某垃圾填埋場滲濾液處理工程初步設計

1、<p>　　某垃圾填埋場滲濾液處理工程初步設計</p><p><b>　　張斌</b></p><p>　?。兾骼砉W院化工學院環(huán)境工程1102班，陜西漢中723001）</p><p><b>　　指導教師：李琛</b></p><p>　　摘要：本設計針對400t/d的垃圾填埋場滲

2、濾液的處理工藝進行設計。滲濾液廢水水質(zhì)復雜，屬于典型的高濃度難降解有機污染廢水，其水質(zhì)特點表現(xiàn)為有機物含量高、COD、BOD高、pH低等特點。設計采用“吹脫→與ABR→SBR→活性炭吸附深度處理”工藝對垃圾填埋場滲濾液進行處理。廢水水質(zhì)</p><p>　　滲濾液經(jīng)本工藝處理后，COD、BOD、NH3-N及SS的去除率分別為98.9%、99.2%、98.4%及97.5%，滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB1

3、6889-2008）一級排放標準。</p><p>　　關鍵詞：滲濾液；吹脫；ABR；SBR；活性炭吸附</p><p>　　Design of Municipal Solid Waste Landfill Leachate Treatment Process</p><p><b>　　Zhang Bin</b></p><

4、;p>　　(Grade2011,Class02,Major environmental engineering，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，Shaanxi）</p><p>　　Tutor:Li Chen</p><p>　　Abstract: Design of 400m3/d of municipal soli

5、d waste landfill leachate treatment process was proposed. Leachate with complex substances was typical and difficultly degraded effluent that contains concentration of organic pollutants. It has the features of high orga

6、nic content, CODCr, BOD5, and low pH values. Municipal solid waste landfill leachate was treated by the process of “air stripping→ABR→SBR→active carbon adsorption” with the wastewater quality of 9000mg/L COD, 1200mg/L SS

7、, 3600mg/L BOD,</p><p>　　Key word: leachate, air stripping, ABR，SBR，active carbon adsorption </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 垃圾填埋場滲濾液概況1</p><p>　　1.1 城市生活垃

8、圾的現(xiàn)狀及趨勢1</p><p>　　1.2 滲濾液的來源、水質(zhì)及水量特點分析1</p><p>　　1.2.1 滲濾液的來源：1</p><p>　　1.2.2 滲濾液水質(zhì)特點：1</p><p>　　1.2.3 滲濾液水量特點：2</p><p><b>　　2 設計概述2</b>

9、</p><p>　　2.1 設計的題目2</p><p>　　2.2 設計原則2</p><p>　　2.3 設計依據(jù)2</p><p>　　2.3.1 法律法規(guī)依據(jù)2</p><p>　　2.3.2 技術標準及技術規(guī)范依據(jù)3</p><p>　　2.3.3 設計范圍3</p

10、><p>　　2.3.4 執(zhí)行排放標準3</p><p>　　2.4 設計工藝比選3</p><p>　　2.5 設計工藝流程圖4</p><p>　　3 主要構筑物設計計算4</p><p>　　3.1集水池的設計4</p><p>　　3.1.1 設計說明4</p>&

11、lt;p>　　3.1.2 設計參數(shù)4</p><p>　　3.1.3 設計計算4</p><p>　　3.2 調(diào)節(jié)池的設計計算4</p><p>　　3.2.1 調(diào)節(jié)池的作用4</p><p>　　3.2.2 設計參數(shù)4</p><p>　　3.2.3 設計計算5</p><p&g

12、t;　　3.3 吹脫塔的設計計算5</p><p>　　3.3.1 設計說明5</p><p>　　3.3.2 設計參數(shù)6</p><p>　　3.3.3 設計計算6</p><p>　　3.4 ABR池的設計計算7</p><p>　　3.4.1 設計說明7</p><p>　　3

13、.4.2 設計參數(shù)7</p><p>　　3.4.3 設計計算8</p><p>　　3.5 SBR池的設計計算8</p><p>　　3.5.1 設計說明8</p><p>　　3.5.2 設計參數(shù)9</p><p>　　3.5.3 設計計算9</p><p>　　3.6 混凝沉淀

14、池的設計計算14</p><p>　　3.6.1 設計說明14</p><p>　　3.6.2 設計參數(shù)14</p><p>　　3.6.3 設計計算14</p><p>　　3.7 污泥濃縮池設計計算：22</p><p>　　3.7.1 設計說明：22</p><p>　　3.7

15、.2 設計參數(shù)23</p><p>　　3.7.3 設計計算23</p><p>　　3.8 吸附塔的設計計算26</p><p>　　3.8.1 設計說明26</p><p>　　3.8.2 設計參數(shù)26</p><p>　　3.8.3 設計計算26</p><p>　　3.9 消

16、毒池的設計計算27</p><p>　　3.9.1 設計說明27</p><p>　　3.9.2 設計參數(shù)27</p><p>　　3.9.3 設計計算27</p><p>　　4 管道及布置設計計算28</p><p>　　4.1 污水管道計算28</p><p>　　4.1.1

17、設計原理28</p><p>　　4.1.2 各構筑物水頭損失計算28</p><p>　　4.1.3 污水管道水頭損失的計算30</p><p>　　5 工程概算及處理成本32</p><p>　　5.1 工程投資估算32</p><p>　　5.1.1 建設費用32</p><p&g

18、t;　　5.1.2 設備費用32</p><p>　　5.1.3 管材及附件費用32</p><p>　　5.1.4 管材附件費用32</p><p>　　5.1.5 其他費用32</p><p>　　5.2 勞動定員、運行管理33</p><p>　　5.2.1 勞動定員33</p><

19、;p>　　5.2.2 運行費用33</p><p><b>　　結(jié)論34</b></p><p><b>　　參考文獻34</b></p><p><b>　　致謝36</b></p><p>　　1 垃圾填埋場滲濾液概況</p><p>

