城市生活垃圾填埋场渗滤液处理厂设计（UASB+SBR工艺）.doc
城市生活垃圾填埋场渗滤液处理厂设计（UASB+SBR工艺）
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城市生活
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题目：城市生活垃圾填埋场渗滤液处理厂设计（UASB+SBR工艺）目 录第一章 总 论- 4 -1.1综述- 4 -1.2项目概况- 7 -1.3设计依据及原则- 7 -第二章 工程概况- 9 -2.1处理水量- 9 -2.2设计进水水质及出水水质要求- 9 -表2 污水处理厂出水排放标准- 9 -第三章 污水处理厂工艺方案- 10 -3.1 垃圾渗滤液的处理方案- 10 -3.2处理工艺的比选- 10 -3.3总工艺流程的确定- 14 -第四章 工程设计- 16 -4.1工艺说明- 16 -4.2 主要处理构筑物- 19 -4.3污水处理厂设计- 20 -第五章 电气及自控设计- 22 -5.1设计范围- 22 -5.2保护方式- 22 -5.3自动控制方式- 22 -第六章 环境保护、安全卫生及工程节能- 23 -6.1环境保护- 23 -6.2安全卫生- 23 -6.3 节能措施- 23 -第七章 技术经济分析247.1人员安排247.2工程概算247.3投资费用预算24第八章 结论与建议258.1 结论258.2建议25附录一271 格栅的设计计算282.水量调节池的计算303.UASB 的计算314.SBR 池的计算385.污泥浓缩池的计算406.水头损失的计算：427.高程的计算：43第一章 总 论1.1综述1.1.1 垃圾渗滤液的产生随着我国城市垃圾产生量的不断增加，无害化处理越来越重要。垃圾处理的方法有很多，有卫生填埋、堆肥、焚烧、厌氧发酵、热解等。我国垃圾无机成分含量高，可燃物质少，热值低，且垃圾填埋技术成熟、处理费用低、管理和运输方便，这些特点就决定了卫生填埋是我国处理垃圾的主要方式。卫生填埋，它不仅是我国现今垃圾处理的主要方式，还将在今后很长的时间内存在。卫生填埋存在一个很关键的问题，即垃圾渗滤液的收集和处理问题。垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵和降水渗流作用，会产生一种高浓度的有机废水，我们称之为垃圾渗滤液。垃圾填埋后，在微生物的作用下，垃圾中的有机物经过好氧反应和厌氧反应产生降解，其降解后生成的无机物以及垃圾中的可溶污染物，大量进入垃圾渗滤液中，这就使渗滤液污染物含量极高。产生垃圾渗滤液的同时，垃圾中的病原微生物也会在雨水的淋溶作用下进入垃圾渗滤液。垃圾降解产生的CO2溶于垃圾渗滤液以后使垃圾渗滤液偏酸性，这种酸性环境使得垃圾中不溶于水的碳酸盐、金属及其金属氧化物等无机物发生溶解，继而使垃圾渗滤液中含有种类繁多且含量超标的重金属类物质。1.1.2 垃圾渗滤液的来源垃圾渗滤液来自直接降水、垃圾中的水分、有机物分解产生的水、地表径流、地表灌溉、地下水以及覆盖材料中的水分，其中前三种为主要来源。1.1.3 垃圾渗滤液的组成垃圾渗滤液的组成十分复杂，此外，经发射光谱定性分析，垃圾渗出液中检测到的金属有：Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、Na、Mg、Ca、K、Si、B、Sn、Al、Ti、Ag、Bi、Pd、Gd、Ni、Mn、Co、Hf、Sc、V、Rb 26种。据长期对不同垃圾填埋场渗滤液的监测可知，垃圾渗滤液的来源使得垃圾渗滤液的水质具有与城市污水不同的特点：有机物浓度高，金属含量高，水质变化大，氨氮含量高，营养元素比例失调，且在进行生化处理时会产生大量泡沫。 1.1.4渗滤液特点 当进入填埋场的水大于蒸发和提供给垃圾本身一定的湿度时，多余部分的水即从垃圾场中渗滤出来，即形成垃圾渗滤液。进入填埋场的水主要有两部分，一是垃圾本身所含水量；它包括垃圾本身所含的显水和垃圾在长期的厌氧发酵过程中产生出来的化合水。二是有效降水量；其主要受降水量、蒸发量、气温和径流量等因素的影响。众多实践表明，垃圾渗滤液的产生量主要受当地的降水量影响，降水量的大小又直接影响垃圾渗滤液的多少。而降水量受季节性的影响很大，因此渗滤液的产生量又与季节的变化密切相关。一般来说，在我国冬季和春季的降水量较小，夏季和秋季的降水量多而大，故冬季和春季内的渗滤液产生量相对较小，夏季和秋季内的渗滤液产生量大而多，在我国北方尤显突出。由此看来，全年的渗滤液产生量很不平衡，继而又对水质的变化产生影响。