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1、四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 1 概 論 全套CAD圖紙，聯(lián)系 153893706 1　概　述 1.1滲濾液來源、水質及水量特點分析 1.1.1滲濾液水質特點 垃圾滲濾液是指從垃圾填埋場中滲出的黑棕紅色水溶液，當垃圾含水47%時，每噸垃圾可產生0.0722t滲濾液[1]。填埋場滲濾液的來源有直接降水、地表徑流、地表灌溉、地下水、廢物中的水分、覆蓋材料中的水分、有機物分解生成的水，當填埋場處于初期階段是，滲濾液的pH值較低，而COD、BOD

2、5、TOC、SS、硬度、揮發(fā)性脂肪酸和金屬的含量很高；當填埋場處于后期時，滲濾液的pH值升高，而COD、BOD5、硬度、揮發(fā)性脂肪酸和金屬的含量明顯下降。但隨著堆放年限的增加，垃圾滲濾液中氨氮濃度會逐漸升高[2]。 1.1.2滲濾液水質特點 （1）污染物種類繁多：滲濾液的污染成分包括有機物、無機離子和營養(yǎng)物質。其中主要是氨、氮和各種溶解態(tài)的陽離子、重金屬、酚類、丹類、可溶性脂肪酸及其它有機污染物。 （2）污染物濃度高，變化范圍大：在垃圾滲濾液的產生過程中，由于垃圾中 原有的、以及垃圾降解后產生的污染物經過溶解、洗淋等作用進入垃圾滲濾液中，以致垃圾滲濾液污染物濃度特別高，而且成分復雜。垃

3、圾滲濾液的這一特性是其它污水無法比擬的，造成了處理和處理工藝選擇的難度大。 （3）水質變化大：垃圾成分對滲濾液的水質影響大。不同的地區(qū)，生活垃圾的組成可能相差很大。相應的滲濾液水質也會有很大差異。垃圾滲濾液水質因水量變化而變化，同時隨著填埋年限的增加，垃圾滲濾液污染物的組成及濃度也發(fā)生相應的變化。 （4） 營養(yǎng)元素比例失衡：對于生化處理，污水中適宜的營養(yǎng)元素比例是BOD5：N：P=100：5：1，而一般的垃圾滲濾液中的BOD5/P大都大于300，與微生物所需的磷元素比例相差較大。 1.1.3滲濾液水量特點 （1）水量變化大：垃圾填埋場產生的滲濾液量的大小受降雨量、蒸發(fā)量、地表徑流量、地

4、下水入滲量、垃圾自身特性及填埋結構等多種因素的影響。其中，最主要的是降水量。由于垃圾填埋場是一個敞開的作業(yè)系統(tǒng)，因此滲濾液的產量受氣候、季節(jié)的影響非常大。 （2）水量難以預測：滲濾液的產生量受到多種因素的影響，要準確預測滲濾 液的產生量受到多種因素的影響，要準確預測滲濾液的產生量是非常困難的。 1.1.4該城鎮(zhèn)填埋場滲濾液水質及水量 該工程設計進水水質如表1.1所示。 表1.1滲濾液進水水質 單位：（mg/L） 項目 COD BOD5 NH3-N SS 含量 8000 4000 1000 1000 該設計的滲濾液

5、處理量為200t/d，設滲濾液的密度約為1000kg/m3，即滲濾液處理量為200m3/d，此為平均流量，設工作時間為24小時制，因為降雨量的變化等使得滲濾液可能存在流量不均勻的情況，故取廢水排放不均勻系數(shù)K=1.5，則設計進水量（最大流量）應為200m3/d1.5=300m3/d，即該城鎮(zhèn)的滲濾液設計處理規(guī)模為300 m3/d。 1.2設計依據 1.2.1法律法規(guī)依據 （1）《中華人民共和國環(huán)境保護法》 （2）《中華人民共和國水污染防治法》 （3）《中華人民共和國污染防治法實施細則》 （4）《防治水污染技術政策》 1.2.2技術標準及技術規(guī)范依據 （1）《城市排水工程規(guī)劃

6、規(guī)范》（GB50318-2000） （2）《室外排水設計規(guī)范》（GBJ14-1987） （3）《建筑給水排水設計規(guī)范》（GBJ15-1987） （4）《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》（GB4287-92） （5）《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002) 1.3設計范圍 本設計的設計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標排放為止，設計內容包括水處理工藝、處理構筑物的設計、污泥處理系統(tǒng)設計等。 1.4設計原則 （1）針對廢水水質特點采用先進、合理、成熟、可靠的處理工藝和設備，最大可能地發(fā)揮投資效益，采用高效穩(wěn)定的水處理設施和構筑物，盡可能地降低工程造價

7、； （2）工藝設計與設備選型能夠在生產過程中具有較大的靈活性和調節(jié)余地，能適應水質水量的變化，確保出水水質穩(wěn)定，能達標排放； （3）處理設施設備適用，考慮操作自動化，減少勞動強度，便于操作、維修； （4）建筑構筑物布置合理順暢，減低噪聲，消除異味，改善周圍環(huán)境； （5）嚴格執(zhí)行國家環(huán)境保護有關規(guī)定，按規(guī)定的排放標準，使處理后的廢水達到各項水質指標且優(yōu)于排放標準。 1.5執(zhí)行排放標準 根據2008年7月1日正式實施的中華人民共和國《生活垃圾填埋場污染控制標 準》（GB16889-2008）的水污染物排放濃度限值如下表1.2。 表1.2 現(xiàn)有和新建生活垃圾填埋場水污染物排

8、放濃度限值 控制污染物 pH COD(mg/L) BOD5 (mg/L) NH3-N(mg/L) SS(mg/L) 排放濃度限值 6～9 100 30 25 30 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 2 滲濾液處理方案及選擇論證 2 滲濾液處理方案及選擇論證 2.1滲濾液主要處理方法 生活垃圾填埋場滲濾液是一種高濃度的有機廢水，色度深，隨著填