20、　　1.1 城市生活垃圾的現(xiàn)狀及趨勢</p><p>　　隨著城市的飛速發(fā)展和居民生活水平的提高，固體垃圾產(chǎn)生量逐年增加，現(xiàn)已成為世界性的環(huán)境污染問題，然而目前比較經(jīng)濟和實用的處置方法是土地填埋，但是垃圾滲濾液的處理又成了一個問題，它成分比較復雜,含有大量的致癌,致畸化合物和重金屬的有機廢水，如果不妥善處理，會嚴重污染地下水和地表飲用水源，并對我們的身體和身處的環(huán)境造成極大危害；現(xiàn)如今，得以實行的垃圾滲濾液的處理

21、方法主要包括回灌法、物化法和生物法，其中生物法因具有運行費用低處理效率高，不會產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點常被采用。 </p><p>　　1.2 滲濾液的來源、水質(zhì)及水量特點分析</p><p>　　1.2.1 滲濾液的來源：</p><p>　?。?）直接降水，它是滲濾液產(chǎn)生的主要來源，降水包括降雨和降雪。</p><p>　　（2）地表徑流。地表

22、徑流是指場地表面上方向的流水，對垃圾填埋場滲濾液的產(chǎn)生量也有不小的影響。不僅取決于填埋場地的地勢、覆土材料的種類及滲透的性能還取決于場地的植被情況以及排水設施的完善程度等。</p><p>　?。?）地表灌溉。與地面的種植情況和土壤類型有關。</p><p>　　（4）地下水。若填埋場地的底部在地下水位以下，地下水就會逐漸滲入填埋場內(nèi)部，所以滲濾液的產(chǎn)量與地下水與固體廢棄物的接觸時間、接觸

23、情況有關。</p><p>　?。?）廢物中的水分。隨著固體廢物進入填埋場中的水分，包括固體廢物自身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附量。</p><p>　?。?）覆蓋材料中的水分。隨著覆蓋層的材料進入填埋場中的水量與覆蓋層物質(zhì)的來源類型以及季節(jié)變化。</p><p>　?。?）有機物分解生成的水。廢棄物中包含的有機組分在填埋場內(nèi)經(jīng)厭氧分解會產(chǎn)生水，它的產(chǎn)生量與垃

24、圾的組成、溫度和菌種pH值等因素有很大的關系。</p><p>　　1.2.2 滲濾液水質(zhì)特點：</p><p>　　滲濾液組成和不同年代滲濾液組合物的特性有很大的不同，當垃圾填充酸化由于有機相的微生物分解造成了嚴重的污染，以填充所述反應中，有機物質(zhì)的連續(xù)腐殖化的過程的深入開始和鉛滲濾液難以降解的污染物逐漸增加。取決于垃圾滲瀝液廢物組合物，填埋時間，多種因素，包括氣候條件和填埋場設計的特性

25、。從化學組成上研究具有如下特點：</p><p>　　有機物在三種不同物理組分上的分布不一樣，除顆粒態(tài)組分中基本不含有機物外，溶解態(tài)組分變化于28.0%～70.0%之間，膠體態(tài)組分隨之變化，而在膠體態(tài)組分內(nèi)，有機物的分布還隨著膠體大小或分子量的變小而升高。隨著填埋時間的增長，有機物分子量范圍擴大，中、高分子量有機物的含量也變大。</p><p>　　化學成分復雜，危害性大。</p&g

26、t;<p>　?。?）COD和BOD濃度高。滲濾液中BOD和COD比城市生活污水高出幾倍甚至十幾倍。</p><p>　　（4）滲濾液中氨氮含量高。氨氮的濃度隨其填埋時間的延長而升高，最高可以達到5000mg/L；滲濾液中的氮大部分以氨氮形式存在，大約占TN40％～50％。</p><p>　?。?）腐殖酸含量很大，難以處理。</p><p>　　（6

27、）化學組成變化大。根據(jù)填埋場的年齡，垃圾滲濾液分為兩類：一類是填埋時間在5年以下的年輕滲濾液，其特點是COD、BOD濃度高，可生化性強；另一類是填埋時間在5年以上的中老年滲濾液，由于新鮮垃圾逐漸變?yōu)殛惛?，其pH值接近中性，COD和BOD濃度有所降低，BOD/COD比值減小，氨氮濃度增加。</p><p>　　從物理角度上分析具有如下特點：</p><p>　　（1）顆粒態(tài)物質(zhì)幾乎不含有

28、機物，溶解態(tài)和膠體態(tài)物質(zhì)含有大量有機物。</p><p>　?。?）溶解態(tài)物質(zhì)一般物理方法難于去除，顆粒態(tài)和部分膠體態(tài)物質(zhì)可用物化法處理，膠態(tài)物質(zhì)表面多為腐殖酸等大分子有機物，難以直接使用好氧處理方法去除。</p><p>　?。?）水質(zhì)變化大。除化學組成變化較大以外，垃圾滲濾液水質(zhì)還受到填埋時間和季節(jié)降的影響，所以變化規(guī)律較難確定。</p><p>　?。?）色度

29、深，有惡臭。</p><p>　　1.2.3 滲濾液水量特點：</p><p>　　（1）水量變化大：垃圾填埋場產(chǎn)生的滲濾液量的大小受降雨量、蒸發(fā)量、地表徑流量、地下水入滲量、垃圾自身特性及填埋結(jié)構等多種因素的影響。其中，最主要的是降水量。由于垃圾填埋場是一個敞開的作業(yè)系統(tǒng)，因此滲濾液的產(chǎn)量受氣候、季節(jié)的影響非常大。</p><p>　?。?）水量難以預測：滲濾液的

30、產(chǎn)生量受到多種因素的影響，要準確預測滲濾液的產(chǎn)生量受到多種因素的影響，要準確預測滲濾液的產(chǎn)生量是非常困難的。</p><p><b>　　2 設計概述</b></p><p><b>　　2.1 設計的題目</b></p><p>　　本設計的滲濾液處理量為400t/d，設滲濾液的密度約為1000kg/m3，即滲濾液處理量

31、為400m3/d，此為平均流量，設工作時間為24小時制。</p><p>　　該設計進水水質(zhì)如表2.1所示。</p><p>　　表2-1滲濾液進水水質(zhì) 單位：（mg/L）</p><p><b>　　2.2 設計原則</b></p><p>　?。?）針對廢水水質(zhì)特點采用先進、合理、成熟、可靠的處理工藝和設備，最

