日處理量為100噸的城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝設計摘要 5第一章前言 71.1選題目的和意義 71.2垃圾滲濾液的來源和危害 71.2.1垃圾滲濾液的來源 71.2.2垃圾滲濾液的危害 71.3國內外研究現狀 81.4設計任務 101.4.1設計內容 10第二章城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝的選擇 10第三章污水工藝設計 133.1設計任務書 133.2進出水水質 133.3工藝流程圖 133.4構筑物說明 13第四章設計計算說明書 154.1細格柵 154.1.1設計參數 154.1.2設計計算 154.2調節池 174.2.1設計計算 174.3初沉池 184.3.1設計參數 184.3.2設計計算 194.4吹脫塔 214.4.1設計參數 214.4.2設計計算 214.5MBR膜生物反應器 224.5.1設計參數 224.5.2設計計算 224.6超濾設備 234.6.1設計說明 234.6.2設計參數 234.7消毒接觸池 234.7.1選擇消毒劑的類型 234.7.2設計參數 234.7.3設計計算 244.8污泥濃縮池 244.8.1設計說明 244.8.2設計計算 24第五章處理工藝的總體布置 265.1平面布置 265.1.1平面布置內容 275.1.2平面布置原則 275.2高程布置 275.2.1高程計算任務 285.2.2高程計算原則 285.2.3高程計算 28第六章工程造價預算 296.1編制依據 296.2土建部分 306.3設備部分 306.4物料消耗費用部分 316.4.1藥劑投加費 316.4.3電耗費用 32第七章總結 32參考文獻 32摘要本設計是日排量100噸的城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝的設計，采用的是MBR+超濾工藝，本設計進水水質為CODcr=12000mg/L，BOD5=5000mg/L，SS=2000mg/L，出水水質要求達到《生活垃圾場填埋控制標準》（GB16889-2008）中表2規定排放標準。文中對城市垃圾填埋場滲濾液的工藝處理進行了工藝介紹和設計計算以及設備選型等。關鍵詞：滲濾液超濾設計第一章前言1.1選題目的和意義目前我國城市垃圾的主要處理方式是衛生垃圾填埋法；其中70%以上都是采取簡易填埋方式處理的，這些處理方式對地下水產生一定的污染和潛在的危害。在城市垃圾填埋過程中，由于填埋場的運行和封場等問題，將會從一定程度上導致大量垃圾滲濾液的產生[1]。這些垃圾滲濾液是世界上目前公認的性質復雜、難于處理的高濃度廢水，如果不加以處理而進入環境，將會對環境產生重大的污染[1]。城市垃圾滲濾液是一種高濃度的有機廢水，富含眾多有毒有害的物質，主要包括溶解性有機物，無機鹽成分，重金屬以及具有“三致”作用的其它污染物。垃圾滲濾液不同于一般的城市生活廢水，它具有污染高、污染持續時間長、水質波動大且氨氮含量較高等特點[2]。因此，處理城市垃圾滲濾液已成為亟待解決的問題。1.2垃圾滲濾液的來源和危害1.2.1垃圾滲濾液的來源垃圾滲濾液來源與生活垃圾成分、運儲、處置等各環節密切相關，是經過厭氧發酵、有機物降解、雨水沖淋、地下水浸泡等原因形成的成分復雜的高濃度有機廢水[5]。由于國內已經開始推行垃圾分類，但因為普及程度不夠，家庭廚余等易腐蝕垃圾所占比重較大，且廚余垃圾自身含水量大，又加上降水滲透等影響，學者普遍認為垃圾滲濾液主要來源是垃圾本身含有的大量可溶性有機物、無機物在雨水、地表水或地下水的浸入過程中溶解的污染物、垃圾通過生物、化學、物理作用產生的可溶性物質、覆土和周圍的土壤中進入滲濾液的可溶性物質，成分非常復雜[6]。我國城市垃圾滲濾液的主要來源是：1)填埋場堆放及填埋操作過程中受重力或其他作用力而導致滲濾液滲出[2]；2)自然降水；3)垃圾游離水；4)有機物分解產生水以及入滲地下水等淋溶作用，產生的廢水[7]。1.2.2垃圾滲濾液的危害垃圾滲濾液作為高濃度污染廢水，不僅污染物濃度高，污染嚴重，且持續性久，會對環境和地下水造成嚴重污染，甚至對周圍土壤也會造成嚴重且難以挽救的污染，因此垃圾滲濾液是目前最難處理的污染廢水之一，其中BOD、COD等含量較高，處理難度較高且降解困難。