某市1000td生活垃圾卫生填埋场工艺设计说明书

*******本科生毕业设计PAGEPAGEI某市1000t/d生活垃圾卫生填埋场工艺设计摘要本设计说明书是对某市生活垃圾进行综合处理与处置工艺设计。该城市拥有总人口125万，目前每日产生生活垃圾约1000t。垃圾成分为灰渣等无机物约占30-35%，厨余物等有机物约占58.2%，废品约占10-15%(纸、布、塑料、玻璃、金属等)，平均含水率60%，平均密度约400kg/m3。该城市所在地全年平均降水量1297.2mm，年均气温16.3℃。填埋场设计使用年限为15年。为了填埋场在使用期间能够安全的运作，避免对周围环境造成危害，本设计在进行过程中严格遵照以下二项标准：城市生活垃圾卫生填埋技术标准（CJJ—88）和生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889—1997）。本设计对垃圾预处理，填埋作业方式，气体收集系统，渗滤液收集系统，处理系统，防渗层，终场覆盖，环境监测等进行了详细设计计算。关键词卫生填埋场；生活垃圾；设计Onecity1000t/dsolidwastesanitarylandfillprocessdesignAbstractThedesignspecificationofacitycomprehensivesolidwastetreatmentanddisposalofprocessdesign.Thecityhasatotalpopulationof1250000,thecurrentsolidwastegeneratedeverydayabout1000t.Ashandotherrefusecomponentaccountsforabout30-35%inorganic,organickitchenwaste,etc.accountforabout58.2%,about10-15%waste(paper,cloth,plastic,glass,metal,etc.),theaveragemoisturecontent60%,withanaveragedensityofabout400kg/m3.Thelocationofthecity'sannualaveragerainfall1297.2mm,theaverageannualtemperatureof16.3℃.Landfilldesignlifespanof15years.Tolandfillintheuseofsafetyduringtheoperationtoavoiddamagingthesurroundingenvironment,thedesignprocessinstrictaccordancewiththefollowingtwocriteria:municipalsolidwastesanitarylandfilltechnicalstandards(CJJ-88)andtheSolidWasteLandfillpollutioncontrolstandards(GB16889-1997).

Pretreatmentofthedesignofgarbage,landfilloperations,gascollectionsystem,leachatecollectionsystem,treatmentsystem,imperviouslayer,theendcover,suchasenvironmentalmonitoringcarriedoutadetaileddesigncalculation.Keywordslandfill;liferubbish;design目录第1章绪论 11.1引言 1第2章主要设计资料 22.1城市概况 22.2生活垃圾构成 22.3气候状况 22.4地质状况 32.5交通状况 32.6供水排水条件 42.7供电条件 4第3章设计规模的确定 53.1城市生活垃圾的成分和特点 53.2城市生活垃圾的预处理工艺 53.3填埋作业工艺 63.4总体设计 83.4．1设计规模 83.4.2确定设计规模的依据 83.4.3设计数据 93.4.4垃圾产量计算 93.4.5填埋面积 103.5填埋作业方式 10第4章填埋场气体收集处理工程设计 124.1填埋气体的组成、性质 124.2填埋场气体产量估算 124.3气体收集系统 124.3.1抽气井的抽气方式的选用 134.3.2垂直抽气井和冷凝水收集井的布置 144.3.3气体收集管布置 144.3.4冷凝水收集管 15第5章渗滤液收集系统设计 165.1渗滤液产量计算 165.2渗滤液管道设计 185.2.1管径计算 185.2.2管孔计算 195.2.3渗滤液管设计 205.3渗滤液集水池设计 20第6章垃圾渗滤液处理系统 216．1垃圾渗滤液 216．2

