《日处理量为100吨的城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺设计》12000字

日处理量为100吨的城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺设计摘要 5第一章前言 71.1选题目的和意义 71.2垃圾渗滤液的来源和危害 71.2.1垃圾渗滤液的来源 71.2.2垃圾渗滤液的危害 71.3国内外研究现状 81.4设计任务 101.4.1设计内容 10第二章城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺的选择 10第三章污水工艺设计 133.1设计任务书 133.2进出水水质 133.3工艺流程图 133.4构筑物说明 13第四章设计计算说明书 154.1细格栅 154.1.1设计参数 154.1.2设计计算 154.2调节池 174.2.1设计计算 174.3初沉池 184.3.1设计参数 184.3.2设计计算 194.4吹脱塔 214.4.1设计参数 214.4.2设计计算 214.5MBR膜生物反应器 224.5.1设计参数 224.5.2设计计算 224.6超滤设备 234.6.1设计说明 234.6.2设计参数 234.7消毒接触池 234.7.1选择消毒剂的类型 234.7.2设计参数 234.7.3设计计算 244.8污泥浓缩池 244.8.1设计说明 244.8.2设计计算 24第五章处理工艺的总体布置 265.1平面布置 265.1.1平面布置内容 275.1.2平面布置原则 275.2高程布置 275.2.1高程计算任务 285.2.2高程计算原则 285.2.3高程计算 28第六章工程造价预算 296.1编制依据 296.2土建部分 306.3设备部分 306.4物料消耗费用部分 316.4.1药剂投加费 316.4.3电耗费用 32第七章总结 32参考文献 32摘要本设计是日排量100吨的城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺的设计，采用的是MBR+超滤工艺，本设计进水水质为CODcr=12000mg/L，BOD5=5000mg/L，SS=2000mg/L，出水水质要求达到《生活垃圾场填埋控制标准》（GB16889-2008）中表2规定排放标准。文中对城市垃圾填埋场渗滤液的工艺处理进行了工艺介绍和设计计算以及设备选型等。关键词：渗滤液超滤设计第一章前言1.1选题目的和意义目前我国城市垃圾的主要处理方式是卫生垃圾填埋法；其中70%以上都是采取简易填埋方式处理的，这些处理方式对地下水产生一定的污染和潜在的危害。在城市垃圾填埋过程中，由于填埋场的运行和封场等问题，将会从一定程度上导致大量垃圾渗滤液的产生[1]。这些垃圾渗滤液是世界上目前公认的性质复杂、难于处理的高浓度废水，如果不加以处理而进入环境，将会对环境产生重大的污染[1]。城市垃圾渗滤液是一种高浓度的有机废水，富含众多有毒有害的物质，主要包括溶解性有机物，无机盐成分，重金属以及具有“三致”作用的其它污染物。垃圾渗滤液不同于一般的城市生活废水，它具有污染高、污染持续时间长、水质波动大且氨氮含量较高等特点[2]。因此，处理城市垃圾渗滤液已成为亟待解决的问题。1.2垃圾渗滤液的来源和危害1.2.1垃圾渗滤液的来源垃圾渗滤液来源与生活垃圾成分、运储、处置等各环节密切相关，是经过厌氧发酵、有机物降解、雨水冲淋、地下水浸泡等原因形成的成分复杂的高浓度有机废水[5]。由于国内已经开始推行垃圾分类，但因为普及程度不够，家庭厨余等易腐蚀垃圾所占比重较大，且厨余垃圾自身含水量大，又加上降水渗透等影响，学者普遍认为垃圾渗滤液主要来源是垃圾本身含有的大量可溶性有机物、无机物在雨水、地表水或地下水的浸入过程中溶解的污染物、垃圾通过生物、化学、物理作用产生的可溶性物质、覆土和周围的土壤中进入渗滤液的可溶性物质，成分非常复杂[6]。我国城市垃圾渗滤液的主要来源是：1)填埋场堆放及填埋操作过程中受重力或其他作用力而导致渗滤液渗出[2]；2)自然降水；3)垃圾游离水；4)有机物分解产生水以及入渗地下水等淋溶作用，产生的废水[7]。