城市生活垃圾填埋場滲濾液處理工藝設計12345(共53頁)

1、 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計(論文)用紙西南科技大學本科畢業(yè)論文城市(chngsh)生活垃圾填埋場滲濾液處理工藝設計摘要(zhiyo)：本設計(shj)對1500m3/d的垃圾填埋場滲濾液的處理工藝進行設計。滲濾液廢水水質復雜，屬于典型的高濃度難降解有機污染廢水，其水質特點表現(xiàn)為有機物含量高、CODCr、BOD5高、pH低等特點。設計采用“吹脫與ABRSBR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CODCr：22000mg/L、SS：2200mg/L、BOD5：15000mg/L、NH3-N：1500mg/L。滲濾液經本工藝處理后，CODCr、BOD5、NH3-N及SS的去除

2、率分別為99.5%、99.2%、98.5%及98.9%，滿足生活垃圾填埋場污染控制標準（GB16889-2008）一級排放標準。關鍵詞：滲濾液；吹脫；ABR；SBR；活性炭吸附 Design of Municipal Solid Waste Landfill Leachate Treatment ProcessAbstract: Design of 1500m3/d of municipal solid waste landfill leachate treatment process was proposed. Leachate with complex substances was typ

3、ical and difficultly degraded effluent that contains concentration of organic pollutants. It has the features of high organic content, CODCr, BOD5, and low pH values. Municipal solid waste landfill leachate was treated by the process of “air strippingABRSBRactive carbon adsorption” with the wastewat

4、er quality of 22000mg/L COD, 2200mg/L SS, 15000mg/L BOD5, 1500mg/L NH3-N. After the leachate was treated by the process, the removal rate of COD, BOD5, NH3-N and SS was about 99.5%, 99.2%, 98.5% and 98.9%, and the quality of water met the First Grade Standard of Standard for Pollution Control on the

5、 Landfill Site of Municipal Solid Waste (GB16889-2008).Key word: leachate, air stripping, ABR，SBR，active carbon adsorption 目錄(ml)TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc24533 第一章、垃圾(l j)填埋場滲濾液概況1 HYPERLINK l _Toc23623 1.1城市(chngsh)生活垃圾的現(xiàn)狀及趨勢1 HYPERLINK l _Toc12589 1.2滲濾液的來源、水質及水量特點分析1 HYPERLINK l _Toc5306 第二章

6、 設計概述4 HYPERLINK l _Toc16522 2.1 設計的題目4 HYPERLINK l _Toc548 2.2 設計原則4 HYPERLINK l _Toc8660 2.3 設計依據4 HYPERLINK l _Toc1941 2.3.1、法律法規(guī)依據4 HYPERLINK l _Toc23606 2.3.2、技術標準及技術規(guī)范依據4 HYPERLINK l _Toc19032 2.3.3、設計范圍5 HYPERLINK l _Toc722 2.4 設計工藝比選5 HYPERLINK l _Toc15345 2.5 設計工藝流程圖6 HYPERLINK l _Toc26463

7、第三章 主要構筑物設計計算7 HYPERLINK l _Toc9576 3.1集水池的設計7 HYPERLINK l _Toc7233 3.1.1 設計說明7 HYPERLINK l _Toc3848 3.1.2 設計參數7 HYPERLINK l _Toc12847 3.1.3設計計算7 HYPERLINK l _Toc4598 3.2 調節(jié)池的設計計算7 HYPERLINK l _Toc9174 3.2.1調節(jié)池的作用7 HYPERLINK l _Toc29640 3.2.2 設計參數7 HYPERLINK l _Toc26540 3.2.3 設計計算7 HYPERLINK l _Toc1

8、7287 3.3 吹脫塔的設計計算8 HYPERLINK l _Toc8533 3.3.1 設計說明8 HYPERLINK l _Toc11258 3.3.2 設計(shj)參數9 HYPERLINK l _Toc30542 3.3.3設計(shj)計算9 HYPERLINK l _Toc3385 3.4 ABR池的設計(shj)計算10 HYPERLINK l _Toc30385 3.4.1設計說明10 HYPERLINK l _Toc16335 3.4.2設計參數11 HYPERLINK l _Toc32334 3.5 SBR池的設計計算12 HYPERLINK l _Toc13817 3

9、.5.1設計說明12 HYPERLINK l _Toc13173 3.5.2設計參數12 HYPERLINK l _Toc5052 3.5.3設計計算13 HYPERLINK l _Toc22049 3.6 混凝沉淀池的設計計算18 HYPERLINK l _Toc23797 3.6.1 設計說明18 HYPERLINK l _Toc14178 3.6.2 設計參數19 HYPERLINK l _Toc4232 3.6.3 設計計算19 HYPERLINK l _Toc27711 3.7 污泥濃縮池設計計算：28 HYPERLINK l _Toc596 3.7.1設計說明：28 HYPERLI

10、NK l _Toc26714 3.7.2 設計參數29 HYPERLINK l _Toc4516 3.7.3設計計算29 HYPERLINK l _Toc18216 3.8 吸附塔的設計計算32 HYPERLINK l _Toc2085 3.8.1設計說明32 HYPERLINK l _Toc32637 3.8.2 設計參數33 HYPERLINK l _Toc3514 3.8.3 設計計算33 HYPERLINK l _Toc23721 3.9 消毒池的設計計算34 HYPERLINK l _Toc16278 3.9.1 設計說明34 HYPERLINK l _Toc12689 3.9.2

