城市生活垃圾填埋場滲濾液處理廠設(shè)計(jì)

1、水處理工程課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：城市生活垃圾填埋場滲濾液處理廠設(shè)計(jì)水 處 理 工 程課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書設(shè)計(jì)題目：城市生活垃圾填埋場滲濾液處理廠設(shè)計(jì)班 級 1220801 學(xué) 生 唐軍明 學(xué) 號 201220080122 指導(dǎo)教師 王學(xué)剛 水資源與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境工程專業(yè) 2015 年 6 月 14 日目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)資料. .11.1 課程設(shè)計(jì)任務(wù). .11.2 課程設(shè)計(jì)原始資料. .11.3 課程設(shè)計(jì)成果. .22 工藝流程的介紹及方案的比較確定. .22.1 滲濾液處理工藝流程比較. .22.2 工藝流程方案確定. .73 污水和污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算. .73.1 泵前中格

2、柵的設(shè)計(jì)計(jì)算.73.2 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算. .103.3 混凝沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算. .123.4 USAB的設(shè)計(jì)計(jì)算.203.5 改良SBR的設(shè)計(jì)計(jì)算.263.6 臭氧氧化設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算. .30 3.7 活性炭吸附裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算. .32 3.8 貯泥池的設(shè)計(jì)計(jì)算.33 3.9 污泥濃縮池的設(shè)計(jì)計(jì)算. .34 3.10 污泥消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算. .36 3.11 污泥脫水設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算. .374 構(gòu)(建)筑物和設(shè)備一覽表. .375 總平面布置. .405.1總平面布置原則. .405.2 平面布置結(jié)果. .406 高程布置.406.1高程布置任務(wù).406.2 高程布置原則. .406.3 高

3、程計(jì)算的計(jì)算思路. .416.4 高程計(jì)算. .416.5 各處理構(gòu)筑物的高程確定. .426.6 高程布置結(jié)果. .437 人員編制與管理.43 參考文獻(xiàn). .43附件1. 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)資料1.1 課程設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)規(guī)劃和所給的其它原始資料，設(shè)計(jì)污水處理廠，具體內(nèi)容包括： （1）確定污水處理廠的工藝流程，選擇處理構(gòu)筑物并通過計(jì)算確定其尺寸（附必要的草圖）； （2）污水廠的工藝平面布置圖，內(nèi)容包括：標(biāo)出水廠的范圍、全部處理構(gòu)筑物及輔助建筑物、主要管線的布置、主干道及處理構(gòu)筑物發(fā)展的可能性； （3）污水廠工藝流程高程布置，表示原水、各處理構(gòu)筑物的高程關(guān)系、水位高度以及污水廠排放口的標(biāo)高； （4

4、）按施工圖標(biāo)準(zhǔn)畫出主要生物處理構(gòu)筑物（一個(gè)即可）的平面、立面和剖面圖； （5）按擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的要求，畫出沉淀池的工藝設(shè)計(jì)圖，包括平面圖、縱剖面及橫剖面圖； （6）編寫設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書。1.2 課程設(shè)計(jì)原始資料1.2.1 基本資料(1) 基本情況 城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場的滲濾液來自進(jìn)場垃圾的含水和降雨。滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)隨不同地區(qū)垃圾組成的不同而變化；隨季節(jié)不同，降水量的大小而變化；隨填埋場投入使年限不同而變化(滲濾液的BOD5/COD由0.6降為0.1左右；COD值由20000mg/L降為1000mg/L左右；由1000mg/L上升至20002500mg/L左右等)。(2) 氣象水文資料： 風(fēng)