1.2.2垃圾渗滤液的危害垃圾渗滤液作为高浓度污染废水，不仅污染物浓度高，污染严重，且持续性久，会对环境和地下水造成严重污染，甚至对周围土壤也会造成严重且难以挽救的污染，因此垃圾渗滤液是目前最难处理的污染废水之一，其中BOD、COD等含量较高，处理难度较高且降解困难。垃圾渗滤液会带来以下危害：1)污染周边水源，包括地下水和地表水，造成水源污染，使有机物及重金属严重超标；2)污染大气环境，因渗滤液常伴有恶臭气味会一定程度影响周边人群及动植物生存；3)污染周边土壤，渗滤液渗漏至土壤会污染土地，破坏土壤健康值，导致土壤污染物含量超标等[8]。主要表现在：（1）水质复杂，危害性大。水中含有多种污染物且污染物浓度较高难以去除，危害性较强。（2）CODcr和BOD5浓度高。渗滤液中CODcr和BOD5最高分别可达90000mg/L、38000mg/L甚至更高[9]。（3）氨氮含量高，且随填埋时间越长氨氮含量越高，最高可达3000mg/L。渗滤液中的氮多以氨氮形式存在，约占TNK40%-50%[9]。（4）水质变化大。根据填埋场的年龄，垃圾渗滤液分为两类：一类是填埋时间在5年以下的年轻渗滤液，其特点是CODcr、BOD5浓度高，可生化性强；另一类是填埋时间在5年以上的年老渗滤液，由于新鲜垃圾逐渐腐蚀，pH值越来越接近中性，CODcr和BOD5浓度较之前有所降低，BOD5/CODcr比值减小，氨氮浓度增加[9]。（5）金属含量较高。垃圾渗滤液中含有十多种金属离子。（6）渗滤液中的微生物营养元素比例失调，主要是C、N、P的比例失调。一般的垃圾渗滤液中的BOD5：P大都大于300。同时，垃圾渗滤液中也存在着大量的细菌病毒，随着渗滤液渗入会持续污染环境和地下水，造成严重的环境污染，严重时甚至会影响人体健康。1.3国内外研究现状目前我国大部分城市垃圾的主要处理方式仍是垃圾填埋和垃圾焚烧，其中大多数都是采取简易填埋方式处理的，且在今后一段时期，填埋处理仍将是我国国内城市生活垃圾处理的基本方式，这种处理方式产生的渗滤液将会对地下水产生相当大的污染和严峻的潜在危害。在城市垃圾填埋过程中，由于填埋场的运行和封场等原因将会导致大量垃圾渗滤液的产生[1]。这些垃圾渗滤液是世界上目前公认的性质复杂、难于处理的高浓度废水，如果不加以处理而进入环境，将会对环境产生重大的污染[2]。我国垃圾填埋处理行业与国外相比起步较晚，始于上世纪80年代末，垃圾渗滤液的处理工艺也历经了几个不同时期的发展[1]。第一阶段是以北京阿苏卫垃圾填埋场为典型的考虑垃圾渗滤液的特殊水质特性的早期渗滤液处理工艺，主要是采用传统的好氧生物法，处理效果相对较差，效率低。第二个阶段是90年代中后期以深圳下坪垃圾填埋场为典型代表的针对渗滤液的特殊水质采用脱氮、厌氧、好氧相结合的处理工艺，处理、运行效果良好，效率较高，成本低廉。第三个阶段是21世纪后现阶段，新建的生活垃圾卫生填埋场为避免污染城市空气一般建于偏远地区，与城市污水作合并处理的可能性很小并且很难实施，而随着生活垃圾污染控制标准的提高，单独采用生物处理技术已不能满足渗滤液排放要求，因此，生物处理+深度处理技术开始得到推广。就我国目前垃圾渗滤液的处理现状来讲，技术水平工艺参差不齐，缺乏处理效果好且经济成本可行的方法[3][4]。目前我国渗滤液的处理主要包括，物化法，生物法和高级氧化法等。垃圾渗滤液的处理面临着许多困境，例如：物化法处理渗滤液成本高，生物法单独处理则难以达到排放标准等。所以对新型垃圾渗滤液处理方法及工艺的探索和创新更需要加大力度，寻求新型高附加值的资源化处置技术十分必要[2]。我国目前主要使用生物处理法和物化处理法对垃圾渗滤液进行处理，然而生化法对于中、后期渗滤液的处理效果较差，出水很难达到排放标准。在国外，运用最广泛的渗滤液处理方法包括延时曝气法、生物转盘及曝气稳定塘。另外，渗滤液回灌作为填埋场渗滤液处理方法之一，目前在国外已得到广泛应用。据估计，英国5O％的填埋场进行了渗滤液回灌。目前，西方发达国家已经普遍在垃圾渗滤液处理中推广膜分离技术。膜技术能够有效的截留各种污染物，获得纯度较高的出水，在国外得到广泛的应用，但是膜组件的成本较高，新型低成本膜的开发与应用将带来水污染处理领域的全新革命；膜污染的物理清洗仅能恢复膜通量约70%，而化学清洗能恢复膜通量约90%以上，但是化学清洗耗能高，且易造成二次污染，而生物清洗技术利用微生物自身的生物代谢机理实现膜的清洗，可以解决膜清洗困难和二次污染的难题。