9、埋時間和 降雨量等的變化其中的化學組成會發(fā)生很大變化，而且其含有致病菌群、重金屬等組分一旦滲出就會污染地下水，因此填埋場滲濾液的處理是填埋場設計、運行、封場、環(huán)境監(jiān)測和后期管理時應考慮的重要問題之一。針對國家標準要求，選擇工藝技術可靠、經濟合理的方案顯得尤為重要，其重要性甚至要超過某一單項技術的選擇。常用的垃圾滲濾液處理方式有以下四種： （1） 將滲濾液輸送至城市污水處理廠進行合并處理； （2） 經預處理后輸送至城市污水處理廠合并處理； （3） 滲濾液回灌至填埋場的循環(huán)噴灑處理； （4） 在填埋場建設污水處理廠進行單獨處理[3]。 其中，將垃圾滲濾液與適當規(guī)模的城市污水處理廠合并處

10、理是最為簡單的處理方式。處理填埋場滲濾液的工藝包括生物法和物理化學法。 2.1.1生物法 常用的方法主要有好氧生物處理、厭氧生物處理、好氧和厭氧結合處理及土地處理[2]。 1．好氧生物處理 好氧生物處理技術利用微生物在好氧條件下旺盛代謝的作用，以廢水中的有機物作為原料進行新城代謝合成生命物質，同時將污染物講解。好氧生物處理技術有活性污泥法、生物膜法、間歇式活性污泥法、穩(wěn)定塘法等。 (1)活性污泥法是以活性污泥為主體的污水生物處理技術，由Arden和Locdett等于1914年開發(fā)并得到了廣泛的應用，它主要利用懸浮生長的微生物絮體來降解廢水中有機物；利用含微生物的絮狀污泥去除

11、廢水中的溶解性及顆粒態(tài)有機物；利用靜置沉淀去除工藝流程中的MLSS，產生含懸浮固體物低的出水；部分濃縮污泥由沉淀池重新回流至生物反應池；利用剩余污泥控制污泥停留時間，使其達到所需值?；钚晕勰喾▽B濾液中易降解有機物具有較高的去除率，但是活性污泥法處理垃圾滲濾液的出水效果受溫度影響較大，同時對中老期滲濾液的去除效果不理想。 （2）生物膜 生物膜法又稱固定膜法，是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術；是土壤自凈過程的人工化和強化；與活性污泥法一樣，生物膜法主要去除廢 水中溶解性的和膠體狀的有機污染物，同時對廢水中的氨氮還具有一定的硝化能力。在生物膜法中，生物膜主要是由細菌(好氧菌、厭氧

12、菌和兼性菌)菌膠團和大量真菌菌絲組成，由于生物膜是生長在載體上，微生物停留時間長，諸如硝化茵等生長世代期較長的微生物也能生長。同時生物膜上還可以生長一些微型動物、藻類以及昆蟲等，使得生物膜上生長繁育的生物類型極為豐富，種類繁多，食物鏈長而復雜。因此生物膜法具有抗水量、水質等負荷沖擊，同時也有利于水中需較長停留時間的氨氮等的去除。 （3）SBR法 SBR也稱間歇曝氣活性污泥法或序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor)，是一種間歇運行的污水處理方法。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，SBR去除污染物的機理相似，只是運行方式不同。SBR工藝采用間歇運行方式，污水間歇進入處理

13、系統(tǒng)并間歇排出。系統(tǒng)內只設一個處理單元，該單元在不同時間發(fā)揮不同的作用，污水進入該單元后按順序進行不同的處理，最后完成總的處理被排出。一般說來，SBR的一個運行周期包括進水期、反應期、沉淀期、排水期、閑置期五個階段。排泥可在排水器或閑置期進行。 SBR方法可通過時間控制，在一個單池內完成進水、厭氧攪拌、充氧曝氣、沉淀、排水等過程，具有較強抗沖擊負荷能力，同時可根據滲濾液水質復雜多變的特點，靈活地調整工藝參數(shù)，并且厭氧與好氧的交替進行，可以達到較好的脫氮除磷效果。 （4）穩(wěn)定塘法 穩(wěn)定塘又名氧化塘，是一種利用天然或人工池塘作為處理設施，在自然或半自然條件下，充分利用塘中微生物的新陳代謝活動

14、來降解有機物，塘系統(tǒng)是一個沒有二沉池和相應的污泥回流設施的懸浮生長式生物處理過程。穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)由于無需污泥回流，動力設備少，能耗低，工程簡單，投資省等優(yōu)點，在許多地方得到了廣泛應用。但塘系統(tǒng)的不足之處主要是體積較大，有機負荷低，降解速度侵，處理周期長等。 2．厭氧生物處理 厭氧生物處理工藝是指各種沒有氧氣和硝態(tài)氮參與的廢水生物處理系統(tǒng)，主 要是利用厭氧微生物將基質中結構復雜的難降解有機物先分解為低級、結構較為簡單的有機物，在毋需提供外源能量的條件下，以被還原有機物作為受氫體，再由甲烷菌將有機物分解為甲烷、二氧化碳和水等終產物。厭氧生物處理技術包括 上流式厭氧污泥床(UASB)

15、、厭氧間歇性序批式反應器(ASBR)、厭氧折流板反應器(ABR)和厭氧生物濾池等。 （1）高效厭氧反應器 UASB作為一種高效厭氧反應器，采用懸浮生長微生物模式，獨特的氣液固 三相分離系統(tǒng)與生物反應器集成于一空間，使得反應器內部能夠形成大的、密實的、易沉降顆粒污泥，從而在反應器內的懸浮固體可達到23~30g/L。UASB生物反應器的大小受工藝負荷、最大升流速度、廢水類型和顆粒污泥沉降性能等的影響，一般通過排放剩余污泥來控制絮體污泥和顆粒污泥的相對比例，反應器的HRT一般在0.2~2d范圍內，其容積負荷為2~25kgCOD/(m3d)。此技術啟動期短，耐沖擊性好，對于不同含固量污水具有較強