5、向：春季：南風(fēng)（東南） 夏季：南風(fēng)（東南、西南） 秋季：南風(fēng)、北風(fēng) 冬季：西北風(fēng) 氣溫：年平均氣溫：7-8 最高氣溫：34 最低氣溫：­10 凍土深度：60cm  地下水位：4-5m  地震裂度：6級 地基承載力：各層均在120kPa以上 (3) 擬建污水處理廠的場地為40×60平方米的平坦地，位于填埋場人員辦公室南方。滲濾液自流到污水廠邊的集水池（V=20,池底較污水廠地平面低6.00m）。處理后出水管的管底標(biāo)高比污水廠低5米。(4) 廢水水量500，水溫20，重金屬離子不超標(biāo)，且。1.2.2 編制依據(jù)（1) 城市排水工程規(guī)劃規(guī)范（GB50318-20

6、00）（2) 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ14-1987）（3) 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ15-1987）（4) 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）1.2.3 編制范圍 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)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(dá)標(biāo)排放為止，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括水處理工藝、處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)、污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。1.2.4 編制原則（1）針對廢水水質(zhì)特點(diǎn)采用先進(jìn)、合理、成熟、可靠的處理工藝和設(shè)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(shè)施和構(gòu)筑物，盡可能地降低工程造價(jià)； （2）工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型能夠在生產(chǎn)過程中具有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地，能適應(yīng)水質(zhì)水量的變化，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定，能達(dá)標(biāo)排放

7、；（3）處理設(shè)施設(shè)備適用，考慮操作自動化，減少勞動強(qiáng)度，便于操作、維修；（4）建筑構(gòu)筑物布置合理順暢，減低噪聲，消除異味，改善周圍環(huán)境； （5）嚴(yán)格執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)有關(guān)規(guī)定，按規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，使處理后的廢水達(dá)到各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)且優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)。1.3 課程設(shè)計(jì)成果表1-1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)重要水質(zhì)參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)設(shè)計(jì)出水水質(zhì)處理率COD（mg/L）700097.86%BOD5（mg/L）200097%SS（mg/L）616798.86%（mg/L）200098.75%PH6.26-9色度(倍)200095%2 工藝流程的介紹及方案的比較確定2.1 滲濾液處理工藝流程比較2.1.1 滲濾液處理技術(shù)概述由

8、于設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)濃度高，要求污染物去除率較高，任何單機(jī)處理都難以達(dá)到出水排放標(biāo)準(zhǔn)。因此為了有效去除污染物，本次滲濾液處理設(shè)計(jì)包括一級預(yù)處理、二級生物處理和深度處理。一級預(yù)處理主要作用是去除污水中的漂浮物及懸浮狀的污染物、調(diào)整pH值和減輕污水的腐化程度及后處理工藝負(fù)荷。在一般情況下，物理法和化學(xué)法均可作為高濃度廢水處理的預(yù)處理。預(yù)處理一般包擴(kuò)固液分離、氣浮、吹脫、吸附、沉淀、混凝等。其中固液分離能有效去除懸浮物，吹脫法對于氨氮去除率較高。 二級生物處理主要作用是去除污水中呈膠體和溶解態(tài)的有機(jī)污染物，使出水的有機(jī)物含量達(dá)到排到標(biāo)準(zhǔn)的要求。生化處理包括活性污泥法和生物膜法等。其中ABR、SBR、氧化溝

9、等處理有機(jī)物和氨氮效果較好。深度處理主要作用是進(jìn)一步去除常規(guī)二級處理不能完全去除的污水中的雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)污水的回收和再利用。深度處理包括膜分離、混凝沉淀、離子交換和活性炭吸附等。其中混凝沉淀和活性炭吸附工藝較成熟，且處理效果較好。2.1.2 工藝方案路線 滲瀝液處理工藝按流程可分為預(yù)處理、生物處理、深度處理和后處理（污泥處理和濃縮液處理）。 預(yù)處理包括生物法、物理法、化學(xué)法等，處理目的主要是去除氨氮和無機(jī)雜質(zhì)，或改善滲瀝液的可生化性。 生物處理包括厭氧法、好氧法等，處理對象主要是滲瀝液中的有機(jī)污染物和氨氮等。深度處理包括納濾、反滲透、吸附過濾、高級化學(xué)氧化等，處理對象主要是滲瀝液中的懸浮物、溶解物