这一特点为渗滤液的处理带来了一定难度。 1.1.5渗滤液水质特点及危害（1）水质复杂，危害大；（2）COD和BOD5含量高；（3）氨氮含量高，含盐量高；（4）色度深，有臭味；（5）微生物营养比例失调；（6）水质变化大；（7）金属含量高。 垃圾渗滤液中除含有高浓度的有机物和氨氮外，还含有大量的有毒有害污染物质如重金属等。如果处理不好，将严重污染周围环境和水体，尤其是对地下水的污染。据对7600 个垃圾填埋场的调查发现，有2000 个填埋场对人体健康产生了直接威胁，所以必须对其进行有效处理。 1.1.6常用处理工艺（1）好氧处理用活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘、生物转盘等好氧法处理渗滤液都有成功的经验，好氧处理可有效地降低BOD5、COD和氨氮，还可以去除另一些污染物质如铁、锰等金属。在好氧法中又以延时曝气法用得最多，还有曝气稳定塘和生物转盘(主要用以去除氮)。（2）厌氧生物处理厌氧生物处理的有目的运用已有近百年的历史。但直到近20年来，随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累，不断开发出新的厌氧处理工艺，克服了传统工艺的水力停留时间长，有机负荷低等特点，使它在理论和实践上有了很大进步，在处理高浓度(BOD5 2000mg/L)有机废水方面取得了良好效果。氧生物处理有许多优点，最主要的是能耗少，操作简单，因此投资及运行费用低廉，而且由于产生的剩余污泥量少，所需的营养物质也少，近年来，开发的厌氧生物处理方法有：厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。（3）厌氧与好氧联合处理实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性，但单独采用厌氧法处理渗滤液也很少见。对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧好氧处理工艺既经济合理，处理效率又高。COD和BOD的去除率分别达86.8%和97.2%。（4）土地处理土地处理法亦即土壤灌溉法，是人类最早采用的污水处理法，但是土地处理系统的应用多见于城市污水处理。对于渗滤液的处理方法，将渗滤液收集起来，通过喷灌使之回流到填埋场。循环填埋场的渗滤液由于增加垃圾湿度，从而提高了生物活性，加速甲烷生产和废物 分解。其次由于喷灌中的蒸发作用，使渗滤液体积减小，有利于废水处理系统的运转，且可节约能源费用。 1.1.7新型渗滤液处理工艺（1）高能电子处理难降解有机物以高能电子、自由基及射线为主要手段的辐射技术，来处理垃圾渗滤液中难降解的有机物。高能电子的还原作用与自由基的氧化作用相结合，更利于有机物的去除。（2）超强氧化剂-高铁酸钾K2FeO4对于废水中的BOD、COD、铅、镉、硫等具有良好的去除作用，该产品在水体净化中的独特效果是同时发挥氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭的协同作用，并不产生任何有毒、有害的物质，对处理难降解有机物的效果好，而且没有选择性。（3）特种光量子技术目前重点研究的是190-210mm之间的紫外光，它能够穿透水的阻隔直接被污染物质所吸收，在光量子的轰击下使污染物质解离和激发，利于去除。 1.1.8小结垃圾渗滤液水量变化大，季节性变化量大；成分复杂，随着渗滤液的年龄而变化，因此在选择处理垃圾渗滤液工艺时，必须因地制宜，通过技术经济比较，选择最佳处理方案，达到理想的去除效果。同时要向着操作简单、投资低廉、不发生二次污染、处理效果好的方向发展。综合多方面考量，进行处理厂的设计。1.2项目概况城市生活垃圾卫生填埋场的渗滤液来自进场垃圾的含水和降雨。渗滤液的水质特点是随不同地区垃圾组成的不同而变化；随季节不同，降水量的大小而变化；随填埋场投入使用年限不同而变化 (渗滤液的BOD5/COD由 0.6 降为 0.1 左右；COD值由 20000mg/L降为 1000mg/L左右；NH4+-N由 1000mg/L上升至 20002500mg/L左右等)。项目名称：城市生活垃圾填埋场滤液处理厂项目规模：40m60m的平坦地项目地点：位于填埋场工作人员办公室的南方。渗滤液自流到污水厂边的集水池（V=20m3，池底较污水厂地平面低6.00m）。处理后出水管管底标高比污水厂低5米。