【導(dǎo)讀】某垃圾填埋場日產(chǎn)廢水280噸，要求處理后達(dá)標(biāo)排放，試設(shè)計(jì)其處理工藝。設(shè)計(jì)水量為280t/d，污水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見下表。⑶計(jì)算各構(gòu)筑物和主要建筑物尺寸并編制設(shè)計(jì)計(jì)算書；⑷繪制廢水處理站的平面圖、高程圖。污染物種類繁多：滲濾液的污染成分包括有機(jī)物、無機(jī)離子和營養(yǎng)物質(zhì)。及其它有機(jī)污染物。原有的、以及垃圾降解后產(chǎn)生的污染物經(jīng)過溶解、洗淋等作用進(jìn)入垃圾滲濾液中，以致垃圾滲濾液污染物濃度特別高，而且成分復(fù)雜。不同的地區(qū)，生活垃圾。的組成可能相差很大。相應(yīng)的滲濾液水質(zhì)也會(huì)有很大差異。的磷元素比例相差較大。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(jí)預(yù)處。和減輕污水的腐化程度及后處理工藝負(fù)荷。其中混凝沉淀和活性炭吸附工藝較成熟，且處理效果較好。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)，

　　

【正文】 提升泵的選擇較為簡單，只需滿足設(shè)計(jì)流量 Q、提升高度 H1即可，可直接查《給水排水設(shè)計(jì)手冊》第 11 冊進(jìn)行選泵。流經(jīng)膜面的總流量 Qt則可由最小膜面流速與膜組件橫截面積的乘積來計(jì)算，而最小膜面流速和生物反應(yīng)器中的污泥濃度線性相關(guān)。 從圖 1 中的流量平衡關(guān)系可知，流經(jīng)膜面的總流量 Qt等于加壓泵與循環(huán)泵的流量之和。加壓泵揚(yáng)程 H2的選擇非常重要，必須能夠滿 足膜組件過濾操作對(duì)壓力的需要以及整個(gè)系統(tǒng)管路的沿程、局部水頭損失。根據(jù)中試經(jīng)驗(yàn)，加壓泵的揚(yáng)程 H2≥ kPa 即可。為達(dá)到經(jīng)濟(jì)的目的，加壓泵流量的選擇應(yīng)盡量小并使運(yùn)行工況盡可能在最佳狀態(tài)。如果考慮到射流曝氣的需要，加壓泵的流量須滿足： Q2≥ Qr+Q （ 6) 若不考慮射流曝氣的需要，在實(shí)際 MBR 工藝的運(yùn)行中則只須： Q2≥ Q(7) 選泵時(shí)可參考泵生產(chǎn)廠家給定的技術(shù)參數(shù)，使 Q2大于 Q 有一個(gè)余量，確保工藝長期穩(wěn)定的運(yùn)行。 循環(huán)泵流 量 Q3等于流經(jīng)膜面的總流量和加壓泵流量 Q2之差 (由于循環(huán)泵、加壓泵并聯(lián)工作 )。 （ 9） 污泥負(fù)荷、體積負(fù)荷校核 MBR 工藝的污泥負(fù)荷比普通活性污泥法略低，而體積負(fù)荷則是普通活性污泥法的數(shù)倍。換句話說，與普通活性污泥法相比，這種工藝不僅對(duì)污染物去除效率高，而且占地面積可以很小。 （ 10） 污泥負(fù)荷、體積負(fù)荷校核 經(jīng)校核污泥負(fù)荷 FW、體積負(fù)荷 FV分別為 kgCOD 去除 /()、 kgCOD去除 /(m)。普通活性污泥法中 FW=～ kgCOD/(kgVSS.d)， FV=～ kgCOD/()。 6超濾設(shè)備 設(shè)計(jì)說明 此類 水 質(zhì) 情 況 建 議 每 30min 進(jìn)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(shí)約 2min，其中順沖各 30s，反沖各 30s。故：每天的物理清洗次數(shù) =24hr/day 60min/hr247。