10、和膠體等。 深度處理應(yīng)以膜處理工藝為主，具體工藝應(yīng)根據(jù)處理要求選擇。 后處理包括污泥的濃縮、脫水、干燥、焚燒以及濃縮液蒸發(fā)、焚燒等，處理對象是滲瀝液處理過程產(chǎn)生的剩余污泥以及納濾和反滲透產(chǎn)生的濃縮液。 各處理工藝中工藝單元的選擇應(yīng)綜合考慮進(jìn)水水質(zhì)、水量、處理效率、排放標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)可靠性及經(jīng)濟(jì)合理性等因素后確定。2.1.3 工藝方案比較 1.生物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0.50.6，采用生化處理方法是有效的；而隨著垃圾填埋年

11、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)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(jī)物和無機(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

12、化溝、A2/O和SBR等工藝進(jìn)行處理。圖1-1 主體處理工藝備選方案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 2.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(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的污水中殘留的難降解有機(jī)化合物被氧化分解為無機(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、水和無害物，不產(chǎn)生二次污染；3) 能直接達(dá)到完全

13、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，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。（3） 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

14、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。 3. 生物處理單元（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，工藝簡單，便于操作。（2）A2/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(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

15、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(yùn)行時(shí)填料全部浸沒在污水中，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，由于自動控制、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

16、磷的各種反應(yīng)，通過時(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1-2 各種生物處理工藝性能特點(diǎn)工藝名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)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(jī)械曝氣，氧利用率高，設(shè)備的維護(hù)方便。占地大，能耗大，運(yùn)行費(fèi)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(shí)脫氮除磷；反硝化過程為硝化提供堿度；反硝化過程同時(shí)去除有機(jī)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

17、要易降解有機(jī)物。接觸氧化工藝微生物濃度高，生物膜適應(yīng)性強(qiáng)；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(shí)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；生物膜多寡不易控制；填料費(fèi)用高；SBR工藝工藝簡單，占地小，費(fèi)用低；沉淀效果好，不易發(fā)生污泥膨脹；可同時(shí)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(shí)脫氮除磷時(shí)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(jì)過程復(fù)雜；維護(hù)要求高，運(yùn)行對自動控制依賴性強(qiáng)；池體容積較大。綜上所述，采用上流式厭氧污泥床（

18、UASB）的提高廢水可生化性處理方法和序列間歇式活性污泥法(SBR)的生物處理工藝進(jìn)行滲濾液的處理。 4.深度處理工藝比較 （1）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，過濾精度在0.005-0.01m范圍內(nèi)， 可有效去除水中的微粒、膠體、細(xì)菌、熱源及高分子有機(jī)物質(zhì)。可廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的分離、濃縮、提純。超濾過程無相轉(zhuǎn)化，常溫下操作，對熱敏性物質(zhì)的分離尤為適宜，并具有良好的耐溫、耐酸堿和耐氧化性能，能在60 以下，pH為2-11的條件下長期連續(xù)使用。系統(tǒng)回收率高，所得產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良，可實(shí)現(xiàn)物料的高效分離、純化及高倍數(shù)濃縮。處理過程無相變，對物料中組成成分無任何不良影響，且分離、

19、純化、濃縮過程中始終處于常溫狀態(tài)，特別適用于熱敏性物質(zhì)的處理，完全避免了高溫對生物活性物質(zhì)破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質(zhì)及營養(yǎng)成分。系統(tǒng)能耗低，生產(chǎn)周期短，與傳統(tǒng)工藝設(shè)備相比，設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低，能有效降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。 系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)先進(jìn)，集成化程度高，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，操作與維護(hù)簡便，工人勞動強(qiáng)度低。 （2）活性炭吸附法與離子交換活性炭是一種多孔性物質(zhì)，而且易于自動控制，對水量、水質(zhì)、水溫變化適應(yīng)性強(qiáng)，因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應(yīng)用前景的污水深度處理技術(shù)?；钚蕴繉Ψ肿恿吭?003 000的有機(jī)物有十分明顯的去除效果，去除率一般為70%86.7%，可經(jīng)濟(jì)有效