垃圾滲濾液會帶來以下危害：1)污染周邊水源，包括地下水和地表水，造成水源污染，使有機物及重金屬嚴重超標；2)污染大氣環境，因滲濾液常伴有惡臭氣味會一定程度影響周邊人群及動植物生存；3)污染周邊土壤，滲濾液滲漏至土壤會污染土地，破壞土壤健康值，導致土壤污染物含量超標等[8]。主要表現在：（1）水質復雜，危害性大。水中含有多種污染物且污染物濃度較高難以去除，危害性較強。（2）CODcr和BOD5濃度高。滲濾液中CODcr和BOD5最高分別可達90000mg/L、38000mg/L甚至更高[9]。（3）氨氮含量高，且隨填埋時間越長氨氮含量越高，最高可達3000mg/L。滲濾液中的氮多以氨氮形式存在，約占TNK40%-50%[9]。（4）水質變化大。根據填埋場的年齡，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CODcr、BOD5濃度高，可生化性強；另一類是填埋時間在5年以上的年老滲濾液，由于新鮮垃圾逐漸腐蝕，pH值越來越接近中性，CODcr和BOD5濃度較之前有所降低，BOD5/CODcr比值減小，氨氮濃度增加[9]。（5）金屬含量較高。垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子。（6）滲濾液中的微生物營養元素比例失調，主要是C、N、P的比例失調。一般的垃圾滲濾液中的BOD5：P大都大于300。同時，垃圾滲濾液中也存在著大量的細菌病毒，隨著滲濾液滲入會持續污染環境和地下水，造成嚴重的環境污染，嚴重時甚至會影響人體健康。1.3國內外研究現狀目前我國大部分城市垃圾的主要處理方式仍是垃圾填埋和垃圾焚燒，其中大多數都是采取簡易填埋方式處理的，且在今后一段時期，填埋處理仍將是我國國內城市生活垃圾處理的基本方式，這種處理方式產生的滲濾液將會對地下水產生相當大的污染和嚴峻的潛在危害。在城市垃圾填埋過程中，由于填埋場的運行和封場等原因將會導致大量垃圾滲濾液的產生[1]。這些垃圾滲濾液是世界上目前公認的性質復雜、難于處理的高濃度廢水，如果不加以處理而進入環境，將會對環境產生重大的污染[2]。我國垃圾填埋處理行業與國外相比起步較晚，始于上世紀80年代末，垃圾滲濾液的處理工藝也歷經了幾個不同時期的發展[1]。第一階段是以北京阿蘇衛垃圾填埋場為典型的考慮垃圾滲濾液的特殊水質特性的早期滲濾液處理工藝，主要是采用傳統的好氧生物法，處理效果相對較差，效率低。第二個階段是90年代中后期以深圳下坪垃圾填埋場為典型代表的針對滲濾液的特殊水質采用脫氮、厭氧、好氧相結合的處理工藝，處理、運行效果良好，效率較高，成本低廉。第三個階段是21世紀后現階段，新建的生活垃圾衛生填埋場為避免污染城市空氣一般建于偏遠地區，與城市污水作合并處理的可能性很小并且很難實施，而隨著生活垃圾污染控制標準的提高，單獨采用生物處理技術已不能滿足滲濾液排放要求，因此，生物處理+深度處理技術開始得到推廣。就我國目前垃圾滲濾液的處理現狀來講，技術水平工藝參差不齊，缺乏處理效果好且經濟成本可行的方法[3][4]。目前我國滲濾液的處理主要包括，物化法，生物法和高級氧化法等。垃圾滲濾液的處理面臨著許多困境，例如：物化法處理滲濾液成本高，生物法單獨處理則難以達到排放標準等。所以對新型垃圾滲濾液處理方法及工藝的探索和創新更需要加大力度，尋求新型高附加值的資源化處置技術十分必要[2]。我國目前主要使用生物處理法和物化處理法對垃圾滲濾液進行處理，然而生化法對于中、后期滲濾液的處理效果較差，出水很難達到排放標準。在國外，運用最廣泛的滲濾液處理方法包括延時曝氣法、生物轉盤及曝氣穩定塘。另外，滲濾液回灌作為填埋場滲濾液處理方法之一，目前在國外已得到廣泛應用。據估計，英國5O％的填埋場進行了滲濾液回灌。目前，西方發達國家已經普遍在垃圾滲濾液處理中推廣膜分離技術。膜技術能夠有效的截留各種污染物，獲得純度較高的出水，在國外得到廣泛的應用，但是膜組件的成本較高，新型低成本膜的開發與應用將帶來水污染處理領域的全新革命；膜污染的物理清洗僅能恢復膜通量約70%，而化學清洗能恢復膜通量約90%以上，但是化學清洗耗能高，且易造成二次污染，而生物清洗技術利用微生物自身的生物代謝機理實現膜的清洗，可以解決膜清洗困難和二次污染的難題。