1.4设计任务1.4.1设计内容设计总水量：100t/d设计进出水水质：类别BOD5CODcrSS氨氮进水50001200020001500出水≤30≤100≤30≤25去除率≥99.4%≥91.6%≥98.5%≥98%注：执行（GB16889-2008）《生活垃圾场填埋控制标准》中表2规定排放标准。第二章城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺的选择由于设计进出水水质要求较高且对于污染物去除率要求较高，采用一般方法无法达到出水水质排放标准，因此为了有效去除悬浮物，本次设计包括一级预处理、二级生物处理和深度处理。一级预处理主要是为了去除污水中的悬浮物、调节pH值和为后续处理创造良好的条件。在一般情况下，物理法和化学法均可作为高浓度废水处理的预处理。预处理一般包括固液分离、吹脱、沉淀、混凝等。其中吹脱法对于氨氮去除率较高，能有效降低氨氮含量。二级生物处理是在污水经过一级处理后，用生物法继续去除水中的胶体状和溶解性有机污染物，将复杂污染物化为小分子物质，便于下一步去除。生化处理包括活性污泥法和生物膜法等。深度处理是经过一级、二级处理后，为了达到出水水质标准而进一步处理的过程，实现污水的回收和再利用。深度处理包括膜分离、离子交换和活性炭吸附等。（1）A/O工艺A/O工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A是厌氧段，用于脱氮除磷；O是好氧段，用于去除水中的有机物。它不仅可以降解有机污染物，还可以去除一部分氮、磷，经常被用作活性污泥的前处理工艺，通过AO工艺进行生物处理可以有效去除COD、BOD5和NH3-N。（2）好氧生物处理。好氧生物处理在废水处理中技术比较成熟，主要有活性污泥法、生物转盘、反硝化与硝化等工艺，好氧处理对降低BOD5、COD和氨氮的含量效果明显，除此之外还可以降低金属元素的含量。进行好氧生物处理时，污泥处理与处置的工艺较为复杂，费用较高，而对于垃圾渗滤液而言，由于其水质具有BOD5和COD浓度高、氨氮的含量较高等特点，运用传统好氧生物处理工艺对渗滤液处理的难度系数较大，且因为出水水质要求较高，出水水质难以达到水质标准的要求，并且处理工艺占地面积较大。（3）SBR法SBR是序批式活性污泥法的简称，够在同一个反应池内完成进水、排水、沉淀以及反应等相关的渗滤液处理工艺，有效的进行泥水分离，并且具有操作工序简洁、处理工艺成本较低的优势，同时还能够有效的防止污泥出现回流情况的发生。（4）超滤。超滤是一种以筛分为分离原理，以压力为推动力的膜分离过程，可有效去除水中的微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质。可广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯。（5）MBR在处理难降解有机废水和高浓度氨氮废水方面有着极强的优势，是国内研究较多的垃圾渗滤液膜处理工艺。膜生物反应器(MBR)利用膜的高效截流作用，使微生物被完全截流在生物反应器中，实现水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)的彻底分离，从而保证了反应器中维持大量的污泥龄较长的活性污泥。A/O法是由缺氧池和好氧池串联而成，该工艺的优点是处理效率高，流程简单，投资省，操作费用低，耐负荷冲击能力强，但没有独立的污泥回流系统，因此难降解物质的降解率较低，脱氮率很难达到80%。采用高负荷，大生物量生化工艺可以减少场地，但传统的硝化、反硝化工艺往往达不到大生物量这个要求。好氧生物处理时，由于其水质具有成分复杂、BOD5和COD浓度高、氨氮的含量较高等特点，运用传统好氧生物处理工艺对渗滤液处理的难度系数较大，且因为出水水质要求较高，出水水质难以达到水质标准的要求，并且处理工艺占地面积较大。SBR法效率高、运行稳定，耐冲击负荷，而且工艺流程简单，造价低，占地面积小，SS去除率为70%-90%，BOD5去除率为70%-90%，COD去除率为70%-90%。