11、設計參數34 HYPERLINK l _Toc11656 3.9.3 設計計算34 HYPERLINK l _Toc7515 第四章 管道及布置設計計算36 HYPERLINK l _Toc22119 4.1 污水管道計算36 HYPERLINK l _Toc13991 4.1.1 設計原理36 HYPERLINK l _Toc17647 4.1.2 各構筑物水頭(shutu)損失計算36 HYPERLINK l _Toc22894 4.1.3 污水管道(gundo)水頭損失的計算38 HYPERLINK l _Toc14494 第五章 工程概算及處理(chl)成本41 HYPERLINK l

12、 _Toc29947 5.1 工程投資估算41 HYPERLINK l _Toc25159 5.2勞動定員、運行管理42 HYPERLINK l _Toc25252 結論44 HYPERLINK l _Toc14971 致謝45 HYPERLINK l _Toc21277 參考文獻46 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計(論文)用紙 第一章 垃圾(l j)填埋場滲濾液概況1.1城市生活垃圾(l j)的現(xiàn)狀及趨勢隨著城市(chngsh)建設的發(fā)展、居民生活水平的有所提高，城市生活垃圾產生量與日俱增。這些垃圾不僅污染環(huán)境、破壞了城市景觀，同時傳播著疾病，威脅人類的生命安全，以成為社會公害之一。因此，城市生活

13、垃圾問題是我國和世界各大城市面臨的重大環(huán)境問題。我國城市生活垃圾現(xiàn)狀分析 我國的城市垃圾產量迅速增加的同時，垃圾構成及其理化問題也相應地發(fā)生了很大變化?，F(xiàn)在我國城市生活垃圾構成擁有以下變化趨勢：a有機物增加；b可燃物增多；c可回收利用物增多；d可利用價值增大。 2、城市生活垃圾管理與處置現(xiàn)狀我國城市垃圾清運處置主要由各市環(huán)衛(wèi)部門主管。垃圾清運處置過程的管理、監(jiān)督、運行基本由一家完成。許多城市環(huán)境衛(wèi)生實行市、區(qū)、街道三級管理體制。垃圾清運處置費用靠政府全額財政撥款，生產效率低而技術含量少，仍屬于勞動密集型行業(yè)。長期以來，我國城市垃圾處置主要以尋找合適地點加以消納為目的。目前，我國城市垃圾處置的最

14、主要方式是填埋，約占全部處置總量的70以上；其次是高溫堆肥，約占20以上；焚燒量甚微。 3、城市生活垃圾污染現(xiàn)狀。（1）垃圾露天堆放大量氨、硫化物等有害氣體釋放，嚴重污染了大氣。（2）嚴重污染水體。垃圾不但含有病原微生物，在堆放腐敗過程中還會產生大量的酸性和堿性有機污染物，并會將垃圾中的重金屬溶解出來，形成有機物質，重金屬和病原微生物三為一體的污染源，雨水淋入產生的滲濾液必然會造成地表水和地下水的嚴重污染。生物性污染。垃圾中有許多致病微生物，同時垃圾往往是蚊、蠅、蟑螂和老鼠的孳生地，這些必然危害著廣大市民的身體健康。（4）垃圾爆炸事故不斷發(fā)生。隨著城市中有機物含量的提高和由露天分散堆放變?yōu)榧?/p>

15、堆存，只采用簡單覆蓋易造成產生甲烷氣體的厭氧環(huán)境，易燃易爆。1.2滲濾(shn l)液的來源、水質(shu zh)及水量特點分析1、滲濾液(ly)的來源：（1）直接降水。降水包括降雨和降雪，它是滲濾液產生的主要來源。（2）地表徑流。地表徑流是指來自場地表面上坡方向的徑流水，對滲濾液的產生量也有較大的影響。取決于填埋場地周圍的地勢、覆土材料的種類及滲透性能、場地的植被情況及排水設施的完善程度等。（3）地表灌溉。與地面的種植情況和土壤類型有關。（4）地下水。如果填埋場地的底部在地下水位以下，地下水就可能滲入填埋場內，滲濾液的數量和性質與地下水同垃圾的接觸情況、接觸時間及流動方向有關。（5）廢物中水

16、分。隨固體廢物進入填埋場中的水分，包括固體廢物本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附（當貯水池密封不好時）量。（6）覆蓋材料中的水分。隨覆蓋層材料進入填埋場中的水量與覆蓋層物質的類型、來源以及季節(jié)。覆蓋層物質的最大含水量可以用田間持水量來定義，即克服重力作用之后能在介質孔隙中保持的水量。典型田間持水量：對于砂而言為6%12%，對于粘土質的土壤為23%31%。（7）有機物分解生成水。垃圾中的有機組分在填埋場內經厭氧分解會產生水分，其產生量與垃圾的組成、pH值、溫度和菌種等因素有關。 2、滲濾液水質特點：垃圾滲濾液是指從垃圾填埋場中滲出的黑棕紅色水溶液，當垃圾含水47%時，每噸垃圾可產生0.072