16、的適應能力。 (2)厭氧SBR 序批式厭氧反應器（ASBR）通過一個反應器實現(xiàn)去除廢水中有機物和截留固體顆粒物的雙重功效，由于其工藝靈活性較大、可在同一反應器實現(xiàn)多工況運行，無需額外的澄清池、無短流，接近理想化的沉淀條件，使得其非常適合填埋場滲濾液本身量、質變化較大的特點。 （3）厭氧折流板反應器 ABR被稱為第三代厭氧反應器，其不僅生物固體截留能力強，而且水力混合條件好。ABR反應器中使用一系列垂直安裝的折流板使被處理的廢水在反應 器內沿折流板作上下流動，借助于處理過程中反應器內產生的沼氣反應器內的微生物固體在折流板所形成的各個隔室內作上下膨脹和沉淀運動，而整個反應器內的水流則以較

17、慢的速度作水平流動。由于污水在折流板的作用下，水流繞折流板流動而使水流在反應器內的流徑的總長度增加，再加之折流板的阻擋及污泥的沉降作用，微生物固體被有效地截留在反應器內。 （4）厭氧生物濾池 厭氧生物濾池(anaerobic biological filtration process，AF)是一種內部裝微生物載體的厭氧反應器，由于微生物生長在填料上，不隨水流失，所以AF有較高的污泥濃度和較長的泥齡。厭氧濾器中一個重要介質就是濾料，濾料可以使微生物附著生長，但主要的作用是截留懸浮生長污泥。AF反應器具有良好的運行穩(wěn)定性，能適應廢水濃度和水力負荷的變化而不致引起長時間的性能破壞，

18、可在低pH值和含毒物條件下穩(wěn)定運行，而且再啟動迅速，其缺點是布水不均勻、填料昂貴且易堵塞。 3．厭氧與好氧結合處理 與厭氧法相比，好氧處理消耗大量的動力能量，且廢水COD濃度越高，好氧法耗能越多；好氧處理時有機物轉化成污泥的比例遠大于厭氧法，因此污泥處理和處置的費用也高于厭氧法；好氧處理時污泥的生長量大，所以對無機營養(yǎng)元素的要求也高于厭氧法，對于含磷濃度較低的垃圾滲濾液需投加必要的磷。而厭氧工藝處理時間長、占地面積大，單純厭氧工藝處理效果不佳，鑒于以上原因，對高濃度的滲濾液一般都采用厭氧—好氧兩者結合處理工藝。我國曾采用的組合工藝有厭氧+氣浮+好氧工藝，便于管理，節(jié)省能耗，但處理效

19、果不穩(wěn)定；有UASB+ 氧化溝+穩(wěn)定塘工藝，利用有利地形處理滲濾液；有普通活性污泥法+納濾膜過濾工藝，處理效果好，但投資和運行費用高，占地面積大。 4．土地處理法 土地處理是由常規(guī)的污水灌溉發(fā)展起來的，對以有機物為主的廢水可以起到水肥合一、綜合利用的效果。土地處理系統(tǒng)主要是利用土壤的物理、化學與生物化學作用，借助于土壤—微生物—植物等陸地生態(tài)系統(tǒng)的自我調控機制和對污染物的綜合凈化功能，將污水中污染物去除，使之轉化為新的水資源，達到重新回收利用的一種較為新穎的污水處理方法。 用于滲濾液處理的土地處理系統(tǒng)主要包括人工濕地和回灌處理(污水灌溉或地下灌溉等)。 （1）人工濕地 人工濕

20、地是利用人為手段建立起來的，具有濕地性質的污水處理系統(tǒng)，是人為創(chuàng)造的一個適宜水生植物或濕地植物生長的“環(huán)境”。它是浮水或潛水植物及處于水飽和狀態(tài)的基質層和微生物組成的復合體。它具有較高的植物產率，在水 生植物浸水部分的莖、葉和根系上有較大的吸附表面積，并逐漸形成生物膜，從表層到內部存在著DO梯度，相應形成好氧、缺氧和厭氧層，其中還存有大量的活性微生物，這些微生物通過生化作用將水中可溶性的有機物、固體和膠體不溶性有機質(即COD、BOD5、N、P、重金屬等污染物)轉變成植物所需要的營養(yǎng)物質，并使微生物生長繁殖，從而降解污染物。 （2）回灌處理 滲濾液回灌處理技術是指采用適當措施，將從填埋場

21、底部收集到的滲濾液，經一定方式預處理或直接利用動力設施重新打到填埋場覆蓋層表面或覆蓋層下部，利用填埋場覆土層及各年齡段垃圾的物化以及生物降解作用對滲濾液進行處理的一種方法。 滲濾液回灌技術是把填埋場作為一個以各年齡段垃圾為填料的生物濾床。當滲濾液流過覆土層和垃圾層時，發(fā)生一系列生物、化學和物理作用，使?jié)B濾液中的有機物、重金屬、無機膠體等物質，通過機械攔截吸附絡合、菌合和離子交換等作用被截留，并通過覆土層及各年齡段垃圾表面所富集的各種菌膠團和土著細菌等微生物的作用，降解成為穩(wěn)定和半穩(wěn)定物質，同時由于蒸發(fā)作用，回灌過程也間接達到了滲濾液減量的效果。 2.1.2物理化學法 滲濾液在

22、經過一系列生化處理后的B /C出水比更低，難降解成分，一般有必要采用物化處理技術，作為一種預處理或者后處理的手段，來處理滲濾液。滲濾液的物化處理過程包含了混凝吸附、蒸發(fā)、高級氧化、浮選和膜處理技術等。這些技術基本都能提高滲濾液的生物降解性或者直接使出水達到排放標準，徹底 實現(xiàn)滲濾液的無害化。 1．混凝處理技術 混凝處理目的是通過外加混凝劑使水體中不能直接通過重力去除的微小雜質聚結成較大的顆粒，迅速得到沉降，從而使水澄清。一般來說，單純依靠混凝來去除滲濾液中的COD到一定的排放標準是不大現(xiàn)實的，因為混凝處理一般對 于大分子有機物(大于3000Da)具有良好的效應，而滲濾液除了大分

