城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝設(shè)計

1、彭昊：城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝設(shè)計目錄摘要Abstract前言11概述21.1垃圾滲濾液的來源及特征21.2國內(nèi)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(shè)計說明書102.1總論102.1.1設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容102.1.2基礎(chǔ)資料102.2滲濾液處理工藝流程說明102.3處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算112.3.1格柵的設(shè)計計算112.3.2調(diào)節(jié)池的設(shè)計計算152.3.3混凝沉淀池的設(shè)計計算172.3.4 UASB的設(shè)計計算272.3.5改良SBR的設(shè)計計算362.3.

2、6臭氧氧化設(shè)備的設(shè)計計算412.3.7活性炭吸附裝置的設(shè)計計算432.3.8貯泥池的設(shè)計計算442.3.9污泥濃縮池的設(shè)計計算452.3.10污泥消化池的設(shè)計472.3.11污泥脫水設(shè)備的設(shè)計482.3.12綜合間492.3.13效率評估492.3.14場區(qū)市政設(shè)施設(shè)計502.3.15總結(jié)50參考文獻(xiàn)51致謝52附錄53城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝設(shè)計摘 要本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容是對城市垃圾滲濾液的處理進(jìn)行工藝設(shè)計。滲濾液的處理量為400m3/d，主要去除物質(zhì)有SS、CODcr、BOD5和NH3-N，處理水質(zhì)執(zhí)行生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-1996）二級排放標(biāo)準(zhǔn)。主要任務(wù)是確定該滲濾

3、液處理的工藝流程和相關(guān)構(gòu)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(jìn)行深度處理。SBR工藝是將脫氮除磷的各種反應(yīng)通過時間順序上的控制，在同一反應(yīng)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(shè)備，耐沖擊負(fù)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(xué)污泥。所設(shè)計的處理工藝流程為：原水經(jīng)格柵閘閥井進(jìn)入調(diào)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(jìn)入UASB，去除COD同時氨化，之后進(jìn)入SBR進(jìn)一步去除有機污染物同時脫氮，再

4、進(jìn)入臭氧氧化池進(jìn)行深度處理后通過活性炭吸附工藝，出水可達(dá)標(biāo)排放。污泥流程為：將貯泥池從生物處理構(gòu)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(guān)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 plant is 400m3/d. The purpos

5、e is mainly to remove SS, CODcr, BOD5 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.Through analysis of the characte

6、ristics 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. Composition of SBR process

7、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 and inorganics can be remove

8、d 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 upgrade pump to remove COD and t

9、o 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 collected from the biologic

10、al 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 processI前 言隨著我國城市化建設(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)

11、境現(xiàn)象也日趨嚴(yán)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(yīng)運而生，與此同時，垃圾滲濾液的處理和處置程度已被確認(rèn)為衡量一個填埋場是否為衛(wèi)生填埋場的重要指標(biāo)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(guān)注，并進(jìn)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

12、復(fù)雜、氨氮濃度很高、有機物濃度高，導(dǎo)致處理工序和設(shè)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(shè)施、設(shè)備的投資較大，同時垃圾滲濾液處理量一般相對較小，導(dǎo)致折舊、維修費較高。垃圾填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液水質(zhì)極其惡劣，對水體能夠產(chǎn)生嚴(yán)重污染，為了防止垃圾滲濾液污染水體，美國、英國等國家對垃圾填埋提出了嚴(yán)格技術(shù)要求。認(rèn)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(hù)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)（GJJ 171988），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(zhì)變化范圍極大，

13、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(yīng)更加努力，科學(xué)地去解決這一世界性難題，為改善人類生存環(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(zhì)少，熱值低，且垃圾填埋技術(shù)成熟、處理費用低、管理和運輸方便，這些特點就決定了衛(wèi)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

14、間內(nèi)存在。衛(wèi)生填埋存在一個很關(guān)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(yīng)和厭氧反應(yīng)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(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，垃圾中的病原微生物也會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(biāo)的重金