20、地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產(chǎn)物、氯化有機(jī)物、農(nóng)藥、放射性有機(jī)物等。而垃圾滲濾液當(dāng)中重金屬、消毒副產(chǎn)物、氯化有機(jī)物、農(nóng)藥、放射性有機(jī)物等比較多，采用此方法可以比較全面的去處這些污染物質(zhì)。 （3）高級氧化法工業(yè)生產(chǎn)中排放的高濃度有機(jī)污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染物難以生物降解且對生化反應(yīng)有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應(yīng)中產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基，使難降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成易降解小分子物質(zhì)，甚至直接生成CO2和H2O，達(dá)到無害化目的。表1-3 深度處理工藝方案比較工藝超濾活性炭吸附法與離子交換高級氧化法處理原理生物膜法吸附、離子交換高級氧化和生化同步出水水質(zhì)水質(zhì)較好水質(zhì)較好可經(jīng)濟(jì)

21、有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產(chǎn)物、氯化有機(jī)物、農(nóng)藥、放射性有機(jī)物等。COD、SS難保證達(dá)標(biāo)難點(diǎn)問題濃縮液難處理；需要加壓濃縮液較多；且含鹽量較高，殘留物中的鹽分富集對運(yùn)行影響較大滲瀝液中大量難以生物降解物質(zhì)COD難去除；臭氧加藥量需根據(jù)水質(zhì)動態(tài)變化，臭氧設(shè)備安全性要求較高，對運(yùn)行人員要求較高凈水回收率由于超濾對鹽分截留較小，凈水回收率較高且比較穩(wěn)定DTRO對鹽分的截留，回收率相對方案一有所降低，而且下降較快回收率高投資情況較高較低較低工藝運(yùn)行比較耗能較低，有較多的工程及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行管理簡單耗能較高，運(yùn)行管理簡單工程及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，運(yùn)行管理較復(fù)雜設(shè)備維護(hù)設(shè)備維護(hù)簡單，故障率較小需要定期更

22、換老化的活性炭設(shè)備維護(hù)較復(fù)雜 綜上所述，考慮各個(gè)方面的因素，采用活性炭吸附與離子交換法作為深度處理的方法。2.2 工藝流程方案確定圖2-1 垃圾滲濾液處理工藝流程圖消毒池出水3 污水和污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 泵前中格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1 作用 去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較粗大懸浮物， 并保續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。是由一組或多組平行的柵條與框架組成傾斜安裝進(jìn)水的渠道，或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，以攔截水中粗大懸浮物及雜質(zhì)，故格柵的攔污主要是對水泵起保護(hù)作用。3.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量柵前流速v1=0.7m/s過柵流速v2=0.9m/s柵條寬度s=0.01m格柵間隙e=10mm柵前部分

23、長度0.5m格柵傾角=60°單位柵渣量1=0.1m3柵渣/103m3污水格柵間隙為時(shí)，柵渣量污水格柵間隙為時(shí)，柵渣量污水3.1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算(1)確定格柵前水深：根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式，取其中進(jìn)水渠道內(nèi)的流速則柵前水深(2)柵條間隙數(shù)：(3)柵槽有效寬度：B=s（n-1）+en=0.01×（19-1）+0.01×19=0.37m取400(4)進(jìn)水渠道漸寬部分長度： 其中： 為進(jìn)水渠展開角； 。(5)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：(6)過柵水頭損失（h1）： 因柵條邊為矩形截面，取k=3，則： 其中： -阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)=2.42；