23、子物質外，還有很大一部分物質是由小分子物質組成，新鮮滲濾液中小于1000Da分子量的物質占將近80%。因此，混凝處理一般可用作滲濾液的預處理或者是深度處理。 2．高級氧化技術 高級氧化技術由于具有氧化能力高、二次污染小、外界環(huán)境影響因素小、具有一定的非選擇性，應用廣泛。高級氧化技術包括蒸發(fā)處理、化學氧化法、光催化氧化法和電解處理等。 （1）蒸發(fā)處理 蒸發(fā)法主要利用外加能量來蒸發(fā)廢水中的水分，從而大大縮小廢水體積，達到處理目的。目前在染料、醫(yī)藥、農藥等工業(yè)廢水以及放射性廢水處理領域中應用較廣泛。近年來，在滲濾液處理中也得到了相應的應用。Ehrig認為，通過蒸發(fā)作用，滲濾液可以分離成

24、潔凈的液相和含有污染物的固相，但是當固相或濃縮液中含有揮發(fā)性有機物、含氯有機物或高濃度氨氮時，由于易形成二次污染，而使得蒸發(fā)操作較為困難。 （2）化學氧化法 化學氧化法是利用強氧化劑將廢水中的有機物氧化成小分子的碳氫化合物或完全礦化成CO2和H2O，其中H2O2和O3是最常用的兩種氧化劑。 （3）光催化氧化法 光催化氧化反應是利用光催化半導體TiO2在紫外光照下，使得TiO2產生電子-空穴，在吸附H2O后，形成吸附態(tài)的OH，OH基團是一種具有強氧化活性的自由基，它與有機物結合后，能夠很快發(fā)生氧化-還原反應，達到降解有機物的目的。 （4）電解技術 電催化氧化反應的基本原理也與光催化

25、氧化反應類似，不同之處就是電解反應能量的來源是電能，并且能量的大小可以通過電流密度的調節(jié)來實現(xiàn)。電解過程中，滲濾液中的COD、NH3-N的去除，通常是由于陽極的直接氧化作用和溶液中的間接氧化作用。陽極直接氧化是由于水分子在陽極表面上放電產生被吸附的OH，OH對被吸附在陽極上的有機物的親電進攻而發(fā)生氧化作用；間接氧化時在電解過程中銅鼓電化學反應產生了強氧化劑。 3．膜分離技術 隨著經濟水平的提高和人們環(huán)境意識的增加，膜處理工藝在滲濾液尾水和老齡滲濾液處理中的應用越來越廣。反滲透是一種離子/分子水平的物理分離技術，在壓力作用下使?jié)B濾液中的水分子通過半透膜，可以有效地除去其中的細菌、懸浮物、有機

26、污染物、重金屬離子、氨氯等污染物質，從而確保出水水質完全符合國家一級排放標準[4]。和其它方法相比，反滲透法具有出水水質穩(wěn)定、操作簡便、占地面積小等優(yōu)點，因此越來越多地被用來處理生活垃圾滲濾液，日益成為垃圾滲濾液處理的主流技術。 2.2滲濾液處理方案的選擇 2.2.1滲濾液處理方案選擇依據 滲濾液的濃度高，有機物含量大，氨氮含量高，且根據填埋時間的不同，滲濾液中各組分的含量會有較大變化，且受氣候、季節(jié)的影響較大。滲濾液中致病菌群、重金屬等組分一旦滲出就會污染地下水，因此在工藝流程選擇上應采用高效、低耗、先進、合理、成熟的工藝，在運行中具有較大的靈活性，并適應水質、水量的變化，運行費用

27、經濟。嚴格執(zhí)行國家環(huán)保有關規(guī)定，確保水處理系統(tǒng)水質穩(wěn)定，達到中華人民共和國《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）的現(xiàn)有和新建生活垃圾填埋場水污染物排放濃度限值標準，并結合現(xiàn)場情況及地理特點，本著投資省，工程造價運行費用低、施工方便、操作運行管理簡單的原則，因地制宜，選擇合適的工藝及處理設施。 2.2.2滲濾液處理程度論證 按進水與出水濃度之差計算，本工程滲濾液處理程度見表2.1。 表2.1 滲濾液處理程度 項目 COD(mg/L) BOD5(mg/L) NH3-N(mg/L) SS(mg/L) 進水水質 8000 4000 1000 1000

28、 出水水質 100 30 25 30 去除率 98.75% 99.25% 97.5% 97% 2.2.3滲濾液設計處理規(guī)模論證 本設計說明書1.1.4節(jié)已有計算論述，本處理工程設計處理規(guī)模為300 m3/d。 2.3滲濾液處理工藝方案選擇 本次設計中填埋場滲濾液屬于填埋場早期滲濾液，有機物濃度高，可生化性好，氨氮濃度很高，具有惡臭，因此在設計過程中要嚴謹考慮有機物和氨氮的去 除，使出水同時達到無害無味。 由于設計進水水質濃度高，要求污染物去除率較高（COD去除率：98.75%，BOD5去除率：99.25%，NH3-N去除率：97.5%，SS去除率：97%）

29、，任何單機處理都難以達到出水排放標準。因此為了有效去除污染物，本次滲濾液處理設計包括一級預處理、二級生物處理和深度處理。 一級預處理主要作用是去除污水中的漂浮物及懸浮狀的污染物、調整pH值和減輕污水的腐化程度及后處理工藝負荷[5]。在一般情況下，物理法和化學法均可作為高濃度廢水處理的預處理。預處理一般包擴固液分離、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)的有機污染物，使出水 的有機物含量達到排放標準的要求。生化處理包括活性污泥法和生物膜法等。其 中ABR、SBR、氧化溝等處理有機物和

30、氨氮效果較好。 深度處理主要作用是進一步去除常規(guī)二級處理不能完全去除的污水中的雜質，實現(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。 2.3.1預處理工藝選擇與論證 根據進水水質，氨氮和懸浮物濃度都較高。由于進水水量較小，滲濾液中的懸浮物和部分有機物可設置人工格柵對其進行截留，可減小顆粒物對后續(xù)處理構筑物和水泵的堵塞。 由于滲濾液水質、水量、酸堿度和溫度有一定變化，因此設置一均質調節(jié)池，是滲濾液水質水量等分布均衡。同時，可在調節(jié)池中加堿提高pH值以確保后續(xù)處理的順利進行。 根據滲濾液特性及進水水質

