日處理量100噸的城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝設計目錄 2 21.1選題目的和意義 21.2垃圾滲濾液的來源和危害 31.2.1垃圾滲濾液的來源 31.2.2垃圾滲濾液的危害 3 41.4設計任務 5 5第二章城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝的選擇 6第三章污水工藝設計 83.1設計任務書 83.2進出水水質 83.3工藝流程圖 83.4構筑物說明 9第四章設計計算說明書 4.1細格柵 4.1.1設計參數 4.1.2設計計算 4.2調節池 4.2.1設計計算 4.3初沉池 4.3.1設計參數 4.3.2設計計算 4.4吹脫塔 4.4.1設計參數 4.4.2設計計算 4.5MBR膜生物反應器 4.5.1設計參數 4.5.2設計計算 4.6超濾設備 4.6.1設計說明 4.6.2設計參數 4.7消毒接觸池 4.7.1選擇消毒劑的類型 4.7.2設計參數 4.7.3設計計算 4.8污泥濃縮池 4.8.1設計說明 4.8.2設計計算 第五章處理工藝的總體布置 225.1平面布置 25.1.1平面布置內容 5.1.2平面布置原則 5.2高程布置 235.2.1高程計算任務 5.2.2高程計算原則 5.2.3高程計算 第六章工程造價預算 256.1編制依據 6.2土建部分 256.3設備部分 6.4物料消耗費用部分 6.4.1藥劑投加費 6.4.3電耗費用 第七章總結 27 28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,BODs=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進行了工藝比對、工藝選擇及設計計算等。關鍵詞：滲濾液超濾設計1.1選題目的和意義目前我國城市垃圾的處理方式主要有三種：填埋、焚燒和堆肥，其中最主要的處理方式還是填埋。這些處理方式不僅會對環境產生嚴重危害而且會占用土地，1.2垃圾滲濾液的來源和危害1.2.1垃圾滲濾液的來源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1.2.2垃圾滲濾液的危害的污染，因此垃圾滲濾液是目前最難處理的污染廢水之一，其中BOD、C(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BODs濃度高。滲濾液中CODcr和BOD5最高分別可達(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%[6]。(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、BODs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(5)金屬離子含量較高。(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BODs: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。目前我國城市垃圾的處理方式主要有三種：填埋、焚燒和堆肥，其中最主要的處理方式還是填埋，且在很長一段時間內，填埋處理仍會是我國城市垃圾處理的主要方式，這種處理方式不僅占地面積大，因被填埋產生的滲濾液析出會對地下水和地表水危害極大。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7]。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7。第一階段是以北京阿蘇衛垃圾填埋場為典型的早期滲濾液處理工藝，考慮其水質特性，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處理工藝，為了降低水質指標，采用了脫氮+厭氧+好氧的工藝、處理效率高，出水水質較好。第三個階段是21世紀后現階段，新獨采用生物處理技術已不能滿足滲濾液排放要求，因此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，且易造成二1.4設計任務1.4.1設計內容類別出水去除率注：執行(GB16889-2008)《生活垃圾場填埋控制標準》中表2規定排放標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，高濃度廢水正式處理前需要設置預處理，將水質調節成易于處理的狀態。預處理一般包括固液分離、吹脫、沉淀、混凝等。其中吹脫法能有效去除氨氮，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SBR法和土地處理法等。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，包括營養物的去除和通過添加藥物對出水進行消毒。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；0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降低(2)好氧生物處理。好氧生物處理是利用好氧微生物處理有機污染物的方法，微生物利用水中存在的有機污染物進行好氧代謝，經過一系列生化反應達到無害化的要求，主要有活性污泥法和生物膜法。好氧處理對降低BODs、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。而對于垃圾滲濾液而言，由于其水質具有BODs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。此難降解物質的降解率較低，脫氮率很難達面積小，SS去除率為70%-90%,BODs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的濃度應當控制在效保留原物料體系中的生物活性物質及營養成分8。系統MBR在處理垃圾滲濾液方面有著其他工藝無法匹敵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MBR+超濾工藝，本設計進水水質為CODcr=12000mg/L,BODs=5000mg/L,3.2進出水水質類別出水去除率3.3工藝流程圖3.4構筑物說明物質(SS可去除40%-50%以上),同時可以去除部分BOD?(約占總BODs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吹脫塔：吹脫常用于去除氨氮濃度較高的污水，滲濾液的pH值在調節池內被調節至11左右，將氣體通入水中，使氣液相互充分接觸，使水中的游離氨穿常選用吹脫塔。