垃圾渗滤液的特性 216．3垃圾渗滤液处理工艺方案 226.4渗滤液产量 236.5主要构筑物设计 236.5.1调节池 246.5.2初沉池 256.5.3氨吹脱塔 266.5.4中和池 276.5.5UASB反应器 286.5.6SBR池 346.5.9污泥浓缩池 416.5.10浓缩污泥贮池 426.5.11污泥脱水间 436．6高程设计 43第7章场防渗工程设计 457.1场底防渗层作用和分类 457.2防渗层设计 457.2.1防渗层的铺设 477.3穿孔和竖井的防渗设计 49第8章封场设计 508.1封场要求 508.2设计原则 508.3终场覆盖 508.4填埋场终场生态恢复 51第9章环境监测 529.1垃圾渗滤液水质监测 529.2地下水环境监测 539.3地表水环境监测 549.4大气环境监测 549.5蚊蝇和鼠类控制 549.6监测点布置 559.6.1大气监测 559.6.2渗滤液监测 559.6.3土壤监测 559.6.4地下水监测 56第10章辅助设施 5710.1辅助工程 5710.2相关设备及选型 58第11章成本核算 59致谢 60参考文献 61*******本科生毕业设计第1章绪论1.1引言城市垃圾处理问题已经成为当今世界环保领域中的一项重大研究课题。随着世界各地城市的迅猛发展，城市垃圾的数量在全球范围内迅速增长，垃圾中的有害成分对大气、水体、土壤等造成严重危害，影响城市生态环境，危害人民群众身体健康，已成为世界公害，垃圾处理成了世界关注的难题。随着我国经济的快速发展与人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾量也与日俱增，我国大部分城市也已处于垃圾包围之中，由于垃圾处理不当所导致的环境问题已成为影响城市建设与可持续发展的重要因素，受到了政府和人民的普遍关注。目前，卫生填埋是城市垃圾处理最为经济、适用、方便的处置方法，也是当前及未来50年内垃圾处理、处置的主要方法。垃圾的直接排放和简易填埋后向大气释放大量的酸性和碱性的有机物，在土壤中溶解出其中的很多重金属，形成有机物、重金属、病原微生物二位一体的污染源激增的生活垃圾已成为环境污染的一大公害，同时我国的城市生活垃圾成分结构复杂，其性质受其产生地的地理位置、气候条件、经济发展水平居民消费水平、生活习惯及能源结构等影响而不同。因此，选择适当的垃圾处理技术，对垃圾的“减量化，资源化，无害化”，对生态环境的良性循环，无疑是一项富国强民的有效措施。第2章主要设计资料2.1城市概况某市位于浙江省东部，其中A区辖21个镇，辖区面积1380km2，总人口约125万（包括常住人口、外来人口和流动人口）。为满足人民生活和经济发展的需要，要新建一卫生垃圾处理场，根据垃圾产量及成分分析、辖区地质水文勘探，决定在某市邱口镇西南修建城市卫生垃圾填埋场。本设计中的垃圾主要指A区居民、企事业单位产生的生活垃圾。通过对A区生活垃圾成分及特性的调查分析，并考虑到生活垃圾成分及特性随季节性变化较大，统计列出A区生活垃圾成份及特性分别如表2和表3所示。表2生活垃圾成分现状表厨余橡胶塑料纸类纤维竹木玻璃陶瓷金属其它58.27.94.53.36.43.10.815.8表3生活垃圾特性分析容重（103kg/m含水率（％）低位热值（kcal/kg）0.460＜9002.2生活垃圾构成根据该区环卫处对全区垃圾产量的现状调查，初步得出A区日产垃圾量为约1000t/d，垃圾产量现状如表1所示。表1垃圾产量现状表（2003年）单位日产量（t/d）年产量（t/d）人口（万人）人均产生量（kg/d）石山镇100365009.80.51吉祥镇45164255.20.43邱口镇7025550100.35渡江镇2591256.50.19龙港镇501825050.50龙关镇70255506.50.54万石镇602190080.38红旗镇501825050.50下塘镇722628080.45观音镇702555013.50.26下洼镇501825080.31横塘镇1658403.20.25塘口镇2280302.50.44东吴镇1554752.50.30云龙镇481752050.48凤歧镇2073003.20.31大渚桥镇20730030.33仓街镇42153304.80.44章水镇351277530.58涟水乡2591252.50.50中心区9534675100.48合计1000365000125.20.40注：①本表中垃圾日产量和年产量均为车吨位；②表中人均产生量为实吨位，装载系数为0.5。计划2008年建成生活垃圾转运站。2.3气候状况该地区属亚热带季风气候，温和湿润，四季分明。全年无霜期一般为230天至240天，作物生长期为300天，适宜于粮、棉、油料等作物的生长。年平均气温16.3℃，极端最高气温38.5℃，极端最低气温-6.6℃；年平均相对湿度79％，全年各月风速变化不大，主导风向为东南偏东和西北风，夏季主导风向为东南偏东风，冬季主导风向为西北风；雨量充沛，年平均降水量为1297.2mm，年最大降水量1578.7mm，年最小降水量797.3mm，24小时最大降水量152.2mm，雨期主要集中在5-9月份，经历年统计，全年6月和9月降雨量最大。2.4地质状况填埋场北倚辽山，位于山前坡地，地形从东北向西南倾斜，地形开阔，占地90hm2,场址地面标高35.0-60.0m，具有建设Ⅱ类规模填场的场地。地貌属江淮波状平原一级地貌单元，标高20m左右，场地松散层为第四系上更新统下段(Q31)，岩性为棕黄色、黄色粉质粘土、粘土，渗透系数为3.9×10-6-1.0×10-7cm该地区地质构造中有一非活动性断层通过场址，对工程建设无影响。含水岩组为覆盖型块状岩类裂隙水(属承压水)，单井涌水量小于50m3/d，地下水位埋深2.0-3.0m，水位年变幅1-2m2.5交通状况填埋场距市中心12km，有国道相接，交通便利。2.6供水排水条件目前场区附近没有自来水水源，在场区内打机井，取用地下水，供应全场生活及生产用水。未污染的地表水由场区四周及场内道路旁设的排水沟排放。办公生活管理区污水用车辆运至填埋场污水调节池经过统一处理后，用于场区绿化。2.7供电条件从邻近区域将10KV高压电引入场内变配电站（全程1.5Km左右）内设高压配电间，配200KVA变压器两台，变压后供场区使用，同时从变配电站引出一条专用线路用于消防及紧急照明等。第3章设计规模的确定3.1城市生活垃圾的成分和特点城市生活垃圾的主要组分可分为三大类：可腐有机物(以厨余为主)、可燃有机物(塑料、废纸、橡胶、皮革、竹木、布类等)、无机物(煤渣、砖瓦、地灰、玻璃、金属等)。垃圾是资源，这一点已成为人们的共识。因此，单纯地“处理”垃圾是不科学的，必须因地制宜，针对垃圾中组分的多样性，以资源、能源回收为出发点进行可用物资（废纸、金属、玻璃等）的回收再生利用；通过如下预处理，废品回收13.5%垃圾3.2城市生活垃圾的预处理工艺垃圾填埋粗大不规则物（砖、瓦、等））填埋粗大不规则物（砖、瓦、等））粗破碎（解包、手拣）气流、分选气流、分选废纸、塑料薄膜、杂草（重质组分）（轻质组分）废纸、塑料薄膜、杂草（重质组分）（轻质组分）磁选磁选黑色金属气流分选黑色金属气流分选轻质组分（废纸，塑料，杂草）中重组分（玻璃、塑料、布条、厨余物）轻质组分（废纸，塑料，杂草）中重组分（玻璃、塑料、布条、厨余物）重质组分（重金属）重质组分（重金属）摩擦与弹跳分选）摩擦与弹跳分选）破碎破碎织物、重塑料玻璃有机物织物、重塑料玻璃有机物填埋回收利用填埋回收利用分选预处理系统3.3填埋作业工艺根据填埋场中垃圾降解的机理，填埋场可分为三种类型：好氧填埋、准好氧填埋和厌氧填埋。(1)好氧填埋在填埋场中垃圾体内部设通风管网，用鼓风机向垃圾体内送入空气。垃圾有充足的氧气，使好氧分解加速，垃圾性质较快稳定，堆体迅速沉降，反应过程中产生较高的温度（60℃左右），类似于高温堆肥，并且由于通风能够减少填埋过程中由于垃圾分解所产生的水分，从而可部分甚至完全消除垃圾渗滤液。因此，填埋场底部只需做简单的防渗处理，不需布设收集渗滤液的管网系统。好氧填埋中，垃圾分解速度快，产生的高温能够有效的杀灭大肠杆菌和致病菌。好氧填埋适应于干旱少雨地区的中小型城市；适应于填埋有机物含量高，含水率低的生活垃圾。该类型的填埋场，通风阻力不宜太大，故填埋体高度一般都比较低。好氧填埋场结构复杂，施工要求高，单位造价高，有一定的局限性，故其采用不是很普遍。我国包头市有填埋场属于该类型。从设计资料中可知，某市属北亚热带湿润区，雨水充沛，多年平均降雨量1297.2mm,单站年最大降雨量1578.7mm,最小降雨量797.3mm。故这（2）准好氧填埋场准好氧卫生填埋技术是由福冈市、福冈大学1970年共同开发的一种垃圾处理技术，1979年被日本厚生省批准推广使用，在日本已经被认定为标准方式。该技术不需鼓风设备，通过增大排气、排水管径，扩大排水和导气空间，使排气管与渗滤液收集管路相通，利用填埋场内垃圾分解产生的发酵热造成内外温差使空气流自然通过排水管进入填埋体，在填埋地表层、集水管附近、立渠或排气设施左右成为好氧状态，从而扩大填埋层的好氧区域，促进有机物分解。空气接近不了的填埋层中央部分等处成为厌氧状态，在厌氧状态领域，部分有机物被分解，还原成硫化氢，垃圾中含有的镉、汞、铅等重金属离子与硫化氢反应，生成不溶于水的硫化物，存留在填埋层中。与垃圾的好氧性填埋相比，准好氧性结构的垃圾填埋场容易建设，维护费用也低，并且能够使垃圾渗滤水中污染物质快速降解，从而使垃圾渗滤水水质稳定化期间明显缩短；与厌氧填埋场相比，除了垃圾分解较快，堆体稳定，速度快，大大降低渗滤液的水质水量外，场内危险气体如甲烷、硫化氢的产量也大大减少，填埋场的安全性及卫生条件更好。此外，在投资和运行费用上它与厌氧填埋场没有多大的差别。由此可见，准好氧垃圾填埋场综合了厌氧性填埋场和好氧性填埋场的优点，是一种很有潜力和挑战性的垃圾处理技术。但是容易出现集水管道结垢而堵塞，达不到自然通风效果的问题。（3）厌氧填埋厌氧填埋是目前世界范围内应用最为广泛的填埋方式，厌氧填埋的指导思想是将垃圾填埋体独立于周围的环境，属于封闭容器式填埋，垃圾填埋体必须经过漫长的厌氧发酵（一般填埋场设计年限为30年），才能实现最终稳定化、无害化的目的。其优点有填埋结构简单，操作方便，电耗低，施工费用低，投资和运营费大为减少，管理变得简单。同时，不受气候条件、垃圾成分和填埋高度限制，适应性广。该法在同时还可将填埋过程中产生的沼气作为能源加以利用，其缺点是垃圾中有机物降解缓慢，达到垃圾稳定化的时间较长，占地较大，二次污染问题严重。垃圾填埋体内无需供氧，基本上处于厌氧分解状态。由于无需强制鼓风供氧，填埋结构简单，操作方便，电耗低，施工费用低，投资和运营费大为减少，管理变得简单。同时，不受气候条件、垃圾成分和填埋高度限制，适应性广。该法在实际应用中，不断完善发展成改良型厌氧卫生填埋，是目前世界应用最广泛的类型。（4）循环式准好氧填埋技术循环式准好氧填埋最早是由日本提出的，其核心是使垃圾层中进入空气，由此加速填埋垃圾中有机物的好氧分解。在回灌的条件下，保证了填埋层中有充足的水分，既减少了渗滤液的排放量，又降低了渗滤液的污染强度。