31、可知，本次設計進水氨氮含量很高，因此考慮采用物理法先對滲濾液中氨氮進行處理，所以選擇現(xiàn)在國內應用較為普遍的吹脫法。吹脫法是將廢水的pH值范圍調至11左右后，使廢水中的離子態(tài)銨轉化為分子態(tài)氨，將廢水通入吹脫設備中，通過氣液接觸將廢水中的游離氨吹脫到大氣中，同時對氨氣實行吸收，達到資源回收和凈化的目的，同時由于向廢水中鼓入了一定量的空氣，對COD也有一定量的去除，從而減小后續(xù)生物處理單元的負荷[6]。 在進行氨氮吹脫后，還應設置一調節(jié)池，向其中通入CO2以減低從吹脫塔中出來的滲濾液的pH值，確保后續(xù)處理的順利進行。 2.3.2二級生物處理工藝選擇與論證 經過一級預處理后，滲濾液中的有

32、機物、氨氮和SS濃度都有所降低，但是遠不足以達到出水排放標準。因此要選擇成熟高效的二級生物處理工藝對滲濾液進行進一步處理。 由于本次處理的滲濾液濃度很高對于BOD5:COD>0.5的早期滲濾液，含有大量易于生物降解的脂肪酸，理含有高濃度有機物的早期滲濾液時，提供大量的 氧氣是非常必要的，當滲濾液有機負荷隨時間變化時，系統(tǒng)可通過改變氧氣供應來調整。好氧系統(tǒng)更為有效[7]。但由于本次處理的滲濾液濃度很高，因此必須在好氧處理工藝前首先進行厭氧處理，有效地降低BOD5、COD的含量，達到好氧生物處理的進水標準。因此選擇厭氧與好氧工藝結合處理。 厭氧生物處理工藝中，ABR處理滲濾液應用較廣，極

33、適用于處理高濃度廢水且工藝較成熟，污泥流失損失較小，而且不需設混合攪拌裝置，不存在污泥堵塞問題。啟動時間短，運行穩(wěn)定，與SBR工藝的結合運用十分成熟，且處理效 率較高，適合此次滲濾的厭氧處理。 好氧生物處理中SBR工藝是現(xiàn)在較為成熟的，且本次設計的設計水量也滿 足SBR的處理要求，同時SBR對有機物和氨氮都具有很高的去除率，非常適用于本次設計。 SBR的操作程序是在一個反應器中的一個處理周期內依次完成進水、生化反應、泥水沉淀分離、排放上清液和閉置等5個基本過程組成，其運行工序如圖 2.1所示。SBR法的工藝設備是由曝氣裝置、上清液排出裝置(潷水器)，以及其他附屬設備組成的反應器。SB

34、R對有機物的去除機理為：在反應器內預先培養(yǎng)馴化一定量的活性微生物(活性污泥)，當廢水進入反應器與活性污泥混合接觸并有氧存在時，微生物利用廢水中的有機物進行新陳代謝，將有機污染物轉化為CO2、H2O等無機物；同時，微生物細胞增殖，最后將微生物細胞物質(活性污泥)與水沉淀分離，廢水得到處理。SBR 技術的核心是SBR 反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一體，無污泥回流系統(tǒng)。 圖2.1 SBR運行操作工序示意圖 SBR具有以下優(yōu)點： 1. 理想的推流過程使生化反應推動力增大，效率提高，池內厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好。 2. 運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止

35、狀態(tài)下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質好。 3. 耐沖擊負荷，池內有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。 4. 工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調整，運行靈活。 5. 處理設備少，構造簡單，便于操作和維護管理。 6. 反應池內存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。 7. SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構造方法，利于廢水處理廠的擴建和改造。 8. 適用于脫氮除磷，適當控制運行方式，實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。 9. 工藝流程簡單、造價低。主體設備只有一個序批式間歇反應器，無二沉池

36、、污泥回流系統(tǒng)，布置緊湊，占地面積省。 2.3.3深度處理工藝選擇與論證 二級處理出水不能滿足排放標準，因此對滲濾液進行進一步的深度處理，對其中去除率不達標的污染物質進行凈化。因為出水排放要求較高，因此首先采用混凝沉淀法除去其中未能通過重力沉降的微小雜質，同時使廢水水質能達到活性炭吸附的處理要求。活性炭吸附是污水深度處理工藝中較成熟較成功的一種方法，由于本次處理對象為滲濾液，其臭味很濃，色度很高，使用活性炭吸附塔可以有效地對其進行去除，使水澄清，同時對難生物降解有機物和放射性物質活性炭的去處效果也極佳，因此，選擇該法較為合適。最后，由于污水處理后出水中含有大量的細菌和病毒，而一般

37、的污水處理工藝并不能將其滅絕，為了防止疾病的傳播并滿足污水深度處理對水質的要求，必須對出水進行消毒處理。因此，在深度處理中增加消毒池，最終達到出水水質的排放要求。 綜合以上選擇原則及論證，根據設計資料綜合考慮，本次填埋場滲濾液處理工藝路線的選擇為“格柵→調節(jié)池→吹脫塔→調節(jié)池→ABR→SBR→混凝沉淀→活性炭吸附→消毒”。 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 4 主要構筑物的工藝設計與計算 3　滲濾液處理工藝流程設計及原理說明 3.1滲濾液處理

38、工藝流程設計 根據前一章的工藝論證，采用吹脫法與SBR法相結合的深度處理工藝流程，具體的滲濾液處理工藝流程簡圖如圖3.1所示。 格柵 調節(jié)池 吹脫塔 調節(jié)池 沉淀池 吸收塔 SBR池 混合池 絮凝池 污泥濃縮池 活性炭吸附塔 加藥間 進水 消毒池 出水 ABR池 沼氣回收系統(tǒng) 圖3.1 滲濾液處理工藝流程簡圖 3.2工藝原理及過程說明 3.2.1格柵 滲濾液經廠內排污管道流到滲濾液處理站。由于屬于生活垃圾填埋場滲濾液，其中難免混有較粗大雜質，有可能阻塞后續(xù)處理程序中的管道或泵進而影響整個水處理工藝，首先設置格柵除去較粗大的懸浮物和顆粒。根據此次