15、屬類物質(zhì)。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(fù)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：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)長期對不同垃圾填埋場滲濾液的監(jiān)測可知，垃圾滲濾液的來源使得垃圾滲濾液的水質(zhì)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(zhì)變化大，氨氮含量高，營養(yǎng)元素比例失

16、調(diào)，且在進(jìn)行生化處理時會產(chǎn)生大量泡沫。1.1.4 滲濾液的水質(zhì)特點1色嗅呈淡茶色或暗褐色，有較濃的腐化臭味。2pH值填埋初期pH呈弱酸性（67），隨時間推移，pH值可提高到78，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(zhì)類高分子的碳水化合物和中等分子量的灰黃酸類物質(zhì)。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(zhì)的比重則增加。有機物組分的變化，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

17、場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8590。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(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，同時含有高濃度的Na+、K+、Cl-、SO42-等無機類溶解性鹽。此

18、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(zhì)含量過高，使得微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)，在一定程度上抑制了微生物的生長繁殖。1.2 國內(nèi)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(jì)80年代末才開始建設(shè)。滲濾液處理廠的建設(shè)就更晚，從時間上看，垃圾滲濾液的處理經(jīng)歷了3個階段。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，代表性的工程實例有杭州天子嶺和北京阿蘇衛(wèi)等垃圾填埋場的滲濾液處理。a杭州天子嶺滲濾液處理廠采用三沉

19、二曝兩段式活性污泥法工藝，對DO與MLSS的濃度控制要求不一樣，一段利用細(xì)菌和低級霉菌占優(yōu)勢的混合種群，二段培養(yǎng)原生動物占優(yōu)勢。滲濾液處理廠從1991年開始投產(chǎn)，在填埋初期，由于滲濾液的有機物、氨氮濃度較低、可生化性較好，因此可以滿足排放要求。隨著填埋時間的延長，垃圾滲濾液的濃度越來越高、成分越來越復(fù)雜、可生化性降低，且變化幅度大、變化規(guī)律復(fù)雜，使得處理難度加大。b北京阿蘇衛(wèi)滲濾液處理廠采用厭氧+氧化溝的處理工藝。阿蘇衛(wèi)滲濾液處理廠的運行情況與天子嶺情況類似。在此階段，由于滲濾液處理廠主要參照城市污水處理廠進(jìn)行建設(shè)，沒有考慮到滲濾液水質(zhì)特性，因此都存在不能穩(wěn)定運行的狀況，出水也不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。2

20、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)獨特性，如高濃度的氨氮、高濃度的有機物等，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，代表性的工程實例有深圳下坪、香港新界西等垃圾填埋場的滲濾液的處理。a深圳下坪滲濾液處理廠采用氨吹脫+厭氧復(fù)合床+SBR的處理工藝。該工程于2002年投入使用，通過為期一年的運行，設(shè)備運行良好、出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。采用了化工規(guī)整填料塔，有效地解決了滲濾液的脫氨問題，出水的氨氮保持在10mg/L左右。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(jìn)行汽提，減少了氣量，同時不

21、需要對滲濾液進(jìn)行pH調(diào)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，有效地解決了脫氨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(yuǎn)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(yīng)提高，一般需要處理到二級甚至一級排放標(biāo)準(zhǔn)。此時的滲濾液若僅靠生物處理無法達(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

22、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，BOD5/COD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(zhì)類物質(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。在實際中，因填埋時間存在先后的差別，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(shù)

23、方法主要有高級氧化技術(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物和無機化合物，提高處理工藝的抗沖擊負(fù)荷能力。高級氧化水解酸化出 水進(jìn) 水提高可生化性單元生物處理單元UASB氧化溝接觸氧化A2/O工藝SBR工藝生物處理工藝：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性能、污染物的成分及營養(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。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化分解