日本福冈大学的花岛正孝教授，在“准好氧填埋”理论的基础上进行了“循环式准好氧填埋”的实验，并且已经用于实践中，花岛教授通过实验得到的结论是：3年间垃圾中的有机污染物约90%转入气相，成为二氧化碳、氮气等气体；而厌氧填埋，有机污染物约90%转入渗滤液中。目前日本一般废弃物的最终处置场普遍采用了准好氧填埋的结构，日本的工程实践证明了准好氧填埋的方式比较适合填埋垃圾的无机物含量较高，规模属于中、小型的垃圾填埋场。我国城市垃圾成分与发达国家相比存在很大差异，发达国家城市垃圾的特点是食品垃圾和灰渣所占比例低，而纸类、玻璃、塑料等较高，同时垃圾含水率一般为20%-30%，与土壤持水能力相当，而我国垃圾含水率一般在40%>50%，夏季更高；垃圾成分的不同导致了所产生的渗滤液的差异也很大，这种短期内不能改变的状况决定了我国垃圾填埋技术研究既要借鉴国外经验，更要考虑自身特点。根据该市垃圾成分等因素，采用厌氧填埋方式。3.4总体设计一个完整的卫生填埋场设计主要包括：垃圾填埋场的基础结构和渗滤液收集及处理系统；填埋场地表水和其他污废水的排导（雨污分流）系统；填埋场气体导排或收集系统；填埋场的辅助设施等。3.4．1设计规模设计规模确定应遵循的原则：（1）、垃圾卫生填埋场的设计首先应根据所在城市的规模与特点，同时考虑到城市以后的发展速度，并结合城市环境卫生规划及垃圾处理规划，估算出以后10～20年间每年需要处理的垃圾数量，合理确定规模。（2）、综合考虑当地的自然条件，地形和地貌特征要求，服务年限以及技术，经济合理性等因素。（3）、本填埋场的设计将围绕填埋场主体工程、配套辅助工程以及生活福利设施构成。3.4.2确定设计规模的依据（1）、影响垃圾产生量的主要因素是人口增长和生活水平的提高，根据人口增长和生活水平的提高，可以计算出15年垃圾总产生量。（2）、垃圾填埋容量，垃圾是以质量表示的，而在填埋场计划中，一般容积来表示。为此，将体积换算系数乘以垃圾的质量换算成容积。体积换算系数必须用压实机压实系数。（3）、覆盖土量，一般卫生垃圾填埋场通常垃圾为3.0m厚时，进行50cm的土层覆盖，在实际中既要进行每日的覆土，最终封场时又要使用大量的覆盖土，所以一般覆盖土为垃圾填埋量的1/4～1/3。（4）、年垃圾处理容量即为填埋垃圾总量与覆盖土总量之和，因此用下列公式计算：年填埋处理容量（m3/a）=填埋垃圾容量（m3/d）×365+覆盖土的总量（m3/a）3.4.3设计数据原始资料中给出了该城市目前每日产生生活垃圾约1000t。垃圾总量以每年8%的速度递增。垃圾成分主要为生活垃圾，垃圾中基本无有毒有害物质和重金属，设计填埋年限为15年。设计参数：（1）垃圾年增长率根据该市垃圾增长率，设为8%（3）垃圾日产量该城市目前垃圾产量为1000t/d。（5）填埋场的设计服务年限填埋场的设计服务年限为15年。3.4.4垃圾产量计算目前垃圾年产量=365×1000=365000t其中年填埋量=365000×(1-13.5%)=315725t表1城市每年垃圾产量根据材料得：垃圾平均密度为0.9t/m3则总容积为857.19×104/0.9=9.52×106m3设覆土厚度与垃圾厚度之比为1：3则填埋处理容量为：9.52×106×4/3=12.7×106m3因此，垃圾填埋场设计规模应大于12.7×106m3。3.4.5填埋面积设垃圾填埋高度为20m，则填埋场面积为：A=810000m2考虑堤坝，防渗层所占面积A确定为8.1×105㎡,分十格区，每个区面积为A'=8.1×104㎡(337.5m×240m)。3.5填埋作业方式无蝇除害环境监测无蝇除害环境监测填埋场作业填埋场作业终场利用运至填埋场计量称重覆土卸料推铺压实终场利用运至填埋场计量称重覆土卸料推铺压实沼气渗滤液雨水沼气渗滤液雨水排灌导排收集分流 排灌导排收集分流回喷蒸发＋污水处理回喷蒸发＋污水处理图3-4生活垃圾处理工艺流程图每天把运到填埋场，经性质和计量判定后进入填埋场内。垃圾按指定的单元作业点卸下，卸车后用推土机推铺，再用压实机碾压。分层压实到需要高度后，再在上面覆盖粘土和聚乙烯膜料，并重复上述的卸料、推铺、压实和覆盖的过程。以一日一层作业单元，每日进行覆盖。垃圾的压实密度大于0.8t/m3。每层垃圾厚度为4.0m，每层覆土厚度为250cm。最终封场覆土厚度大于1m。填埋时先从右到至左推进，然后从前向后推进。左、中、右之间的连线呈圆弧形，使覆盖面上排水畅通地流向两侧进入排水沟或边沟等，以减少雨水渗入垃圾体内，前后上部的连线呈一定坡度。外坡为1：3，顶坡不小于2%。填埋场的作业方式实行分区分单元填埋，以分区分单元填埋为前提，然后再来考虑分层的填埋作业。为最大限度防止污染扩散，填埋作业过程中，正在进行填埋作业的子填埋区是裸露的，日覆盖采用膜覆盖，其他的区域均为中间覆盖或临时封区。首先进行的作业的是整平后的一区填埋库区底部，在实际进行填埋作业的过程中，要考虑是和填埋作业库区临时作业道路结合起来实施。第一次到达的填埋作业高度为距离整平询问绝对标高2m而后开始第二层填埋作业单元的设置。随着填埋作业高度的增加，可利用的填埋作业有效面积也在增加，这时为气体利用提供方便，已经经过临时封场的填埋单元可以通过导气石笼中间的垂直气井，将导气管和周围的移动式集气站连接起来，就可以对气体进行再利用了。整个填埋区的作业顺序是：先一区、二区、再三区，然后开始二期工程。填埋二期工程作业时，和填埋一区形成新的水平面积，继续向上填埋，形成堆体后临时封场，填埋三期作业。第4章填埋场气体收集处理工程设计4.1填埋气体的组成、性质填埋场气体主要是填埋垃圾中可生物降解有机物在微生物作用下的产物。气体中含有甲烷（CH4），二氧化碳（CO2），一氧化碳（CO），氨（NH3），硫化氢（H2S）等。其中，又以甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）为主，两者相加往往占到填埋气体总量的90%以上。这两种气体不仅是影响环境的温室气体，而且是易燃易爆气体，甲烷和二氧化碳聚集过多会使人窒息。当甲烷在空气中的浓度达到5%—15%时，会发生爆炸。填埋场产生的气体中还有少量有毒气体，例如硫化氢，对人畜和植物有毒害作用。填埋气体还会影响地下水质，溶于水的二氧化碳会影响地下水的硬度和矿物质的组成。因此，填埋气体对周围的安全始终存在威胁，必须对填埋气体进行有效控制。填埋气体的热值很高，具有很高的利用价值。将其收集、净化和贮存后，可用于发电、提供燃气和供热等。4.2填埋场气体产量估算根据化学需氧量法L0=W(1-ω)η有机物CCODDBODW—废物质量(kg)W—垃圾的含水量(%)η有机物—垃圾中的有机物含量（%）CCOD—单位质量的废物COD(kg/kg)CCOD=1.2kg/kgDBOD—单位COD相当的填埋场产气量（m3/kg）DBOD=0.7m3垃圾经堆肥化处理后，含水率ω=60%根据本设计处理的是现代化城市，其垃圾有机物含量在58.2%。L0=W(1-ω)η有机物CCODDBOD=400×104×103×0.582×0.6×1.2×0.7=117.33×104.3气体收集系统填埋场气体的导排方式分主动导排和被动导排。被动导排是填埋气体依靠自身的压力沿导排井和盲沟排向填埋场外，对环境污染较大。主动导排是在填埋场内铺设一些垂直的导气井或水平的盲沟，用管道将这些导气井和盲沟连接至抽气设备，利用抽气设备对导气井和盲沟抽气，将填埋场内的填埋气体抽出来。主动导排具有以下特点：（1）气流量和负压可以随产气速率的变化进行调整，可以最大限度的将填埋气体导排出来，因此气体导排效果好。（2）排出的气体可以直接利用因此通常与气体利用系统连用，具有一定的经济效益，由于利用机械抽气，运行成本较大。这里采用主动导排，便于收集利用。4.3.1抽气井的抽气方式的选用竖向收集井简介：有两种：竖井向上收集方式；竖井加横斜向收集管的导排收集方式。竖井的作用:在填埋场范围内提供一种透气排气空间和通道，同时将填埋场内渗滤液引至场底部排到渗滤液调节池和污水处理站，并且还可以借此检查场底HDPE膜泄露情况。竖井方式特点:结构相对简单、集气效率高、材料用量较少、一次投资省，在垃圾填埋过程容易实现密封。对在垃圾填埋过程中立井的填埋场，竖井是随垃圾填埋过程依次加高，加高时应注意密封和井的垂直度。竖井由多孔内管、外套管、井顶密封盖、场顶面或场内气体输气管以及就地点火燃烧器组成。多孔内管由HDPE制成，直径150~200mm，开孔直径16~20mm，孔间距80~100mm，离场顶部约3m处开始开孔，孔错列布置。外套管由UPVS或ABS制成，直径80~100mm。井顶密封盖和套管是为了防止气井加高过程气体的泄露。套管是移动式，当完成一分层垃圾填埋后往上提升。井底底座由耐压不渗漏的材料制成。多孔内管与套管之间充填砾石，砾石粒径为20~40mm。由于二氧化碳溶于水成碳酸，故填埋场内设施构件的材料应耐碳酸腐蚀。竖井向下横斜向收集方式则是将填埋场顶面气体输送管改到填埋场内。一口井接一根输气管，输气管从气井下半部接出，其接点位置应高于场内渗滤液液面，尽可能靠近场底，以便建立支撑物。对于一个有良好的渗滤液排除系统的填埋场，其积水液面是不高的。根据场底标高及坡向，多数井底在液面之上，故为气管设置支撑物提供条件。为了保证安全可靠地输送气体，横斜向的输气管除采用支撑物外还要采用加厚的不开孔的HDPE管，对于重型运输机械经过的地段应加铸铁套管，与气井接点处用柔性短管连接。管道坡向气井以利排水。竖井向下横斜向收集方式的优点是垃圾填埋过程可以有效控制气体的散发，提高了气体收集率，并且与垃圾填埋作业不发生矛盾。根据实际情况利用沼气发电所以本设计采用的是竖井向上收集方式。4.3.2垂直抽气井和冷凝水收集井的布置根据《生活垃圾卫生填埋技术》P189由于抽气机抽力形成真空，因此改变了竖井的作用半径，井距增至90－100m。因此由于采用主动导排方式因此具有抽气机，因此竖井的作用半径改变，井距为取90m。影响半径根据X=2Rcos30º，X=90，则R=52米根据《生活垃圾卫生填埋技术》P190冷凝水收集井每间隔为50－150m设置一个。因此该设计的冷凝水收集每间隔90m设置一个。4.3.3气体收集管布置假定气体在管道中的流动为完全紊流，估算气流速度，使用连续方程（1）Q=AVQ—气体流量（m3/s）A—管道截面面积（m2）V—气流速度（10m/s）取10m/s气体收集总管填埋场的总产气量为L0=1.17×109m3Q=1.17×109m3/(15×365×3600×24)=2.47m3/s总管面积A=Q/V=2.47/10=0.247㎡管径D=（4A/3.14）0.5=561mm，取600mm（3）支管管径与总管相连的支管有8根，坡度2%支管截面积A1=A/8=0.031㎡管径D1=(4A/3.14)0.5=200㎜4.3.4冷凝水收集管因考虑到收集的填埋气体中有水分存在，冷凝后会切断抽气井中的真空，影响到气体的收集效率，因此在气体收集管线上每隔90第5章渗滤液收集系统设计5.1渗滤液产量计算垃圾渗滤液的产生量受多种因素的影响，如降雨量、蒸发量、地面流失、地下渗入、垃圾的特性、表面覆土等。关于渗滤水产生量的计算方法很多，本设计采用了经验公式法来计算渗滤液的产生量。这里需要说明的是蒸发量受气温、湿度、风等因素的影响较大，但因不像降水量变化那样剧烈，所以渗滤液量主要受降水量的影响而变动。因此我们在进行渗滤液量的计算中，暂不考虑蒸发量，主要是考虑降雨量。采用经验公式估算渗滤液的产生量：

