2023年城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝設(shè)計(jì)

目錄

摘要.............................................................I

Abstract...............................................................................................................II

前言.............................................................1

1概述...........................................................2

1.1垃圾滲濾液的來(lái)源及特征....................................2

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...............3

1.2.1我國(guó)垃圾滲濾液處理經(jīng)歷的階段.......................3

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....................................................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

2.3.4UASB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)...................................47

2.3.11污泥脫水設(shè)備的設(shè)計(jì)................................48

2.3.12綜合間............................................49

2.3.13效率評(píng)估..........................................49

2.3.14場(chǎng)區(qū)市政設(shè)施設(shè)計(jì)..................................50

2.3.15總結(jié)..............................................50

參考文獻(xiàn)........................................................51

致謝............................................................52

附錄............................................................53

城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝設(shè)計(jì)

摘要

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是對(duì)城市垃圾滲濾液的處理進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。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(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。主要任務(wù)是確定該滲濾液處理的工藝流程

和相關(guān)構(gòu)筑物的尺寸計(jì)算。

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。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。SBR工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，曝氣池兼具二沉池的功能，無(wú)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(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。

所設(shè)計(jì)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(kāi)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U(xiǎn)ASB,去除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

LandfiIILeachateTreatmentProcessDesign

Abstract

Thisgraduationprojectistodesignlandfillleachatetreatmentprocess.Flowrateofthis

leachatetreatmentplantis400m3/d.ThepurposeismainlytoremoveSS,CODcr,BOD5and

NH3-N,andthequalityoftheeffluentisrequestedtoreachthelevelBstandardsofnational

sewagedischarge.Themaintaskistodeterminetheleachatetreatmentprocessandtocalculate

therelatedstructuresinthesize.

Throughanalysisofthecharacteristicsofleachate,SBRcombiningwithUASBisused

asthemainbiologicaltreatmentprocess,followedbyozonationastheadvancedtreatment.SBR

processcancompletethevarietyreactionofnitrogenandphosphorusremovalinthesame

reactorinchronologicalsequence.CompositionofSBRprocesssystemissimple.Itsaeration

tankcanbeusedassecondarysedimentationtank,andithasnotsludgereturndevice.SBR

processcanresistshockloading,anditssludgesettlingperformanceisgood.Afterthewaste

waterdealingwithbyozonation,thedissolvedorganicandinorganicscanberemoved

completely,butchemicalsludgeinwhichpollutantsareconcentratedcannotbeproduced.

Theinfluentflowedfromscreenandregulatingpondintocoagulationandsedimentation

tanktoremoveCOD,BOD,SSandheavymetal.ThenthesupernatantoverflowedintoUASB

byupgradepumptoremoveCODandtoammonificationatthesametime.Thenleachateflowed

intotheSBRtofurtherremoveorganicpollutantsandammoniasimultaneously.Atlast,the

liquidflowedintotheozonationpondandactivatedcarbonadsorptionprocessforadvanced

treatment.Theexcesssludgewhichcollectedfromthebiologicaltreatmentstructureswas

transportedtothesludgethickeningpool,andthenthesludgeenteredintothedigestiontankand

landfillafterdewatering.

Keywords：CoagulationandSedimentation;UASB;SBR;Ozonation;Activatedcarbon

adsorptionprocess

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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)》(GJJ17-1988),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，為改善人類生存環(huán)

境作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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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繁多且含量超標(biāo)的重金屬類物質(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、Rb26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。

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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、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(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)類溶解性鹽。此后，隨填埋時(shí)間的增加，無(wú)機(jī)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(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。

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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。

a.杭州天子嶺滲濾液處理廠

采用三沉二曝兩段式活性污泥法工藝，對(duì)DO與MLSS的濃度控制要求不一樣，一段

利用細(xì)菌和低級(jí)霉菌占優(yōu)勢(shì)的混合種群，二段培養(yǎng)原生動(dòng)物占優(yōu)勢(shì)。

滲濾液處理廠從1991年開(kāi)始投產(chǎn)，在填埋初期，由于滲濾液的有機(jī)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(shí)間的延長(zhǎng)，垃圾滲濾液的濃度越來(lái)越