24、計(jì)算水頭損失； 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3。表3-1 格柵的阻力系數(shù)的計(jì)算公式柵條斷面形狀計(jì)算公式數(shù)值銳邊矩形=×=2.42迎水面為半圓形的矩形=1.83圓形=1.79迎水、被水面均為半圓形的矩形=1.67正方形= =0.64表中：柵條的形狀系數(shù)；收縮系數(shù)；s柵條寬度；d柵條間(7)柵后槽總高度（H）： 取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m 則柵前槽總高度H1=h+h2=0.07+0.3=0.37m 則柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.07+0.26+0.3=0.63m(8)格柵總長度：L=L1+L2+0.5+1.0+0.37/tan=0.41+0.205+0.5+

25、1.0+0.37/tan60°=2.33m 取2400。(9)每日柵渣量：< 所以宜采用人工清渣。(10)計(jì)算草圖如下：圖3-1 細(xì)格柵計(jì)算草圖3.1.4 設(shè)備以及參數(shù) 根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果和設(shè)備的規(guī)格性能參數(shù)表（附后），選擇GH-800的鏈條回轉(zhuǎn)式多耙平面格柵除污機(jī)2臺，其主要的性能和安裝要求見下表。 格柵寬度：400mm 格柵凈距：10mm 安裝角度：6080° 過柵流速：<1m/a 電動機(jī)功率：0.75kw表3-2 鏈條回轉(zhuǎn)式多耙平面格柵除污機(jī)的規(guī)格和性能型號格柵寬度(mm)格柵凈距(mm)安裝角(°)過柵流速(m/s)電動機(jī)功率（Kw）GH-80

26、080016,20,25.40,8060-80<10.75GH-100010001.1-1.5GH-120012001.1-1.5GH-140014001.1-1.5GH-150015001.1-1.5GH-160016001.1-1.5GH-180018001.5GH-200020001.5GH-250025001.5-2.2GH-300030002.23.2 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1 設(shè)計(jì)說明 調(diào)節(jié)池可以調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)，調(diào)節(jié)水溫及pH，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(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

27、率，提高污泥作為肥料的價(jià)值。本次調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用矩形池型。采用停留時(shí)間法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，本次設(shè)計(jì)采用停留時(shí)間t=12h。3.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算（1）調(diào)節(jié)池容積V： 1）每日處理廢水總量（即設(shè)計(jì)最大水量）： Q0=500×2.2=1100m3/d 2）最大時(shí)平均流量：Qh=1100/24=45.8 m3/h 3）停留時(shí)間：t=12h 4）調(diào)節(jié)池容積： V= Qh·t 式中：V調(diào)節(jié)池容積，m3； Qh最大時(shí)平均流量，m3/h； t停留時(shí)間，h。 計(jì)算得：調(diào)節(jié)池容積V=45.8×12=550m3（2）池形設(shè)計(jì)：1) 設(shè)定有效水深h2 = 7m，則調(diào)節(jié)池表面積

28、A： 2) 平面尺寸取L×B = 10×7.86= 78.6m2；3) 超高取0.3m。（3）貯渣斗所需容積V1´： 式中：Qmax最大設(shè)計(jì)流量，m3/d； T排渣時(shí)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污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.2。（4）渣斗尺寸計(jì)算：圖3-2 調(diào)節(jié)池方形渣斗尺寸計(jì)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 2) 貯渣斗容積V1： 故可以容納調(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)

29、貯渣室高度h3： 式中，貯渣斗高度，= 0.3m； i池底坡向渣斗的坡度，取6； B調(diào)節(jié)池寬度，m； b2貯渣斗上口寬，m。（5）調(diào)節(jié)池總高度H： H = h1+h2+h3 = 0.3+7+0.52= 7.82m 式中：h1超高，取0.3m； h2有效水深，h2 = 7m。（6）補(bǔ)充說明：調(diào)節(jié)池安裝桁車式刮泥機(jī)，定時(shí)將污泥刮入污泥槽，并有污泥泵將污泥運(yùn)送到貯泥池。圖3-3 設(shè)有桁車刮泥機(jī)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3.3 混凝沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)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(gè)處理過程的保

