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西安工程大学本科毕业设计（论文） 毕业设计（论文）题 目： 500m3/d垃圾渗滤液处理工程设计 学 院： 环境与化学工程学院 专业班级： 2009级环境科学(2)班 指导教师： 程刚 职称： 教授 学生姓名： 南宁 学 号： 40904060205 摘 要 垃圾渗滤液水质的主要特点是含有大量的有机物，cod,bod含量较高，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。该垃圾渗滤液填埋场厂的处理水量为500,原渗滤液中各项指标为：bod浓度为20004000mg/l,cod浓度为600010000mg/l，ss浓度为600mg/l。因此为了有效去除污染物，本次渗滤液处理设计包括一级预处理、二级生物处理和深度处理。本设计工艺流程为：“格栅调节池吹脱塔调节池abrsbr混凝沉淀活性炭吸附消毒”。整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。排放后浓度可以达到国家2008年7月1日正式实施的中华人民共和国生活垃圾填埋场污染控制标准（gb16889-2008）的水污染物排放浓度限值。关键词：垃圾渗滤液处理， abr ， sbr abstractthe main feature of landfill the leachate by water is rich in organic matter, cod , bod ,content is high , a high concentration organic wastewater , so the bod is also larger. the water which needs to treatment in the landfill leachate waste water treatment plant is500, various target in the raw waste water is: the concentration of bod is20004000mg/l, the concentration of cod is 600010000mg/l, the concentration of ss is 600mg/l. after the analysis, the quality of this processing water belongs to the waste water that easy biology degrade and not have the obvious poison, could use two levels of biological treatments to cause the water drained meet the designated standard. the technological process of this design is:landfill leachate waste water grille the regulation pool stripping tower the regulation pool reaction tank of abr tank of sbr mixing tank flocculation tank sedimentation tank activated carbon adsorption tower disinfection poll treatment water the entire technological process have the characteristics of lower investment, good treatment effect, easy technology process，using small area, running steady, and consuming lower energy. it request the landfill the leachate waste water