1.4設計任務1.4.1設計內容設計總水量：100t/d設計進出水水質：類別BOD5CODcrSS氨氮進水50001200020001500出水≤30≤100≤30≤25去除率≥99.4%≥91.6%≥98.5%≥98%注：執行（GB16889-2008）《生活垃圾場填埋控制標準》中表2規定排放標準。第二章城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝的選擇由于設計進出水水質要求較高且對于污染物去除率要求較高，采用一般方法無法達到出水水質排放標準，因此為了有效去除懸浮物，本次設計包括一級預處理、二級生物處理和深度處理。一級預處理主要是為了去除污水中的懸浮物、調節pH值和為后續處理創造良好的條件。在一般情況下，物理法和化學法均可作為高濃度廢水處理的預處理。預處理一般包括固液分離、吹脫、沉淀、混凝等。其中吹脫法對于氨氮去除率較高，能有效降低氨氮含量。二級生物處理是在污水經過一級處理后，用生物法繼續去除水中的膠體狀和溶解性有機污染物，將復雜污染物化為小分子物質，便于下一步去除。生化處理包括活性污泥法和生物膜法等。深度處理是經過一級、二級處理后，為了達到出水水質標準而進一步處理的過程，實現污水的回收和再利用。深度處理包括膜分離、離子交換和活性炭吸附等。（1）A/O工藝A/O工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A是厭氧段，用于脫氮除磷；O是好氧段，用于去除水中的有機物。它不僅可以降解有機污染物，還可以去除一部分氮、磷，經常被用作活性污泥的前處理工藝，通過AO工藝進行生物處理可以有效去除COD、BOD5和NH3-N。（2）好氧生物處理。好氧生物處理在廢水處理中技術比較成熟，主要有活性污泥法、生物轉盤、反硝化與硝化等工藝，好氧處理對降低BOD5、COD和氨氮的含量效果明顯，除此之外還可以降低金屬元素的含量。進行好氧生物處理時，污泥處理與處置的工藝較為復雜，費用較高，而對于垃圾滲濾液而言，由于其水質具有BOD5和COD濃度高、氨氮的含量較高等特點，運用傳統好氧生物處理工藝對滲濾液處理的難度系數較大，且因為出水水質要求較高，出水水質難以達到水質標準的要求，并且處理工藝占地面積較大。（3）SBR法SBR是序批式活性污泥法的簡稱，夠在同一個反應池內完成進水、排水、沉淀以及反應等相關的滲濾液處理工藝，有效的進行泥水分離，并且具有操作工序簡潔、處理工藝成本較低的優勢，同時還能夠有效的防止污泥出現回流情況的發生。（4）超濾。超濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動力的膜分離過程，可有效去除水中的微粒、膠體、細菌、熱源及高分子有機物質。可廣泛應用于物質的分離、濃縮、提純。（5）MBR在處理難降解有機廢水和高濃度氨氮廢水方面有著極強的優勢，是國內研究較多的垃圾滲濾液膜處理工藝。膜生物反應器(MBR)利用膜的高效截流作用，使微生物被完全截流在生物反應器中，實現水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)的徹底分離，從而保證了反應器中維持大量的污泥齡較長的活性污泥。A/O法是由缺氧池和好氧池串聯而成，該工藝的優點是處理效率高，流程簡單，投資省，操作費用低，耐負荷沖擊能力強，但沒有獨立的污泥回流系統，因此難降解物質的降解率較低，脫氮率很難達到80%。采用高負荷，大生物量生化工藝可以減少場地，但傳統的硝化、反硝化工藝往往達不到大生物量這個要求。好氧生物處理時，由于其水質具有成分復雜、BOD5和COD濃度高、氨氮的含量較高等特點，運用傳統好氧生物處理工藝對滲濾液處理的難度系數較大，且因為出水水質要求較高，出水水質難以達到水質標準的要求，并且處理工藝占地面積較大。SBR法效率高、運行穩定，耐沖擊負荷，而且工藝流程簡單，造價低，占地面積小，SS去除率為70%-90%，BOD5去除率為70%-90%，COD去除率為70%-90%。利用SBR處理方式對生活垃圾滲濾液進行處理之時，應當進行全面仔細的分析，把填埋年限控制在5年之內，在進水時，COD的濃度應當控制在3500-8000mg/L，氨氮化合物的濃度范圍為180-300mg/L。