32、大可能地發(fā)揮投資效益，采用高效穩(wěn)定的水處理設施和構筑物，盡可能地降低工程造價；</p><p>　?。?）工藝設計與設備選型能夠在生產(chǎn)過程中具有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地，能適應水質(zhì)水量的變化，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定，能達標排放；</p><p>　?。?）處理設施設備適用，考慮操作自動化，減少勞動強度，便于操作、維修；</p><p>　?。?）建筑構筑物布置合理順暢，減低

33、噪聲，消除異味，改善周圍環(huán)境；</p><p>　?。?）嚴格執(zhí)行國家環(huán)境保護有關規(guī)定，按規(guī)定的排放標準，使處理后的廢水達到各項水質(zhì)指標且優(yōu)于排放標準。</p><p><b>　　2.3 設計依據(jù)</b></p><p>　　2.3.1 法律法規(guī)依據(jù)</p><p>　　（1）《中華人民共和國環(huán)境保護法》</p&

34、gt;<p>　?。?）《中華人民共和國水污染防治法》</p><p>　?。?）《中華人民共和國污染防治法實施細則》</p><p>　?。?）《防治水污染技術政策》</p><p>　　2.3.2 技術標準及技術規(guī)范依據(jù)</p><p>　?。?）《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB50318-2000）</p>&

35、lt;p>　?。?）《室外排水設計規(guī)范》（GBJ14-1987）</p><p>　　（3）《建筑給水排水設計規(guī)范》（GBJ15-1987）</p><p>　?。?）《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）</p><p>　?。?）《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）</p><p>　　2.3.3 設

36、計范圍</p><p>　　本設計的設計范圍為滲濾液流入污水處理廠界區(qū)至全處理流程出水達標排放為止，設計內(nèi)容包括水處理工藝、處理構筑物的設計、污泥處理系統(tǒng)設計等。</p><p>　　2.3.4 執(zhí)行排放標準</p><p>　　根據(jù)2008年7月1日正式實施的中華人民共和國《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）的水污染物排放濃度限值及去除率如下

37、表2-3</p><p>　　表2-3滲濾液處理程度 單位：（mg/L）</p><p>　　2.4 設計工藝比選</p><p>　　本設計的進水水質(zhì)濃度高，且要求污染物去除率較高（COD去除率：98.9%，BOD5去除率：99.2%，NH3-N去除率：98.4%，SS去除率：97.5%），厭氧生物處理工藝中，ABR處理滲濾液應用較廣，極適用于處理高濃度廢水

38、且工藝較成熟，污泥流失損失較小，而且不需設混合攪拌裝置，不存在污泥堵塞問題。啟動時間短，運行穩(wěn)定，與SBR工藝的結(jié)合運用十分成熟，處理效率較高，適用本次滲濾液的厭氧處理。好氧生物處理中SBR工藝是現(xiàn)在較為成熟的，并且本次設計的設計水量也滿足SBR的處理要求，同時SBR對有機物和氨氮都具有很高的去除率，而且SBR處理有以下有點：</p><p>　?。?）理想的推流過程使生化反應推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧

39、處于交替狀態(tài)，凈化效果好。</p><p>　?。?）運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質(zhì)好。</p><p>　　（3）耐沖擊負荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。</p><p>　?。?）工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進行調(diào)整，運行靈活。</p><p>　

40、　（5）處理設備少，構造簡單，便于操作和維護管理。</p><p>　?。?）反應池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。</p><p>　?。?）SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構造方法，利于廢水處理廠的擴建和改造。</p><p>　　（8）適用于脫氮除磷，適當控制運行方式，實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。</p>

41、<p>　?。?）工藝流程簡單、造價低。主體設備只有一個序批式間歇反應器，無二沉池、污泥回流系統(tǒng)，布置緊湊，占地面積省。</p><p>　　所以本次設計我們就采用ABR—SBR處理工藝。</p><p>　　2.5 設計工藝流程圖</p><p>　　采用吹脫法與ABR+SBR法相結(jié)合的深度處理工藝流程，具體的滲濾液處理工藝流程簡圖如圖2.5所示。&

42、lt;/p><p>　　滲濾液處理工藝流程：</p><p><b>　　圖 2.5</b></p><p>　　3 主要構筑物設計計算</p><p><b>　　3.1集水池的設計</b></p><p>　　3.1.1 設計說明</p><p>　　

43、集水池作用：垃圾填埋場的滲濾液在進行處理之前需要收集到集水池中再進行處理。垃圾填埋場的滲濾液的產(chǎn)量由于受到各種因素的影響,分布極不均衡。</p><p>　　3.1.2 設計參數(shù)</p><p>　　累計滲濾液Q=80000m3</p><p>　　處理能力W=400m3/d</p><p>　　停留時間t為5個月，即150天</p&g

44、t;<p><b>　　安全系數(shù)n=1.2</b></p><p>　　3.1.3 設計計算</p><p>　　V=（Q-W·t）·n</p><p><b>　　=24000m3</b></p><p>　　有效水深采用10m，則集水池面積為F=2400m2 ，

45、其尺寸為 40m×60m</p><p>　　3.2 調(diào)節(jié)池的設計計算</p><p>　　3.2.1 調(diào)節(jié)池的作用</p><p>　　本次設計采用兩個調(diào)節(jié)池，吹脫塔前設一個，用石灰調(diào)節(jié)pH值至11，為了增加游離氨的量，使吹脫效果增加。吹脫塔后設置一個，用酸將pH值降低至8左右，達到后續(xù)生物處理所適宜的處理環(huán)境。兩個調(diào)節(jié)池使用同一種尺寸，共同對滲濾液水質(zhì)

46、、水量、溫度與酸堿度進行調(diào)節(jié)，使其平衡。一般所用的堿性藥劑包含CaO、Ca（OH）2、或NaOH，NaOH做藥劑效果較好，但考慮成本問題本設計用CaO作試劑。</p><p>　　3.2.2 設計參數(shù)</p><p>　　平均流量：=16.7m3/h</p><p><b>　　停留時間：t=6h</b></p><p>