式中：Q——渗滤液量（m3/d）I——日降水量（mm/d）C1——填埋作业中的渗透系数，其值为0.4-0.7，标准值为0.5A1——填埋作业地块面积(m2)查该地区气象资料，获知全年平均降水量为1297.2mm,故年平均日降水量为：××1.1947=4.246mmI平均1297.2=365式中：1.1947——修正系数，参照《废弃物最终处置场的计划和建设》桶口˙状太朗(4)计算渗滤液量此处的渗滤液量是基于填埋计划在填埋期间渗滤液发生最多时期的条件下推算的。3月最大降雨量1578.7C1=0.50C2=0.30s1s2s2s2s2s2s2s2s2s2Q日处理量第一年81000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.0052536.60143.94第二年81000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.0052536.60143.94第三年81000.0081000.000.000.000.000.000.000.000.000.0084058.56230.30第四年81000.0081000.000.000.000.000.000.000.000.000.0084058.56230.30第五年81000.0081000.0081000.000.000.000.000.000.000.000.00115580.52316.66第六年81000.0081000.0081000.000.000.000.000.000.000.000.00115580.52316.66第七年81000.0081000.0081000.0081000.000.000.000.000.000.000.00147102.48403.02第八年81000.0081000.0081000.0081000.000.000.000.000.000.000.00147102.48403.02第九年81000.0081000.0081000.0081000.0081000.000.000.000.000.000.00178624.44489.38第十年81000.0081000.0081000.0081000.0081000.000.000.000.000.000.00178624.44489.38第十一年81000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.000.000.000.000.00210146.40575.74第十二年81000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.000.000.000.00241668.36662.11第十三年81000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.000.000.00273190.32748.47第十四年81000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.000.00304712.28834.83第十五年81000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.0081000.00336234.24921.19月份降雨量渗滤液产生量渗滤液处理量渗滤液未处理量最大累积容积调节池容积确定调节池有效容积年最大降雨量1578.70168117.12460.593月最大降雨量394.68107821.3969607.4038213.9938213.9942035.3930000.00年最大平均降雨量131.563各月最大降雨量394.685.2渗滤液管道设计5.2.1管径计算根据曼宁公式Q=rh1/6×rh1/2×S1/2×A=rh2/3×S1/2×A式中：Q——管道净流量，m3/s；n——曼宁糙率系数，PVC材料n≈0.009，HDPE材料n≈0.011；A——管的内截面积，m2；S——管道坡降，取0.02；rh——水力半径，m，rh=A/PW；Pw——湿周，m。对于满管水流rh=Din/4式中：Din——管内直径，m。干管直径设每根主管收集340×240㎡的面积的渗滤液，每块（共10块）的最大峰值渗滤液流量：921.19/(24×3600×10)=0.0011(㎡/s)每区选用250mm,SDR=9（壁厚38.3mm管内径Di=D0-2t=250-38.3×2=211.7mmrh=Di/4=0.2117/4=0.05085mA=(Di/2)2=3.14×(0.2117/2)2=0.0324Q=(1/0.011)×0.050852/3×0.021/2×0.0324=0.0572m3Q>0.0011m3/s,所以该管可用。支管管径每根支管收集面积为340×240/6=13600m3。选用200mm,SDR=11(壁厚为Qmax=0.059/6=0.0085m内径Dj=D1-2t=200-18.2×2=163.6mmrh=Dj/4=40.9mm=0.0409mA=(Dj/2)2=3.14×(0.1636/2)2=0.021mQ=(1/0.011)×0.04092/3×0.021/2×0.021=1.562m3/s>5.2.2管孔计算单孔过流能力伯努利方程：Qb=CAb（2g△h）0.5式中：Qb——单孔过流能力，m3/s；C——过流系数，取0.62；Ab——单孔孔口截面面积，m2；g——重力加速度，9.81m/s2；△h——水头，m；上式中令Vent=（2g△h）0.5式中：Vent——孔口限定流速，m/s。则上式可写成下式：Qb=CAbVent通常，Vent可假设为3cm/s，孔径通常在6.4-16主管管孔采用15mm孔径的孔口，则单孔过流量由伯努力方程可得，为3.285225×10-6m3/s。单位管长最大渗滤液流量Qin=0.0571/250=2.284×10-4m3/（m2·s），则单位管长上孔数为（2.284×10-4）/（3.285225×10-6支管管孔采用15mm（符号孔径在15mm-20mm）孔径的孔口，则单孔过流量由伯努利方程可得，为3.285225×10-6m3/s。单位管长最大渗滤液流量Qin=0.0571/（6×75）=1.2689×10-4m3/（m2·s），则单位管长上孔数为（1.2689×10-4）/（3.285225×10-6）=40材质采用高密度聚乙烯（HDPE），预先制孔，孔径20mm，孔距100mm，开孔率5%。5.2.3渗滤液管设计24小时历时暴雨时的总排水量为0.0571m3/s，填埋场面积为675m×1200m，分为10个区，每个区面积为337.5m×240m，每区采用1根干管，长240m，连接8根支管，两边分布，支管间距为42m。5.3渗滤液集水池设计每个集水池负责的填埋单元面积约为32500m2，采用L×B×H=6m×6m×2m，池坡1：2，集水池内填充砾石的孔隙率大约为30%～40%。潜水泵通过提升斜管安放于贴近池底的部位。泵的启动与关闭由水位控制，液面距池底1.6m时启动，液面下降到距池底0.4m时泵关闭。集水池中的渗滤液经潜水泵提升后输送到渗滤液调节池。输送管采用HDPE管，管径500mm。第6章垃圾渗滤液处理系统6．1垃圾渗滤液垃圾渗滤液呈淡茶色或暗褐色，色度在2000-4000之间。有浓烈的腐化臭味，成分复杂，毒性强烈，有机物含量较多，被列入我国优先污染控制物“黑名单”的就有5种以上；氯氮浓度高，BOD5和COD浓度也远超一般的污水。垃圾渗滤液来源于三个方面：一是垃圾本身所带的水分；二是垃圾中有机物经分解后所产生的水；三是以各种途径进入垃圾填埋场的大气降水和地下水。其中进入场区的大气降水和地下水是决定渗滤液产生量的关键因素。垃圾在填埋场产生的渗滤液与时间的关系可分为以下几个阶段：1)调整期：在填埋初期，垃圾体中水分逐渐积累且有氧气存在，厌氧发酵作用及微生物作用缓慢，此阶段渗滤液量较少。2)过渡期：本阶段滤液中的微生物由好氧性逐渐转变为兼性或厌氧性，开始形成渗滤液，可测到挥发性有机酸的存在。3)酸形成期：滤液中挥发性有机酸占大多数，pH值下降，COD浓度极高，BOD5/COD为0.4-0.6，可生化性好，颜色很深，属于初期的渗滤液。4)甲烷形成期：此阶段有机物经甲烷菌转化为CH4和CO2，pH值上升，COD浓度急剧降低，BOD5/COD为0.1-0.01，可生化性较差，属于后期渗滤液。5)成熟期：此时渗滤液中的可利用成分大减少，细菌的生物稳定作用趋于停止，并停止产生气体，系统由无氧转为有氧态，自然环境得到恢复。6．2