超濾法系統回收率高，所得產品品質優良，可實現物料的高效分離、純化及高倍數濃縮。處理過程無相變，對物料中組成成分不會產生不良影響或破壞其物質組成，且分離、純化、濃縮過程中始終處于常溫狀態，特別適用于熱敏性物質的處理，完全避免了高溫對生物活性物質破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質及營養成分[3]。系統能耗低，生產周期短，與傳統工藝設備相比，設備運行費用低，生產成本較低，費用消耗較少。儀器設備先進且占地面積少，便于操作，工人勞動強度低且去除率較高。MBR在處理難降解有機廢水和高濃度氨氮廢水方面有著極強的優勢，是國內研究較多的垃圾滲濾液膜處理工藝。但膜技術和生物結合工藝適用于初期的填埋場滲濾液的處理，此時，C/N比還未失衡，可被生物降解的有機物種類較多。針對中后期老齡化的滲濾液處理，生化處理不能發揮其優勢，碳源投加量的劇增導致運營成本增多，需要增加深度膜處理技術，保證出水的穩定達標。綜合考慮，選擇MBR+超濾法。第三章污水工藝設計3.1設計任務書本設計是日排量100噸的城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝的設計，采用的是MBR+超濾工藝，本設計進水水質為CODcr=12000mg/L，BOD5=5000mg/L，SS=2000mg/L，出水水質要求達到《生活垃圾場填埋控制標準》（GB16889-2008）中表2規定排放標準，要求選擇合適的工藝進行處理，通過不同工藝之間的比較，確定工藝方法和流程，進行相應構筑物的計算，并進行平面布置和高程布置。3.2進出水水質類別BOD5CODcrSS氨氮進水50001200020001500出水≤30≤100≤30≤25去除率≥99.4%≥91.6%≥98.5%≥98%3.3工藝流程圖進水→細格柵→調節池→初沉池→吹脫塔→MBR→超濾→消毒池→出水污泥濃縮池→脫水機房→污泥外運3.4構筑物說明細格柵：由于是垃圾填埋場滲濾液，為防止有粗大的懸浮物堵塞構筑物，進而影響整個工藝流程，因此需在進入調節池之前設置格柵，去除部分懸浮物。調節池：調節水質水量，進行初步沉降、分離，利于下一步處理。初沉池：初沉池可以有效的去處污水中的懸浮固體，同時去除一部分呈懸浮狀態的有機物，以減輕后續生物處理構筑物的有機負荷。又有一部分混凝沉淀池的作用，所以此處可省掉混凝沉淀池。初沉池的處理對象是懸浮物質（SS可去除40%～50%以上），同時可以去除部分BOD5（約占總BOD5的20%～30%，主要是非溶解性BOD），以改善生物處理構筑物的運行條件并降低其BOD負荷[4]。本設計應選擇豎流式沉淀池。吹脫塔：吹脫對于高濃度的氨氮有較好的去除效果，滲濾液的pH值在調節池內被調節至11左右，以使滲濾液中有更多的游離氨，便于吹脫，然后滲濾液被污水提升泵從調節池提升到吹脫塔中。吹脫塔的接觸面積較大，有利于氨氮的吸收。氨氣吹脫塔對氨氮的去除效率在在60%～95%之間。對COD去除率約為25%~50%，BOD去除率約為65%，SS去除率約50%[4]。MBR生物膜反應器：處理難降解有機廢水和高濃度氨氮廢水方面有著極強的優勢，是國內研究較多的垃圾滲濾液膜處理工藝。消毒池：經過處理后，滲濾液出水水質已經達到出水水質標準，但是滲濾液中仍然含有細菌病毒及微生物等，因此設置消毒池對出水進行消毒處理，防止其對人類健康產生危害和對環境造成污染，并要使排水達到國家規定的細菌學指標。污泥濃縮池：污泥濃縮池是將初沉池等各個池中的剩余污泥進行濃縮后排出，在進行壓濾脫水等步驟最后形成泥餅外運等。項目去除率及出水CODcrBOD5NH3-NSS原水/12000500015002000格柵、調節池去除率20%10%/25%出水9600450015001500初沉池去除率35%30%5%50%出水624031501495750吹脫塔去除率5%5%90%/出水59282993150750MBR+超濾去除率98.5%99%90%96%出水89301530第四章設計計算說明書4.1細格柵4.1.1設計參數（1）細格柵柵條間距（1.5-10mm）：取b=6mm=0.006m（2）過柵流速（一般采用0.6-1.0m/s）：取v=0.8m/s（3）柵前水深（一般為0.3-0.5m）:取0.4m（4）格柵安裝角度（一般與水平面成30°-60°）：取α=60°（5）格柵間設置的工作平臺標高應高出柵前最高設計水位0.5m。