47、;　　3.2.3 設計計算</p><p><b>　　（1）調(diào)節(jié)池容積：</b></p><p><b>　　V= ·t</b></p><p>　　式中：V——調(diào)節(jié)池容積，m3；</p><p>　　——最大時平均流量，；</p><p><b>　　

48、t——停留時間，</b></p><p>　　計算得：調(diào)節(jié)池容積V=16.7×6=100 m3</p><p><b>　?。?）調(diào)節(jié)池尺寸：</b></p><p>　　調(diào)節(jié)池的有效水深一般為1.5m~2.5m，設該調(diào)節(jié)池的有效水深為2.5m，調(diào)節(jié)池出水為水泵提升。采用矩形池，調(diào)節(jié)池表面積為</p><

49、;p>　　式中：A——調(diào)節(jié)池表面積，m2；</p><p>　　V——調(diào)節(jié)池體積，m3；</p><p>　　H——調(diào)節(jié)池水深，m。</p><p>　　計算得：調(diào)節(jié)池表面積A=100/2.5=40m2 </p><p>　　取池長L=8m，則池寬B=5m。</p><p>　　考慮調(diào)節(jié)池的超高為0.3m，則調(diào)節(jié)

50、池的尺寸為：8m×5m×2.8m=112m3，在池底設集水坑，水池底以i=0.01的坡度滑向集水</p><p>　　3.3 吹脫塔的設計計算</p><p>　　3.3.1 設計說明</p><p>　　吹脫塔是利用吹脫去除水中的氨氮，在塔體中，使氣液相互接觸，使水中溶解的游離氨分子穿過氣液界面向氣體轉(zhuǎn)移，從而達到脫氮的目的。</p>

51、;<p>　　NH3溶解在水中的反應方程式為：</p><p>　　NH3+H2ONH4++OH-</p><p>　　由化學式知，游離氨的量增加才會使更多的氨吹脫出來，要使反應向左移動，在廢水進入吹脫塔之前，用石灰將pH值調(diào)至11呈堿性，廢水中游離氨的量增加，通過向塔中吹入空氣，使游離氨從廢水中吹脫出來。</p><p>　　吹脫塔的填料，為了防止產(chǎn)

52、生水垢，所以本設計中采用逆流氨吹脫塔，水從塔頂噴淋，空氣由塔底送入，采用規(guī)格為25×25×2.5mm的陶瓷拉西環(huán)填料亂堆方式進行填充。吹脫塔示意圖如圖3.3.1所示。</p><p>　　圖3.3.1 吹脫塔示意圖</p><p>　　表3-3吹脫塔進出水水質(zhì) 單位：（mg/L）</p><p>　　3.3.2 設計參數(shù)</p>

53、<p>　　設計流量=400 m3/d=16.7 m3/h=4.638×10-3m3/s</p><p>　　設計淋水密度q=100 m3/（m2·d）</p><p>　　氣液比為2500m3/m3廢水</p><p>　　3.3.3 設計計算</p><p><b>　?。?）吹脫塔截面積<

54、/b></p><p><b>　　A=</b></p><p>　　式中：A——吹脫塔截面積，m2；</p><p>　　Qmax——設計流量，m3/d；</p><p>　　q——設計淋水密度，m3/（m2·d）。</p><p>　　計算得：吹脫塔截面積A==4m2</

55、p><p>　　吹脫塔直徑D==2.25m 取2.3m</p><p><b>　　（2）空氣量</b></p><p>　　設定氣液比為2500 m3/m3水，則所需氣量為：</p><p>　　400×2500=10×105 m3/d=11.57m3/s</p><p>　

56、?。?）空氣流速v=11.57/4=2.89m/s</p><p><b>　?。?）填料高度</b></p><p>　　采用填料高度為5.0m，考慮塔高對去除率影響的安全系數(shù)為1.4，則填料總高度為5×1.4=7.0 m.</p><p>　　3.4 ABR池的設計計算</p><p>　　3.4.1 設計

57、說明</p><p>　　ABR池為常溫硝化。廢水沿折流板向下流動。上向流室過水截面積大，流速慢，不僅能使廢水與厭氧污泥充分混合反應，還可以截留住厭氧活性污泥，避免流失，保持反應器內(nèi)厭氧活性污泥高濃度。下向流室水平截面僅為上向流室水平截面的四分之一，故下向流室水流速大，不會堵塞。在下向流室隔墻下端設置了一個45°轉(zhuǎn)角，起到對上向流室均勻布水的作用，共設計了5塊擋板。ABR池示意圖如圖3.4.1所示。&l

58、t;/p><p>　　圖3.4.1 ABR池示意圖</p><p>　　表3-4ABR進出水水質(zhì) 單位：（mg/L）</p><p>　　3.4.2 設計參數(shù)</p><p>　　有效水深設為Hh=2.5m，超高H2=0.3m</p><p>　　停留時間HRT=24/3=8h。</p><p>

59、;　　e——產(chǎn)氣率，取e=0.25m3氣/kg COD；</p><p>　　E——COD去除率，去E=80%。</p><p>　　3.4.3 設計計算</p><p>　　1．上向流室截面積A1</p><p>　　式中：A1——上向流室截面積，m2；</p><p>　　Qmax——設計流量，m3/d；</

60、p><p>　　V1——上向流室水流上升速度，一般為1~3m/h，取V1=2.6m/h。</p><p>　　計算得：上向流式截面積m2</p><p>　　取上向流室寬度B1=2m，則其長度L1=3.2m。</p><p>　　反應上向流室和下向流室的水平寬度比為4:1，即下向流室寬度B2=0.5m，長度與上向流室相同為L2=3.2m。<

61、/p><p>　　2．下向流室流速V2</p><p>　　式中：V2——下向流室流速，m/h；</p><p>　　Qmax——設計流量，m3/d；</p><p>　　B2——下向流室寬度，m；</p><p>　　L2——下向流室長度，m。</p><p>　　計算得：下向流室流速</p