垃圾渗滤液的特性垃圾渗滤液是一种高浓度有机废水，其成分复杂、水质水量变化大。垃圾渗滤液的来源主要有直接降水、地表径流、地表灌溉、地下水、垃圾自身的水分、覆盖材料中的水分和垃圾生化反应的生成水等。影响垃圾渗滤液成分的因素主要有：垃圾成分、场地气候条件、场地的水文地质降雨条件、填埋条件及填埋时间等。这就决定了垃圾渗滤液的水质水量的变化大，且变化规律复杂。CODcr、BOD5、氨氮的含量较高，且随填埋时间的延长，垃圾中的有机氮转化为无机氮，氨氮质量浓度升高。由于垃圾降解产生的CO2溶解使得垃圾渗滤液呈微酸性，这种偏酸性的环境加剧了垃圾中不溶于水的碳酸盐、金属及其金属氧化物等发生溶解，因此渗滤液中含有较高浓度的金属离子。垃圾渗滤液的难处理还表现为它的变化性。一是产生量呈季节性变化，雨季明显大于旱季。二是污染物组成及其浓度的季节性变化。平原地区填埋场干冷季节渗滤液中的污染物组成和浓度较低。三是污染物组成及其浓度随填埋年限的延长而变化。填埋层各部分物化和生物学特征及其活动方式都不同，“年轻”填埋场(使用5年以内)的渗滤液pH值较低，BOD、COD、VFA、金属离子浓度和BODs／COD较高，“年老”填埋场(使用10年以上)的渗滤液pH值近中性，BODs、COD、VFA浓度和BOD／CODc较低，金属离子浓度下降，但氨氮浓度较高。因此在选择垃圾渗滤液处理工艺时要是适应垃圾渗滤液的变化特性，由于垃圾渗滤液的复杂变化，因此只有稳定运行，才可以对其进行较好的处理。对于UASB处理工艺可以对不同时间的垃圾渗滤液进行处理，且有较好的处理效果。6．3垃圾渗滤液处理工艺方案从国内外渗滤液水质监测将资料分析，渗滤液BOD5/COD=0.2~0.8。开始时填埋场的渗滤液生化性较好，但随着时间的推移，其生化性将逐渐降低。城市生活垃圾卫生填埋场渗滤液属于含氮量高、有机物浓度高的污水，其流量和负荷在不断变化。故此工程拟采用生物处理与物化处理相结合的方法，并辅以深度处理，使其扬长避短，互相补充，相辅相成，将处理效果发挥到最大限度。表1