4.1.2設計計算1.格柵槽總寬度B①最大設計流量QmaxK當Q<5L/S時，Kz=2.3，Q>1000L/S時，Kz=1.3，所以此設計Kz取2.3Qmax=Kz×Q設=230t/天=9.6m3/h=0.0028m3/s原水流量：Q=100t/d=100m3/d=4.2m3/h=0.0012m3/s②柵條間隙數nn=Qmaxsinαb?v=0.0028×Qmax--最大設計流量m3/s--格柵傾角，（°），取α=60°b--柵條間隙，m，取b=0.02mn--柵條間隙數，個h--柵前水深，m，取h=0.4mv--過柵流速，m/s，取v=0.8m/s由于柵條間隙數過少所以放寬至21個③柵條數n-1=20個④柵條總寬度BB=S×（n-1）+b×n=0.01×20+0.006×21=0.326mS--柵條寬度，m，取S=0.01m2.過柵水頭損失h2??ε=βh2--過柵水頭損失，mh0--計算水頭損失，mg--重力加速度，m/s，取g=9.81m/sk--系數，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數，一般取3ε--阻力系數表4-1格柵阻力系數計算公式設柵條斷面為銳邊矩形斷面，?=2.42，帶入數據得ε=β??3.柵后槽的總高度HH=h+h1+h2=0.4+0.405+0.3=1.105mH—柵后槽總高度，mh—柵前水深，mh1--柵前渠道超高,一般取h1=0.3mh2--過柵水頭損失，m4.柵槽總長度LLLL=L1+L2+0.5+1.0+HHH1--柵前渠道深，mB1--進水渠寬,取B1=0.2mɑ1--進水渠漸寬部分展開角度，取ɑ1=20°L2--柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，一般取L2=0.5L15.每日柵渣量WW=86400QmaxW11000W1--柵渣量，m3/（103m3污水），一般取0.1-0.01，細格柵取最大值，故本設計取W1為0.1m3/103m3污水。4.2調節池4.2.1設計計算1.調節池的容積V=QT=4.2Q-周期T內污水平均流量，m3/hT--水力停留時間，取T=12h（經驗值取4-12h）2.設計中采用的調節池容積V設計調節池容積一般考慮增加理論調節池容積的10%-20%，本設計取20%，則：V=50×1.2=60m33.調節池的尺寸設調節池有效水深h為4.8m，其中包括超高0.3m,調節池采用方形池，池長L與池寬B相等。①池表面積AA=V/h=60/4.8=12.5m2②池長LL=B=調節池集水坑內設2臺自動攪勻潛污泵，一用一備。4.3初沉池4.3.1設計參數（1）沉淀池的個數或分格數不應小于2個，并宜按并聯系列考慮。（2）當無實測資料時，設計數據可參考下表沉淀池類型沉淀時間/h表面負荷/[m3/(m2·h)]污泥含水率堰口負荷/[L/(s·m)]初次沉淀池1.0-2.51.2-2.095-97≤2.9二次沉淀池活性污泥法后2.0-5.00.6-1.099.2-99.6≤1.7生物膜法后1.5-4.01.0-1.596-98≤1.7（3）沉淀池的超高至少采用0.3m，此設計取0.3m。（4）一般沉淀時間不小于1.0h；有效水深多為2-4m。（5）池子的緩沖高度一般采用0.3-0.5m。（6）污泥斗的斜壁與水平面的傾角：方斗≥60°，圓斗≥55°。（7）排泥管直徑：不小于200mm。（8）沉淀池采用靜壓排泥時，初沉沉淀池的靜水頭：不應小于1.5m。本設計采用豎流式初次沉淀池。設計參數及要求：（1）池子直徑與有效水深之比不大于3，池子直徑不宜大于8m，一般采用4-7m，最大達到10m。（2）緩沖層高度，非機械排泥時為0.5m，機械排泥時，緩沖層上緣高出刮泥板0.3m。（3）中心管最大水平流速不大于30mm/s。中心管下口應設有喇叭口和反射板，反射板的直徑為喇叭口直徑的1.3倍，喇叭口直徑及高度為中心管直徑的1.35倍。4.3.2設計計算1.中心管截面積f:采用兩座豎流式沉淀池，則每池最大設計流量：qf=Qmax--最大設計流量，m3/sqmax—單池污水設計流量，m3/sn—采用的沉淀池個數，取2座f—中心管截面積，㎡v0—中心管內流速，取v0=0.002m/s2.