30、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。3.3.1 混凝池的要求（1）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(shí)，硫酸鋁水解困難，形成的絮凝體較松散，效果不及鐵鹽，同時(shí)，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(qiáng)，易吸水潮解，不易保管，同時(shí)，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(fèi)用角度考慮，選取硫酸鋁作為混凝劑，PAM作為助凝劑

31、。實(shí)驗(yàn)研究表明6，當(dāng)pH = 6時(shí)，硫酸鋁投加量在0.8g/L左右，處理效果最好。（2）機(jī)械攪拌反應(yīng)池設(shè)計(jì)參數(shù)及要點(diǎn)51) 池?cái)?shù)一般不少于2座，反應(yīng)時(shí)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

32、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(jī)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(shí)間t的乘積Gt可間接表示整個(gè)反應(yīng)時(shí)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(shí)，可適當(dāng)延長反應(yīng)時(shí)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。3.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 反應(yīng)池容積V： 式中：V反應(yīng)池總?cè)莘e，m3； Q設(shè)計(jì)處理水量，m3/h； t反應(yīng)時(shí)間

33、，取25min。（2）反應(yīng)池串聯(lián)格數(shù)及尺寸：圖3-4 垂直軸式機(jī)械攪拌反應(yīng)池 進(jìn)水管；旋轉(zhuǎn)軸；槳板；葉輪；擋板；過水孔道；隔墻 反應(yīng)池采用3格串聯(lián)的方形池，設(shè)置3臺攪拌機(jī)，池子的有效水深取h = 2.7m，則單池面積 池邊長a 1.03m 反應(yīng)池超高取h1 = 0.3m，則池總高度H = h+h1 = 3.0m。反應(yīng)池分隔墻上的過水孔道上下交錯(cuò)布置，見圖34。（3）攪拌設(shè)備設(shè)計(jì) 1) 葉輪直徑及漿板尺寸： a 攪拌池當(dāng)量直徑D：b 攪拌器葉輪直徑d： 式中：i比例系數(shù)，一般為，這里取。c 為了加強(qiáng)混合效果，在內(nèi)壁設(shè)四塊固定擋板，每塊擋板寬度b1?。?/101/12）D 0.10.09m，其上、

34、下緣距靜止液面和池底皆為D/4 0.29m。d 每根旋轉(zhuǎn)軸上安裝4塊槳板，槳板長度取= 1m，寬度取b = 0.1m。2) 槳板中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)半徑R： 式中：d攪拌器葉輪直徑，m； b槳板寬度，m。圖3-5 攪拌反應(yīng)池水力計(jì)算簡圖3) 轉(zhuǎn)速：每臺攪拌機(jī)槳板中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)線速度取：第一格 第二格 第三格 則每臺攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為：第一格 第二格 第三格 4) 槳板旋轉(zhuǎn)功率計(jì)算：a 槳板外緣旋轉(zhuǎn)線速度： 式中：r 槳板外緣旋轉(zhuǎn)半徑，r = 0.35m； 每臺攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速，rad/min。則計(jì)算得到： 第一格 第二格 第三格 b 每臺攪拌機(jī)上槳板總面積A：A = 4b= 4×0.1×1 = 0.

35、4m2 式中：b槳板寬度，b = 0.1m； 槳板長度，= 1m。 槳板總面積與反應(yīng)池過水截面積之比為： （小于25，符合要求） c 槳板寬徑比系數(shù)Ki（三臺攪拌器完全相同）： 式中：b槳板寬度，b = 0.1m； r 槳板外緣旋轉(zhuǎn)半徑，r = 0.35m。d 攪拌器功率： 式中：Ki槳板寬徑比系數(shù)； A每臺攪拌機(jī)上槳板總面積，m2； 槳板外緣旋轉(zhuǎn)線速度，m/s。 則每臺攪拌器功率：第一格 第二格 第三格 （4）配用電動機(jī)功率Ni： 式中：攪拌器功率，W； 電動機(jī)總機(jī)械效率，取0.75； 電動機(jī)傳動效率，取0.7。 則計(jì)算得到： 第一格 第二格 第三格 （5）校核速度梯度： 式中：G速度梯度，