which drained must be strictly treated to the two effluence standard in the country, which is as following: july 1 , 2008 the formal implementation of the prc “landfill pollution control standard (gb 16889-2008) of water pollutants concentration limits.keywords: leachate treatment, abr，sbr 目 录前 言1第一章设计说明41概述41.1渗滤液来源、水质及水量特点分析41.1.1渗滤液来源41.1.2渗滤液水质特点41.1.3渗滤液水量特点51.1.4该城镇填埋场渗滤液水质及水量51.2设计依据61.2.1法律法规依据61.2.2技术规范依据61.3执行排放标准61.4渗滤液处理论证61.5渗滤液处理工艺方案选择71.6渗滤液处理工艺设计81.6.1 格栅81.6.2调节池81.6.3吹脱塔91.6.4 abr池91.6.5 sbr池101.6.6混凝沉淀111.6.7活性炭吸附111.6.8消毒池121.6.9污泥处理12第二章 计算说明书132.1格栅设计及计算：132.1.1格栅设计说明：132.1.2格栅设计计算：132.2调节池设计及计算：172.2.1调节池设计说明：172.2.2调节池设计计算：172.3吹脱塔设计及计算：182.3.1吹脱塔设计说明：182.3.2吹脱塔设计计算：192.4 abr池设计及计算：202.4.1 abr池设计说明：202.4.2 abr池设计计算202.5 sbr池设计及计算：212.5.1 sbr池设计说明：212.5.2 sbr池设计计算222.6 混凝沉淀设计及计算：282.6.1 混凝沉淀设计说明：282.6.2 混凝沉淀设计计算：282.7污泥浓缩池设计及计算：412.7.1 污泥浓缩池设计说明：422.7.2 污泥浓缩池设计计算：422.8活性炭吸附塔设计及计算：452.8.1 活性炭吸附塔设计说明：452.8.2 活性炭吸附塔设计计算：462.9消毒池设计及计算：472.9.1消毒池设计说明：472.9.2 消毒池设计计算：47结 论49参考文献50附 录52致 谢53诚信声明5412 前 言近年来，随着我国城市化进程迅速发展，城市垃圾填埋场数量剧增,产生的生活垃圾以平均每年(810)的速度增长, 北京市竟高达15201。据预测，按现在的增长速度，到2012 年，我国城市生活垃圾将达到2.64 亿吨，2030 年为4.09 亿吨，2050 年为5.28 亿吨。生活垃圾填埋场渗滤液是一种高浓度的有机废水，色度深，随着填埋时间和降雨量等的变化其中的化学组成会发生很大变化，而且其含有致病菌群、重金属等组分一旦渗出就会污染地下水，因此填埋场渗滤液的处理是填埋场设计、运行、封场、环境监测和后期管理时应考虑的重要问题之一。针对国家标准要求，选择工艺技术可靠、经济合理的方案显得尤为重要，其重要性甚至要超过某一单项技术的选择。常用的垃圾渗滤液处理方式有以下四种：（1） 将渗滤液输送至城市污水处理厂进行合并处理；（2） 经预处理后输送至城市污水处理厂合并处理；（3） 渗滤液回灌至填埋场的循环喷洒处理；（4） 在填埋场建设污水处理厂进行单独处理3。其中，将垃圾渗滤液与适当规模的城市污水处理厂合并处理是最为简单的处理方式。处理填埋场渗滤液的工艺包括生物法和物理化学法。 1. 生物法常用的方法主要有好氧生物处理、厌氧生物处理、好氧和厌氧结合处理及土地处理2。1好氧生物处理 好氧生物处理技术利用微生物在好氧条件下旺盛代谢的作用，以废水中的有机物作为原料进行新城代谢合成生命物质，同时将污染物讲解。好氧生物处理技术有活性污泥法、生物膜法、间歇式活性污泥法、稳定塘法等。2厌氧生物处理 厌氧生物处理工艺是指各种没有氧气和硝态氮参与的废水生物处理系统，主要是利用厌氧微生物将基质中结构复杂的难降解有机物先分解为低级、结构较为简单的有机物，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，再由甲烷菌将有机物分解为甲烷、二氧化碳和水等终产物。