中心管直徑d0d取d0=0.95m。喇叭口直徑d反射板直徑d3.中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3?3=qmaxv1πV1—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/sd1—喇叭口直徑，m4.沉淀部分有效截斷面積AA=v—污水在沉淀池中流速，m/s設表面負荷q/=0.5m3/(㎡·h)，則v=q=0.5/3600≈1.4×10-4m/s5.沉淀池直徑DD=取D=3.5m6.沉淀池部分有效水深h2?t—污水停留時間，取2.5h校核：D/h2=3.5/1.26≈2.78<3，滿足設計要求。7.校核集水槽出水堰負荷單面出水時，集水槽每米出水堰負荷為：q8.單池所需污泥室容積VV==所以兩個池子每天總排泥量，單池每天污泥量為1--沉淀池進水懸浮固體濃度，mg/LC2--沉淀池出水懸浮固體濃度，mg/Lγ--污泥容重，kg/m3，取γ=1000kg/m3P0--污泥含水率，%，取P0=96%T--兩次排泥的時間間隔，d，初沉池按2d計算，取T=2d9.圓截錐部分容積設定圓截錐體下底直徑為0.3m，椎體傾角為55°，則圓截錐體高h5:?V10.沉淀池總高度HH=h1+h2+h3+h4+h5=0.5+1.26+0.02+0.3+2.3=4.38mh1--沉淀池超高，m，取h1=0.5mh2--沉淀池的有效水深，mh3—中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度，mh4--緩沖層超高，m，取h4=0.3mh5—下部圓截錐體高，m4.4吹脫塔4.4.1設計參數設計流量Qmzx=230t/d=0.0028m3/s設計淋水密度q=100m3/(㎡·d)氣液比為2500m3/m3廢水4.4.2設計計算1.吹脫塔截面積A=A—吹脫塔截面積，m2Qmax—設計流量，m3/dq—設計淋水密度，m3/(㎡·d)吹脫塔直徑D=4Aπ=4×2.32.空氣量設定氣液比為2500m3/m3水，則所需空氣量為：230×2500=57500m3/d=6.66m3/s3.空氣流速V=6.66/3=2.22m/s4.填料高度采用填料高度為5.0m，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5×1.4=7m4.5MBR膜生物反應器4.5.1設計參數膜通量的選擇與污泥過濾性能，污水水質及運行的環境條件有關，一般情況為0.4-0.6m3/㎡·d，本設計取0.4m3/㎡·d。膜支架的有效面積S：0.8㎡/張膜支架張數的計算n=取720張。膜組件的選型：ES200n0=200N=n/n0=720/200=3.6≈4組膜裝置分為兩個池，每池2組膜組件。4.5.2設計計算1.設計流量Qmax=230t/d2.有效容積計算一個系列的平面布置尺寸為：池寬：4.4m，池深：3.5m，有效水深：3m池長：l=1.2×2+0.3=2.7m膜生物反應器有效容積：V有效=4.4×2.7×3×2=71.28m3，取72m3膜生物反應器總容積：V總=4.4×2.7×3.5×2=83.16m3，取85m33.鼓風機的選型（1）所需鼓風量計算G=N×n0×q=2×200×12/1000=4.8N—膜組件數n0—單位膜組件中支架數，ES200中n0=200q—每張膜支架洗凈所需空氣量，一般為10-15L/min，取q=12L/min（2）處理所需空氣量需氧量：OQd=100m3/dV—MBR池有效容積，72m3S0—原水中BOD5的含量(mg/L)Se—出水中BOD5的含量(mg/L)MBR池內污泥濃度取X=1200mg/L，a=0.5,f=0.8,b取0.124.6超濾設備4.6.1設計說明此類水質情況建議每30min進行一次物理清洗，清洗過程為“順沖-反沖1-反沖2-順沖”，每次步驟全過程需用時約2min，其中順沖各30s，反沖各30s。