17、2t滲濾液。填埋場滲濾液的來源有直接降水、地表徑流、地表灌溉、地下水、廢物中的水分、覆蓋材料中的水分、有機物分解生成的水，當填埋場處于初期階段是，滲濾液的pH值較低，而COD、BOD5、TOC、SS、硬度、揮發(fā)性脂肪酸和金屬的含量很高；當填埋場處于后期時，滲濾液的pH值升高，而COD、BOD5、硬度、揮發(fā)性脂肪酸和金屬的含量明顯下降。但隨著堆放年限的增加，垃圾滲濾液中氨氮濃度會逐漸升高。（1）污染物種類繁多：滲濾液的污染成分包括有機物、無機離子和營養(yǎng)物質。其中主要是氨、氮和各種溶解態(tài)的陽離子、重金屬、酚類、丹類、可溶性脂肪酸及其它有機污染物。（2）污染物濃度高，變化范圍大：在垃圾滲濾液的產生過

18、程中，由于垃圾中原有的、以及垃圾降解后產生的污染物經過溶解、洗淋等作用進入垃圾滲濾液中，以致垃圾滲濾液污染物濃度特別高，而且成分復雜。垃圾滲濾液的這一特性是其它污水無法比擬的，造成了處理和處理工藝選擇的難度大。（3）水質變化大：垃圾成分對滲濾液的水質影響(yngxing)大。不同的地區(qū)，生活垃圾的組成可能相差很大。相應的滲濾液水質也會有很大差異。垃圾滲濾液水質因水量變化而變化，同時隨著填埋年限的增加，垃圾滲濾液污染物的組成及濃度也發(fā)生相應的變化。（4）營養(yǎng)元素比例失衡：對于生化(shn hu)處理，污水中適宜的營養(yǎng)元素比例是BOD5：N：P=100：5：1，而一般(ybn)的垃圾滲濾液中的BO

19、D5/P大都大于300，與微生物所需的磷元素比例相差較大。3、滲濾液水量特點：（1）水量變化大：垃圾填埋場產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)，因此滲濾液的產量受氣候、季節(jié)的影響非常大。（2）水量難以預測：滲濾液的產生量受到多種因素的影響，要準確預測滲濾液的產生量受到多種因素的影響，要準確預測滲濾液的產生量是非常困難的。第二章 設計(shj)概述2.1 設計(shj)的題目該設計(shj)的滲濾液處理量為1500t/d，設滲濾液的密度約為1000kg/m3，即滲濾液處理

20、量為1500m3/d，此為平均流量，設工作時間為24小時制。該設計進水水質如表2.1所示。 表2-1滲濾液進水水質 單位：（mg/L）項目CODBOD5NH3-NSS含量2200015000150022002.2 設計原則（1）針對廢水水質特點采用先進、合理、成熟、可靠的處理工藝和設備，最大可能地發(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；（2）工藝設計與設備選型能夠在生產過程中具有較大的靈活性和調節(jié)余地，能適應水質水量的變化，確保出水水質穩(wěn)定，能達標排放；（3）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（4）建筑構筑物布置合理順暢，減低噪聲，消除

21、異味，改善周圍環(huán)境；（5）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指標且優(yōu)于排放標準。2.3 設計依據2.3.1、法律法規(guī)依據（1）中華人民共和國環(huán)境保護法（2）中華人民共和國水污染防治法（3）中華人民共和國污染防治法實施細則（4）防治水污染技術政策2.3.2、技術標準及技術規(guī)范依據（1）城市排水工程規(guī)劃規(guī)范（GB50318-2000）（2）室外排水設計規(guī)范（GBJ14-1987）（3）建筑給水排水設計規(guī)范（GBJ15-1987）（4）地表水環(huán)境質量標準(GB3838-2002)（5）生活垃圾填埋場污染控制標準（GB16889-2008）2.3.3、設計(sh

22、j)范圍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，設計內容包括(boku)水處理工藝、處理構筑物的設計、污泥處理系統(tǒng)設計等。 2.3.4、執(zhí)行排放(pi fn)標準根據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表2-3表2-3滲濾液處理程度 單位：（mg/L）項目CODBOD5NH3-NSS進水水質220001500015002200出水水質11012022.524.2去除率99.5%99.2%98.5%98.9%2.4 設計工藝比選由于本設計的進水水質濃度高，要求污染物去除率

23、較高（COD去除率：99.5%，BOD5去除率：99.2%，NH3-N去除率：98.5%，SS去除率：98.9%），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工藝的結合運用十分成熟，且處理效率較高，適合此次滲濾的厭氧處理。好氧生物處理中SBR工藝是現(xiàn)在較為成熟的，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：（1）理想的推流過程使生化反應推動力增大，效率提高，池內厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好

24、。（2）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，出水水質好。 （3）耐沖擊負荷，池內有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。 （4）工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調整，運行靈活。 （5）處理設備少，構造簡單，便于操作和維護管理。 （6）反應(fnyng)池內存在DO、BOD5濃度梯度，有效(yuxio)控制活性污泥膨脹。 （7）SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構造方法，利于(ly)廢水處理廠的擴建和改造。 （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。 （9）工藝流程簡單、造價低。主體設備

25、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。所以本次設計我們就采用ABRSBR處理工藝。2.5 設計工藝流程圖采用吹脫法與ABR+SBR法相結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。滲濾液處理工藝流程：集水池調節(jié)池吹脫塔調節(jié)池沉淀池吸收塔SBR池混合池絮凝池污泥濃縮池活性炭吸附塔加藥間進水消毒池出水ABR池沼氣回收系統(tǒng)圖 2.5 第三章 主要構筑物設計(shj)計算3.1集水池的設計(shj)3.1.1 設計說明集水池作用(zuyng)：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量由于受到各種因素的