高、成分越來(lái)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(yùn)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(méi)有考慮到滲濾液水質(zhì)特

性，因此都存在不能穩(wěn)定運(yùn)行的狀況，出水也不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

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。

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(guò)為期一

年的運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)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(wèn)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60?70℃,

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用蒸汽進(jìn)行汽提，減少了氣量，同時(shí)不需要對(duì)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?dú)猓行У亟鉀Q了脫氨尾氣二次污染的問(wèn)題。

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

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提高可生化性單元生物處理單元

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圖17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(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。

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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.A?/。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(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)

工藝名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

BOD負(fù)荷低，處理效果好，出水

占地大，能耗大，運(yùn)行費(fèi)用高；

水質(zhì)穩(wěn)定；

污泥易于膨脹；

可不設(shè)初沉池，可不單設(shè)二沉池；

氧化溝轉(zhuǎn)刷充氧攪拌易產(chǎn)生大量泡沫；

耐受水力沖擊負(fù)荷；

流速不均，致使污泥沉積，減少有效

污泥產(chǎn)率低且穩(wěn)定；

池容。

采用機(jī)械曝氣，氧利用率高，設(shè)備

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的維護(hù)方便。

工藝簡(jiǎn)單，占地少；回流污泥含有硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，對(duì)

同時(shí)脫氮除磷；除磷效果有影響；

A2/O工藝反硝化過(guò)程為硝化提供堿度；脫氮受內(nèi)回流比影響；

反硝化過(guò)程同時(shí)去除有機(jī)物；聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機(jī)

污泥沉降性能好。物。

工藝名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

微生物濃度高，生物膜適應(yīng)性強(qiáng)；

填料易堵塞；

生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，產(chǎn)泥量低，不發(fā)生

布水、曝氣不均，局部易產(chǎn)生死角；

污泥膨脹，無(wú)需污泥回流；

接觸氧化工藝生物膜脫落，水質(zhì)受影響；

氧利用率高；

生物膜多寡不易控制；

耐受水力沖擊負(fù)荷，處理效果好；

填料費(fèi)用高；

水力停留時(shí)間短，容積小，占地少；

同時(shí)脫氮除磷時(shí)操作復(fù)雜；

工藝簡(jiǎn)單，占地小，費(fèi)用低；

淺水設(shè)施的可靠性對(duì)出水水質(zhì)影響

沉淀效果好，不易發(fā)生污泥膨脹；

大；

可同時(shí)脫氮除磷，效果顯著；

SBR工藝設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜；

耐受水力沖擊負(fù)荷；

維護(hù)要求高，運(yùn)行對(duì)自動(dòng)控制依賴性

反應(yīng)推動(dòng)力大，效率高；

強(qiáng)；

操作靈活性好，便于自動(dòng)控制。

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。

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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，BODs/CODcr值小于0.1,此時(shí)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(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，精微塔脫氨是一種比較

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，由于蒸儲(chǔ)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)。

1.2.4.2滲濾液深度處理技術(shù)

對(duì)于老化滲濾液，由于生物處理基本無(wú)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(duì)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

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方法，對(duì)于有地方建造濕地的填埋場(chǎng)應(yīng)予以推廣。另外，對(duì)于封場(chǎng)后的垃圾填埋場(chǎng)的滲濾

液也可采用人工濕地的處理方式。這是由于封場(chǎng)后的填埋場(chǎng)一般需在其表面覆蓋粘土和營(yíng)

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(kuò)散。

2.膜處理技術(shù)

西方發(fā)達(dá)國(guó)家關(guān)注并大規(guī)模開(kāi)展?jié)B濾液處理是在20世紀(jì)50年代，基本上是在無(wú)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(guó)外近十幾年來(lái)滲濾液處理技術(shù)發(fā)展來(lái)看，簡(jiǎn)

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(jì)說(shuō)明書

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(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，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。

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(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=400m%,時(shí)變化系數(shù)為長(zhǎng)2=1.3,進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)如下表:

表27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)3300三150W25W2006-9

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(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■-T