故:每天的物理清洗次數=24×60/(30+2)=45次/天，每天沖洗時間t=2×(30+30)×45=5400s，每天有效產水(用于后續工藝)時間:=24×3600-5400=81000s=22.5h，用戶需求超濾系統產水量為4.2m3/h,采用錯流過濾模式，按回收率為90%計算，考慮到超濾系統運行當中反沖消耗的產品水=4.2×2×1×45/60/24=0.27m3/h超濾設計進水量為（4.2+0.27）/90%=0.3m3/h4.6.2設計參數總設計選用LH3-1060-V型超濾膜組件，按每支0.1m3/h水通量計算，故總超濾膜組件用量=0.3/0.1=3支模塊數量：此方案選用2個模塊。4.7消毒接觸池4.7.1選擇消毒劑的類型本次設計采用液氯消毒接觸池。4.7.2設計參數（1）接觸時間：取t=30min（2）接觸池單格寬度：取b=2.0m（3）有效水深：取h=2.0m（4）投氯量：取q=5mg/L4.7.3設計計算1.消毒接觸池的容積V(m3)V=Qmax—設計流量，m3/st—水力停留時間，min，取t=30min2.表面積A=V--消毒接觸池的容積V(m3)h--有效水深,取h=2.0m3.消毒接觸池池高H=h1+h=0.5+2=2.5mh1—超高，m，取0.5mh--有效水深，m，取h=2.0m。4.消毒池的長度L=b—接觸池單格寬度5.復核池容由以上計算，接觸池寬b=2m，長L=18m,水深h=2mV1=bLh=18×2×2=72m3>5.04m3,符合要求4.8污泥濃縮池4.8.1設計說明根據本次設計得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、區域沉降、壓縮沉降的過程來脫除部分水分。4.8.2設計計算1.污泥量的估算預處理階段產生的污泥量：初沉池：Q1=12m3，含水率96%MBR池產生剩余污泥量：?X=YobsQS0?△X—每日排放的剩余污泥量，kg/dYOBS—凈產率系數，取值范圍為0.4-0.8，取0.5S0—進水的平均BOD5的值，mg/L，Se—出水的平均BOD5的值，mg/L產生的污泥總量約為12.15m3/d2.污泥固體濃度CC=3.濃縮池面積A=C0—污泥固體濃度，40kg/m3G—污泥固體通量，取G=30kg/(m2·d)設計一個圓形幅流池。4.濃縮池直徑DD=A—濃縮池面積5.濃縮池工作部分的有效水深?T——濃縮時間，h,一般為10-16h，取h=12h；Q——污泥量，m3?dA—濃縮池面積6.有效水深H1H1=h1+h2+h3=0.3+0.13+0.3=0.73mh1—濃縮池超高，取h1=0.3mh2--濃縮池有效水深h3—濃縮池緩沖層高度，取h3=0.3m7.污泥斗高度h4?式中D1——污泥斗下底直徑，m，取D1=1.0m；D2——污泥斗上底直徑，m，取D2=2.4m；α——傾角，(°),取α=55°8.污泥斗容積V8.池底坡度造成的高度h5?D--濃縮池直徑m，D=6.52m；D2——污泥斗上底直徑，m，取D2=2.4m；i—池底坡度，取i=19.濃縮池深度H(m)H=10.濃縮后污泥量V2VV2—濃縮后污泥量，m3?dV—污泥量，m3?dP—濃縮前含水率，取P=96%P—出泥含水率，取P=95%11.排泥周期T=取排泥周期T=6h。第五章處理工藝的總體布置5.1平面布置5.1.1平面布置內容污水處理廠平面設計主要是對構筑物及處理設施等的相對位置進行平面布置，在進行布置時要結合實際情況，考慮多方面因素，以確定構筑物的位置。5.1.2平面布置原則（1）對于各處理單元構筑物的平面布置①功能區分布一定要明確，各區域要相對獨立，一目了然。②構筑物的分布要按照流程順序，力求緊湊，節省建設資金。③要考慮構筑物的遠近分配，便于操作。④各處理構筑物距離要結合地形因素，避免管線迂回，造成操作運行和檢修得麻煩。⑤各個構筑物周圍盡可能流出足夠空間。⑥綠化面積不小于30%，總平面布置滿足消防要求。⑦注意各構筑物對其周圍環境得影響。（2）輔助構筑物的平面布置輔助構筑物包括：辦公樓、綜合樓、餐廳、泵房、控電室、維修間、倉庫等。其布置需符合以下原則：與構筑物保持一定的距離，且位于上風向。值班室需保證其位置便利性。布置需符合安全原則。（3）廠區道路設計廠區道路需考慮到交通運輸便利原則，因此采用混凝土的結構，并且也要滿足以下原則：廠區內主干道寬9至11m廠區普通道路為4至5m彎道半徑需大于6m人行道寬1.5至2m通向高架構筑物的扶梯傾角小于45°5.2高程布置5.2.1高程計算任務污水處理廠高程布置的任務主要是：①對各處理構筑物、輔助設施等做出豎向布置；②通過計算確定各處理構筑物高程、泵的揚程，使污水能夠沿處理工藝在構筑物之間靠重力自由的流動。