26、影響,越分布極不均衡。3.1.2 設計參數累計滲濾液Q=150000m3處理能力W=800m3/d停留時間t為5個月，即150天安全系數n=1.23.1.3設計計算V=(Q-W*t)*n=36000m3有效水深采用20m，則集水池面積為F=1800m2 ，其尺寸為 20m90m3.2 調節(jié)池的設計計算3.2.1調節(jié)池的作用本次設計設置兩個調節(jié)池，一個用于吹脫塔前，用石灰調節(jié)pH值至11，增加游離氨的量，使吹脫效果增加，去除更多的氨氮。另一個用于吹脫塔后，用酸將pH值降低至8左右，達到后續(xù)生物處理所適宜的范圍。兩個調節(jié)池使用同一種尺寸。同時對滲濾液水質、水量、酸堿度和溫度進行調節(jié)，使其平衡。一般

27、所用的堿性藥劑有Ca(OH)2、CaO或NaOH，雖然NaOH做藥劑效果更好一點，但考慮到成本問題本設計用CaO作試劑。3.2.2 設計參數平均流量：=100 m3/h 停留時間：t=6h3.2.3 設計計算 （1）調節(jié)池容積： V= t 式中：V調節(jié)(tioji)池容積，m3；最大時平均(pngjn)流量，； t停留時間， 計算(j sun)得：調節(jié)池容積V=1006=600 m3（2）調節(jié)池尺寸： 調節(jié)池的有效水深一般為1.5m2.5m，設該調節(jié)池的有效水深為2.5m，調節(jié)池出水為水泵提升。采用矩形池，調節(jié)池表面積為： 式中：A調節(jié)池表面積，m2；V調節(jié)池體積，m3； H調節(jié)池水深，m。計

28、算得：調節(jié)池表面積A=600/2.5=240m2 取池長L=20m，則池寬B=12m?？紤]調節(jié)池的超高為0.3m，則調節(jié)池的尺寸為：20m12m2.8m=672 m3，在池底設集水坑，水池底以i=0.01的坡度滑向集水3.3 吹脫塔的設計計算3.3.1 設計說明 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移，從而達到脫氮的目的。NH3溶解在水中的反應方程式為：NH3+H2ONH4+OH- 從反應式中可以看出，要想使得更多的氨被吹脫出來，必須使游離氨的量增加，則必須將進入吹脫塔的廢水pH值調到堿性，使廢水中OH-量增加，反應向左移動，廢水

29、中游離氨增多，使氨更容易被吹脫。所以在廢水進入吹脫塔之前，用石灰將pH值調至11，使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。吹脫塔內裝填料，水從塔頂送入，往下噴淋，空氣由塔底送入，為了防止產生水垢，所以本次設計中采用逆流(nli)氨吹脫塔，采用規(guī)格為25252.5mm的陶瓷拉西環(huán)填料(tinlio)亂堆方式進行填充。吹脫塔示意圖如圖3.3.1所示。圖3.3.1 吹脫塔示意圖 表3-3吹脫塔進出(jnch)水水質 單位：（mg/L）項目CODBOD5NH3-NSS進水水質220001500015002200去除率30%40%80%30%出水水質154009000300

30、15403.3.2 設計參數設計流量=200 m3/d=12.5 m3/h=3.47210-3 m3/s設計淋水密度q=100 m3/（m2d）氣液比為2500m3/m3廢水3.3.3設計計算（1）吹脫塔截面積 A= 式中：A吹脫塔截面積，m2； 設計流量，m3/d；q設計(shj)淋水密度，m3/（m2d）。計算(j sun)得：吹脫塔截面積A=2m2吹脫塔直徑(zhjng)D=1.95m 取2 m（2）空氣量設定氣液比為2500 m3/m3水，則所需氣量為：2002500=7.5105 m3/d=8.68m3/s（3）空氣流速v=8.68/3=2.89m/s（4）填料高度采用填料高度為5.

31、0m，考慮塔高對去除率影響的安全系數為1.4，則填料總高度為51.4=7.0 m.3.4 ABR池的設計計算3.4.1設計說明ABR池采用常溫硝化。廢水在反應器內沿折流板作下向流動。下向流室水平截面僅為上向流室水平截面的四分之一，所以，下向流室水流速大，不會堵塞。而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，接觸反應，又可截留住厭氧活性污泥，避免其流失，保持反應器內厭氧活性污泥高濃度。在下向流室隔墻下端設置了一個45轉角，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。圖3.4.1 ABR池示意圖表3-4ABR進出水水質 單位：（mg/L）項

32、目CODBOD5NH3-NSS進水水質52502100180560去除率80%75%5%60%出水水質1050525175224 3.4.2設計(shj)參數有效(yuxio)水深設為Hh=2.5m，超高H2=0.3m停留時間HRT=64.32/12.5=6h。e產氣率，取e=0.25m3氣/kg COD；ECOD去除率，去E=80%。3.4.3 設計(shj)計算1上向流室截面積A1 式中：A1上向流室截面積，m2；Qmax設計流量，m3/d；V1上向流室水流上升速度，一般為13m/h，取V1=2.6m/h。計算得：上向流式截面積m2取上向流室寬度B1=1.5m，則其長度L1=3.2m。反應