（ 30min+2min） =45 次 /天 ， 每天有效產(chǎn)水（用于后續(xù)工藝）時(shí)間： = 24hr 60min/hr 45 次 /天 2min= 用戶需求超濾系統(tǒng)產(chǎn)水量為 135m3/hr，采用錯(cuò)流過濾模式，按回收率為 90%計(jì)算， 考 慮 到超濾系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中反沖消耗的產(chǎn)品水 =135m3/hr 2 1min 45/60/24= m3/hr 超濾設(shè)計(jì)進(jìn)水量為（ 135+） 247。 90%=160 m3/hr 設(shè)計(jì)參數(shù) 選用 LH31060V型超濾膜組件，按每支 3 m3/hr 水通量計(jì)算，故總超濾膜組件用量 = 160m3/hr247。 3 m3/hr*支 =54 支 模塊數(shù)量：此方案采用 2 個(gè)模塊 原水泵選擇： 原水泵流量 = 160m3/hr 原水泵揚(yáng)程： 20米（ ）考慮到壓力的管道損失，此泵揚(yáng)程可選高以滿足最大透膜壓 差。 反洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 建議每 30min 進(jìn)行一次物理清洗，反洗用水為超濾自產(chǎn)水 ， 可從超濾產(chǎn)水儲(chǔ)存箱中引取 。 反洗流量按 2 倍的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量，反洗可以兩個(gè)模塊交替進(jìn)行，故 反洗水泵揚(yáng)程： 20 米（ ） 當(dāng)進(jìn)水中含有一定量有機(jī)物和微生物 的 情況下 ，建議在反洗水中添加 1－ 2ppm 含量的游離氯，能有效控制有機(jī)物和微生物引起的污染。 化學(xué)清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 化學(xué)清洗液流量選擇 1－ 2 倍的產(chǎn)水流量，這里建議選擇 倍化學(xué)清洗循環(huán)泵流量 = 135 =： 15 米（ ）化學(xué)清洗箱建議容積：每支膜殼體積Φ 277 1600=100L 3m3 7 污泥濃縮池 設(shè)計(jì)說明： 污泥濃縮的主要目的是減少污泥體積，以便后續(xù)的單元操作。污泥濃縮的操作方法有間歇式和連續(xù)式兩種。通常間歇式主要用于污泥量較小的場合，而連續(xù)式則用于污泥較大的場合。污泥濃縮的方法有重力濃縮、氣浮濃縮、和離心濃縮，其中重力濃縮應(yīng)用最廣。根據(jù)本次設(shè)計(jì)知整個(gè)工藝流程產(chǎn)泥量較小，因此選擇一個(gè)不帶中心管的間歇式重力濃縮池，其結(jié)構(gòu)如圖 271所示。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(qū)域沉 降、壓縮沉降的過程來脫去部分水分。即是通過自身重力來壓密的過程。污泥濃縮池采用鋼混結(jié)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)的污泥來源： （ 1） MBR 工藝產(chǎn)生的剩余污泥； （ 2）豎流式混凝沉淀池產(chǎn)生的污泥。 由于 MBR 池將產(chǎn)生的污泥送入污泥濃縮池的同時(shí)，污泥濃縮池中的污泥又有部分回流至 MBR 池中，因此 MBR 池中污泥進(jìn)出同步進(jìn)行時(shí)，進(jìn)入的污泥量可抵消產(chǎn)生的污泥量。 