24、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(·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、水和無害物，不產(chǎn)生二次污染；3) 能直接達(dá)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(xué)過程，反應(yīng)速度快，易于控制；5) 可單獨處理，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：1) 應(yīng)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)

25、 少量有機物用于合成，故微生物增殖慢，污泥量少；3) 但反應(yīng)時間較長，所需處理構(gòu)筑物容積較大。UASB的最大特點是其反應(yīng)器底部污泥層的濃度高、活性高，使反應(yīng)器有機負(fù)荷得到提高，水力停留時間短，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)

26、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，具有較強的抗沖擊負(fù)荷的能力。一般情況下，氧化溝工藝不設(shè)初沉池，工藝簡單，便于操作。2A2/O工藝A2/O工藝是在20世紀(jì)80年代初開創(chuàng)的工藝，其主要特點是將反硝化反應(yīng)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(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淹沒式生物濾池，是在生物濾池基礎(chǔ)上，通過接觸曝氣方式演變成的一種污水生物處理技術(shù)。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于水中。因

27、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。4SBR工藝SBR工藝是較早開展于污水處理實驗研究技術(shù)方法之一，直到近10多年來，由于自動控制、機械制造等技術(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)，通過時間順序上的控制，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工藝名稱優(yōu)點缺點氧化溝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；采用機械曝氣，氧利

28、用率高，設(shè)備的維護(hù)方便。占地大，能耗大，運行費用高；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工藝工藝簡單，占地少；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?；亓魑勰嗪邢跛猁}進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，對除磷效果有影響；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(yīng)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(fù)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)生死角；生物膜脫落，水質(zhì)受影響

29、；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(fù)荷；反應(yīng)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(fù)雜；潷水設(shè)施的可靠性對出水水質(zhì)影響大；設(shè)計過程復(fù)雜；維護(hù)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(zhì)特征之一，隨著填埋時間的延長，垃圾中的有機氮轉(zhuǎn)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，由于高濃度的氨氮對生物處理系統(tǒng)有一定

30、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，BOD5/ CODCr值小于0.1，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(biāo)準(zhǔn)以下，一般來講，滲濾液的 COD中將近有500600 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，目前我國垃圾滲濾液處理工藝的關(guān)鍵主要

31、集中在以下兩個方面：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)機的電耗。另外，由于蒸餾后，脫氨尾氣可以通過冷凝直接轉(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。除了氨吹脫的方法脫氨以外，生物脫氮也是一種經(jīng)濟、有效的脫

32、氨方式。但傳統(tǒng)理論認(rèn)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氨問題。目前對生物脫氮技術(shù)又有了很多新的認(rèn)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(shù)具有需氧量低、能耗低、負(fù)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(shù)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(shù)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，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

33、埋場應(yīng)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(shù)西方發(fā)達(dá)國家關(guān)注并大規(guī)模開展?jié)B濾液處理是在20世紀(jì)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(shù)應(yīng)用于滲濾液處理，才走出了以反滲透技術(shù)為主，高效生物反應(yīng)器結(jié)合反滲透的技術(shù)路線。從國外近十幾年來滲濾液處理技術(shù)發(fā)展來看，簡單生化法處理滲濾液的技術(shù)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(jié)合膜法的先進(jìn)技術(shù)。2 設(shè)計說明書2.1 總論2.1.1 設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容2.1.

34、1.1 污水處理設(shè)計目的污水處理設(shè)計能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的水處理專業(yè)知識及相關(guān)知識的能力和工程實踐能力，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，圖紙繪制，設(shè)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(shè)計基礎(chǔ)要求： （1） 在設(shè)計過程中，要發(fā)揮獨立思考工作的能力。（2） 本設(shè)計的重點是污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算和總體布置。（3） 處理構(gòu)筑物選型按其基礎(chǔ)特征加以說明。（4） 設(shè)計計算說明書，要求內(nèi)容完整（包括計算草圖），簡明扼要，文字通順，設(shè)計圖紙按標(biāo)準(zhǔn)繪制，內(nèi)容完整，主次分明。2.1.1.3 設(shè)計任務(wù)：（1） 設(shè)計說明：包括水質(zhì)特征、性質(zhì)，設(shè)計