33、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=0.4m，長度與上向流室相同為L2=3.2m。2下向流室流速V2 式中：V2下向流室流速，m/h；Qmax設計流量，m3/d； B2下向流室寬度，m； L2下向流室長度，m。計算得：下向流室流速V2=m/h 有效水深設為Hh=2.5m，超高H2=0.3m，頂部(dn b)厚度0.2m，則總水深H=3.0m，ABR池尺寸(ch cun)為：6.7m3.2m3.0m=64.32m3，停留時間HRT=64.32/12.5=6h。COD容積(rngj)負荷為9.08kgCOD/( m3/d)，符合要求。在三個上向流室的頂部中央各設一個沼氣出口

34、，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。3產氣量G 式中：G產生的沼氣量，m3/h； e產氣率，取e=0.25m3氣/kg COD；Q max 設計流量，m3/d；S0進水平均COD，mg/L；ECOD去除率，去E=80%。計算得：產氣量G=0.2512.5525010-30.80=13.125 m3/h 每天產生的沼氣量為315 m3/d。3.5 SBR池的設計計算3.5.1設計說明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（潷水器)，以及其他附屬設備組成的反應器。SBR法按進水方式分為間歇進水方式和連

35、續(xù)進水方式；按有機物負荷分為高負荷運行方式、低負荷運行方式及其他運行方式。本設計采用間歇進水，高負荷運行方式，由流入、反應、沉淀、排放、閑置五個工序組成。表3-5SBR進出水水質 單位：（mg/L）項目CODBOD5NH3-NSS進水水質1050525175224去除率84%80%84%75%出水水質16810528563.5.2設計參數設計流量Qmax=200 m3/d=12.5 m3/h=3.47210-3 m3/s；反應池水深H=5m；BOD5污泥負荷Ls=0.2kgBOD/(kgMLSSd)；污泥(w n)濃度MLSS=3000mg/L；排水比 ； 安全(nqun)高度=0.6m；反應

36、(fnyng)池數N=2；池寬與池長之比為1：1； 需氧量系數a=1.0kgO2/kgBOD53.5.3設計計算 （1）曝氣時間TA 式中：TA HYPERLINK /project/HTML/16970.html t _blank 曝氣時間，h； S0進水平均BOD5，mg/L； LsSBR污泥負荷，kgBOD/(kgMLSSd)； 排水比； X反應器內混合液平均MLSS濃度，mg/L。 計算得：曝氣時間（2）沉淀時間TS 式中：Ts沉淀時間，h； H反應器水深，m； 排水比； 安全高度； Vmax活性污泥界面的初始沉降速度，m/h； X反應器內混合液平均MLSS濃度，mg/L。 計算得：污

37、泥界面初始沉降速度Vmax =4.61043000-1.26=1.91m/h 沉淀(chndin)時間 （3）排水時間(shjin)TD=2h（4）周期(zhuq)數n一周期所需時間TCTA+TS+TD=6.56+0.97+2=9.53h周期數n= 取n=2，則TC=12h（5）進水時間 式中：TF進水時間，h； TC一個周期所需時間，h； N一個系列反應池數量。 計算得：進水時間TF=h（6）反應池容積V 式中：V各反應池容積，m3； N反應池的個數； n周期數； Qmax日最大廢水處理量，m3/d。 計算得： 反應池容積m3（7）反應池尺寸： 單個反應池面積A=m2 因SBR池長和池寬比一

38、般在1:11:2 所以取SBR池長L=10m，則SBR池寬B=6m。（8）進水變動的討論 排出結束(jish)時水位： 基準(jzhn)水位： 高峰(gofng)水位： 警報、溢流水位： 污泥界面： SBR反應池水位概念如圖3.5.3所示。高峰水位基準水位 排水結束水位污泥界面警報、溢流水位h1h2h333h4h5圖3.5.3 SBR反應池水位概念（9）鼓風曝氣系統(tǒng) a.需氧量 =aQmax（S0-Se） 式中：需氧量，kgO2/d；a需氧量系數，kgO2/kgBOD5；Qmax設計流量，m3/d；S0進水BOD5，kg/ m3；Se出水BOD5，kg/ m3。 計算得：需氧量=1.0300(

39、525 - 105)10-3=126 kgO2/d 周期數n=2，反應池數N=2，則每個池一個周期的需氧量 = kgO2/d 以曝氣時間TA=7h為周期的需氧量為 kgO2/db.供氧量設計(shj)算水溫為20C，混合液DO 濃度(nngd)CL =1.5mg/L，微孔(wi kn)曝氣器的氧轉移率EA=15%，設曝氣頭距池底0.2m，則淹沒水深為4.8m。查表得：20C時溶解氧在水中飽和溶解度：Cs(20)=9.17mg/L30C時溶解氧在水中飽和溶解度：Cs(30)=7.63mg/L微孔曝氣器出口處的絕對壓力：Pb=P0+9.8103HA 式中：Pb曝氣器出口處的絕對壓力Pb，Pa；P0