設(shè)計(jì)參數(shù) ? X—— 每日排放的剩余污泥量， kg/d； Qmax—— 設(shè)計(jì)流量， m3/d； Sr—— BOD5降解量 ， kg/ m3； W—— 曝氣池有效容積 ， m3； Xv—— MLVSS 濃度 ， kg/ m3； f—— 系數(shù) ， f=； X—— 反應(yīng)器內(nèi)混合液平均 MLSS 濃度， kg/ m3； a， b—— 計(jì)算系數(shù)，取 a=， b=； V1—— SBR 池產(chǎn)生剩余污泥量， m3/d； ? — 污泥密度， ? =1000kg/m3； 設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）污泥量的確定及計(jì)算 池產(chǎn)生剩余污泥量 V1 ?b W XSaQX rm a x ??? fXX ?? ? ?11 P1XV ??? ? P1—— 剩余污泥含水率，一般為 %～ %， 取 P1=%。 計(jì)算得： MLVSS 濃度 Xv = 4000 103= kg/ m3 每日排放的剩余污泥 量 ? X= 420 (56095)/ 300 2 = kg/d SBR 池產(chǎn)生剩余污泥量 V1= ? ? ??= m3/d 式中： V2—— 豎流式混凝沉淀池產(chǎn)生污泥量， m3/d； C0—— 進(jìn)水懸浮物濃度， mg/L； ? —— 沉淀池中懸浮物的去除率，取 ? =80%； Qmax—— 設(shè)計(jì)流量， m3/d； P2—— 污泥含水率，取 P2=90%； ? —— 污泥密度， ? =1000kg/m3。 則豎流式混凝沉淀池產(chǎn)生污泥量 V2= 1 0 0 1 2 0 0 .8 4 2 01000 ? ? ?? ???? ? ????????= V= V1+ V2=+= m3/d （ 2）污泥固體濃度 C C=? ??P1? 式中： C—— 污泥固體濃度， kg/m3； P—— 濃縮前含水率，取 P=99%； ? —— 污泥密度， ? =1000kg/m3。 計(jì)算得：污泥固體濃度 C=() 1000=10 kg/m3 （ 3）濃縮池面積 A MVCA? 式中： A—— 濃縮池面積， m2； V—— 污泥量， m3/d； C—— 污泥固體濃度， kg/m3； M—— 濃縮池污泥固體負(fù)荷，取 M=30kg/( m2 d)。 計(jì)算得：濃縮池面積 A= 1030? = m2 （ 4）濃縮池直徑 D ?A4? = 4 ? = （ 5）濃縮池高度計(jì)算 h1 A24TVh1 ? 式中： h1—— 濃縮池工作部分高度， m； T—— 濃縮時(shí)間，一般為 10~16h，取 T=10h； V—— 污泥量， m3/d； A—— 濃縮池面積， m2。 計(jì)算得： 濃縮池 工作部分高度 h1=10 24 ??= H1 3211 hhhH ??? 式中： H1—— 濃縮池有效水深， m； h1—— 濃縮池工作部分高度， m； h2—— 濃縮池超高，取 h2=； h3—— 濃縮池緩沖層高度，取 h3=。 計(jì)算得：濃縮池有效水深 H1=h1+h2+h3=++= h4 ?tan2 dDh4 ?? 式中： h4—— 污泥斗深度， m； D—— 濃縮池直徑， m； d—— 污泥斗底部直徑，取 d=； ? —— 泥斗側(cè)壁傾角，取 55?? 176。 計(jì)算得： 污泥斗深度 h4= ??? 55tan2 = H= H1+ h4=+= （ 6）污泥斗容積 ? ?2241 rRrR3hV ??? ? 式中： V1—— 污泥斗容積， m3； h4—— 污泥斗深度， m； R—— 污泥斗上部半徑， R=； r—— 污泥斗下部半徑， r=。 計(jì)算得： 污泥斗容積 V1= ? ?22 3 ?????= m3 （ 7）濃縮后污泥量 V2 )P1( )P1(VV2 t??? 式中： V2—— 濃縮后污泥量， m3/d； V—— 污泥量， m3/d； P—— 濃縮前含水率，取 P=99%； Pt—— 出泥含 水率，取 Pt =97%。 計(jì)算得： 濃縮后污泥體積 V2= ? ? 632 1 91 7??? = m3/d （ 8）排泥周期 T 12?? =，取排泥周期 T=12h。 8消毒池 消毒池設(shè)計(jì)說明： 污水深度處理工藝中經(jīng)常采用的消毒方法有液氯消毒、氯片消毒、二氧化氯消毒、漂粉精消毒、次氯酸鈉消毒和臭氧消毒。