厌氧生物处理技术包括上流式厌氧污泥床(uasb)、厌氧间歇性序批式反应器(asbr)、厌氧折流板反应器(abr)和厌氧生物滤池等。3厌氧与好氧结合处理与厌氧法相比，好氧处理消耗大量的动力能量，且废水cod浓度越高，好氧法耗能越多；好氧处理时有机物转化成污泥的比例远大于厌氧法，因此污泥处理和处置的费用也高于厌氧法；好氧处理时污泥的生长量大，所以对无机营养元素的要求也高于厌氧法,对于含磷浓度较低的垃圾渗滤液需投加必要的磷。而厌氧工艺处理时间长、占地面积大，单纯厌氧工艺处理效果不佳，鉴于以上原因，对高浓度的渗滤液一般都采用厌氧好氧两者结合处理工艺。我国曾采用的组合工艺有厌氧+气浮+好氧工艺，便于管理，节省能耗，但处理效果不稳定；有uasb+氧化沟+稳定塘工艺，利用有利地形处理渗滤液；有普通活性污泥法+纳滤膜过滤工艺，处理效果好，但投资和运行费用高，占地面积大。4土地处理法土地处理是由常规的污水灌溉发展起来的，对以有机物为主的废水可以起到水肥合一、综合利用的效果。土地处理系统主要是利用土壤的物理、化学与生物化学作用，借助于土壤微生物植物等陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能，将污水中污染物去除，使之转化为新的水资源，达到重新回收利用的一种较为新颖的污水处理方法。2.物理化学法 渗滤液在经过一系列生化处理后的b /c出水比更低，难降解成分，一般有必要采用物化处理技术，作为一种预处理或者后处理的手段，来处理渗滤液。渗滤液的物化处理过程包含了混凝吸附、蒸发、高级氧化、浮选和膜处理技术等。这些技术基本都能提高渗滤液的生物降解性或者直接使出水达到排放标准，彻底实现渗滤液的无害化。1混凝处理技术混凝处理目的是通过外加混凝剂使水体中不能直接通过重力去除的微小杂质聚结成较大的颗粒，迅速得到沉降，从而使水澄清。一般来说，单纯依靠混凝来去除渗滤液中的cod到一定的排放标准是不大现实的，因为混凝处理一般对于大分子有机物(大于3000da)具有良好的效应，而渗滤液除了大分子物质外，还有很大一部分物质是由小分子物质组成，新鲜渗滤液中小于1000da分子量的物质占将近80%。因此，混凝处理一般可用作渗滤液的预处理或者是深度处理。2高级氧化技术高级氧化技术由于具有氧化能力高、二次污染小、外界环境影响因素小、具有一定的非选择性，应用广泛。高级氧化技术包括蒸发处理、化学氧化法、光催化氧化法和电解处理等。3膜分离技术随着经济水平的提高和人们环境意识的增加，膜处理工艺在渗滤液尾水和老龄渗滤液处理中的应用越来越广。反渗透是一种离子/分子水平的物理分离技术，在压力作用下使渗滤液中的水分子通过半透膜，可以有效地除去其中的细菌、悬浮物、有机污染物、重金属离子、氨氯等污染物质，从而确保出水水质完全符合国家一级排放标准4。和其它方法相比，反渗透法具有出水水质稳定、操作简便、占地面积小等优点，因此越来越多地被用来处理生活垃圾渗滤液，日益成为垃圾渗滤液处理的主流技术。西安工程大学本科毕业设计（论文）第一章 设计说明1 概述1.1渗滤液来源、水质及水量特点分析1.1.1渗滤液来源垃圾渗滤液是指从垃圾填埋场中渗出的黑棕红色水溶液，当垃圾含水47%时，每吨垃圾可产生0.0722t渗滤液1。填埋场渗滤液的来源有直接降水、地表径流、地表灌溉、地下水、废物中的水分、覆盖材料中的水分、有机物分解生成的水，当填埋场处于初期阶段是，渗滤液的ph值较低，而cod、bod5、toc、ss、硬度、挥发性脂肪酸和金属的含量很高；当填埋场处于后期时，渗滤液的ph值升高，而cod、bod5、硬度、挥发性脂肪酸和金属的含量明显下降。但随着堆放年限的增加，垃圾渗滤液中氨氮浓度会逐渐升高2。1.1.2渗滤液水质特点（1）污染物种类繁多：渗滤液的污染成分包括有机物、无机离子和营养物质。其中主要是氨、氮和各种溶解态的阳离子、重金属、酚类、丹类、可溶性脂肪酸及其它有机污染物。（2）污染物浓度高，变化范围大：在垃圾渗滤液的产生过程中，由于垃圾中原有的、以及垃圾降解后产生的污染物经过溶解、洗淋等作用进入垃圾渗滤液中，以致垃圾渗滤液污染物浓度特别高，而且成分复杂。