62、><p>　　有效水深設為Hh=2.5m，超高H2=0.3m，</p><p>　　頂部厚度0.2m，則總水深H=3.0m，ABR池尺寸為：2.5m×3.2m×3.0m=24m3，停留時間HRT=24/3=8h。</p><p>　　COD容積負荷為9.08kgCOD/（ m3/d），符合要求。</p><p>　　在三個上向

63、流室的頂部中央各設一個沼氣出口，尺寸為100mm，并設計有200mm長的直管段。為防止氣體外泄，把出水槽方向設計為向下。</p><p><b>　　3．產(chǎn)氣量G</b></p><p>　　式中：G——產(chǎn)生的沼氣量，m3/h；</p><p>　　e——產(chǎn)氣率，取e=0.25m3氣/kg COD；</p><p>　　

64、Q max ——設計流量，m3/d；</p><p>　　S0——進水平均COD，mg/L；</p><p>　　E——COD去除率，去E=80%。</p><p>　　計算得：產(chǎn)氣量G=0.25×16.7×6300×10-3×0.80=21.042m3/h</p><p>　　每天產(chǎn)生的沼氣量為505

65、 m3/d。</p><p>　　3.5 SBR池的設計計算</p><p>　　3.5.1 設計說明</p><p>　　SBR 工藝的核心是SBR 反應池，SBR法的工藝設備是由曝氣裝置、上清液排出裝置，以及其他附屬設備組成的反應器。采用SBR法按照進水方式可以分為間歇進水和連續(xù)進水；按照有機物負荷可分為高負荷運行、低負荷運行以及其他運行方式。本次設計適宜采用間

66、歇進水，高負荷運行方式，由流入、反應、沉淀、排放、閑置五個工序構成。</p><p>　　表3-5SBR進出水水質(zhì) 單位：（mg/L）</p><p>　　3.5.2 設計參數(shù)</p><p>　　設計流量Qmax=400 m3/d=16.7 m3/h=4.638×10-3 m3/s；</p><p>　　反應池水深H=5m；&l

67、t;/p><p>　　BOD5污泥負荷Ls=0.2kgBOD/（kgMLSS·d）；</p><p>　　污泥濃度MLSS=3000mg/L；</p><p><b>　　排水比；</b></p><p>　　安全高度ε=0.6m；</p><p><b>　　反應池數(shù)N=2；&l

68、t;/b></p><p>　　池寬與池長之比為1:1；</p><p>　　需氧量系數(shù)a=1.0kgO2/kgBOD5</p><p>　　3.5.3 設計計算</p><p><b>　?。?）曝氣時間TA</b></p><p>　　式中：TA——曝氣時間，h；</p>

69、<p>　　S0——進水平均BOD5，mg/L；</p><p>　　Ls——SBR污泥負荷，kgBOD/（kgMLSS·d）；</p><p><b>　　——排水比；</b></p><p>　　X——反應器內(nèi)混合液平均MLSS濃度，mg/L。</p><p><b>　　計算得：曝氣時

70、間</b></p><p><b>　?。?）沉淀時間TS</b></p><p>　　式中：Ts——沉淀時間，h；</p><p>　　H——反應器水深，m；</p><p><b>　　——排水比； </b></p><p><b>　　ε——安全高

71、度；</b></p><p>　　Vmax——活性污泥界面的初始沉降速度，m/h；</p><p>　　X——反應器內(nèi)混合液平均MLSS濃度，mg/L。</p><p>　　計算得：污泥界面初始沉降速度Vmax =4.6×104×3000-1.26=1.91m/h</p><p>　　沉淀時間:

72、 </p><p><b>　　排水時間TD=2h</b></p><p><b>　　周期數(shù)n</b></p><p>　　一周期所需時間TC≥TA+TS+TD=6.56+0.97+2=9.53h</p><p><b>　　周期數(shù)n=</b><

73、/p><p>　　取n=2，則TC=12h</p><p><b>　　（5）進水時間 </b></p><p>　　式中：TF——進水時間，h；</p><p>　　TC——一個周期所需時間，h；</p><p>　　N——一個系列反應池數(shù)量。</p><p>　　計算得：進

74、水時間TF=h</p><p><b>　?。?）反應池容積V</b></p><p>　　式中： V——各反應池容積，m3；</p><p>　　N——反應池的個數(shù)；</p><p><b>　　n——周期數(shù)； </b></p><p>　　Qmax——日最大廢水處理量，m

75、3/d。</p><p><b>　　計算得：</b></p><p><b>　　反應池容積m3</b></p><p><b>　?。?）反應池尺寸：</b></p><p>　　單個反應池面積A=m2</p><p>　　因SBR池長和池寬比一般在

76、1:1~1:2</p><p>　　所以取SBR池長L=10m，則SBR池寬B=8m。</p><p>　?。?）進水變動的討論</p><p>　　排出結(jié)束時水位： </p><p>　　基準水位： </p><p>　　高峰水位： </p><p><b&g

77、t;　　警報、溢流水位： </b></p><p>　　污泥界面： </p><p>　　SBR反應池水位概念如圖3.5.3所示。</p><p>　　圖3.5.3 SBR反應池水位概念</p><p><b>　?。?）鼓風曝氣系統(tǒng)</b></p><p><b&g

78、t;　　a.需氧量</b></p><p>　　式中： ——需氧量，kgO2/d；</p><p>　　a——需氧量系數(shù)，kgO2/kgBOD5；</p><p>　　Qmax——設計流量，m3/d；</p><p>　　S0——進水BOD5，kg/ m3；</p><p>　　Se——出水BOD5，kg/

79、 m3。</p><p>　　計算得：需氧量=1.0×400×（540 - 108）×10-3=172 kgO2/d</p><p>　　周期數(shù)n=2，反應池數(shù)N=2，則每個池一個周期的需氧量</p><p><b>　　=kgO2/d</b></p><p>　　以曝氣時間TA=7h為周期

80、的需氧量為</p><p><b>　　kgO2/d</b></p><p><b>　　b.供氧量 </b></p><p>　　設計算水溫為20°C，混合液DO 濃度CL =1.5mg/L，微孔曝氣器的氧</p><p>　　轉(zhuǎn)移率EA=15%，設曝氣頭距池底0.2m，則淹沒水深為4.