利用SBR处理方式对生活垃圾渗滤液进行处理之时，应当进行全面仔细的分析，把填埋年限控制在5年之内，在进水时，COD的浓度应当控制在3500-8000mg/L，氨氮化合物的浓度范围为180-300mg/L。超滤法系统回收率高，所得产品品质优良，可实现物料的高效分离、纯化及高倍数浓缩。处理过程无相变，对物料中组成成分不会产生不良影响或破坏其物质组成，且分离、纯化、浓缩过程中始终处于常温状态，特别适用于热敏性物质的处理，完全避免了高温对生物活性物质破坏这一弊端，有效保留原物料体系中的生物活性物质及营养成分[3]。系统能耗低，生产周期短，与传统工艺设备相比，设备运行费用低，生产成本较低，费用消耗较少。仪器设备先进且占地面积少，便于操作，工人劳动强度低且去除率较高。MBR在处理难降解有机废水和高浓度氨氮废水方面有着极强的优势，是国内研究较多的垃圾渗滤液膜处理工艺。但膜技术和生物结合工艺适用于初期的填埋场渗滤液的处理，此时，C/N比还未失衡，可被生物降解的有机物种类较多。针对中后期老龄化的渗滤液处理，生化处理不能发挥其优势，碳源投加量的剧增导致运营成本增多，需要增加深度膜处理技术，保证出水的稳定达标。综合考虑，选择MBR+超滤法。第三章污水工艺设计3.1设计任务书本设计是日排量100吨的城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺的设计，采用的是MBR+超滤工艺，本设计进水水质为CODcr=12000mg/L，BOD5=5000mg/L，SS=2000mg/L，出水水质要求达到《生活垃圾场填埋控制标准》（GB16889-2008）中表2规定排放标准，要求选择合适的工艺进行处理，通过不同工艺之间的比较，确定工艺方法和流程，进行相应构筑物的计算，并进行平面布置和高程布置。3.2进出水水质类别BOD5CODcrSS氨氮进水50001200020001500出水≤30≤100≤30≤25去除率≥99.4%≥91.6%≥98.5%≥98%3.3工艺流程图进水→细格栅→调节池→初沉池→吹脱塔→MBR→超滤→消毒池→出水污泥浓缩池→脱水机房→污泥外运3.4构筑物说明细格栅：由于是垃圾填埋场渗滤液，为防止有粗大的悬浮物堵塞构筑物，进而影响整个工艺流程，因此需在进入调节池之前设置格栅，去除部分悬浮物。调节池：调节水质水量，进行初步沉降、分离，利于下一步处理。初沉池：初沉池可以有效的去处污水中的悬浮固体，同时去除一部分呈悬浮状态的有机物，以减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。又有一部分混凝沉淀池的作用，所以此处可省掉混凝沉淀池。初沉池的处理对象是悬浮物质（SS可去除40%～50%以上），同时可以去除部分BOD5（约占总BOD5的20%～30%，主要是非溶解性BOD），以改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷[4]。本设计应选择竖流式沉淀池。吹脱塔：吹脱对于高浓度的氨氮有较好的去除效果，渗滤液的pH值在调节池内被调节至11左右，以使渗滤液中有更多的游离氨，便于吹脱，然后渗滤液被污水提升泵从调节池提升到吹脱塔中。吹脱塔的接触面积较大，有利于氨氮的吸收。氨气吹脱塔对氨氮的去除效率在在60%～95%之间。对COD去除率约为25%~50%，BOD去除率约为65%，SS去除率约50%[4]。MBR生物膜反应器：处理难降解有机废水和高浓度氨氮废水方面有着极强的优势，是国内研究较多的垃圾渗滤液膜处理工艺。消毒池：经过处理后，渗滤液出水水质已经达到出水水质标准，但是渗滤液中仍然含有细菌病毒及微生物等，因此设置消毒池对出水进行消毒处理，防止其对人类健康产生危害和对环境造成污染，并要使排水达到国家规定的细菌学指标。污泥浓缩池：污泥浓缩池是将初沉池等各个池中的剩余污泥进行浓缩后排出，在进行压滤脱水等步骤最后形成泥饼外运等。项目去除率及出水CODcrBOD5NH3-NSS原水/12000500015002000格栅、调节池去除率20%10%/25%出水9600450015001500初沉池去除率35%30%5%50%出水624031501495750吹脱塔去除率5%5%90%/出水59282993150750MBR+超滤去除率98.5%99%90%96%出水89301530第四章设计计算说明书4.1细格栅4.1.1设计参数（1）细格栅栅条间距（1.5-10mm）：取b=6mm=0.006m（2）过栅流速（一般采用0.6-1.0m/s）：取v=0.8m/s（3）栅前水深（一般为0.3-0.5m）:取0.4m（4）格栅安装角度（一般与水平面成30°-60°）：取α=60°（5）格栅间设置的工作平台标高应高出栅前最高设计水位0.5m。