36、s-1； 攪拌器功率，W； 液體粘度，按水溫20計(jì)，水的粘度； V反應(yīng)池總?cè)莘e，m3。 則計(jì)算得到： 第一格 第二格 第三格 反應(yīng)池總平均速度梯度： 速度梯度與反應(yīng)時(shí)間的乘積： 經(jīng)驗(yàn)算，與值均較合適。3.3.3 沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沉淀池一般規(guī)定： 1） 設(shè)計(jì)流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮：a) 當(dāng)污水為自流進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期的最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算；b) 當(dāng)污水為提升進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計(jì)算；c) 在合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算，沉淀時(shí)間不宜小于30min。 2） 沉淀池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于2個(gè)，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)。 3） 當(dāng)無實(shí)測資料時(shí)，城市污水沉淀池的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，可參照表

37、33選用。表3-3 城市污水沉淀池設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)沉淀池類型沉淀時(shí)間（h）表面負(fù)荷（日平均流量）m³/(m²·h)污泥含水率（）固體負(fù)荷kg/(m²·h)堰口負(fù)荷L/(s·m)初次沉淀池1.02.51.22.095972.9二次沉淀池活性污泥法后2.05.00.61.099.299.61501.7生物膜法后1.54.01.01.596981501.7 4） 池子的超高至少采用0.3m。 5） q=h/t，一般沉淀時(shí)間不小于1.0h；有效水深多采用24m。下表列出了有效水深、沉淀時(shí)間與表面負(fù)荷的關(guān)系。表3-4 有效水深、沉淀時(shí)間與表面負(fù)荷的關(guān)系

38、表面負(fù)荷m³/(m²·h)沉淀時(shí)間(h)h2=2.0mh2=2.5mh2=3.0mh2=3.5mh2=4.0m2.01.51.21.00.61.01.31.72.03.31.31.72.12.54.21.52.02.53.05.01.82.32.93.52.02.73.34.0 6） 沉淀池的緩沖層高度，一般采用0.30.5m。 7） 污泥斗的斜壁與水平面的傾角，方斗不宜小于60º，圓斗不宜小于55º。 8） 初塵池的污泥區(qū)容積，一般不大于2d的污泥量計(jì)算，采用機(jī)械排泥時(shí)，可按4h污泥量計(jì)算；二沉池的污泥區(qū)容積按不小于2h貯泥量考慮，泥斗中污泥

39、濃度按混合液濃度及底流濃度的平均濃度計(jì)算。 9） 排泥管直徑不應(yīng)小于200mm。 10） 沉淀池的污泥一般采用靜水壓力排除，初沉池的靜水頭不應(yīng)小于1.5m；二沉池的靜水頭，生物膜法后不應(yīng)小于1.2m，曝氣池后不應(yīng)小于0.9m。（2）豎流式沉淀池設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)： 1） 為了使水流在沉淀池內(nèi)分布均勻，池子直徑（或正方形的一邊）與有效水深之比值不大于3。池子直徑不宜大于8m，一般采用47m；最大有達(dá)10m。 2） 中心管內(nèi)流速不大于30mm/s。 3） 中心管下口應(yīng)設(shè)有喇叭口和反射板：a) 反射板板底距泥面至少0.3m。b) 喇叭口直徑及高度為中心管直徑的1.35倍。c) 反射板的直徑為喇叭口直徑的1.3