生活垃圾渗滤液排放标准排放标准

COD

(mg/L)

BOD(mg/L)

NH3-N(mg/L)

SS

(mg/L)

大肠菌值（个/L)一级

100

30

15

70

10-2～10-1二级

300

150

25

200

三级

1000

600

400

2、

垃圾渗滤液的处理方式

传统的垃圾渗沥液的处理方法一般有物化法和生物法。（a）物化法物化法是指通过物理化学的方法去除渗滤液中的C0D、SS、色度、重金属等。相对于生物法，物理化学法不受渗滤液水质水量的影响，抗冲击负荷能力较强，出水水质比较稳定，尤其在废水可生化性较差的时候有比较好的处理效果；但是物化法处理成本较高，不适于大量垃圾渗沥液的处理。近年来，用于渗滤液处理的物化法主要有活性炭吸附、化学沉淀法、吸附法、化学氧化法、反渗透法、电渗析等多种方法。目前物化法主要用作预处理或与其他方法联合使用。（b）生化法当渗滤液的BOD/COD值大于0.3时，表明渗滤液的可生化性较好，可采用生化法处理，生化处理具有处理效果好、成本低等优点，它是目前应用最广泛的处理方法。但是垃圾渗滤液随填埋时间的增加，BOD／COD比值变低，可生化性变差。当生物法处理垃圾渗滤液对CODcr的去除率为70％左右。但是当进水CODcr较高时，仅用生物法不能达到国家排放标准。污水污泥处理工艺流程如下：进水进水调节池沉淀池氨氮吹脱塔中和池UASB污泥浓缩池污泥脱水间SBR池排放污泥填埋沼气调PH加磷A/O池排放6.4渗滤液产量该地区雨量充沛，年平均最大降雨量1578.7mm。根据年平均最大渗滤液量460m3/d,渗滤液处理站处理规模为460m3/d，即19.17m3/h6.5主要构筑物设计污染物去除汇总表构筑物项目CODCrBOD5SSNH3-N初沉池进水水质1250075003001000去除率（％）202560出水水质1000056251201000氨吹脱塔进水水质1000056251201000去除率（％）80出水水质100005625120200UASB进水水质100005625/200去除率（％）8085/20出水水质2000844120160SBR池进水水质2000844120160去除率（％）808570出水水质40012712048A/O池进水水质40012712048去除率（％）80806070出水水质80254814.46.5.1调节池该调节池采用的进水方式为重力流，出水用泵抽升；而其水质调节方式采用水下搅拌器混合。调节池内设加药池，进行PH的调节，药剂用石灰乳（Ca(OH)2）。6.5.1.1设计参数取有效水深9.5m,超高0.5m.6.5.1.2调节池容积V=30000m36.5.1.3调节池的面积A=V/H=30000/9.5=3157.9m2，取A=32006.5.1.4.调节池长和宽根据面积取调节池的长宽分别为65m和50m6.5.1.4.调节池高度H=h1+h2+h3=9.5+0.5=10m6.5.2初沉池6.5.2.1设计说明由于渗滤液中含有较高的SS，另外调节池中还中投加了Ca(OH)2，与硫酸根反应会生成CaSO4。去除水中的硫酸根。水泵前投加了壳聚糖作为混凝剂，壳聚糖可有效的降低水中的COD，且可对水中的悬浮物起混凝沉淀作用。该池设有沉淀的污泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理构筑物能连续运行。沉淀池采用竖流式沉淀池，为半地上式的钢筋混凝土结构。6.5.2.2参数选取沉淀时间：T=1h设计水量：Ｑ=460m3/d=19.17m3/h=0.0053m3/s水力负荷:q=2m3/m2.表6.1预计处理效果单位（mg/L）项目CODCrBOD5SS进水水质125007500300去除率（％）202560出水水质1000056251206.5.2.3设计计算（1）中心管面积设m/s,采用1竖座流式沉淀池，设计流量：Q=19.17/3600=0.005325m3/sf=0.005325/0.03=0.1775m2（2）沉淀部分有效断面积设表面负荷，v=2.0×1000/3600=0.56mm/sF=Q/V=0.005325/0.00056=9.595㎡沉淀池直径D=3.53m（3）沉淀部分有效水深设t=2h,=vt3600=0.0005623600=4.0m（4）圆截锥部分容积设圆截锥体下体直径为0.4m（3.53/2－0.4）tan=1.95m（5）沉淀池总高度：设超高及缓冲层各为0.3mH==0.3+4.0+0.3+1.95=6.55m（6）校核池径水深比D/h2=3.53/4.0=0.89<3(符合要求)（7）校核集水槽每米出水堰的过水负荷q0q0=L/S<2.9L/S6.5.3氨吹脱塔去处渗滤液中的氨氮。主体包初括渗滤液进口、液相出口、空气进口、气相出口及填料等，塔体自上而下依次布置有液体始分布器、上层填料床层、液体收集在分布器，下层填料床层及空气分布器。渗滤液进口与空气分布器相连，空气进口与空气分布器相连。在该填料塔中，氨气和空气混合后，经由填料塔的下侧进入填料塔中，与从填料塔顶流下的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。经吸收后的混合气体由塔顶排除，吸收了氨气的水由填料塔的下端流出。在室温下，将PH值调至10，气液比G/L=3000m3/m3吹脱效率可达80%，亨利系数E取95KP，氨吹脱塔进塔组成的操作压力为101.325KP，液相体积传质系数Kxα=40kmol/(m3·h)大量的工程实践表明，要使NH3-N达到良好的去除率，吹脱所需求的最佳PH为10.5~11.0。因此由加药房加药把pH由6调节到11。采用气水比：2000，太低则脱除率小于80%。pH：11空塔气速μ：2m/sVS：每小时流量，460/24=19.17m3/h由气体的体积流量与空塔气速计算塔径。D=取D=3.5m。图6-1氨吹脱塔构造图6.5.4中和池1、设计说明为维持USAB的正常运转，在氨吹脱塔后设中和池一座，其大小主要取决于酸碱反应时间。2、参数选择设计水量:Ｑ=460m3/d=19.17m3/h水力停留时间：T=0.5h水面超高取：h1=0.5m有效水深取：h2=2m3、设计计算中和池的有效容积：V=Q·T=19.17×0.5=9.59m3中和池的高度：H=h1+h2=2+0.5=2.5m 中和池的水面面积:A=V/h2=9.59/2=4.79m2，中和池的横断直径为(圆形)：D=2.47m在中和池中安装QUZ—291式浮球液位计1台，可自动控制提升水泵的启动和停止，即高水位时自动启泵，低水位时自动停泵，超高水位时双泵启动，同时连续跟踪显示水池液位。同时安装搅拌装置，加快酸碱反应。6.5.5UASB反应器6.5.5.1设计说明UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。UASB反应池有以下优点：沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流不填载体，构造简单节省造价由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高，停留时间6.5.5.2.设计参数表6.2UASB反应器处理效果项目CODBODSS进水水质(mg/L)100006000-去除率(%)8085-出水水质(mg/L)2000900-设计流量Q=460m3/d=19.17m3/h；进水COD=10000mg/L去除率为80%；容积负荷（Nv）为：6kgCOD/(m3·d)；污泥产率为：0.07kgMLSS/kgCOD；产气率为：0.4m3/kgCOD。6.5.5.3设计计算(1)UASB反应器结构尺寸计算1.反应器容积计算(包括沉淀区和反应区)UASB有效容积为：V有效=Q(Co-Ce)/Nv式中：V有效——反应器有效容积，m3Q——设计流量，m3/dC0——进水有机物浓量,kgCOD/m3Ce——出水有机物浓量,kgCOD/m3Nv——容积负荷,kgCOD/(m3·d)V有效=613.33m36.5.5.4UASB反应器的形状和尺寸工程设计反应器2座，横截面为矩形反应器有效高度为7m，则横截面积S=V单池面积Si=②单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1以下较为合适设池长L=9m，则宽B=Sil=4.87,取B=单池截面积：Si=L×B=43.81m2③设计反应池总高H=8.0m，其中超高0.5m（一般应用时反应池装液量为70%-90%）单池总容积Vi=Si×H=43.81×单池有效反应容积Vi有效=Si×h=43.81×7=315m3单个反应器实际尺寸9m×5m×8m反应器总容积V=9×5×8×2=720m3反应器数量2座反应器总容积V=9×5×8×2=720m3总有效反应容积V有效=Vi有效×n=630m3，符合有机符合要求UASB体积有效系数630/720=0.875在70%-90%之间，符合要求④水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)tHRT=VVr=19.17/43.81/2=0.22符合设计要求。6.5.5.5三相分离器构造设计1、设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。2、沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置3个集气罩，构成3个分离单元，则每池设置3个三相分离器。三相分离器长度B=5m，每个单元宽度b=L/3=9/3=3.0m。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即45m2。沉淀区的表面负荷率6.5.5.6气封与集气罩与短边平行，沿长边每池布置3个分离单元。其结构见下图所示。要求u3<u2<u1<2.0m/h,ub/ua>BC/AB，沼气管流速5.0m/s(A)校核u1、u2、u3三相分离器沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，则沉淀区的表面负荷率为：75÷2÷192=0.20m3/(m2h)该值小于1.0~2.0m3/(m2h)，满足要求。