40、大氣壓力，P0=1.013105Pa；HA曝氣器裝置的安裝深度，本設計采用HA=4.8m。計算得：曝氣器出口處的絕對壓力Pb=1.013105+9.81034.8=1.483105Pa空氣離開反應池時氧的百分比為 100% 式中：Ot空氣離開反應池時氧的百分比，%；EA空氣擴散器的氧轉移效率，對于微孔曝氣器，取15%。計算得：空氣離開反應池時氧的百分比Ot =18.43%曝氣池中的平均溶解氧飽和度為式中：Csb鼓風曝氣池內混合液溶解氧飽和度的平均值，mg/L；Cs在大氣壓條件下氧的飽和度，mg/L；Pb空氣擴散裝置出口處的絕對壓力，Pa；Ot空氣離開反應池時氧的百分比。計算(j sun)得：2

41、0C時鼓風( fn)曝氣池內混合液溶解氧飽和度的平均值Csb(20)=10.61 mg/L30C時鼓風( fn)曝氣池內混合液溶解氧飽和度的平均值Csb(30)=8.82 mg/L溫度20C時，脫氧清水的充氧量為 式中：Ro脫氧清水的充氧量，kgO2/h；Rt需氧量，kg/L；氧轉移折算系數，一般=0.80.85，取=0.85；氧溶解折算系數，一般=0.90.97，取=0.95；密度，kg/L，清水密度為1.0 kg/L；CL廢水中實際溶解氧濃度，mg/L；Csb鼓風曝氣池內混合液溶解氧飽和度的平均值，mg/L。計算得：充氧量Ro=19.32 kg O2/h c.供風量 鼓風空氣量： 式中：G

42、S鼓風空氣量，m3/min；Ro脫氧清水的充氧量，kgO2/h；EA空氣擴散器的氧轉移效率，對于微孔曝氣器，取15%。計算得：鼓風空氣量GS=8.23 m3/mind.布氣系統(tǒng)單個反應池平面面積為10m6m，設每個曝氣器的服務面積為2m2。曝氣器的個數：個，取總曝氣器個數為64個。 每個SBR池需要(xyo)曝氣器32個。設空氣(kngq)干管流速u1=15m/s，干管數量(shling)n1=1；支管流速u2=10m/s，支管數量n2=2；小支管流速u3=5m/s，小支管數量n3=6。管道直徑： 式中：D管道直徑，m；GS鼓風空氣量，m3/min；n管道數量；u管道內空氣流速，m/s。計算得

43、：空氣干管直徑D1=0.108m，選用DN125mm鋼管空氣支管直徑D2=0.093m，選用DN100mm鋼管空氣小支管直徑D3=0.076m，選用DN80mm鋼管（10）上清液排出裝置潷水器每池的排水負荷 式中：QD每個反應池的排水負荷，m3/min；Qmax設計流量，m3/d；N反應池數；n周期數； TD排水時間，h。計算得：每池的排水負荷QD = =0.625 m3/min3.6 混凝沉淀池的設計(shj)計算3.6.1 設計說明本次設計(shj)的滲濾液pH值在69左右，根據常用混凝劑的應用特性，選用聚合氯化鋁作為(zuwi)混凝劑，混凝劑的投加采用濕投法。聚合氯化鋁適宜pH59，對設

44、備腐蝕性小，效率高，耗藥量小、絮體大而重、沉淀快，受水溫影響小，投加過量對混凝效果影響小，適合各類水質，對高濁度廢水十分有效，因此適合本次設計。本次選擇的聚合氯化鋁混凝劑為液態(tài)。表3-6混凝池進出水水質 單位：（mg/L）項目CODBOD5NH3-NSS進水水質1681052856去除率50%50%15%60%出水水質8452.523.822.4 3.6.2 設計參數混凝劑最大投量，取=20mg/L溶液質量分數，一般取10%20%，取=10%n每日配制次數，一般為26次，取n=2C噴口出流系數，一般為0.90.95，取C=0.9 g重力加速度，9.81m/s23.6.3 設計計算 1.混合設備

45、：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，設置兩個混合池，一用一備。 （1）混合池有效容積W 式中：W混合池有效容積，m3；Qmax設計流量，m3/d；T混合時間，最大不得超過2min，取T=1min。計算(j sun)得： 混合(hnh)池有效容積W=0.21m3（2）混合(hnh)池高度H有效水深式中：H有效水深，m；W混合池有效容積，m3；D混合池直徑，D=0.6m。 計算得：有效水深H=0.74m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

46、池底皆為0.15m，擋板長h=0.7420.15=0.44m?；旌铣爻呷?0.26m，則混合池總高度為： H= H+=0.74+0.26=1.00m2.絮凝設備：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。根據本次設計的水量和水質，選擇垂直軸式等徑葉輪機械絮凝池，絮凝池設置兩個。（1）池體尺寸 a.單池有效容積V 式中：V絮凝池有效容積，m3；Qmax設計流量，m3/h；T絮凝時間，一般為1015min，取T=15min；n絮凝池數，n=2。計算得： 單池有效容積V=1.56 m3b.池平面尺寸為配合沉淀池尺寸，絮凝池分為三格，每格尺寸為0.6m0.6m，即絮凝池的