垃圾渗滤液的这一特性是其它污水无法比拟的，造成了处理和处理工艺选择的难度大。（3）水质变化大：垃圾成分对渗滤液的水质影响大。不同的地区，生活垃圾的组成可能相差很大。相应的渗滤液水质也会有很大差异。垃圾渗滤液水质因水量变化而变化，同时随着填埋年限的增加，垃圾渗滤液污染物的组成及浓度也发生相应的变化。（4） 营养元素比例失衡：对于生化处理，污水中适宜的营养元素比例是bod5：n：p=100：5：1，而一般的垃圾渗滤液中的bod5/p大都大于300，与微生物所需的磷元素比例相差较大。1.1.3渗滤液水量特点（1）水量变化大：垃圾填埋场产生的渗滤液量的大小受降雨量、蒸发量、地表径流量、地下水入渗量、垃圾自身特性及填埋结构等多种因素的影响。其中，最主要的是降水量。由于垃圾填埋场是一个敞开的作业系统，因此渗滤液的产量受气候、季节的影响非常大。（2）水量难以预测：渗滤液的产生量受到多种因素的影响，要准确预测渗滤液的产生量受到多种因素的影响，要准确预测渗滤液的产生量是非常困难的。1.1.4该城镇填埋场渗滤液水质及水量该工程设计进水水质如表1.1所示。 表1.1渗滤液进水水质 单位：（mg/l）项目codbod5nh3-nss含量800040001000600 渗滤液处理量为500m3/d，此为平均流量，设工作时间为24小时制，因为降雨量的变化等使得渗滤液可能存在流量不均匀的情况，故取废水排放不均匀系数k=1.5，则设计进水量（最大流量）应为200m3/d1.5=750m3/d，即该城镇的渗滤液设计处理规模为750 m3/d。1.2设计依据1.2.1法律法规依据（1）中华人民共和国环境保护法（2）中华人民共和国水污染防治法（3）中华人民共和国污染防治法实施细则（4）防治水污染技术政策1.2.2技术规范依据（1）城市排水工程规划规范（gb50318-2000）（2）室外排水设计规范（gbj14-1987）（3）建筑给水排水设计规范（gbj15-1987）（4）纺织染整工业水污染物排放标准（gb4287-92）（5）地表水环境质量标准(gb3838-2002)1.3执行排放标准根据2008年7月1日正式实施的中华人民共和国生活垃圾填埋场污染控制标准（gb16889-2008）的水污染物排放浓度限值如下表1.2。表1.2 现有和新建生活垃圾填埋场水污染物排放浓度限值控制污染物 phcod(mg/l) bod5 (mg/l)nh3-n(mg/l)ss(mg/l)排放浓度限值 69 10030 25 30西安工程大学本科毕业设计（论文）1.4渗滤液处理论证按进水与出水浓度之差计算，本工程渗滤液处理程度见表1.3。表1.3 渗滤液处理程度项目cod(mg/l)bod5(mg/l)nh3-n(mg/l)ss(mg/l)进水水质800040001000600出水水质100302530去除率98.75%99.25%97.5%95%1.5渗滤液处理工艺方案选择本次设计中填埋场渗滤液属于填埋场早期渗滤液，有机物浓度高，可生化性好，氨氮浓度很高，具有恶臭，因此在设计过程中要严谨考虑有机物和氨氮的去除，使出水同时达到无害无味。由于设计进水水质浓度高，要求污染物去除率较高（cod去除率：98.75%，bod5去除率：99.25%，nh3-n去除率：97.5%，ss去除率：95%），任何单机处理都难以达到出水排放标准。因此为了有效去除污染物，本次渗滤液处理设计包括一级预处理、二级生物处理和深度处理。一级预处理主要作用是去除污水中的漂浮物及悬浮状的污染物、调整ph值和减轻污水的腐化程度及后处理工艺负荷5。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。预处理一般包扩固液分离、气浮、吹脱、吸附、沉淀、混凝等。其中固液分离能有效去除悬浮物，吹脱法对于氨氮去除率较高。 二级生物处理主要作用是去除污水中呈胶体和溶解态的有机污染物，使出水的有机物含量达到排放标准的要求。生化处理包括活性污泥法和生物膜法等。其中abr、sbr、氧化沟等处理有机物和氨氮效果较好。深度处理主要作用是进一步去除常规二级处理不能完全去除的污水中的杂质，实现污水的回收和再利用。深度处理包括膜分离、混凝沉淀、离子交换和活性炭吸附等。其中混凝沉淀和活性炭吸附工艺较成熟，且处理效果较好。 