设上下三角形集气罩斜面水平夹角为55°，取保护高度h1=0.5m，上三角形顶水深h2=1.0m，下三角形高h3=1.6m，则有：b1=h3/tg55°=1.6/1.428=1.12m设单元三相分离器宽b为3.2m，则下集气罩之间的宽b2为b2=3.2-2*1.12=0.96m下三角形集气罩之间缝隙b2中的水流（不考虑气的影响）上升流速v1的计算，可先计算出回流缝总面积a1a1=b2*l*n=0.96*9.8*6=56.45m2则v1为：v1=Q/2a1=75/(2*56.45)=0.66m/h式中l——反应器的宽度，即三相分离器的长度（m）n——反应器的三相分离器单元数。上三角形集气罩回流缝的水流上升流速v2的计算。设b3=0.46m，则回流缝的总面积a2为：a2=0.46*9.8*2*6=54m2则v2为：v2=75÷2÷54=0.69m/ha2为控制断面，可以满足v1＜v2＜2.0m/h的条件，具有较好的固液分离要求。因为上三角形下端C至下三角形斜面的垂直距离CE=b3sin55°=0.46*0.819=0.38m,BC=CE/sin55°=0.38/0.5736=0.66m，取AB=0.5m，上三角形的位置即可确定。其高h4为：h4=（ABcos55°+b2/2）tg55°=(0.5*0.5736+0.96/2)*1.4281=1.10m已知上三角形集气罩顶的水深为0.5m，则上下三角形集气罩在反应器内的位置已经确定，如图所示图6-2反应器构造尺寸计算结果6.5.5.7气液分离设计设能分离气泡的最小直径d=10.0×10-3cm，常温下清水的运动粘度系数γ=1.01×10-2cm2/s，密度ρ1=1.01g/cm3，沼气密度ρ=1.2×10-3g/cm3，碰撞系数β=0.95，则:由于γ废水一般大于γ清水，可取γ废水=2.0×10-2g/(cm*s)则沼气泡上升速度（可分离的最小气泡）vb=d2×β×g×(ρ1-ρ)/(18×γ废水)=(10.0×10-3)2×0.95×981×(1.01-1.20×10-3)/(18×2.0×10-2)=0.261cm/s=9.40m/h沿AB方向水流的速度va可用下式计算：va=75/（2*0.38*9.9*6*2）=0.84m/hvb/va=9.40/0.84=11.2；BC/AB=0.66/0.5=1.32vb/va>BC/AB,合理。该三相分离器可脱除的沼气泡d>=0.01cm，所以分离效果良好6.5.5.8.三相分离器与UASB高度设计三相分离区总高度h=h2+h3+h4–h5h2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5mUASB总高H=6.5m，沉淀区高2.5m，污泥区高1.5m，悬浮区高2.0m6.5.5.9UASB进水配水系统设计1)设计原则①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；②应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；③易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。2）布水点的设置进水方式采用连续均匀进水方式，布水点的数量与处理水量、进水浓度、容积负荷等因素有关。所取容积负荷为6kgCOD/(m3·d),每个布水点的布水面积大于2m²，本设计的布水点的负荷面积取2.5m²。布水点的个数：N=45/2.5=18个实际过程中取18个3）配水系统形式本设计采用一管多点布水方式设ui，Qi分别对应di管中的废水流速和流量，取u1=0.5m/S，u2=0.6m/s，u3=0.7m/s，u4=0.8m/s，u5=1.0m/s，u6=3.0m/s（管出口），则管径d为d1=(Q1/0.785u1)1/2=[(Q/4)/0.785u1]1/2=[75/(4×3600)/(0.785×0.5)]1/2=116mm取d2=(Q2/0.785u2)1/2=[(Q1/2)/0.785u2]1/2=[75/(8×3600)/(0.785×0.6)]1/2=75mm取d3=(Q3/0.785u3)1/2=[(Q2/2)/0.785u3]1/2=[75/(18×3600)/(0.785×0.7)]1/2=49mm取d4=(Q4/0.785u4)1/2=[(Q3/2)/0.785u4]1/2=[75/(36×3600)/(0.785×0.8)]1/2=31mm取d5=(Q5/0.785u5)1/2=[(Q4/2)/0.785u5]1/2=[75/(64×3600)/(0.785×1.0)]1/2=21mm取d6=(Q6/0.785u6)1/2=[(Q5/2)/0.785u6]1/2=[75/(128×3600)/(0.785×3.0)]1/2=9mm取10mm验证空塔水流速度u=Q/F=75/192×2=0.20m/h<1.0m/h合理空塔气流速度ug=Q△Ca/F=75×（7.6-1.14）×0.4/192×2=0.5m/h<1.0m/h合理6.5.5.10沉淀区设计设表面负荷率q≤1.0m3/(m2h),停留时间t=1.5~2.0h,有效水深0.5~2.0，出水堰负荷a≤5.4m3/(m（A）实际表面负荷率q=Q/F=75/(19.2×9.9×2)=0.2m3/(m2h)<1.0m3/(m（B）有效水深h=tq=2.0×0.2=0.4m3/(m（C）出水堰负荷(单边开齿)a=Q/14B=75/(14×9.9)=0.55m3/(m2h)<5.4m3/(m2（D）堰齿深50mm，夹角90°三角齿。水位25mm单齿流量 Q’=1.343H12.47=1.343×0.0252.47=1.482×10-4m齿数n=Q/Q’=75/3600/1.482×10-4=141每溢流堰齿数n’=141/12=12（12条堰）齿间距d’=B/n’=9.9/12=0.825m6.5.6SBR池6.5.6.1设计说明经UASB处理后的废水，COD浓度仍较高，要达到排放标准必须进一步处理，即采用好氧处理，此工艺拟用SBR池。6.5.6.2.设计水质污水进水量2100m3/d，进水BOD5=900mg/L，水温12～30℃，处理水质BOD5=180mg/L表7.5SBR池处理效果项目CODBOD进水水质(mg/L)2000844去除率(%)8085出水水质(mg/L)4001276.5.6.3.设计计算1．参数拟定：(1)污泥负荷率BOD—污泥负荷：NS=0.15kgBOD5/(kgMLSS.d);(2)污泥浓度和SVI污泥浓度采用3000mgMLSS/L,SVI取100(3)反应周期SBR周期采用T=8h,反应器一天内周期数n=24/8=3(4)周期内时间分配反应池数N=4进水时间：T/N=8/4=2.0h反应时间：3.0h静沉时间：1.0h排水排泥时间：1.0h闲置期：1.0h(5)周期进水量Q0===38.33m3/s2．反应池容积计算：反应池有效容积式中：n——反应器一天内周期数Q0——周期进水量,m3/sS0——进水BOD含量,mg/lX——污泥浓度,mgMLSS/LNs——污泥负荷率=183.23m3，取185m33.反应池最小水量 Vmin=V1-Q0=183.23-38.33=144.9m34.反应池中污泥体积=SVI·MLSS·V1/106=100×3000×183.23/106=54.97m3Vmin>满足设计要求5.校核周期进水量周期进水量应满足下式：Q0<(1-MLSS·MLSS/106)·V1=(1-100×3000/106)×183.23=128.26m3而Q0=54.97m3<128.26m3故符合设计要求6.确定单座反应池的尺寸SBR有效水深取5.0m,超高0.5m,则SBR总高为5.5mSBR的面池宽为：6m；则池长为：10m.SBR反应池的最低水位为：=4.03mSBR反应池污泥高度为：=1.5m4.03-1.5=2.53m可见，SBR最低水位与污泥位之间的距离为2.53m,大于0.5m的缓冲层高度，符合设计要求。7．需氧量计算：R=a’·Q·Sr+b’·V·XVa’b’的取值a’：0.42—0.53，b’：0.18—0.11。此设计中a’=0.55；b’=0.15R=0.55*460*(0.844-0.127)+0.15*460*(0.844-0.127)/0.15=511.22kg/dRmax=R×1.4=511.22×1.4=715.7kg/d曝气时间以3h计，则每小时的需氧量为：715.7/24*3=90kgO2/h每座反应池的需氧量：=90/3=30kg/h8．鼓风曝气量及设备选型：设计算水温12℃，混合液DO浓度为2mg/L。池水深5.5m，曝气头距池底0.8m，则淹没水深为4.7m。根据需氧量、污水温度以及大气压的换算，供氧能力为EA=10%选PBP型橡胶盘形微孔曝气头服务面积：3m2/个空气流量：1.5-3.0m3/（h曝气器阻力：180-280mmH2O动力效率：4.46-5.19kgO2/KW·h氧利用率：18.4%-27.7%a．空气管道的沿程阻力损失h1与局部阻力h2损失之和：h=h1+h2=4.8kpab．空气扩散装置安装深度的的阻力：h3=4.8*9.8=47.04kpac．空气扩散装置的阻力：h4=5.1kpad．鼓风机所需要增加的压力为：H=h1+h2+h3+h4=4.8+47.04+5.1=56.94kpa用六台鼓风机，4用2备，则每台鼓风机的供气量为：G’S=970/4=240m选RME-200型罗茨鼓风机，每台电动机功率为75KW。布气系统的计算每个反应池的平面面积为：8.0×10.0=80m2每个扩散器的服务面积取1.8m2,则需80/1.8=45个。取每个池子48个。布气系统设计如下图：布气系统设计如下图3.10：图6-3SBR反应器布气系统设计草图9.污泥产量计算选取a=0.6,b=0.075,则污泥产量为：△X=aQSr-bVXv=0.6×460×(0.844-0.127)-0.075×460*(0.844-0.127)/0.15=32.98kgMLVSS/dA/0池设计参数污泥负荷日变化系数1.2污泥指数：SVI=150污泥回流比：R=100%回流污泥浓度Xr=6600mg/L曝气池内混合液污泥浓度：设计计算有效容积：池有效水深=2m有效面积A=V/H=120/2=60污水在A/O池内停留时间:反应池各段水力停留时间：A段停留时间=1.25h,O段停留时间=5h相应的各段池子的体积为缺氧池=24，设计尺寸为L×B×H=3×4×2m好氧池=96,设计尺寸为L×B×H=12×4×2m剩余污泥量