81、8m。</p><p><b>　　查表得：</b></p><p>　　20°C時溶解氧在水中飽和溶解度：Cs（20）=9.17mg/L</p><p>　　30°C時溶解氧在水中飽和溶解度：Cs（30）=7.63mg/L</p><p>　　微孔曝氣器出口處的絕對壓力：</p>&l

82、t;p>　　Pb=P0+9.8×103×HA </p><p>　　式中： Pb——曝氣器出口處的絕對壓力Pb，Pa；</p><p>　　P0——大氣壓力，P0=1.013×105Pa；</p><p>　　HA——曝氣器裝置的安裝深度，本設計采用HA=4.8m。</p><p><b>　　計

83、算得：</b></p><p>　　曝氣器出口處的絕對壓力Pb=1.013×105+9.8×103×4.8=1.483×105Pa</p><p>　　空氣離開反應池時氧的百分比為</p><p>　　式中：Ot——空氣離開反應池時氧的百分比，%；</p><p>　　EA——空氣擴散器的氧

84、轉(zhuǎn)移效率，對于微孔曝氣器，取15%。</p><p><b>　　計算得：</b></p><p>　　空氣離開反應池時氧的百分比Ot ==18.43%</p><p>　　曝氣池中的平均溶解氧飽和度為</p><p>　　式中：Csb——鼓風曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度的平均值，mg/L；</p><

85、p>　　Cs——在大氣壓條件下氧的飽和度，mg/L；</p><p>　　Pb——空氣擴散裝置出口處的絕對壓力，Pa；</p><p>　　Ot——空氣離開反應池時氧的百分比。</p><p><b>　　計算得：</b></p><p>　　20°C時鼓風曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度的平均值</p&

86、gt;<p>　　Csb（20）==10.61 mg/L</p><p>　　30°C時鼓風曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度的平均值</p><p>　　Csb（30）==8.82 mg/L</p><p>　　溫度20°C時，脫氧清水的充氧量為</p><p>　　式中： Ro——脫氧清水的充氧量，kgO2/h；

87、</p><p>　　Rt——需氧量，kg/L；</p><p>　　——氧轉(zhuǎn)移折算系數(shù)，一般=0.8～0.85，取=0.85；</p><p>　　——氧溶解折算系數(shù)，一般=0.9～0.97，取=0.95；</p><p>　　——密度，kg/L，清水密度為1.0 kg/L；</p><p>　　CL——廢水中實際溶

88、解氧濃度，mg/L；</p><p>　　Csb——鼓風曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度的平均值，mg/L。</p><p>　　計算得：充氧量Ro==19.32 kg O2/h</p><p><b>　　c.供風量 </b></p><p><b>　　鼓風空氣量：</b></p>&l

89、t;p>　　式中：GS——鼓風空氣量，m3/min；</p><p>　　Ro——脫氧清水的充氧量，kgO2/h；</p><p>　　EA——空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對于微孔曝氣器，取15%。</p><p>　　計算得：鼓風空氣量GS==8.23 m3/min</p><p><b>　　d.布氣系統(tǒng)</b>&

90、lt;/p><p>　　單個反應池平面面積為10m×6m，設每個曝氣器的服務面積為2m2。</p><p>　　曝氣器的個數(shù)：個，取總曝氣器個數(shù)為64個。 </p><p>　　每個SBR池需要曝氣器32個。</p><p>　　設空氣干管流速u1=15m/s，干管數(shù)量n1=1；支管流速u2=10m/s，，支管數(shù)</p>

91、<p>　　量n2=2；小支管流速u3=5m/s，小支管數(shù)量n3=6。</p><p><b>　　管道直徑：</b></p><p>　　式中：D——管道直徑，m；</p><p>　　GS——鼓風空氣量，m3/min；</p><p><b>　　n——管道數(shù)量；</b></p&

92、gt;<p>　　u——管道內(nèi)空氣流速，m/s。</p><p><b>　　計算得：</b></p><p>　　空氣干管直徑D1==0.108m，選用DN125mm鋼管</p><p>　　空氣支管直徑D2==0.093m，選用DN100mm鋼管</p><p>　　空氣小支管直徑D3==0.076m，

93、選用DN80mm鋼管</p><p>　?。?0）上清液排出裝置潷水器</p><p><b>　　每池的排水負荷</b></p><p>　　式中：QD——每個反應池的排水負荷，m3/min；</p><p>　　Qmax——設計流量，m3/d；</p><p><b>　　N——反應

94、池數(shù)；</b></p><p><b>　　n——周期數(shù)； </b></p><p>　　TD——排水時間，h。</p><p>　　計算得：每池的排水負荷QD = =0.625 m3/min</p><p>　　3.6 混凝沉淀池的設計計算</p><p>　　3.6.1 設計說明

95、</p><p>　　本次設計的滲濾液pH值要求在6~9左右，現(xiàn)根據(jù)常用混凝劑的應用特性，現(xiàn)選用聚合氯化鋁作混凝劑，混凝劑的投加采用濕投法。聚合氯化鋁適宜pH為5~9，對設備腐蝕性小，耗藥量小、絮體大而重、沉淀較快，且受水溫的影響較小，適合各類水質(zhì)，對高濃度廢水處理十分有效，因此適合本次設計。本次設計選擇的聚合氯化鋁混凝劑為液態(tài)。</p><p>　　表3-6混凝池進出水水質(zhì) 單位：（m

96、g/L）</p><p>　　3.6.2 設計參數(shù)</p><p>　　——混凝劑最大投量，取=20mg/L</p><p>　　——溶液質(zhì)量分數(shù)，一般取10%~20%，取=10%</p><p>　　n——每日配制次數(shù)，一般為2~6次，取n=2</p><p>　　C——噴口出流系數(shù)，一般為0.9~0.95，取C=0