4.1.2设计计算1.格栅槽总宽度B①最大设计流量QmaxK当Q<5L/S时，Kz=2.3，Q>1000L/S时，Kz=1.3，所以此设计Kz取2.3Qmax=Kz×Q设=230t/天=9.6m³/h=0.0028m³/s原水流量：Q=100t/d=100m³/d=4.2m³/h=0.0012m³/s②栅条间隙数nn=Qmaxsinαbℎv=0.0028×Qmax--最大设计流量m3/s--格栅倾角，（°），取α=60°b--栅条间隙，m，取b=0.02mn--栅条间隙数，个h--栅前水深，m，取h=0.4mv--过栅流速，m/s，取v=0.8m/s由于栅条间隙数过少所以放宽至21个③栅条数n-1=20个④栅条总宽度BB=S×（n-1）+b×n=0.01×20+0.006×21=0.326mS--栅条宽度，m，取S=0.01m2.过栅水头损失h2ℎℎε=βh2--过栅水头损失，mh0--计算水头损失，mg--重力加速度，m/s，取g=9.81m/sk--系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3ε--阻力系数表4-1格栅阻力系数计算公式设栅条断面为锐边矩形断面，ß=2.42，带入数据得ε=βℎℎ3.栅后槽的总高度HH=h+h1+h2=0.4+0.405+0.3=1.105mH—栅后槽总高度，mh—栅前水深，mh1--栅前渠道超高,一般取h1=0.3mh2--过栅水头损失，m4.栅槽总长度LLLL=L1+L2+0.5+1.0+HHH1--栅前渠道深，mB1--进水渠宽,取B1=0.2mɑ1--进水渠渐宽部分展开角度，取ɑ1=20°L2--栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，一般取L2=0.5L15.每日栅渣量WW=86400QmaxW11000W1--栅渣量，m3/（103m3污水），一般取0.1-0.01，细格栅取最大值，故本设计取W1为0.1m3/103m³污水。4.2调节池4.2.1设计计算1.调节池的容积V=QT=4.2Q-周期T内污水平均流量，m3/hT--水力停留时间，取T=12h（经验值取4-12h）2.设计中采用的调节池容积V设计调节池容积一般考虑增加理论调节池容积的10%-20%，本设计取20%，则：V=50×1.2=60m³3.调节池的尺寸设调节池有效水深h为4.8m，其中包括超高0.3m,调节池采用方形池，池长L与池宽B相等。①池表面积AA=V/h=60/4.8=12.5m2②池长LL=B=调节池集水坑内设2台自动搅匀潜污泵，一用一备。4.3初沉池4.3.1设计参数（1）沉淀池的个数或分格数不应小于2个，并宜按并联系列考虑。（2）当无实测资料时，设计数据可参考下表沉淀池类型沉淀时间/h表面负荷/[m3/(m2·h)]污泥含水率堰口负荷/[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，此设计取0.3m。（4）一般沉淀时间不小于1.0h；有效水深多为2-4m。（5）池子的缓冲高度一般采用0.3-0.5m。（6）污泥斗的斜壁与水平面的倾角：方斗≥60°，圆斗≥55°。（7）排泥管直径：不小于200mm。（8）沉淀池采用静压排泥时，初沉沉淀池的静水头：不应小于1.5m。本设计采用竖流式初次沉淀池。设计参数及要求：（1）池子直径与有效水深之比不大于3，池子直径不宜大于8m，一般采用4-7m，最大达到10m。（2）缓冲层高度，非机械排泥时为0.5m，机械排泥时，缓冲层上缘高出刮泥板0.3m。（3）中心管最大水平流速不大于30mm/s。中心管下口应设有喇叭口和反射板，反射板的直径为喇叭口直径的1.3倍，喇叭口直径及高度为中心管直径的1.35倍。4.3.2设计计算1.