47、寬度B=0.6m，則長度L=30.6=1.8m。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。c.池高h 式中：h絮凝池高，m；V絮凝池有效(yuxio)體積，m3；L絮凝池長度(chngd)，m。絮凝池超高取0.2m，則絮凝池總高度(god)H=1.6m。（2）攪拌設備a.葉輪構造參數葉輪直徑D取池寬的75%，采用D=0.45m；葉輪槳板中心點線速度采用：=0.5m/s，=0.35m/s，=0.2m/s；槳板長度=0.32m(槳板長度與葉輪直徑之比/D=0.32/0.45=0.7)；槳板寬度b=0.05m；葉輪槳板中心點旋轉直徑D0=0

48、.32m。每根軸上槳板數8塊，內、外側各4塊。旋轉槳板面積與絮凝池過水斷面面積之比為： %=%=15.2%， 符合要求。b.葉輪轉速n 式中：n葉輪轉速，r/min；葉輪槳板中心點線速度，m/s；D0葉輪上槳板中心點旋轉直徑，m。計算得葉輪轉速分別為：n1=29.8r/minn2=20.9r/minn3=11.9r/minc.葉輪旋轉的角速度 式中：葉輪(yln)旋轉角速度，rad/s； 葉輪(yln)槳板中心點線速度，m/s； D0葉輪上槳板中心點旋轉(xunzhun)直徑，m。 計算得： 第一格葉輪角速度=3.12rad/s 第二格葉輪角速度=2.19rad/s 第三格葉輪角速度=1.25

49、rad/s d.槳板功率P0n 由槳板寬長比b/=0.05/0.32=0.161，查表得：阻力系數CD=1.10外側槳板旋轉的功率 內側槳板旋轉的功率 槳板功率 式中：外側槳板旋轉的功率，kW； 內側槳板旋轉的功率，kW； 槳板功率，kW； y每個葉輪上的槳板數目，此處y=4個； 槳板長度，m； k系數； r2外葉輪外緣旋轉半徑，m； r1外葉輪外緣旋轉半徑與槳板寬度之差，m； r2內葉輪內緣旋轉半徑，m； r1內葉輪內緣旋轉半徑與槳板寬度之差，m； 葉輪旋轉角速度，rad/s。 計算得： 第一格外側槳板旋轉功率 =2.1710-3kW 第一格內側槳板旋轉功率 =4.2210-4kW 第一格槳

50、板(jin bn)功率=2.1710-3+4.2210-4=2.5910-3 kW 第二格外(gwi)側槳板旋轉功率 =7.5110-4kW 第二格內側槳板(jin bn)旋轉功率 =1.6710-4kW 第二格槳板功率=7.5110-4+1.6710- 4=9.1810-4 kW 第三格外側槳板旋轉功率 =1.4010-4kW 第三格內側槳板旋轉功率 =3.1010-5kW 第三格槳板功率=1.4010-4+3.1010-5=1.7110- 4 kW e.所需電動機功率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： =+= 2.5910-3+9.1810- 4+1.7110- 4=

51、3.6810-3kW 電動機功率 式中：P電動機功率，kW； P0絮凝池消耗總功率，kW； 攪拌設備總機械效率，一般取=0.75 傳動效率，一般為0.60.95，取=0.8。 計算得：電動機功率P=6.1310-3kW （3）核算平均速度梯度G值及GT值 水溫20C時，水的動力黏度Pas 每格絮凝池的有效容積W=0.52 m3 水流速度梯度 式中：G水流速度(sd)梯度，s-1； P電動機功率(gngl)，W； 水的動力(dngl)黏度，Pas； W每格絮凝池的有效容積，m3。 計算得： 第一格速度梯度G1=69.5 s-1 第二格速度梯度G2=41.4 s-1第三格速度梯度G3=20.6 s

52、-1 絮凝池平均速度梯度G=47.8 GT=47.81560=4.30104經核算，G值均在2070s-1范圍之內，符合要求；GT值在11041105的范圍內，符合要求。3.混凝沉淀池：由于反應階段生成了較大絮體，因此廢水從絮凝池出來后送入混凝沉淀池進行沉淀分離。經過一段沉淀時間，處理后的水被澄清后流出，污泥沉在池底，進而達到分離目的。根據處理水的水量水質，選擇豎流式沉淀池，沉淀池設置兩個。沉淀池為鋼筋混凝土結構，池底設計成截頭圓錐。豎流式沉淀池結構如圖3.6.3所示。 圖3.6.3 豎流式沉淀池（1）中心(zhngxn)管計算a.最大秒流量(liling)qmax 式中：qmax最大秒流量(

53、liling)，m3/s；Qmax設計流量，m3/d；n沉淀池數，取n=2。 計算得：最大秒流量qmax =1.73610-3 m3/s b.中心管有效過水斷面積A1 式中：A1中心管有效過水斷面積，m2； qmax最大秒流量，m3/s； 污水在中心管內的流速，一般取0.03m/s。 計算得：中心管有效過水斷面積A1=0.058 m2 c.中心(zhngxn)管有效(yuxio)直徑d0 式中：d0中心(zhngxn)管有效直徑，m； A1中心管有效過水斷面積，m2。 計算得：中心管有效直徑d0=0.27m，取d0=0.3m 喇叭口直徑=0.40m；反射板直徑=0.52 m（2）中心管高度h2