39、處理的滲濾液的水質水量，只需在滲濾液進入調節(jié)池前設置一人工細格柵。 3.2.2調節(jié)池 由于滲濾液的pH值在6~9左右，因此在吹脫塔前設置一均質調節(jié)池I，向調節(jié)池中加堿提高滲濾液pH值至11左右，以達到后續(xù)吹脫工藝的處理要求，同時對滲濾液水質、水量、酸堿度和溫度進行調節(jié)，使其平衡。 堿性藥劑一般為Ca(OH)2、CaO或NaOH。若采用向廢水中加入NaOH，其處理效果好，但是加純堿的相對處理成本較高。Ca(OH)2與CaO均含有雜質，處理時產生一定沉渣，但價格便宜，易于購買。二者相比，生石灰（CaO）較為常見，價格也較便宜，從經濟的角度考慮，本設計采用CaO作為投加藥劑。根據國內很多廠家的

40、處理實例，在加藥間里設置一加藥設備，向溶解槽中加入CaO和自來水得到Ca(OH)2溶液，用計量泵向調節(jié)池中投加。 其反應方程式如下： CaO + H2O→ Ca2+ +2 設CaO為M，則根據反應方程式可得： 56 : 18=M : 3001000（10-8 -10-11） 計算得M=0.009kg/d 采用純度為80%的CaO，則每天所消耗的堿性藥劑的實際用量為： X=0.00980%=0.011kg/d 即CaO的投加量為0.037g/m3廢水。 在進行氨氮吹脫后，還應設置一調節(jié)池II，向其中通入CO2使從吹脫塔中出來的滲濾液的pH值降至6~9左右，確保后續(xù)生物處理的順利

41、進行。 3.2.3吹脫塔 吹脫對于高濃度的氨氮有較好的去除效果，滲濾液的pH值在調節(jié)池內被調節(jié)至11左右，以使?jié)B濾液中有更多的游離氨，便于吹脫，然后滲濾液被污水提升泵從調節(jié)池提升到吹脫塔中。吹脫塔的接觸面積較大，有利于氨氮的吸收。同時設置一吸收塔，將吹脫后的氨氣吸收。氨氣吹脫塔對氨氮的去除效率在在60%～95%之間。對COD去除率約為25%~50%，BOD去除率約為65%，SS去除率約50%。滲濾液吹脫工藝段進出水水質見表3.1。 表3.1 吹脫塔進出水水質 單位：（mg/L） 項目 COD

42、 BOD5 NH3-N SS 進水水質 8000 4000 1000 1000 去除率 25% 30% 80% 30% 出水水質 6000 2800 200 700 3.2.4 ABR池 ABR反應器中使用一系列垂直安裝的折流板使被處理的廢水在反應器內沿折流板作上下流動，污水在折流板的作用下，水流繞折流板流動而使水流在反應器內的流徑的總長度增加，再加之折流板的阻擋及污泥的沉降作用，微生物固體被有效地截留在反應器內，它在各個反應室中的微生物相是逐級遞變的，兩大類厭氧菌群可以各自生長在最適宜的環(huán)境條件下。且遞變的規(guī)律和底物降解過程協(xié)調一致，從而確保相應的微

43、生物相擁有最佳的活性，提高系統(tǒng)的處理效果和運行的穩(wěn)定性。ABR反應器構造簡單、能耗低、抗沖擊負荷能力強、處理效率高。 ABR池的進出水水質見表3.2。 表3.2 ABR池進出水水質 單位：（mg/L） 項目 COD BOD5 NH3-N SS 進水水質 6000 2800 200 700 去除率 83% 80% 5% 65% 出水水質 1020 560 190 245 3.2.5 SBR池 SBR最基本的特點是處理工序是間歇、周期性的，整個運行過程分成

44、進水期、反應期、沉降期、排水期和閑置期，各個運行期在時間上按序排列，稱為一個運行周期。 進水期是反應器接納廢水的過程，污水進入反應器的選擇區(qū)與回流污泥混合，混合后的混合液進入主反應區(qū)，進水開始曝氣反應。進水后期由程序控制開始曝氣，即反應期，這是達到有機物去除目的的主要工序。在此期間，微生物一般要經歷從生長到死亡的全過程。在完成有機物去除的反應期后，停止曝氣和攪拌，活性污泥絮凝體進行重力沉降和固液分離。活性污泥固相形成污泥層，層面不斷地向池底下降，膠團凝聚而下沉，清水則留在上面。在排水期，開啟潷水器排水，洋水堰槽開始勻變速下降，排除污泥沉降后的上清液，水位恢復到設計水位，回流污泥使用，剩余污泥

45、由排泥泵排出，水池內剩余的污水起到循環(huán)和稀釋作用。排水之后與下周期開始進水之前的時間為待機期或閑置期。由于實際操作時排水所花的時間總比設計時間短，因此多出來的時間是整個運行周期的機動時間，其目的在于靈活調節(jié)各階段的運行時間。 SBR池的進出水水質見表3.3。 表3.3 SBR池進出水水質 單位：（mg/L） 項目 COD BOD5 NH3-N SS 進水水質 1020 560 190 245 去除率 85% 83% 88% 76% 出水水質 153

46、95 24 60 3.2.5混凝沉淀 混凝沉淀工藝包括投藥、混合、反應及沉淀分離過程[10]。通過投加液態(tài)聚合氯化鋁混凝劑使?jié)B濾液中未被前面的處理去除的有機物和不能直接通過重力去除的微小雜質聚結成較大的顆粒迅速得到沉降，有效地降低滲濾液的濁度和色度，使水澄清。聚合氯化鋁適宜pH為5~9，使用堿化度量為40%~60%，對設備腐蝕性小，效率高、藥量小、絮體大而重、沉淀快，對處理后水的pH值和堿度下降小，受水溫影響小，投加過量對凝效果影響小。適用各類水質，對高濁度廢水鋁鹽更為有效。聚合氯化鋁的投加量為20mg/L。混凝沉淀池的進出水水質見表3.4。