西安工程大学本科毕业设计（论文）1.6渗滤液处理工艺设计根据前一章的工艺论证，采用吹脱法与sbr法相结合的深度处理工艺流程，具体的渗滤液处理工艺流程简图如图2.1所示。格栅调节池吹脱塔调节池沉淀池吸收塔sbr池混合池絮凝池污泥浓缩池活性炭吸附塔加药间进水消毒池出水abr池沼气回收系统图2.1 渗滤液处理工艺流程简图1.6.1 格栅渗滤液经厂内排污管道流到渗滤液处理站。由于属于生活垃圾填埋场渗滤液，其中难免混有较粗大杂质，有可能阻塞后续处理程序中的管道或泵进而影响整个水处理工艺，首先设置格栅除去较粗大的悬浮物和颗粒。根据此次处理的渗滤液的水质水量，只需在渗滤液进入调节池前设置一人工细格栅。1.6.2调节池由于渗滤液的ph值在69左右，因此在吹脱塔前设置一均质调节池i，向调节池中加碱提高渗滤液ph值至11左右，以达到后续吹脱工艺的处理要求，同时对渗滤液水质、水量、酸碱度和温度进行调节，使其平衡。碱性药剂一般为ca(oh)2、cao或naoh。若采用向废水中加入naoh，其处理效果好，但是加纯碱的相对处理成本较高。ca(oh)2与cao均含有杂质，处理时产生一定沉渣，但价格便宜，易于购买。二者相比，生石灰（cao）较为常见，价格也较便宜，从经济的角度考虑，本设计采用cao作为投加药剂。根据国内很多厂家的处理实例，在加药间里设置一加药设备，向溶解槽中加入cao和自来水得到ca(oh)2溶液，用计量泵向调节池中投加。其反应方程式如下：cao + h2o ca2+ +2设cao为m，则根据反应方程式可得：56 : 18=m : 7501000（10-8 -10-11）计算得m=0.023kg/d采用纯度为80%的cao，则每天所消耗的碱性药剂的实际用量为：x=0.02380%=0.029kg/d即cao的投加量为0.039g/m3废水。在进行氨氮吹脱后，还应设置一调节池ii，向其中通入co2使从吹脱塔中出来的渗滤液的ph值降至69左右，确保后续生物处理的顺利进行。1.6.3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。同时设置一吸收塔，将吹脱后的氨气吸收。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%。渗滤液吹脱工艺段进出水水质见表3.1。（6） 表2.2 吹脱塔进出水水质 单位：（mg/l）项目codbod5nh3-nss进水水质800040001000600去除率25%30%80% 30%出水水质600028002004201.6.4 abr池abr反应器中使用一系列垂直安装的折流板使被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动，污水在折流板的作用下，水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流径的总长度增加，再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用，微生物固体被有效地截留在反应器内，它在各个反应室中的微生物相是逐级递变的，两大类厌氧菌群可以各自生长在最适宜的环境条件下。且递变的规律和底物降解过程协调一致，从而确保相应的微生物相拥有最佳的活性，提高系统的处理效果和运行的稳定性。abr反应器构造简单、能耗低、抗冲击负荷能力强、处理效率高。abr池的进出水水质见表2.3。 表2.3 abr池进出水水质 单位：（mg/l）项目codbod5nh3-nss进水水质60002800200420去除率83%80%5%65%出水水质10205601901471.6.5 sbr池sbr最基本的特点是处理工序是间歇、周期性的，整个运行过程分成进水期、反应期、沉降期、排水期和闲置期，各个运行期在时间上按序排列，称为一个运行周期。进水期是反应器接纳废水的过程，污水进入反应器的选择区与回流污泥混合，混合后的混合液进入主反应区，进水开始曝气反应。进水后期由程序控制开始曝气，即反应期，这是达到有机物去除目的的主要工序。在此期间，微生物一般要经历从生长到死亡的全过程。在完成有机物去除的反应期后，停止曝气和搅拌，活性污泥絮凝体进行重力沉降和固液分离。