5.2.2高程計算原則（1）最好采用重力流，降低耗電，節省資金。（2）盡量保證一次提升可達到要求。（3）選擇距離最長、水頭損失最大的流程進行計算，并留有余地。（4）盡量減少污泥處理流程的提升。5.2.3高程計算下表為各構筑物水頭損失。構筑物名稱水頭損失（m）細格柵0.2調節池0.22初沉池超濾0.252.5消毒池0.2設計地面標高為±0.00m，出水標高-0.5m，進水標高-1.00m。為使消毒池出水自流外排，則（1）消毒池:水頭損失：0.5m管道損失：0.2m其他損失：0.1m消毒池最高水位：-0.5+0.5+0.2+0.1=0.3m（2）超濾設備超濾設備設置在地面以上，水位為地面以上5m。設置提升泵。水頭損失：0.5m管道損失：1.0m其他損失：1.0m配水井水頭損失：0.5m超濾設備損失為0.5+1.0+1.0=2.5m（3）MBR水頭損失：0.5m管道損失：0.2m其他損失：0.1mMBR損失為：0.5+0.2+0.1=0.8m（4）吹脫塔吹脫塔設置在地面以上，水位為地面以上5m。水頭損失：0.5m管道損失：0.2m其他損失：0.1m吹脫塔損失為0.5+0.2+0.1=0.8m（5）初沉池水頭損失：0.3m管道損失：0.2m其他損失：0.1m初沉池最高水位：0.3+0.3+0.2+0.1=0.9m（6）調節池水頭損失：0.3m管道損失：0.2m其他損失：0.1m調節池最高水位：0.9+0.3+0.2+0.1=1.5m（7）細格柵水頭損失：0.4m其他損失：0.1m細格柵水位：1.5+0.4+0.1=2m第六章工程造價預算6.1編制依據根據《山東省市政工程費用定額》標準以及《山東省市政工程費用定額的補充規定》中工業排放工程費率，土石方工程計取地區材料基價系數，按《山東省市政工程費用定額》中土石方工程費率計算。6.2土建部分名稱池容（m3）/型號數量（個）估算（萬元）格柵間10112調節池120120初沉池24215吹脫塔12MBR生物膜反應器MBR-4130污泥濃縮池107110消毒池72110鼓風機房24112配電室16015控制室160110餐廳100110傳達室3015辦公樓1600110停車場10015倉庫5022維修間1615道路與草坪//15合計//1756.3設備部分名稱池容（m3）/型號數量（個）估算（萬元）超濾設備110刮渣機TQ-1型橋式刮渣機24潷水器XB-100046細格柵HZGS-60016加氯機/12填料//5閥門和管道//15其他//10運輸費//12安裝費//10合計//80綜上所述，工程直接投資為：土建費用+設備費用=175+80=255萬元其他部分費用:（1）設計的費用：基本設計費=工程設計計費基價×專業調整系數×工程復雜程度調整系數×附加調整系數×下浮系數工程設計計費基價——本設計取20萬元專業調整系數——本設計取1工程復雜程度調整系數——本設計取1.2附加調整系數—本設計取1下浮系數——本設計取0.7所以，基本設計費=20×1×1.2×1×0.7=16.8萬元（2）折舊費用，取設備費用的5%，4萬元。（3）調試費用以及稅金，取直接費用的10%，25.5萬元。（4）不可預見的費用:取直接費用的5%，12.75萬元所以，間接費用約為60萬元工程總造價：W=直接費用+間接費用=為了保證工程能夠順利實施，工程投資擬定為400萬元。6.4物料消耗費用部分6.4.1藥劑投加費污水處理廠所用藥劑為聚合氯化鋁，綜合藥劑費為0.5元/噸水6.4.2工資福利費污水處理職工每人每年平均工資及福利費取85000元，人數定額30人，則工資福利費 E即每噸水處理費為2550000÷365÷1000≈7元/噸水6.4.3電耗費用通過對該工程中的污水提升泵、鼓風機、壓濾機、攪拌機、回流泵等廢水主要處理設備的運行功率等參數統計，得到各設備的每日耗電量，每度電量按0.6元計算，通過折合計算可知，該處理廠的電費約為0.7元/噸水。綜上可知，本廢水處理廠的運行費用為8.2元/噸水。第七章總結本設計針對城市垃圾填埋場滲濾液100噸每天的處理工程，設計時需要對填埋場的主體工藝和運行情況熟悉，以便了解滲濾液的水質情況及處