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去除率及出水原水/格柵、調節池去除率/出水初沉池去除率出水吹脫塔去除率/出水去除率出水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):m(4)格柵安裝角度(一般與水平面成30°-60°):取α=60°4.1.2設計計算1.格柵槽總寬度Bα--格柵傾角，(°),取α=60°由于間隙數過少不便于計算，所以設有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+0.006×2h--過柵水頭損失m柵條斷面形狀計算公式說明圓形迎水、背水面均為半圓形的正方形β:形狀系數表4-1格柵阻力系數計算公式H=h+h?+h?=0.4+0.405+0.3=L?--柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，一般取W1--柵渣量，m3/(103m3污水),一般取0.1-0.01,細格柵取最大值，故本設4.2調節池4.2.1設計計算T--水力停留時間，取T=12h(經驗值取4-12h)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：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L①池表面積A②池長L4.3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污泥含水率堰口負荷次沉淀池法后后后(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(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。采用兩座豎流式沉淀池，則每池最大設計流量：n一采用的沉淀池個數，取2座2.中心管直徑do喇叭口直徑d?=1.35d?≈1.3m3.中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h?V?一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/sdi—喇叭口直徑m4.沉淀部分有效截斷面積Av一污水在沉淀池中流速，m/s設表面負荷q'=0.5m3/(m2●h),則v=q=0.5/3600≈1.4×10?m/s6.沉淀池部分有效水深h?t一污水停留時間，取2.5h校核：D/h?=3.5/1.26≈2.78<3,滿足設計要求。所以兩個池子每天總排泥量口□,單池每天污泥量為Po--污泥含水率，%,取Po=96%T--兩次排泥的時間間隔，d,初沉池按2d計算，取T=2d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hs:H=hi+h?+h?+h?+h?=0.5+1.26+0.02+0.3+4.4吹脫塔4.4.1設計參數設計流量Qmzx=230t/d=0.0028設計淋水密度q=100m3/(m2d)4.4.2設計計算230×2500=57500m3/d=6.66m3/s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設計參數膜支架的有效面積S:0.8m2/張取720張。N=n/no=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)所需鼓風量計算(2)處理所需空氣量V-MBR池有效容積，72m3MBR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)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=Qmaxt=0.0028×60×30=5.04m3Qmax一設計流量，m3/sV--消毒接觸池的容積V(m3)h?一超高，m,取0.5m由以上計算，接觸池寬b=2m,長L=18m,水深h=2m4.8污泥濃縮池4.8.1設計說明4.8.2設計計算初沉池：Q1=12m3,含水率96%△X=YobsQ(S?-Se)=0.5×Yobs一凈產率系數，取值范圍為0.4-0.8,取0.5G一污泥固體通量，取G=30kg/(m2●d)A一濃縮池面積H1=hi+h?+h?=0.3+0.13+0.3H=h?+h?+h?+h?+h?=0.3+1.5+0.3+1+0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(1)對于各處理單元構筑物的平面布置(2)輔助構筑物的平面布置(3)廠區道路廠區內主干道寬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(5)初沉池構筑物名稱調節池超濾消毒池水頭損失(m)2.50.2(1)消毒池：(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。超濾設備損失為0.5+1.0+1.0=2.5m(4)吹脫塔吹脫塔設置在地面以上，水位為地面以上5m。吹脫塔損失為0.5+0.2+0.1=0.8m(6)調節池(7)細格柵第六章工程造價預算根據《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。名稱池容(m3)/型號數量(個)估算(萬元)格柵間1調節池1初沉池2吹脫塔121污泥濃縮池1消毒池1鼓風機房1配電室15控制室1餐廳1傳達室15辦公樓1停車場15倉庫22維修間15道路與草坪//合計//名稱池容(m3)/型號數量(個)估算(萬元)超濾設備124汽水器46細格柵16/12填料//5閥門和管道//其他//運輸費//安裝費//合計//綜上所述，工程直接投資為：土建費用+設備費用=175+80=255萬元(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附加調整系數一本設計取1下浮系數一—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?=85000×30=255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。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理現狀。設計中主要采用了MBR+超濾技術來處理使其達到排放標準。設計過程中要結合應用實例，根據情況選用合適的設計參數和構筑物。力求做到論據充分，計算精確，設計合理，運行達標。畢業