35、流量，進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)，工藝流程比較與選擇，各構(gòu)筑物運行參數(shù)及尺寸設(shè)計以及各處理構(gòu)筑物的平面布置。（2） 計算說明：包括各處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算。（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)計水量：Q=400m3d，時變化系數(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)CODBODNH-NSSPH進(jìn)水水質(zhì)60002000100018005-9排放標(biāo)準(zhǔn)300150252006-9處理水質(zhì)執(zhí)行生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-1996）二級排放標(biāo)準(zhǔn)。2.2 滲濾液處理工藝流程說明經(jīng)分析滲濾液的水質(zhì)特點，

36、同時從出水水質(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、無機砂質(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)的有機物和無機物徹底消除，而不會產(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，有效去除有機物膠體及懸浮顆粒，降低后續(xù)生化處理段的有機負(fù)荷，保證其正常運行。原水經(jīng)格柵閘閥井進(jìn)入調(diào)節(jié)池，穩(wěn)定后出水

37、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(jìn)入UASB，去除部分COD同時氨化，之后進(jìn)入SBR進(jìn)一步去除有機污染物同時脫氮，再進(jìn)入臭氧氧化池進(jìn)行深度處理后，通過活性炭吸附，出水可達(dá)標(biāo)排放。2.3 處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算2.3.1 格柵的設(shè)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(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，并使之正常運行。2.3.1.2 格柵的設(shè)計參數(shù)及要求1（1） 柵條間隙：粗格柵（50100mm），中格柵（1040mm），細(xì)格柵（1.510mm）；（2） 格柵的柵前流速一般為0.4m/s 0.

38、9m/s；（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(yīng)與入廠污水管規(guī)格相適應(yīng)；（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(guān)，在無當(dāng)運行資料時，可采用：（1）格柵間隙1625mm 0.100.05m3柵渣/103污水；（2）格柵間隙3050mm 0.030.01m3柵渣/103污水；（6） 機械格柵不宜少于2臺，如為1臺時，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用；（7） 格柵傾角一般采用45º75º，人工清渣：45º60º，機械清渣：60º90º；（8） 通過格柵的水頭損失一般采用0

39、.080.15m；（9） 柵間必須設(shè)置工作臺，臺面應(yīng)高出柵渣前最高設(shè)計水位0.5，工作臺上應(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)運設(shè)備，以便運行格柵及其他設(shè)備的檢修和柵渣的日常清除。 2.3.1.3 設(shè)計計算1 柵條間隙數(shù)n： (個) (11)式中：Qmax最大設(shè)計流量，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0.61.0m/s，取= 0.7m/s；格柵安裝傾角，( °)，取60º；經(jīng)驗修正系數(shù)。注：1) Qmax= Q設(shè) = 400m3/d = 4.63L/

40、s = 4.63×10-3m3/s， 當(dāng)< 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(xì)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：B = S(n-1)+b×n = 0.01×(20-1)+0.01×20 0.4m (12)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(jìn)水渠道漸寬部分的長度： (13)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角度，( °)，

41、取20°。4 格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度： (14)5 通過格柵的水頭損失：1) 計算水頭損失： (15)式中：計算水頭損失，m； 阻力系數(shù) (16)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) 過柵水頭損失： (17)式中：過柵水頭損失，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 (18)式中：h柵前水深，m； h1格柵前渠道超高，m，取0.3m； h2過柵水頭損失，m。7 格柵總長度L： (19)8 每日柵渣量W： 采用人工清渣 (110)式中：W每

