【導讀】城市垃圾的產量與日俱增，已經給城市環(huán)境與居民健康都帶來了很大的危害。如何采取相應的措施和方法對城市垃圾進行處理，已成為不可忽視的大事。目前，國內外城市垃圾的處置主要有焚燒、衛(wèi)生填埋、地表堆放、堆肥等。埋因其具有技術成熟、處理費用低、管理和運輸方便等優(yōu)點而被廣泛地應用。但是垃圾填埋產生的垃圾滲濾液是一種很難處理的有毒有害的高濃度有機廢水,和人體健康帶來巨大威脅。設計時嚴格遵從以下原則。嚴格執(zhí)行國家有關環(huán)境。對于工藝中所采用的設備要求工況穩(wěn)定，能耗低，完全能滿足生產要求；在。整體改造思路中盡量使全套污水處理系統(tǒng)自動化水平最大化；流程布局合理，整體感強，外觀裝飾美觀大方，環(huán)境綠化優(yōu)美；在上述前題下，做到投資少，運行費用低。文中首先介紹了本設計的背景資料，并列出相關設計依據和原則。在附錄中，本文將給出本工藝的部分圖解。

　　

【正文】 /L； ? —— 污泥容重， kg/ m3，因污泥的主要成分是有機物，含水率在 95%以上，故可取為 1000kg/ m3； 0P —— 污泥含水率， %，這里取 96%。 t —— 兩次排泥的間隔時間 ,h,這里取 8h。 )96100(10001000 100)250500( mW ????? ????? (7) 污泥區(qū)尺寸 )(31 212142 ffffhV ??? （ ） f1—— 污泥斗上口面積， m2。 f2—— 污泥斗下底面積， m2。 h4—— 污泥斗的高度， m。 采用兩個污泥斗， 取 f1= = m2， f2= = m2 污泥斗為方斗， α=60176。， 由此， h4= =， 則 32 )( mV ??????? 2V2= m3 W= m3 ，符合要求。 150t/d 垃圾滲濾液處理工程設計 21 (8) 沉淀池的總高度 H H= 1h + 2h + 3h + 4h + 5h h1— — 超高， m， 采用 ； h2—— 沉淀區(qū)高度， ； h3—— 緩沖區(qū)高度， ； h4—— 污泥區(qū)高度， ； h5———— 梯形高度， . 采用機械刮泥，緩沖層高 h3=（含刮泥板），平底， 故： H=++++= (9) 出水堰校核 出水堰長度 ++=， 出水堰負荷為 1000/3600=, ,合格。 運行結果 經初沉池后， SS 的剩余量為 250mg/L。 因有 污泥 濃 縮池上清液回流，處理前的 BOD5為 Lmg /146015030 15017503030 ?? ??? 處理后， 根據經驗得： BOD5的去除率為 30%，即去除量為 14603 0%=438mg/L，剩余量為 1460438=1022mg/L，取 1000 mg/L。 吹脫塔 設計說明 吹脫前投加堿劑對滲濾液進行預處理，使 pH 上升到 11 左右。采用氫氧化鈉作為預 處理堿劑，以防形成水垢。 吹脫塔內安設塑料制的格子填料，用以促進空氣與水的充分接觸。滲濾液從塔的上部淋灑到填料塔上而形成水滴，在填料間隙次第下滴，用風機從塔底向上吹送空氣，使 150t/d 垃圾滲濾液處理工程設計 22 水氣對流，在填料的作用下，水、氣能夠充分接觸，水滴不斷地形成、破碎，使游離氨呈氣態(tài)而從水中逸出。 吹脫塔有橫流塔和對流塔兩種，現采用對流塔，其構造如下圖所示： 空氣出口集水池收水器配水系統(tǒng)進水出水進空氣 進空氣 圖 氨氣吹脫塔 設計計算 (1) 填料尺寸 ① 填料的總表面積 A 按照布 水負荷率進行計算。 