活性污泥固相形成污泥层，层面不断地向池底下降，胶团凝聚而下沉，清水则留在上面。在排水期，开启滗水器排水，洋水堰槽开始匀变速下降，排除污泥沉降后的上清液，水位恢复到设计水位，回流污泥使用，剩余污泥由排泥泵排出，水池内剩余的污水起到循环和稀释作用。排水之后与下周期开始进水之前的时间为待机期或闲置期。由于实际操作时排水所花的时间总比设计时间短，因此多出来的时间是整个运行周期的机动时间，其目的在于灵活调节各阶段的运行时间。sbr池的进出水水质见表2.4。（7） 表2.4 sbr池进出水水质 单位：（mg/l）项目codbod5nh3-nss进水水质1020560190147去除率85%83%88%76%出水水质1539524351.6.6混凝沉淀 混凝沉淀工艺包括投药、混合、反应及沉淀分离过程10。通过投加液态聚合氯化铝混凝剂使渗滤液中未被前面的处理去除的有机物和不能直接通过重力去除的微小杂质聚结成较大的颗粒迅速得到沉降，有效地降低渗滤液的浊度和色度，使水澄清。聚合氯化铝适宜ph为59，使用碱化度量为40%60%，对设备腐蚀性小，效率高、药量小、絮体大而重、沉淀快，对处理后水的ph值和碱度下降小，受水温影响小，投加过量对凝效果影响小。适用各类水质，对高浊度废水铝盐更为有效。聚合氯化铝的投加量为20mg/l。混凝沉淀池的进出水水质见表2.5。 表2.5 混凝沉淀池进出水水质 单位：（mg/l）项目codbod5nh3-nss进水水质153952435去除率50%50%15%60%出水水质764820.4141.6.7活性炭吸附渗滤液经过混凝沉淀后由污水提升泵从混凝沉淀池提升到活性炭吸附塔中。活性炭吸附塔可以除去渗滤液的臭味、色度、放射性物质以及渗滤液中难生物降解的有机物，选择粒状炭作为滤料，污水深度处理多用粒状炭，将滤料装于活性炭吸附塔内对渗滤液进行吸附。活性炭吸附塔的进出水水质见表2.6。 表2.6 活性炭吸附塔进出水水质 单位：（mg/l）项目codbod5nh3-nss进水水质764820.414去除率50%45%5%60%出水水质3826.419.45.61.6.8消毒池经过处理后，渗滤液出水水质已经达标，但是渗滤液中含有细菌、病毒和病卵虫等致病微生物，因此采用液氯消毒将其杀灭，防止其对人类及牲畜的健康产生危害和对环境造成污染，使排水达到国家规定的细菌学指标。1.6.9污泥处理 污泥处理的目的是使污泥达到减量化、稳定化、无害化及综合利用。竖流式混凝沉淀池、abr池和sbr池底部的污泥，通过污泥泵被送入污泥浓缩池，进行浓缩处理。由于污泥量很小，因此浓缩后不使用其他脱水装置，直接将污泥从浓缩池中取出，置于浓缩池四周曝晒，待其晒干后，将污泥外运。西安工程大学毕业设计（论文）第二章 计算说明书2.1格栅设计及计算：2.1.1格栅设计说明：格栅的设计数据如下：1. 按形状，格栅可分为平面格栅和曲面格栅两种；按栅条净间隙，可分为粗格栅（50100mm）、中格栅（1040mm）、细格栅（310mm）三种；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅两种11。2当格栅设于污水处理系统之前时，采用机械清除栅渣，栅条间隙为1625mm；采用人工清除栅渣，栅条间隙为2540mm。3过栅流速一般采用0.6m/s1.0m/s。4格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4m/s0.9m/s。5格栅倾角一般采用采用4575。 6通过格栅的水头损失一般采用0.08m0.15m。7机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用。8格栅间隙16mm25mm，栅渣量0.10m30.05m3栅渣/103 m3污水；格栅间隙30mm50mm，栅渣量0.030.10m3栅渣/103 m3污水。9在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2 m3），一般采用机械清渣。小型污水处理厂也可采用机械清渣。本工程设一道细格栅，取栅条间隙为6mm，采用人工清渣方式。2.1.2格栅设计计算：1.