加藥間

鼓風(fēng)機(jī)房

UASB

排入水體

污

污

脫

泥

泥沼氣利用

水

消

濃

干

化

縮貯泥池

燥

池

池

沼氣利用

圖27垃圾滲濾液處理工藝流程圖

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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)及要求川

(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?25mm0.10?O.OSn?柵渣/1。3污水;(2)格柵間隙30?50mm

0.03?0.01n?柵渣/1。3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45。?75。，人工清渣：45°~60°,機(jī)械清渣：60。?90。；

(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;

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(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：

_公嘰，Jsina_4.63x10-3xJsin60。

H.——?1.23?2(個(gè))(1—1)

bhv0.01x0.5x0.7

式中：Qmax—最大設(shè)計(jì)流量，m3/S;

b一柵條間隙，m；

h一柵前水深，m,取0.5m；

v—污水流經(jīng)格柵的速度，一般取0.6?L0m/s,取v=0.7m/s；

a一格柵安裝傾角，(°),取60。；

Jsina一經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)。

注：1)Qmax=Qa=400m3/d=4.63L/s=4.63xl0-3m3/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-l)+bxn=0.01x(20-1)+0.01x20%0.4m(1—2)

式中:B一柵槽寬度，m；

S一柵條寬度，m,取0.01m；

b一柵條凈間隙，m,取0.01m；

n一格柵間隙數(shù)，個(gè)。

3進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度4：

9=°4一。027，〃(1-3)

2tan%2xtan20°

式中:B—柵槽總寬度，m；

Bi一進(jìn)水渠道寬度，m,取0.2m；

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%—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3

12=0.5/,=0.135m(1-4)

5通過(guò)格柵的水頭損失：

1)計(jì)算水頭損失瓦：

V2072

----sina=2.42x——xsin60°?0.052m(1-5)

2g2x9.8

式中：%一計(jì)算水頭損失，m；

《一阻力系數(shù)

0.01V

2.42x(H)1J=2.42(1一6)

柵條斷面選取銳邊矩形，經(jīng)查表⑵，形狀系數(shù)，=2.42；

g一重力加速度，m/s2,取9.8m/s2。

2)過(guò)柵水頭損失為：

為=3x0.052x0.16/〃(1—7)

式中：h2一過(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+h]+h2=0.5+0.3+0.16~1.0m(1—8)

式中：h—柵前水深，m；

hi一格柵前渠道超高，m,取0.3m；

hz一過(guò)柵水頭損失，mo

7格柵總長(zhǎng)度L：

L=l.+/,+0.5+1.0+=0.27+0.135+0.5+1.0++x2Am(1—9)

'2tanatan60°

8每日柵渣量W：

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400x0133

w==.?o.017/n/J<0.2/n/d采用人工清渣(1—10)

K」10002.3x1000

3

式中：W—每日柵渣量，m/d;

Wi一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；

K一污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3o

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

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編號(hào)：

時(shí)間：2021年X月X日書山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟頁(yè)碼：第16頁(yè)共57頁(yè)

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'：

U=2^x7=122x24=400〃/(2—1)

2424

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=L2V'=1.2x400=480"(2—2)

單池容積%=(=240加(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：

4=維=空=48而

(2-4)

h25

2)單池平面尺寸取LXB=8X6=480?；

3)超高取0.3m。

5貯渣斗所需容積Vi'：

400x0.03x2

=0.0104W(2-5)

1000K;―1000x2.3

式中：Qmax—最大設(shè)計(jì)流量，m3/d；

T一排渣時(shí)間間隔，取2d；

X一城鎮(zhèn)污水的沉渣量，一般采用O.O3L/m3(污水);

K/一污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3o

6渣斗尺寸計(jì)算：

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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bi=0.2m,斗壁與水平面的傾角a=60°,貯渣斗高度八=

0.3m

則貯渣斗上口寬%=?24-+[=-2x0-3+0.2?0.55m(2—6)

'tan6001tan60°

2)貯渣斗容積Vi：

匕=3.(5”2+心§)=1X0.3X(0.22+0.552+Vo.22xO.5