根據國外經驗數據，設吹脫塔的布水負荷率 q 為 60 m3 /(m2 d)， 則填料面積為 2360180 mqQA ??? ② 填料高度 h 設過濾時間為 ,即 ， 則 h=q t=60=3m ③ 填料區(qū)有效體積為 V=Ah=33=9 m3 150t/d 垃圾滲濾液處理工程設計 23 (2) 建筑尺寸 設填料的填充率為 70%，則吹脫塔的體積為 9/≈ 13 m3 ； 設填料至塔頂高為 ，至塔底高為 ，則吹脫塔總高為 +++3=5m； 吹脫塔的建筑面積為 A=13/5=， 由 A= 4/2D? 則 塔徑 D 取 為 。 運行結果 根據國內外經驗 ,吹脫塔在以上運行條件下的氨氮去除率達 60%以上 [6].在本設計中期望達到 65%,即 處理前的濃度為： Lmg /21615030 1502453070 ?? ??? 去除量為 :216 65%=140 mg/L 剩余氨氮量為 :216140=76 mg/L 經吹脫塔后，滲濾液的 C/N比提高，有效改善其可生化性。 上流式厭氧污泥床 （ UASB） 設計說明 采用中溫消化，設定溫度為 30℃ 。加溫所需的熱量可以利用消化過程中產生的消化氣，如果消化氣所提供的能量不足，則由其他能源補充。 設計計算 反應器容積 NqV v ??? （ ） V──反應器容積， m3； qv──廢水的設計流量， m3/d； ρ──廢水有機物的濃度， g(BOD5)/L 或 g(COD)/L，已知經初沉池后 BOD5 值降為1g/L； N──反應器的設計負荷率， kg(BOD5)/ m3d 或 kg(COD)/ m3d,這里取 10kg(BOD5)/ 150t/d 垃圾滲濾液處理工程設計 24 m3d 。 3m1810 118 0 ＝＝ ?V 取池高 h＝ 2m，池面積 A＝ 33=9m2 所需熱量 ① 提高廢水所需熱量 Q1 Q1＝ qvC（ t2t1） （ ） qv──廢水投加量， m3/h； C──廢水的比熱，約為 4200kJ/m3℃ ； t2──反應器 溫度， ℃ ,已設定為 30℃ ； t1──廢水溫度， ℃ ，這里取 20℃ ； Q1＝ 4200 （ 30－ 20）＝ 315000 kJ/h ② 補償赤壁、池蓋等所散失的熱量 Q2 Q2＝ KA(t2t1) （ ） A──散熱面積， m2，根據池的尺寸可算得 64 m2； K──傳熱系數， kJ/（ hm2℃ ） ,對于一般的鋼筋混凝土池子，外設絕緣層，可取 25 kJ/（ hm2℃ ）； t2──反應器內壁溫度， ℃ ,已設定為 35℃ ； t1──反應器外壁溫度， ℃ ，這里取 20℃ ； Q2＝ 25128（ 30－ 20）＝ 16000 kJ/h ③ 消化氣產氣量 消化氣的產氣量可按 /kg(COD)估算， 消化氣的熱值大致為 25000 kJ/N m3；經初沉池后 COD 值已降為 2020mg/L, 即 2 kg/h； 綜上，消化氣產熱值 Q3=2 25000=187500 kJ/h。 ④ 需額外補充的氣量 Q Q= Q1 +Q2 － Q3＝ 315000＋ 16000－ 187500＝ 143500 kJ/h 運行結果 上流式厭氧床的反應器的 COD 去除率可達 50～ 90％，這里取 65％，則 COD 值降至 700 150t/d 垃圾滲濾液處理工程設計 25 mg/L， BOD5約降至 350 mg/L。 生物接觸氧化池 設計說明 生物接觸氧化池圖示如下 [7]： 進水裝置布氣裝置格柵支架填料排泥出水渠固定水層出水進水空氣 圖 生物接觸氧化池 設計計算 (1) 有效容積計算 vsesov NqV )( ?? ?? （ ） qv—— 設計流量 ， m3/d； ρ so—— 進水 BOD5， mg/L； ρ se—— 出水 BOD5， mg/L； Nv—— BOD 負荷，取 （ m3 d） 。 