97、.9</p><p>　　g——重力加速度，9.81m/s2</p><p>　　3.6.3 設計計算</p><p><b>　　1.混合設備：</b></p><p>　　混合方式有水泵混合、隔板混合和機械混合等；主要混合設備有水泵葉輪壓力水管、靜態(tài)混合器或混合池等。本次設計處理水量較小，因此采用槳板式機械混合池，設

98、置兩個混合池，一用一備。</p><p>　?。?）混合池有效容積W </p><p>　　式中：W——混合池有效容積，m3；</p><p>　　Qmax——設計流量，m3/d；</p><p>　　T——混合時間，最大不得超過2min，取T=1min。</p><p>　　計算得： 混合池有效容積W==0.28m3

99、</p><p><b>　?。?）混合池高度H</b></p><p><b>　　有效水深</b></p><p>　　式中：H——有效水深，m；</p><p>　　W——混合池有效容積，m3；</p><p>　　D——混合池直徑，D=0.6m。</p>

100、<p>　　計算得：有效水深H==0.99m</p><p>　　混合池池壁設4塊固定擋板，每塊寬度b=1/10D=0.06m，其 上、下邊緣離靜止液面和池底皆為0.15m，擋板長h=0.74－2×0.15=0.44m?；旌铣爻呷?0.26m，則混合池總高度為： H=H+=0.99+0.26=1.25m</p><p>&l

101、t;b>　　2.絮凝設備：</b></p><p>　　本次設計使用的混凝劑為液態(tài)聚合氯化鋁。絮凝設備可分為水力和機械兩大類。根據(jù)本次設計的水量和水質(zhì)，選擇垂直軸式等徑葉輪機械絮凝池，絮凝池設置兩個。</p><p><b>　?。?）池體尺寸 </b></p><p><b>　　a.單池有效容積V</b&

102、gt;</p><p>　　式中：V——絮凝池有效容積，m3；</p><p>　　Qmax——設計流量，m3/h；</p><p>　　T——絮凝時間，一般為10~15min，取T=15min；</p><p>　　n——絮凝池數(shù)，n=2。</p><p>　　計算得： 單池有效容積V=2.08 m3</p&g

103、t;<p><b>　　b.池平面尺寸</b></p><p>　　為配合沉淀池尺寸，絮凝池分為三格，每格尺寸為0.6m×0.6m，即絮凝池的寬度B=0.6m，則長度L=3×0.6=1.8m。</p><p>　　絮凝池分格隔墻上過水孔道上、下交錯布置，每格設一臺攪拌設備，為加強攪拌效果，于池子周壁設四塊固定擋板。</p>

104、<p><b>　　c.池高h</b></p><p><b>　　=1.9m</b></p><p>　　式中：h——絮凝池高，m；</p><p>　　V——絮凝池有效體積，m3；</p><p>　　L——絮凝池長度，m。</p><p>　　絮凝池超高取

105、0.2m，則絮凝池總高度H=2.1m。</p><p><b>　?。?）攪拌設備</b></p><p><b>　　a.葉輪構造參數(shù)</b></p><p>　　葉輪直徑D取池寬的75%，采用D=0.45m；</p><p>　　葉輪槳板中心點線速度采用：=0.5m/s，=0.35m/s，=0.

106、2m/s；</p><p>　　槳板長度=0.32m（槳板長度與葉輪直徑之比/D=0.32/0.45=0.7）；</p><p>　　槳板寬度b=0.05m；</p><p>　　葉輪槳板中心點旋轉(zhuǎn)直徑D0=0.32m。</p><p>　　每根軸上槳板數(shù)8塊，內(nèi)、外側(cè)各4塊。旋轉(zhuǎn)槳板面積與絮凝池過水斷面面積之比為： %=%=15.2%，

107、符合要求。</p><p><b>　　b.葉輪轉(zhuǎn)速n</b></p><p>　　式中：n——葉輪轉(zhuǎn)速，r/min；</p><p>　　——葉輪槳板中心點線速度，m/s；</p><p>　　D0——葉輪上槳板中心點旋轉(zhuǎn)直徑，m。</p><p>　　計算得葉輪轉(zhuǎn)速分別為：</p>

108、<p>　　n1===29.8r/min</p><p>　　n2===20.9r/min</p><p>　　n3===11.9r/min</p><p>　　c.葉輪旋轉(zhuǎn)的角速度</p><p>　　式中：——葉輪旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s；</p><p>　　——葉輪槳板中心點線速度，m/s；<

109、/p><p>　　D0——葉輪上槳板中心點旋轉(zhuǎn)直徑，m。</p><p><b>　　計算得：</b></p><p>　　第一格葉輪角速度=3.12rad/s</p><p>　　第二格葉輪角速度=2.19rad/s</p><p>　　第三格葉輪角速度=1.25rad/s </p>

110、<p><b>　　d.槳板功率P0n</b></p><p>　　由槳板寬長比b/=0.05/0.32=0.16<1，查表得：阻力系數(shù)CD=1.10</p><p><b>　　外側(cè)槳板旋轉(zhuǎn)的功率</b></p><p><b>　　內(nèi)側(cè)槳板旋轉(zhuǎn)的功率</b></p>

111、<p>　　槳板功率 </p><p>　　式中：——外側(cè)槳板旋轉(zhuǎn)的功率，kW；</p><p>　　——內(nèi)側(cè)槳板旋轉(zhuǎn)的功率，kW；</p><p>　　——槳板功率，kW；</p><p>　　y——每個葉輪上的槳板數(shù)目，此處y=4個；</p><p><b>　　——槳板長度，

112、m；</b></p><p><b>　　k——系數(shù)；</b></p><p>　　r2外——葉輪外緣旋轉(zhuǎn)半徑，m；</p><p>　　r1外——葉輪外緣旋轉(zhuǎn)半徑與槳板寬度之差，m；</p><p>　　r2內(nèi)——葉輪內(nèi)緣旋轉(zhuǎn)半徑，m；</p><p>　　r1內(nèi)——葉輪內(nèi)緣旋轉(zhuǎn)半徑