设计流量：（1）平均日流量：q=500 m3/d=5.7910-3 m3/s （2）设计最大流量：取污水总变化系数k z=1.5 q max= qk z (4.1)=5.7910-31.5 m3/s=8.6810-3 m3/s2.设计参数： 栅条间隙b=6mm；栅前流速1=0.7m/s；过栅流速v=0.7m/s； 栅条宽度s=0.05m；格栅倾角=60； 栅前部分长度0.5m；10-3栅渣量w1=0.1 m3栅渣/103m3污水。3.设计计算：（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式： （4.2）式中：q max设计流量，m3/s b1栅前槽宽，m； 1栅前流速，m/s。计算得：栅前槽宽b1=2qmaxv1 = 5.7910-30.7 =0.13m 栅前水深h = b2 = 0.132 = 0.07m （2）栅条间隙数n (4.3) 式中：n栅条间隙数；q max设计流量，m3/s； 格栅倾角，=60； 栅条间隙， m； 栅前水深， m； 过栅流速，m/s。计算得： 栅条间隙数h=5.7910-3sin6000.060.050.7 =18.327 ，取n=19（3）栅槽宽度b b=s(n-1) + bn （4.4）式中：b栅槽宽度，m； s栅条宽度，m； n栅条间隙数； b格栅间隙，m。计算得：栅槽宽度b=0.05（191）+0.00619=1.47m （4）通过格栅的水头损失h1 h1 = kh0 (4.5) (4.6) (4.7) 式中：h1通过格栅的水头损失，m；h0计算水头损失，m； g重力加速度，9.81m/s2；k系数，格栅受栅渣堵塞时，水头损失增大的倍数，一般取k=3； 阻力系数，其值与栅条的断面形状有关； 格栅倾角，=60； 形状系数，当栅条断面为矩形时，=2.42； s栅条宽度，m； b格栅间隙，m。 计算得：过栅水头损失 = 2.42(0.050.006)43 0.72 29.81 =1.02m（5）进水渠道渐宽部分的长度l1 (4.8)式中：l1进水渠道渐宽部分的长度，m；进水渠道渐宽部分的展开角度，一般取= ；b栅槽宽度，m；b1栅前槽宽，m。 计算得：进水渠道渐宽部分的长度l1= 1.47-0.132tan20 = 1.84 m （6）出水渠道渐窄部分长度l2 （4.9） 式中：l1进水渠道渐宽部分的长度，m； l2出水渠道渐窄部分的长度，m。计算得： 出水渠道渐窄部分长度l2 = 1.842 = 0.92 m （7）栅后槽总高度h h=h+h1+h2 (4.10) 式中：h栅后槽总高度，m； h栅前水深，m； h1通过格栅的水头损失，m； h2栅前渠道超高，一般取0.3m。 计算得：栅后槽总高度h=0.07+1.02+0.3=1.39m （8）栅槽总长度l l=l1+l2+1.0+0.5+ (4.11) h1=h+ h2 (4.12) 式中：l栅槽总长度，m； l1进水渠道渐宽部分的长度，m； l2出水渠道渐窄部分的长度，m； h1栅前渠中水深，m； h栅前水深，m； h2栅前渠道超高，一般取0.3m； 1.0栅后部分长度，m； 0.5栅前部分长度，m； 格栅倾角，=60.计算得：栅前渠中水深h1=0.07+0.3=0.37m 栅槽总长度 l=1.84+0.92+1.0+0.5+ 0.37tan60 =4.47m （9）每日栅渣量w （4.13）式中：w每日栅渣量，m3/d； w1栅渣量，m3栅渣/103m3污水； k z污水总变化系数，取k z =1.5。 计算得：每日栅渣量w=5.7910-30.186400kz1000 =0.03m3/d0.2 m3/d 所以选择人工清渣。 2.2调节池设计及计算：2.2.1调节池设计说明：调节池可以调节水量和水质，调节水温及ph。本次调节池设计为钢筋混凝土结构，采用矩形池型。采用停留时间法进行设计计算，本次设计采用停留时间t=6h. 本次设计设置两个调节池，一个用于吹脱塔前，用石灰调节ph值至11，增加游离氨的量，使吹脱效果增加，去除更多的氨氮。另一个用于吹脱塔后，用酸将ph值降低至8左右，达到后续生物处理所适宜的范围。两个调节池使用同一种尺寸。2.2.2调节池设计计算： 1.