:降解BOD生成污泥量=0.5×460×（0.1270.025）=23.46内原呼吸作用而分解的污泥：f=MLVSS/MLSS=0.75,不可生物降解和惰性悬浮物量（NVSS）该部分占TSS的约50﹪剩余污泥产量:=15.75-1.95+30=43.8污泥含水率：99.2%=W/1000(1-P)＝43.8/1000(1-0.992)=5.5污泥龄:6.5.7二沉池设计原则：池直径与有效水深的比值≤3；当池直径小于7m时，澄清水沿周边流出；当中心管底部不设反射板时，其流速不应大于0.03m/s。（1）中心管面积设v0=0.03m/s，采用一个竖流式沉淀池，最大设计流量

Qmax=式中：v0中心管内流速，m/s；d0中心管直径，m；(2)中心管喇叭口到反射板之间的缝隙高度设v1=-0.02m/s，d1=1.35d0=0.64mh式中：v1污水由中心管喇叭口到发射板之间的缝隙流出速度，m/s；d1喇叭口直径，m。（3）沉淀部分有效断面积设表面负荷q=1m3/（m2·h），则v=1/3600=0.00028m/s。F=Qmax/q=18m2式中：F——沉淀部分有效断面积，；v——污水在沉淀池中的流速，（4）沉淀池直径取D=4.8m。（5）沉淀部分有效水深设T=4h，h2=vt×3600=0.00028×4×3600=4m。3h2=3×4=12m＞D=3.8m，符合要求。（6）圆截锥部分容积设圆截锥体下底直径为0.4m，则此时下底直径d=0.438m

V1=（7）沉淀池总高度设超高h1=0.3m，缓冲层h4=0（因泥面很低），H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+4+0.12+0+1.4=5.82m。若采用间歇排泥,贮泥时间不小于2小时计，则二沉池污泥容积为：式中Q——污水设计流量，T——时间,取4hR——污泥回流比，取100%；X——混合液污泥浓度，X=2307.7mg/L；Xr——回流污泥浓度；6.5.9污泥浓缩池1.设计说明剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池，污泥含水率P1=98.0%。设计浓缩后含水率P2=96%设计固体负荷q=2.0kg.SS/(m2.h)污水处理系统每日排出污泥量为：初沉污泥量：V=剩余活性污泥量：总污泥量:体积V=3.45+2.99=6.44m3/d=0.268m3/h2.浓缩池池体计算浓缩池所需表面面积A：A=QC/q=W/q=35.88/2=17.94m2浓缩池设两座，每座面积Ai=A/n=41m2浓缩直径D=（4Ai/π）1/2=3.38m。水力负荷uu=Qw/Ai=32/（2×π×3.6×3.6）=0/38m3/m2.h水力停留时