33 )30350(180 mV ?? ??? (2) 建筑尺寸和座數 n ① 池總面積 150t/d 垃圾滲濾液處理工程設計 26 A=V/h0＝ ＝ h0—— 填料高，取 h0＝ 2m ② 座數 設一座池，取面積為 4 5＝ ③ 池深 H= ho+ h1+ h2+ h3 h1—— 超高， h1取 h2—— 填料上層高度，取 h2＝ h3—— 填料至池底高度，取 h3＝ H= ho+ h1+ h2+ h3= 2+ + + = (3) 有效停留時間 hqVt v 39。39。 ??? 有效停留時間取 4h。 (4) 空氣管 D’和空氣管道布置 ① 空氣管 D′ D′ =D0qv′ =20 ＝ 150 m3/h＝ D0—— 1 m3污水需氧量 取 20 m3/ m3 設曝氣器 2 個，則每個曝氣器曝氣量為： ＝ m3/min 每個曝氣器服面積為： ＝ 選擇 YX420 型螺旋曝氣器，其性能參數如下表： 表 YX420型螺旋曝氣器 材質 服務面積（ m2） 氧轉移率（％） 適用水深（ m） 供氣量（ m3/min） 不飽和聚酯玻璃鋼 4－ 8 － 11 3－ 8 － ② 布置空氣管道 主管道一條，取氣速 V＝ 10m/s（一般取 7～ 14 m/s） ,則 mvDD 39。4 ?????? ? 取 D＝ 80mm，故 v= smDD / 39。422 ??? ??? 150t/d 垃圾滲濾液處理工程設計 27 (5) 進水出水槽計算 進水槽槽寬 ，水深 ； 出水槽槽寬 ，水深 [8]。 (7) 填料 采用 φ 25mm 塑料蜂窩填料。 分一層， 填料高 2m，所需填料 容積為 V V= 2= 運行結果 滲濾液經生物膜法處理后，出水各項指標均達要求 ，處理效率為 90％，具有可行性 。 二次沉淀池 設計說明 流體最小沉速為 u0＝ ＝ ，斜管內水流的上升流速采用理想沉淀池的水平流速 v=4mm/s 斜管傾角θ＝ 60176。 設計計算 圖 斜管沉淀池尺寸圖 h3h2h4h1L1L2 150t/d 垃圾滲濾液處理工程設計 28 沉淀池的尺寸 ① Q=vLBnsinθ （ ） Q――過水流量 L――池長 B――池寬 n――斜管效率， 60％，取 則 LB= ???? ? i i n nv Q ?2m2 取 L=2m， B＝ 1m ② 斜管間的距離和塊數 取管長 l =1m VllVllul ?s in2102???? （ ） ∴ l 2＝ )60sin1( 2??? l，得 l 2＝ 每塊斜管間水平距離 x=l 2/tgθ＝ ＝ ，取 x＝ 斜管塊數為 n＝ L/x＋ 1＝ 2/＋ 1＝ 21 塊 ③ 水流流經斜管時間為： t＝ l /v＝ 1000/4＝ 250s＝ 沉淀時間為 2～ 5min，符合要求。 ④ 沉淀池體積計算 沉淀池前端進水部分 l 1＝ 后端出 水區(qū)長度 l 2＝ l cos60176。＝ 1 ＝ 沉淀池總長 Σ L＝ L＋ l 1＋ l 2＝ 2＋ ＋ ＝ 3m 斜管下部配水區(qū)及中和層高度之和 h1＝ 斜管上部清水區(qū)高度取 h2＝ 斜管上部超高 h3＝ 斜管自身高度 h4＝ 沉淀池貯泥斗采用 2 個，底坡 45176。 設泥斗上寬 1m，下寬 斗高為 h5＝（ 1－ ） tg45176。＝ 沉淀池總高為： H= h1＋ h2＋ h3＋ h4＋ h5≈ 150t/d 垃圾滲濾液處理工程設計 29 建筑尺寸為： L B H＝ 3m 1m 沉淀池水力條件復核 ① 斷面水力半徑 R=過水斷面面積 /濕周 過水斷面面積（沉淀單元） w＝（ B/2） x＝（ 100/2） 10＝ 500cm2 水流濕周 p＝ 2（ 50＋ 10）＝ 120cm 故 R=500/120＝ ② 雷諾數 Re 因 V=4mm/s＝ ， v＝ （ 20176。），得雷諾數為： Re＝ VR/v＝ ＝ 166 200 弗勞特數 Fr 422 ??????wg pv 由于弗勞特數在 10－ 3～ 10－ 4之間，滿足