调节池容积：（1）每日处理废水总量（即设计最大水量）： q0=5001.5=750 m3/d（2）最大时平均流量：q h=750/24=31.25 m3/h（3）停留时间：t=6h（4）调节池容积： v= q ht (4.14)式中：v调节池容积，m3；q h最大时平均流量，m3/h； t停留时间，h。 计算得：调节池容积v=31.256=187.5 m32调节池尺寸： 调节池的有效水深一般为1.5m2.5m12，设该调节池的有效水深为2.5m，调节池出水为水泵提升。采用矩形池，调节池表面积为： （4.15）式中：a调节池表面积，m2；v调节池体积，m3； h调节池水深，m。计算得：调节池表面积a =187.52.5=75m2 取池长l=15m，则池宽b=5m。考虑调节池的超高为0.3m，则调节池的尺寸为：15m5m2.8m=210 m3，在池底设集水坑，水池底以i=0.01的坡度滑向集水。2.3吹脱塔设计及计算：2.3.1吹脱塔设计说明：吹脱塔是利用吹脱去除水中的氨氮，在塔体中，使气液相互接触，使水中溶解的游离氨分子穿过气液界面，向气体转移，从而达到脱氮的目的13。nh3溶解在水中的反应方程式为：nh3+h2onh4+oh-从反应式中可以看出，要想使得更多的氨被吹脱出来，必须使游离氨的量增加，则必须将进入吹脱塔的废水ph值调到碱性，使废水中oh-量增加，反应向左移动，废水中游离氨增多，使氨更容易被吹脱。所以在废水进入吹脱塔之前，用石灰将ph值调至11，使废水中游离氨的量增加，通过向塔中吹入空气，使游离氨从废水中吹脱出来。吹脱塔内装填料，水从塔顶送入，往下喷淋，空气由塔底送入，为了防止产生水垢，所以本次设计中采用逆流氨吹脱塔，采用规格为25252.5mm的陶瓷拉西环填料乱堆方式进行填充。2.3.2吹脱塔设计计算： 1.设计参数：设计流量q max=500 m3/d=5.7910-3 m3/s设计淋水密度q=100 m3/（m2d）气液比为2500m3/m3废水2.设计计算： （1）吹脱塔截面积 a= （4.16）式中：a吹脱塔截面积，m2；q max设计流量，m3/d；q设计淋水密度，m3/（m2d）。 计算得：吹脱塔截面积a = 500100 = 5 m2吹脱塔直径d= 4a = 453.14 =2.5m（设计中取3m）（2）空气量设定气液比为2500 m3/m3水，则所需气量为：5002500=12.5105 m3/d=14.47m3/s（3）空气流速v=14.47/3=4.82m/s（4）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51.4=7.0 m.2.4 abr池设计及计算：2.4.1 abr池设计说明：abr池采用常温硝化。废水在反应器内沿折流板作下向流动。下向流室水平截面仅为上向流室水平截面的四分之一，所以，下向流室水流速大，不会堵塞。而上向流室过水截面积大，流速慢，不仅能使废水与厌氧污泥充分混合，接触反应，又可截留住厌氧活性污泥，避免其流失，保持反应器内厌氧活性污泥高浓度。在下向流室隔墙下端设置了一个45转角，起到对上向流室均匀布水的作用，共设计了5块挡板。2.4.2 abr池设计计算1上向流室截面积a1 （4.17）式中：a1上向流室截面积，m2；q max设计流量，m3/d；v1上向流室水流上升速度，一般为13m/h，取v1=2.6m/h。计算得：上向流式截面积a1= 500242.6 = 8.0 m2 取上向流室宽度b1=2m，则其长度l1=4m。反应上向流室和下向流室的水平宽度比为4:1，即下向流室宽度b2=0.5m，长度与上向流室相同为l2=4m。2下向流室流速v2 （4.18）式中：v2下向流室流速，m/h；q max设计流量，m3/d； b2下向流室宽度，m； l2下向流室长度，m。计算得：下向流室流速v2 = 500240.54 =16.3m/h 有效水深设为h h=2.5m，超高h2=0.3m，顶部厚度0.2m，则总水深h=3.0m，abr池尺寸为：6.7m3.2m3.0m=64.32m3，停留时间hrt=64.32/12.5=6h。cod容积负荷为9.08kgcod/( m3/d)，符合要求。在三个上向流室的顶部中央各设一个沼气出口