47、 表3.4 混凝沉淀池進出水水質 單位：（mg/L） 項目 COD BOD5 NH3-N SS 進水水質 153 95 24 60 去除率 50% 50% 15% 60% 出水水質 76 48 20.4 24 3.2.6活性炭吸附 滲濾液經過混凝沉淀后由污水提升泵從混凝沉淀池提升到活性炭吸附塔中?；钚蕴课剿梢猿B濾液的臭味、色度、放射性物質以及滲濾液中難生物降解的有機物，選擇粒狀炭作為濾料，污水深度處理多用粒狀炭，將濾料裝于活性炭吸附塔內對滲濾液進行吸附?；钚蕴课剿倪M出水水質見表3

48、.5。 表3.5 活性炭吸附塔進出水水質 單位：（mg/L） 項目 COD BOD5 NH3-N SS 進水水質 76 48 20.4 24 去除率 50% 45% 5% 60% 出水水質 38 26.4 19.4 9.6 3.2.7消毒池 經過處理后，滲濾液出水水質已經達標，但是滲濾液中含有細菌、病毒和病卵蟲等致病微生物，因此采用液氯消毒將其殺滅，防止其對人類及牲畜的健康產生危害和對環(huán)境造成污染，使排水達到國家規(guī)定的細菌學指標。 3.2.8污泥處理

49、污泥處理的目的是使污泥達到減量化、穩(wěn)定化、無害化及綜合利用。豎流式混凝沉淀池、ABR池和SBR池底部的污泥，通過污泥泵被送入污泥濃縮池，進行濃縮處理。由于污泥量很小，因此濃縮后不使用其他脫水裝置，直接將污泥從濃縮池中取出，置于濃縮池四周曝曬，待其曬干后，將污泥外運。 4　主要構筑物的工藝設計與計算 4.1格柵設計及計算： 4.1.1格柵設計說明： 格柵的設計數(shù)據如下： 1. 按形狀，格柵可分為平面格柵和曲面格柵兩種；按柵條凈間隙，可分為粗格柵（50~100mm）、中格柵（10~40mm）、細格柵（3~10mm）三種；按

50、清渣方式，可分為人工清除格柵和機械清除格柵兩種[11]。 2．當格柵設于污水處理系統(tǒng)之前時，采用機械清除柵渣，柵條間隙為16~25mm；采用人工清除柵渣，柵條間隙為25~40mm。 3．過柵流速一般采用0.6m/s~1.0m/s。 4．格柵前渠道內的水流速度一般采用0.4m/s~0.9m/s。 5．格柵傾角一般采用采用45~75。 6．通過格柵的水頭損失一般采用0.08m~0.15m。 7．機械格柵不宜少于2臺，如為1臺時，應設人工清除格柵備用。 8．格柵間隙16mm~25mm，柵渣量0.10m3~0.05m3柵渣/103 m3污水； 格柵間隙30mm~50mm，柵渣量0.0

51、3~0.10m3柵渣/103 m3污水。 9．在大型污水處理廠或泵站前的大型格柵（每日柵渣量大于0.2 m3），一般采用機械清渣。小型污水處理廠也可采用機械清渣。 本工程設一道細格柵，取柵條間隙為6mm，采用人工清渣方式。 格柵簡圖如圖4.1所示。 圖4.1 人工清除污物的格柵示意圖 4.1.2格柵設計計算： 1.設計流量： （1）平均日流量：Q=200 m3/d=2.31510-3 m3/s （2）設計最大流量： 取污水總變化系數(shù)Kz=1.5 Qmax= QKz

52、 (4.1) =2.31510-31.5 m3/s=3.47210-3 m3/s 2.設計參數(shù)： 柵條間隙b=6mm； 柵前流速ν1=0.7m/s； 過柵流速v=0.7m/s； 柵條寬度s=0.01m； 格柵傾角=60； 柵前部分長度0.5m； 柵渣量W1=0.1 m3柵渣/103m3污水。 3.設計計算： （1）確定格柵前水深，根據最優(yōu)水力斷面公式： （4.2） 式中：Qmax——設計流量，m3/s； B1——柵前槽寬，

53、m； ν1——柵前流速，m/s。 計算得：柵前槽寬 柵前水深 （2）柵條間隙數(shù)n (4.3) 式中：n——柵條間隙數(shù)； Qmax——設計流量，m3/s； ——格柵傾角，=60； ——柵條間隙， m； ——柵前水深， m； ν——過柵流速，m/s。 計算得： 柵條間隙數(shù)， 取n=16 （3）

54、柵槽寬度B B=s(n-1) + bn （4.4） 式中：B——柵槽寬度，m； s——柵條寬度，m； n——柵條間隙數(shù)； b——格柵間隙，m。 采用柵條規(guī)格為1050mm，即s=0.01m 計算得：柵槽寬度B=0.01（16—1）+0.00616=0.246m （4）通過格柵的水頭損失h1 h1 = kh0 (4.5)

55、 (4.6) (4.7) 式中：h1——通過格柵的水頭損失，m； h0——計算水頭損失，m； g——重力加速度，9.81m/s2； k——系數(shù)，格柵受柵渣堵塞時，水頭損失增大的倍數(shù)，一般取k=3； ξ——阻力系數(shù)，其值與柵條的斷面形狀有關； ——格柵傾角，=60； ——形狀系數(shù)，當柵條斷面為矩形時，=2.42；

56、 s——柵條寬度，m； b——格柵間隙，m。 計算得：過柵水頭損失 =0.31m （5）進水渠道漸寬部分的長度L1 (4.8) 式中：L1——進水渠道漸寬部分的長度，m； ——進水渠道漸寬部分的展開角度，一般取= ； B——柵槽寬度，m； B1——柵前槽寬，m。 計算得：進水渠道漸寬部分的長度m （6）出水渠道漸窄部分長度L2

57、 （4.9） 式中：L1——進水渠道漸寬部分的長度，m； L2——出水渠道漸窄部分的長度，m。 計算得： 出水渠道漸窄部分長度m （7）柵后槽總高度H H=h+h1+h2 (4.10) 式中：H——柵后槽總高度，m； h——柵前水深，m； h1——通過格柵的水頭損失，m； h2

