面的位置確定反應(yīng)區(qū)（下部）和沉淀區(qū)（上部）的比例，在多數(shù)UASB反應(yīng)器中內(nèi)部沉淀區(qū)是總體積的15％~20％； 3) 三相分離器的傾角要使固體滑回到反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，實(shí)際工程中一般為45o~60o之間，這個(gè)角度也確定了三相分離器的高度，從而確定了所需的材料； 4) 分離器下氣液界面的面積確定了沼氣的釋放速率，適當(dāng)?shù)尼尫怕蚀蠹s是1~3，速率低有形成浮渣層的趨勢(shì)，非常高導(dǎo)致形成氣沫層面，兩者都導(dǎo)致堵塞釋放管。 2．布水系統(tǒng)要求 1) 進(jìn)水裝置的設(shè)計(jì)使分配到各點(diǎn)的流量相同，確保單位面積的進(jìn)水量基本相同，防止發(fā)生短路等現(xiàn)象； 2) 很容易觀察進(jìn)水管的堵塞，當(dāng)堵塞發(fā)現(xiàn)后，必須很容易被清除；