中心管截面积f:采用两座竖流式沉淀池，则每池最大设计流量：qf=Qmax--最大设计流量，m3/sqmax—单池污水设计流量，m³/sn—采用的沉淀池个数，取2座f—中心管截面积，㎡v0—中心管内流速，取v0=0.002m/s2.中心管直径d0d取d0=0.95m。喇叭口直径d反射板直径d3.中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3ℎ3=qmaxv1πV1—污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度，取0.02m/sd1—喇叭口直径，m4.沉淀部分有效截断面积AA=v—污水在沉淀池中流速，m/s设表面负荷q/=0.5m³/(㎡·h)，则v=q=0.5/3600≈1.4×10-4m/s5.沉淀池直径DD=取D=3.5m6.沉淀池部分有效水深h2ℎt—污水停留时间，取2.5h校核：D/h2=3.5/1.26≈2.78<3，满足设计要求。7.校核集水槽出水堰负荷单面出水时，集水槽每米出水堰负荷为：q8.单池所需污泥室容积VV==所以两个池子每天总排泥量，单池每天污泥量为1--沉淀池进水悬浮固体浓度，mg/LC2--沉淀池出水悬浮固体浓度，mg/Lγ--污泥容重，kg/m3，取γ=1000kg/m3P0--污泥含水率，%，取P0=96%T--两次排泥的时间间隔，d，初沉池按2d计算，取T=2d9.圆截锥部分容积设定圆截锥体下底直径为0.3m，椎体倾角为55°，则圆截锥体高h5:ℎV10.沉淀池总高度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—中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度，mh4--缓冲层超高，m，取h4=0.3mh5—下部圆截锥体高，m4.4吹脱塔4.4.1设计参数设计流量Qmzx=230t/d=0.0028m³/s设计淋水密度q=100m³/(㎡·d)气液比为2500m³/m³废水4.4.2设计计算1.吹脱塔截面积A=A—吹脱塔截面积，m2Qmax—设计流量，m³/dq—设计淋水密度，m³/(㎡·d)吹脱塔直径D=4Aπ=4×2.32.空气量设定气液比为2500m³/m³水，则所需空气量为：230×2500=57500m³/d=6.66m³/s3.空气流速V=6.66/3=2.22m/s4.填料高度采用填料高度为5.0m，考虑塔高对去除率影响的安全系数为1.4，则填料总高度为5×1.4=7m4.5MBR膜生物反应器4.5.1设计参数膜通量的选择与污泥过滤性能，污水水质及运行的环境条件有关，一般情况为0.4-0.6m³/㎡·d，本设计取0.4m³/㎡·d。膜支架的有效面积S：0.8㎡/张膜支架张数的计算n=取720张。膜组件的选型：ES200n0=200N=n/n0=720/200=3.6≈4组膜装置分为两个池，每池2组膜组件。4.5.2设计计算1.设计流量Qmax=230t/d2.有效容积计算一个系列的平面布置尺寸为：池宽：4.4m，池深：3.5m，有效水深：3m池长：l=1.2×2+0.3=2.7m膜生物反应器有效容积：V有效=4.4×2.7×3×2=71.28m³，取72m³膜生物反应器总容积：V总=4.4×2.7×3.5×2=83.16m³，取85m³3.鼓风机的选型（1）所需鼓风量计算G=N×n0×q=2×200×12/1000=4.8N—膜组件数n0—单位膜组件中支架数，ES200中n0=200q—每张膜支架洗净所需空气量，一般为10-15L/min，取q=12L/min（2）处理所需空气量需氧量：OQd=100m³/dV—MBR池有效容积，72m³S0—原水中BOD5的含量(mg/L)Se—出水中BOD5的含量(mg/L)MBR池内污泥浓度取X=1200mg/L，a=0.5,f=0.8,b取0.124.6超滤设备4.6.1设计说明此类水质情况建议每30min进行一次物理清洗，清洗过程为“顺冲-反冲1-反冲2-顺冲”，每次步骤全过程需用时约2min，其中顺冲各30s，反冲各30s。