58、——柵前渠道超高，一般取0.3m。 計算得：柵后槽總高度H=0.05+0.31+0.3=0.66m （8）柵槽總長度L L=L1+L2+1.0+0.5+ (4.11) H1=h+ h2 (4.12) 式中：L——柵槽總長度，m； L1——進水渠道漸寬部分的長度，m； L2—

59、—出水渠道漸窄部分的長度，m； H1——柵前渠中水深，m； h——柵前水深，m； h2——柵前渠道超高，一般取0.3m； 1.0——柵后部分長度，m； 0.5——柵前部分長度，m； ——格柵傾角，=60. 計算得：柵前渠中水深H1=0.05+0.3=0.35m 柵槽總長度 L=0.2+0.1+1.0+0.5+ =2.00m （9）每日柵渣量W

60、 （4.13） 式中：W——每日柵渣量，m3/d； W1——柵渣量，m3柵渣/103m3污水； Kz——污水總變化系數(shù)，取Kz =1.5。 計算得：每日柵渣量=0.02 m3/d<0.2 m3/d 所以選擇人工清渣。 4.2調節(jié)池設計及計算： 4.2.1調節(jié)池設計說明： 調節(jié)池可以調節(jié)水量和水質，調節(jié)水溫及pH。本次調節(jié)池設計為鋼筋混凝土結構，采用矩形池型。采用停留時間法進行設計計算，本次設計采用停留時間t=

61、6h. 本次設計設置兩個調節(jié)池，一個用于吹脫塔前，用石灰調節(jié)pH值至11，增加游離氨的量，使吹脫效果增加，去除更多的氨氮。另一個用于吹脫塔后，用酸將pH值降低至8左右，達到后續(xù)生物處理所適宜的范圍。兩個調節(jié)池使用同一種尺寸。調節(jié)池示意圖如圖4.2所示。 i=0.01 進水管 出水管 圖4.2 調節(jié)池示意圖 4.2.2調節(jié)池設計計算： 1.調節(jié)池容積： （1）每日處理廢水總量（即設計最大水量）： Q0=2001.5=300 m3/d （2）最大時平均流量：Qh=300/24=12.5 m3/h （3）停留時間：t

62、=6h （4）調節(jié)池容積： V= Qht (4.14) 式中：V——調節(jié)池容積，m3； Qh——最大時平均流量，m3/h； t——停留時間，h。 計算得：調節(jié)池容積V=12.56=75 m3 2．調節(jié)池尺寸 調節(jié)池的有效水深一般為1.5m~2.5m[12]，設該調節(jié)池的有效水深為2.5m， 調節(jié)池出水為水泵提升。 采用矩形池，調節(jié)池表面積為： （

63、4.15） 式中：A——調節(jié)池表面積，m2； V——調節(jié)池體積，m3； H——調節(jié)池水深，m。 計算得：調節(jié)池表面積 m2 取池長L=6m，則池寬B=5m。 考慮調節(jié)池的超高為0.3m，則調節(jié)池的尺寸為：6m5m2.8m=84 m3，在池底設集水坑，水池底以i=0.01的坡度滑向集水。 4.3吹脫塔設計及計算： 4.3.1吹脫塔設計說明： 吹脫塔是利用吹脫去除水中的氨氮，在塔體中，使氣液相互接觸，使水中溶解的游離氨分子穿過氣液界面，向氣體轉移，從而達到脫氮的目的[13]。 NH3溶解在水中的反應方程式為： NH3+H2ONH4++OH- 從反應式中可以看

64、出，要想使得更多的氨被吹脫出來，必須使游離氨的量增加， 則必須將進入吹脫塔的廢水pH值調到堿性，使廢水中OH-量增加，反應向左移動，廢水中游離氨增多，使氨更容易被吹脫。所以在廢水進入吹脫塔之前，用石灰將pH值調至11，使廢水中游離氨的量增加，通過向塔中吹入空氣，使游離氨從廢水中吹脫出來。 吹脫塔內裝填料，水從塔頂送入，往下噴淋，空氣由塔底送入，為了防止產生水垢，所以本次設計中采用逆流氨吹脫塔，采用規(guī)格為25252.5mm的陶瓷拉西環(huán)填料亂堆方式進行填充。吹脫塔示意圖如圖4.3所示。 圖4.3 吹脫塔示意圖 4.3.2吹脫塔設計計算： 1.設計參數(shù)： 設計流

65、量Qmax=300 m3/d=12.5 m3/h=3.47210-3 m3/s 設計淋水密度q=100 m3/（m2d） 氣液比為2500m3/m3廢水 2.設計計算： （1）吹脫塔截面積 A= （4.16） 式中：A——吹脫塔截面積，m2； Qmax——設計流量，m3/d； q——設計淋水密度，m3/（m2d）。 計算得：吹脫塔截面積A==3 m2 吹脫塔直徑D==1.95m（設計中取2 m） （2）空氣量 設定氣液比為2500 m3/m3水，則所需氣量為： 3002500=7.5105 m3/

66、d=8.68m3/s （3）空氣流速v=8.68/3=2.89m/s （4）填料高度 采用填料高度為5.0m，考慮塔高對去除率影響的安全系數(shù)為1.4，則填料總高度為51.4=7.0 m. 4.4 ABR池設計及計算： 4.4.1 ABR池設計說明： ABR池采用常溫硝化。廢水在反應器內沿折流板作下向流動。下向流室水平截面僅為上向流室水平截面的四分之一，所以，下向流室水流速大，不會堵塞。而上向流室過水截面積大，流速慢，不僅能使廢水與厭氧污泥充分混合，接觸反應，又可截留住厭氧活性污泥，避免其流失，保持反應器內厭氧活性污泥高濃度。在下向流室隔墻下端設置了一個45轉角，起到對上向流室均勻布水的作用，共設計了5塊擋板。ABR池示意圖如圖4.4所示。 圖4.4 ABR池示意圖 4.4.2 ABR池設計計算 1．上向流室截面積A1 （4.17） 式中：A1——上向流室截面積，m2； Qmax—