54、（沉淀池的工作高度） 式中：h2中心管高度，m； 污水在沉淀區(qū)的上升速度，取=0.0005m/s； t沉淀時間，取t=1.5h。計算得：中心管高度h2=0.00051.53600=2.7m （3）中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3 式中：h3中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度，m； qmax最大秒流量，m3/s；污水由中心管與反射板之間縫隙的出流速度，取=0.02m/s； 喇叭口直徑，m。 計算得： 中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3=0.07m（4）沉淀池工作部分有效斷面積A2 式中：A2沉淀池工作部分有效斷面積，m2； qmax最大秒流量，m3/s； 污水在沉淀區(qū)的上升(shngs

55、hng)速度，取=0.0005m/s。計算得：沉淀池工作(gngzu)部分有效斷面積A2=3.47 m2（5）沉淀池總面積A= A1+ A2=0.058+3.47=3.53 m2（6）沉淀池直徑(zhjng)D 式中：D沉淀池直徑，m；A沉淀池總面積，m2。 計算得：沉淀池直徑D=2.12m （7）校核池徑水深比 D/ h2=2.12/2.7=0.793，符合要求。 （8）校核集水槽出水堰負荷q0 式中：q0集水槽出水堰負荷，；qmax最大秒流量，m3/s；D沉淀池直徑，m。 計算得： 集水槽出水堰負荷q0= 符合要求，可不另設輻射式水槽。 （9）污泥量V 式中：V污泥量，m3；qmax最大秒

56、流量，m3/s； C1進水懸浮物濃度，kg/m3；C2出水(ch shu)懸浮物濃度，kg/m3；T兩次清除污泥(w n)相隔時間，取T=2d；Kz污水(w shu)總變化系數，Kz =1.5；污泥密度，=1000kg/m3； P0污泥含水率，取P0=90%。設混凝沉淀池對懸浮物的去除率為80%，混凝階段產生的絮體濃度為60 mg/L，混凝后污水的本體的SS濃度為60 mg/L：進水懸浮物濃度C1=60+60=120mg/L=0.12kg/m3出水懸浮物濃度C2=0.12(10.8)=0.024 kg/m3 計算得： 污泥量V=0.20 m3每池污泥體積V=0.20/2=0.10 m3（10）

57、池子圓截錐部分實有容積V1 式中：V1圓截錐部分容積，m3； h5污泥室圓截錐部分的高度，m； D沉淀池直徑，m； d圓錐底部直徑，取d=0.1m； 截椎側壁傾角，??；R圓截錐上部半徑，R=1.06m； r圓截錐下部半徑，r=0.05m。 計算得：污泥室圓截錐部分的高度h5=1.44m圓截錐部分容積V1=1.78（11）沉淀池總高度 H=h1+h2+h3+h4+h5 式中：H沉淀池總高度，m； h1超高，取h1=0.5m； h2中心(zhngxn)管高度，m； h3中心管喇叭口與反射板之間的縫隙(fngx)高度，m； h4緩沖(hunchng)層高，h4=0m； h5污泥室圓截錐部分的高度，m

58、。 計算得：沉淀池總高度H=0.5+2.7+0.07+0+1.44=4.71m3.7 污泥濃縮池設計計算：3.7.1設計說明： 污泥濃縮的主要目的是減少污泥體積，以便后續(xù)的單元操作。污泥濃縮的操作方法有間歇式和連續(xù)式兩種。通常間歇式主要用于污泥量較小的場合，而連續(xù)式則用于污泥較大的場合。污泥濃縮的方法有重力濃縮、氣浮濃縮、和離心濃縮，其中重力濃縮應用最廣。根據本次設計知整個工藝流程產泥量較小，因此選擇一個不帶中心管的間歇式重力濃縮池，其結構如圖3.7.2所示。其濃縮原理是污泥在重力濃縮池中，污泥依次通過自由沉降、絮凝沉降、區(qū)域沉降、壓縮沉降的過程來脫去部分水分。即是通過自身重力來壓密的過程。污

59、泥濃縮池采用鋼混結構。 本次設計的污泥來源：（1）SBR工藝產生的剩余污泥；（2）豎流式混凝沉淀池產生的污泥。由于ABR池將產生的污泥送入污泥濃縮池的同時，污泥濃縮池中的污泥又有部分回流至ABR池中，因此，ABR池中污泥進出同步進行時，進入的污泥量可抵消產生的污泥量。 圖3.7.2 間歇式重力濃縮池3.7.2 設計(shj)參數 a，b計算(j sun)系數，取a=0.9，b=0.05； 污泥(w n)密度，=1000kg/m3； P1剩余污泥含水率，一般為99.2%99.6%，取P1=99.5%； 沉淀池中懸浮物的去除率，取=80%； P濃縮前含水率，取P=99%； 泥斗側壁傾角，取。 Pt

60、出泥含水率，取Pt =97%。3.7.3設計計算 （1）污泥量的確定及計算 a. SBR池產生剩余污泥量V1 式中：X每日排放的剩余污泥量，kg/d；Qmax設計流量，m3/d；SrBOD5降解量，kg/ m3；W曝氣池有效容積，m3；XvMLVSS濃度，kg/ m3；f系數，f=0.8；X反應器內混合液平均MLSS濃度，kg/ m3 ； a，b計算系數，取a=0.9，b=0.05；V1SBR池產生剩余污泥量，m3/d； 污泥密度，=1000kg/m3； P1剩余污泥含水率，一般為99.2%99.6%，取P1=99.5%。計算得：MLVSS濃度Xv =0.8400010-3=3.2 kg/ m