42、日柵渣量，m3/d； W1單位體積污水柵渣量，m3/(103m3污水)，一般取0.10.01，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 格柵機安裝2臺，1用1備圖2-2 格柵水力計算簡圖2.3.2 調(diào)節(jié)池的設(shè)計計算2.3.2.1 設(shè)計說明調(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機顆粒，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(jìn)水水質(zhì)相對穩(wěn)定，必須有較大的調(diào)節(jié)池來調(diào)節(jié)水量，常規(guī)的污水處

43、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，以彌補秋、冬季滲濾液處理廠正常運行時滲濾液量的不足，所以其停留時間均大于24h3。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(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，以免對處理設(shè)施沖擊過大。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)過較長時間的厭氧發(fā)酵過程，滲濾液直接進(jìn)行厭氧作用已不顯著，通過自然復(fù)氧作用，使調(diào)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

44、續(xù)生化處理難度降低。2.3.2.2 設(shè)計計算1 設(shè)置2座調(diào)節(jié)池，水力停留時間取T = 24h。2 調(diào)節(jié)池容積： (21)3 設(shè)計中采用的調(diào)節(jié)池容積V一般考慮增加調(diào)節(jié)池理論容積的1020，取20，則： (22) 單池容積 (23)4 池形設(shè)計：1) 兩池采用并聯(lián)式矩形池，設(shè)定有效水深h2 = 5m，則單個調(diào)節(jié)池表面積A： (24)2) 單池平面尺寸取L×B = 8×6 = 48m2；3) 超高取0.3m。5 貯渣斗所需容積V1´： (25)式中：Qmax最大設(shè)計流量，m3/d； T排渣時間間隔，取2d； X城鎮(zhèn)污水的沉渣量，一般采用0.03L/m3(污水)； Kz污

45、水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3。6 渣斗尺寸計算：圖2-3 調(diào)節(jié)池方形渣斗尺寸計算簡圖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 (26)2) 貯渣斗容積V1： (27) 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： (28)式中，貯渣斗高度，= 0.3m； i池底坡向渣斗的坡度，取6； B單個調(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 (29)式中：h1超高，取0.3m； h

46、2有效水深，h2 = 5m。8 補充說明：調(diào)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(shè)有桁車刮泥機的調(diào)節(jié)池進(jìn)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；排泥管2.3.3 混凝沉淀池的設(shè)計計算 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)，成為整個處理過程的保障技術(shù)，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(shè)計計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

47、好，使用方便，對處理后的水質(zhì)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(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，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6，當(dāng)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(yīng)池設(shè)計參數(shù)及要點5(1) 池數(shù)一般不少于2座，反應(yīng)時間為2030min；(2) 每座池一般設(shè)34擋攪拌器，各攪拌器之間用隔墻分開以防水流短路，垂

48、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0.50.6m/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(yīng)設(shè)于池子水面下0.3m處，下槳板底端設(shè)于距池底0.30.5m處，槳板外緣與池側(cè)壁間距不大于0.25m；(5) 槳板寬度與長度之比b/l = 1/101/15，一般采用b = 0.10.3m。每臺攪拌器上槳板總面積宜為水流截面的1020，不宜超過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)動方向垂直的截面積；(6) 所有攪拌軸及葉輪等機械設(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)時間t的乘積Gt可間接表示整個反應(yīng)時間內(nèi)顆粒碰撞的總次數(shù)，可用來控制反應(yīng)效果。當(dāng)原水濃度低，平均G值較小或處理要求較高時，可適當(dāng)延長反應(yīng)時間，以提高Gt值，改善反應(yīng)效果。一般平均G值約在2070s-1之間為宜，Gt值應(yīng)控制在104105之間。三設(shè)計計算1 反應(yīng)池容積V： (31)式中：V反應(yīng)池總?cè)莘e，m3； Q設(shè)計處理水量，m3/h； t反應(yīng)時間，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臺攪拌機，池子的有效水深取h = 2.7m，則單池面積 (32) 池邊長a 0.93m反應(yīng)池超過取h1 = 0.3m，則池總高度H =