113、與槳板寬度之差，m；</p><p>　　——葉輪旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s。</p><p><b>　　計算得：</b></p><p>　　第一格外側(cè)槳板旋轉(zhuǎn)功率</p><p>　　=2.17×10-3kW</p><p>　　第一格內(nèi)側(cè)槳板旋轉(zhuǎn)功率</p><p

114、>　　=4.22×10-4kW</p><p>　　第一格槳板功率=2.17×10-3+4.22×10-4=2.59×10-3 kW</p><p>　　第二格外側(cè)槳板旋轉(zhuǎn)功率</p><p>　　=7.51×10-4kW</p><p>　　第二格內(nèi)側(cè)槳板旋轉(zhuǎn)功率</p>

115、<p>　　=1.67×10-4kW</p><p>　　第二格槳板功率=7.51×10-4+1.67×10- 4=9.18×10-4 kW</p><p>　　第三格外側(cè)槳板旋轉(zhuǎn)功率</p><p>　　=1.40×10-4kW</p><p>　　第三格內(nèi)側(cè)槳板旋轉(zhuǎn)功率<

116、/p><p>　　=3.10×10-5kW</p><p>　　第三格槳板功率=1.40×10-4+3.10×10-5=1.71×10- 4 kW</p><p>　　e.所需電動機功率P</p><p>　　設三臺攪拌器合用一臺電動機，則絮凝池所消耗總功率為：</p><p>　　

117、=++= 2.59×10-3+9.18×10- 4+1.71×10- 4=3.68×10-3kW</p><p><b>　　電動機功率</b></p><p>　　式中：P——電動機功率，kW；</p><p>　　P0——絮凝池消耗總功率，kW；</p><p>　　——攪拌設

118、備總機械效率，一般取=0.75</p><p>　　——傳動效率，一般為0.6~0.95，取=0.8。</p><p>　　計算得：電動機功率P==6.13×10-3kW</p><p>　?。?）核算平均速度梯度G值及GT值</p><p>　　水溫20ºC時，水的動力黏度Pa·s</p><

119、;p>　　每格絮凝池的有效容積W===0.693 m3</p><p><b>　　水流速度梯度</b></p><p>　　式中：G——水流速度梯度，s-1；</p><p>　　P——電動機功率，W；</p><p>　　——水的動力黏度，Pa·s；</p><p>　　W——

120、每格絮凝池的有效容積，m3。</p><p><b>　　計算得：</b></p><p>　　第一格速度梯度G1==69.5 s-1</p><p>　　第二格速度梯度G2==41.3 s-1</p><p>　　第三格速度梯度G3==20.5 s-1</p><p>　　絮凝池平均速度梯度G=

121、=47.5</p><p>　　GT=47.8×15×60=4.30×104</p><p>　　經(jīng)核算，G值均在20~70s-1范圍之內(nèi)，符合要求；GT值在1×104~1×105的范圍內(nèi)，符合要求。</p><p><b>　　3.混凝沉淀池：</b></p><p>

122、　　反應階段會生成較大絮體，廢水在混凝沉淀池進行沉淀分離。經(jīng)過沉淀，處理后的水澄清后流出，而污泥在池底沉淀，達到分離目的?？紤]到本設計滲濾液的水質(zhì)水量，選用豎流式沉淀池，設置兩個。均為鋼筋混凝土結(jié)構，池底為圓錐截頭。豎流式沉淀池結(jié)構如圖3.6.3所示。 </p><p>　　圖3.6.3 豎流式沉淀池</p><p><b>　?。?）中心管計算</b></p

123、><p>　　a.最大秒流量qmax</p><p>　　式中：qmax——最大秒流量，m3/s；</p><p>　　Qmax——設計流量，m3/d；</p><p>　　n——沉淀池數(shù)，取n=2。</p><p>　　計算得：最大秒流量qmax ==2.319×10-3 m3/s</p><

124、;p>　　b.中心管有效過水斷面積A1</p><p>　　式中：A1——中心管有效過水斷面積，m2；</p><p>　　qmax——最大秒流量，m3/s；</p><p>　　——污水在中心管內(nèi)的流速，一般取0.03m/s。</p><p>　　計算得：中心管有效過水斷面積A1==0.0787m2</p><p&

125、gt;　　c.中心管有效直徑d0</p><p>　　式中：d0——中心管有效直徑，m；</p><p>　　A1——中心管有效過水斷面積，m2。</p><p>　　計算得：中心管有效直徑d0==0.31m，取d0=0.3m</p><p>　　喇叭口直徑=0.40m；反射板直徑=0.52 m</p><p>　　（

126、2）中心管高度h2（沉淀池的工作高度）</p><p>　　式中：h2——中心管高度，m；</p><p>　　——污水在沉淀區(qū)的上升速度，取=0.0005m/s；</p><p>　　t——沉淀時間，取t=1.5h。</p><p><b>　　計算得：</b></p><p>　　中心管高度h

127、2=0.0005×1.5×3600=2.7m</p><p>　?。?）中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3</p><p>　　式中：h3——中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度，m；</p><p>　　qmax——最大秒流量，m3/s；</p><p>　　——污水由中心管與反射板之間縫隙的出流速度，取=0.02m/

128、s；</p><p>　　——喇叭口直徑，m。</p><p><b>　　計算得：</b></p><p>　　中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3==0.09m</p><p>　?。?）沉淀池工作部分有效斷面積A2</p><p>　　式中：A2——沉淀池工作部分有效斷面積，m2；<

129、/p><p>　　qmax——最大秒流量，m3/s；</p><p>　　——污水在沉淀區(qū)的上升速度，取=0.0005m/s。</p><p>　　計算得：沉淀池工作部分有效斷面積A2==4.6 m2</p><p>　　（5）沉淀池總面積A= A1+ A2=0.078+4.6=4.68 m2</p><p><b&

130、gt;　?。?）沉淀池直徑D</b></p><p>　　式中：D——沉淀池直徑，m；</p><p>　　A——沉淀池總面積，m2。</p><p>　　計算得：沉淀池直徑D==2.44m</p><p>　　（7）校核池徑水深比</p><p>　　D/ h2=2.44/2.7=0.904<3，符