故:每天的物理清洗次数=24×60/(30+2)=45次/天，每天冲洗时间t=2×(30+30)×45=5400s，每天有效产水(用于后续工艺)时间:=24×3600-5400=81000s=22.5h，用户需求超滤系统产水量为4.2m3/h,采用错流过滤模式，按回收率为90%计算，考虑到超滤系统运行当中反冲消耗的产品水=4.2×2×1×45/60/24=0.27m³/h超滤设计进水量为（4.2+0.27）/90%=0.3m³/h4.6.2设计参数总设计选用LH3-1060-V型超滤膜组件，按每支0.1m³/h水通量计算，故总超滤膜组件用量=0.3/0.1=3支模块数量：此方案选用2个模块。4.7消毒接触池4.7.1选择消毒剂的类型本次设计采用液氯消毒接触池。4.7.2设计参数（1）接触时间：取t=30min（2）接触池单格宽度：取b=2.0m（3）有效水深：取h=2.0m（4）投氯量：取q=5mg/L4.7.3设计计算1.消毒接触池的容积V(m3)V=Qmax—设计流量，m3/st—水力停留时间，min，取t=30min2.表面积A=V--消毒接触池的容积V(m3)h--有效水深,取h=2.0m3.消毒接触池池高H=h1+h=0.5+2=2.5mh1—超高，m，取0.5mh--有效水深，m，取h=2.0m。4.消毒池的长度L=b—接触池单格宽度5.复核池容由以上计算，接触池宽b=2m，长L=18m,水深h=2mV1=bLh=18×2×2=72m3>5.04m3,符合要求4.8污泥浓缩池4.8.1设计说明根据本次设计得知整个工艺流程产泥量较小，因此选择一个不带中心管的间歇式重力浓缩池。其浓缩原理是污泥在重力浓缩池中，污泥依次通过自由沉降、絮凝沉降、区域沉降、压缩沉降的过程来脱除部分水分。4.8.2设计计算1.污泥量的估算预处理阶段产生的污泥量：初沉池：Q1=12m³，含水率96%MBR池产生剩余污泥量：∆X=YobsQS0−△X—每日排放的剩余污泥量，kg/dYOBS—净产率系数，取值范围为0.4-0.8，取0.5S0—进水的平均BOD5的值，mg/L，Se—出水的平均BOD5的值，mg/L产生的污泥总量约为12.15m³/d2.污泥固体浓度CC=3.浓缩池面积A=C0—污泥固体浓度，40kg/m3G—污泥固体通量，取G=30kg/(m2·d)设计一个圆形幅流池。4.浓缩池直径DD=A—浓缩池面积5.浓缩池工作部分的有效水深ℎT——浓缩时间，h,一般为10-16h，取h=12h；Q——污泥量，m3⁄dA—浓缩池面积6.有效水深H1H1=h1+h2+h3=0.3+0.13+0.3=0.73mh1—浓缩池超高，取h1=0.3mh2--浓缩池有效水深h3—浓缩池缓冲层高度，取h3=0.3m7.污泥斗高度h4ℎ式中D1——污泥斗下底直径，m，取D1=1.0m；D2——污泥斗上底直径，m，取D2=2.4m；α——倾角，(°),取α=55°8.污泥斗容积V8.池底坡度造成的高度h5ℎD--浓缩池直径m，D=6.52m；D2——污泥斗上底直径，m，取D2=2.4m；i—池底坡度，取i=19.浓缩池深度H(m)H=10.浓缩后污泥量V2VV2—浓缩后污泥量，m3⁄dV—污泥量，m3⁄dP—浓缩前含水率，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。第五章处理工艺的总体布置5.1平面布置5.1.1平面布置内容污水处理厂平面设计主要是对构筑物及处理设施等的相对位置进行平面布置，在进行布置时要结合实际情况，考虑多方面因素，以确定构筑物的位置。5.1.2平面布置原则（1）对于各处理单元构筑物的平面布置①功能区分布一定要明确，各区域要相对独立，一目了然。②构筑物的分布要按照流程顺序，力求紧凑，节省建设资金。③要考虑构筑物的远近分配，便于操作。④各处理构筑物距离要结合地形因素，避免管线迂回，造成操作运行和检修得麻烦。⑤各个构筑物周围尽可能流出足够空间。⑥绿化面积不小于30%，总平面布置满足消防要求。⑦注意各构筑物对其周围环境得影响。（2）辅助构筑物的平面布置辅助构筑物包括：办公楼、综合楼、餐厅、泵房、控电室、维修间、仓库等。其布置需符合以下原则：与构筑物保持一定的距离，且位于上风向。值班室需保证其位置便利性。布置需符合安全原则。（3）厂区道路设计厂区道路需考虑到交通运输便利原则，因此采用混凝土的结构，并且也要满足以下原则：厂区内主干道宽9至11m厂区普通道路为4至5m弯道半径需大于6m人行道宽1.5至2m通向高架构筑物的扶梯倾角小于45°5.2高程布置5.2.1高程计算任务污水处理厂高程布置的任务主要是：①对各处理构筑物、辅助设施等做出竖向布置；②通过计算确定各处理构筑物高程、泵的扬程，使污水能够沿处理工艺在构筑物之间靠重力自由的流动。