40、0倍，反射板表面與水平面的傾角為17º。d) 中心管下端至反射板表面之間的縫隙高在0.250.5m范圍內(nèi)時(shí)，縫隙中污水流速，在初沉池中不大于20mm/s，在二沉池中不大于15mm/s。4） 當(dāng)池子直徑（或正方形的一邊）小于7m時(shí)，澄清污水沿周邊流出；當(dāng)直徑D7m時(shí)，應(yīng)增設(shè)輻射式集水支渠。5） 排泥管下端距池底不大于0.2m，管上端超出水面不小于0.4m。6） 浮渣擋板距集水槽0.250.5m，高出水面0.10.15m，淹沒深度0.30.4m。（3）設(shè)計(jì)計(jì)算： 本設(shè)計(jì)采用豎流式沉淀池。1） 中心管截面積：采用2座豎流式沉淀池，則每池最大設(shè)計(jì)流量： 式中：單池污水設(shè)計(jì)流量，m3/s； 采

41、用的沉淀池個(gè)數(shù)，取=2座； 中心管截面積，m2； 中心管內(nèi)流速，取。2） 中心管直徑d0： 取d0=0.2m 喇叭口直徑 反射板直徑 3） 中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3： 式中：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/s； d1喇叭口直徑，m。4） 沉淀部分有效斷面積A： 式中：Kz污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.2； 污水在沉淀池中流速，m/s； 設(shè)表面負(fù)荷，則。5） 沉淀池直徑D： 取D = 12m 6） 沉淀部分有效水深： 取 式中：t污水停留時(shí)間，取2.5h；7) 校核集水槽出水堰負(fù)荷：單面出水時(shí)，集水槽每米出水堰負(fù)荷為： 滿足設(shè)計(jì)要求 8) 單池所需污泥室

42、容積V： 2個(gè)池子每天總排泥量 式中：進(jìn)水懸浮物濃度，mg/L； 出水懸浮物濃度，mg/L； T兩次清除污泥相隔時(shí)間，取2d； 污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3； 污泥密度，其值約為1t； 污水含水率，取96； n沉淀池個(gè)數(shù)，座。9） 圓截錐部分容積V1：設(shè)定圓截錐體下底直徑為0.5m，錐體傾角為55º，則圓截錐體高： >V=40m3 式中：R沉淀池半徑，m； r 圓截錐體下底半徑，m； 圓截錐體高度，m； V1圓截錐部分容積，m3； V單池所需污泥室容積，m3。10) 沉淀池總高度H：=0.5+1.3+0.54+0.3+8.2=10.84m 式中：H沉淀池總高度，m； 超高，

43、取0.5m； 沉淀部分有效水深，m； 中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度，m； 緩沖層高度，取0.3m； 下部圓截錐體高，m。圖3-6 豎流式沉淀池水力計(jì)算簡圖進(jìn)水槽；中心管；反射板；集水槽；排泥管3.4 UASB的設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1 設(shè)計(jì)說明厭氧生物處理作為利用厭氧性微生物的代謝特性，在毋需提供外源能量的條件下，以被還原有機(jī)物作為受氫體，同時(shí)產(chǎn)生有能源價(jià)值的甲烷氣體。厭氧生物處理過程能耗低；有機(jī)容積負(fù)荷高，一般為510kgCOD/(m3·d)，最高的可達(dá)30-50kgCOD/(m3·d)；剩余污泥量少；厭氧菌對營養(yǎng)需求低、耐毒性強(qiáng)、可降解的有機(jī)物分子量高；耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；產(chǎn)出的沼氣是一種清潔能源。上流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器主體部分從功能上分為反應(yīng)區(qū)和分離區(qū)，反應(yīng)區(qū)又包括厭氧污泥床和懸浮污泥層，含有大量沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥。廢水盡可能均勻地從反應(yīng)器底部進(jìn)入，向上通過厭氧污泥床，與顆粒污泥充分接觸，發(fā)生厭氧反應(yīng)，在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生沼氣（主要是和）。廢水的向上流動和產(chǎn)生的大量沼氣的上升對反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥起到了良好的自然攪拌作用，引進(jìn)污泥的內(nèi)部循環(huán)，使一部分污泥向上運(yùn)動，在污泥床上方形成相對稀薄的污泥懸浮層。在含有顆粒污泥的