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的水量及水質(zhì)，選擇采用液氯進(jìn)行消毒，去除滲濾液中的細(xì)菌和病毒，使出水達(dá)標(biāo)，順利排放到水體接觸消毒池選擇一座六組四廊道式平流式消毒接觸 池。 設(shè)計(jì)參數(shù)： 水力停留時(shí)間 T==30min； 消毒池有效水深 h=； 設(shè)計(jì)最大加氯量 max? =； 一座消毒池格數(shù) n=2。 設(shè)計(jì)計(jì)算： （ 1）接觸池容積 V TQV max? 式中： V—— 接觸池容積， m3； T—— 水力停留時(shí)間， h。 Qmax—— 設(shè)計(jì)流量， m3/h； 計(jì)算得：接觸池容積 V= = 校核：接觸池長 L=5m，消毒池寬 B=2m，每格池寬 b=1m 長寬比 L/b=5/1=5，符合要求。 實(shí)際消毒池容積 V39。=LBh=5 2 2=20m3。 經(jīng) 校核滿足有效停留時(shí)間的要求。 （ 2）取消毒池超高 h39。=，接觸池總高度 H=h+ h39。=+= （ 3）加氯量 W maxmax QW ?? 式中： W—— 加氯量， kg/d； max? —— 設(shè)計(jì)最大加氯量， kg/ m3； Qmax—— 設(shè)計(jì)流量， m3/d。 計(jì)算得：加氯量 W= 103 420=選用儲(chǔ)氯量為 60kg 的液氯鋼瓶，每日加氯量為 瓶，共儲(chǔ)用 2瓶。 第四章 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次垃圾滲濾液處理設(shè)計(jì)是由李釗、陳秀琴、汪金秀三人小組共同完成，這次設(shè)計(jì)汪金秀 主要負(fù)責(zé)第二章設(shè)計(jì)說明的書寫，陳秀琴主要負(fù)責(zé)第三章設(shè)計(jì)計(jì)算的書寫，李釗主要負(fù)責(zé)資料收集、設(shè)計(jì)書的編輯。 此次垃圾填埋場滲濾液處理的設(shè)計(jì)對(duì)于我們小組來說，是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。一學(xué)期的水污染控制工程學(xué)習(xí)，我們發(fā)現(xiàn)所學(xué)有限的知識(shí)不足以勝任此次課程設(shè)計(jì)。從最初的工藝確定到最后的工藝構(gòu)筑物的計(jì)算，我們遇到了不少困難。最終我們還是克服困難，把課程設(shè)計(jì)順利完成。非常感謝趙老師對(duì)我們的悉心指導(dǎo)。 參考文獻(xiàn)： [1]高廷耀，顧國維，周琪 . 水污染控制 工程 [M]. 北京： 高等教育 出版社， 2020. [2] 崔 玉川，馬志毅 . 污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 [M]. 北京：水利電力出版社， 1994. [3] 孫力平 . 污水處理新工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例 [M]. 北京：科學(xué)出版社， 2020 [4]李金根 . 給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊第 4 冊 [M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2020. [5]三廢處理工程技術(shù)手冊 廢水卷 [M]. 北京： 化學(xué) 工業(yè)出版社， 2020. [6] 三廢處理工程技術(shù)手冊 固廢卷 [M]. 北京： 化學(xué) 工業(yè)出版社， 2020. 致謝 我們小組在這次課程設(shè)計(jì)中，遇到了不少困難，衷心地感謝趙學(xué)茂老師的悉 心指導(dǎo)，使我們順利完成此次課程設(shè)計(jì)。這次課程設(shè)計(jì)，我們收獲頗豐，望以后還能得到趙老師的諄諄教導(dǎo)。