5.2.2高程计算原则（1）最好采用重力流，降低耗电，节省资金。（2）尽量保证一次提升可达到要求。（3）选择距离最长、水头损失最大的流程进行计算，并留有余地。（4）尽量减少污泥处理流程的提升。5.2.3高程计算下表为各构筑物水头损失。构筑物名称水头损失（m）细格栅0.2调节池0.22初沉池超滤0.252.5消毒池0.2设计地面标高为±0.00m，出水标高-0.5m，进水标高-1.00m。为使消毒池出水自流外排，则（1）消毒池:水头损失：0.5m管道损失：0.2m其他损失：0.1m消毒池最高水位：-0.5+0.5+0.2+0.1=0.3m（2）超滤设备超滤设备设置在地面以上，水位为地面以上5m。设置提升泵。水头损失：0.5m管道损失：1.0m其他损失：1.0m配水井水头损失：0.5m超滤设备损失为0.5+1.0+1.0=2.5m（3）MBR水头损失：0.5m管道损失：0.2m其他损失：0.1mMBR损失为：0.5+0.2+0.1=0.8m（4）吹脱塔吹脱塔设置在地面以上，水位为地面以上5m。水头损失：0.5m管道损失：0.2m其他损失：0.1m吹脱塔损失为0.5+0.2+0.1=0.8m（5）初沉池水头损失：0.3m管道损失：0.2m其他损失：0.1m初沉池最高水位：0.3+0.3+0.2+0.1=0.9m（6）调节池水头损失：0.3m管道损失：0.2m其他损失：0.1m调节池最高水位：0.9+0.3+0.2+0.1=1.5m（7）细格栅水头损失：0.4m其他损失：0.1m细格栅水位：1.5+0.4+0.1=2m第六章工程造价预算6.1编制依据根据《山东省市政工程费用定额》标准以及《山东省市政工程费用定额的补充规定》中工业排放工程费率，土石方工程计取地区材料基价系数，按《山东省市政工程费用定额》中土石方工程费率计算。6.2土建部分名称池容（m3）/型号数量（个）估算（万元）格栅间10112调节池120120初沉池24215吹脱塔12MBR生物膜反应器MBR-4130污泥浓缩池107110消毒池72110鼓风机房24112配电室16015控制室160110餐厅100110传达室3015办公楼1600110停车场10015仓库5022维修间1615道路与草坪//15合计//1756.3设备部分名称池容（m3）/型号数量（个）估算（万元）超滤设备110刮渣机TQ-1型桥式刮渣机24滗水器XB-100046细格栅HZGS-60016加氯机/12填料//5阀门和管道//15其他//10运输费//12安装费//10合计//80综上所述，工程直接投资为：土建费用+设备费用=175+80=255万元其他部分费用:（1）设计的费用：基本设计费=工程设计计费基价×专业调整系数×工程复杂程度调整系数×附加调整系数×下浮系数工程设计计费基价——本设计取20万元专业调整系数——本设计取1工程复杂程度调整系数——本设计取1.2附加调整系数—本设计取1下浮系数——本设计取0.7所以，基本设计费=20×1×1.2×1×0.7=16.8万元（2）折旧费用，取设备费用的5%，4万元。（3）调试费用以及税金，取直接费用的10%，25.5万元。（4）不可预见的费用:取直接费用的5%，12.75万元所以，间接费用约为60万元工程总造价：W=直接费用+间接费用=为了保证工程能够顺利实施，工程投资拟定为400万元。6.4物料消耗费用部分6.4.1药剂投加费污水处理厂所用药剂为聚合氯化铝，综合药剂费为0.5元/吨水6.4.2工资福利费污水处理职工每人每年平均工资及福利费取85000元，人数定额30人，则工资福利费 E即每吨水处理费为2550000÷365÷1000≈7元/吨水6.4.3电耗费用通过对该工程中的污水提升泵、鼓风机、压滤机、搅拌机、回流泵等废水主要处理设备的运行功率等参数统计，得到各设备的每日耗电量，每度电量按0.6元计算，通过折合计算可知，该处理厂的电费约为0.7元/吨水。综上可知，本废水处理厂的运行费用为8.2元/吨水。第七章总结本设计针对城市垃圾填埋场渗滤液100吨每天的处理工程，设计时需要对填埋场的主体工艺和运行情况熟悉，以便了解渗滤液的水质情况及处