1.3设计依据及原则废水水量及水质： 废水水量：500m3/d COD=7000mg/L BOD5=2000mg/L SS=6167mg/L NH4+-N：2000mg/L Cl-=2388mg/L pH：6.2 水温 20 色度：2000 倍 重金属离子不超标 气象水文资料： 风向：春季：南风（东南） 夏季：南风（东南、西南） 秋季：南风、北风 冬季：西北风 气温：年平均气温：78 最高气温：34 最低气温：-10 冻土深度：60cm 地下水位：4-5m 地震裂度：6 级 地基承载力：各层均在 120Kpa 以上 1、贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。 2、从城市的实际情况出发，在城市总体规划的指导下，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。 3、根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进、成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理、确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。 4、渗沥液处理系统场地尺寸按照经济合理的原则，根据现场实际情况确定，设备布局紧凑合理，最大限度地节省工程投资和运行费用5、采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理。中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978-96）生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-1997）城市生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17-2001）水处理工程师手册实用环境工程手册给排水设计规范第二章 工程概况2.1处理水量废水水量：500m3/d2.2设计进水水质及出水水质要求表1 污水处理厂设计进水水质污染物CODBODSSNH4+-NCl-色度含量(mg/L)700020006167200023882000表2 污水处理厂出水排放标准污染物CODBODSSNH4+-N色度含量(mg/L)150607025100计算得，处理效率应为：表 3 污水处理厂处理效率污染物CODBODSSNH4+-N色度去除效率（%）97.897.098.898.895第三章 污水处理厂工艺方案3.1 垃圾渗滤液的处理方案渗滤液的处理一般可分为场内和场外两大类处理方案。其中场内处理方案是在填埋场内进行渗滤液处理，包括在填埋场内建设污水处理厂；而场外处理方案则是将渗滤液直接排入市政管网或其他管网，进入市政污水处理厂或其他污水处理厂进行处理，即垃圾填埋场内不再考虑渗滤液的处理问题，简化了填埋场的运行管理。根据填埋场与渗滤液处理设施之间的关系，渗滤液具体处理方案可分为4类：1) 直接排入城市污水处理厂进行合并处理；2) 在填埋场内建设污水处理站（厂）进行独立处理；3) 经必要预处理后汇入城市污水处理厂合并处理；4) 渗滤液向填埋场得循环喷灌处理。3.2处理工艺的比选该处理厂要求去除COD、BOD、氨氮的去除效率较高，且渗滤液中含有较高SS和氯离子，对于氨氮及氯离子可采用石灰乳+铝酸钠预处理和吹脱法去除，SS可通过沉淀池及混凝法去除，而BOD、COD则可选用活性污泥法、氧化沟法、UASB+SBR及MBR工艺，它们都对有机物有较高的去除效率。3.2.1传统活性污泥法传统活性污泥法又称普通活性污泥法，是早期开始使用并一直沿用至今的废水生物处理运行方式。其工艺是原污水从曝气池首端进入池内，由二次沉淀池回流的回流污泥也同步注入。污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流形式流动至池的末端，流出池外进入二次沉淀池，在这里处理后的污水与活性污泥分离，部分污泥回流曝气池，部分污泥则作为剩余污泥排出系统。有机污染物浓度逐渐降低，需氧速度也因此降低。在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度较低，沿池长逐渐增高，在池末溶解氧含量一般能达到规定的2 mgL左右。工艺流程图为：活性污泥法处理费用低，效率高，但是，虽然去除BOD能达到较好效果，但是在其他污染物质的处理效果较差，且要控制F/M值在合适范围。同时：（1）曝气池首端有机污染物负荷高，好氧速度也高，为了避免由于缺氧形成厌氧状态，进水有机物负荷不宜过高。为达到一定的去污能力，需要曝气池容积大，占用的土地较多，基建费用高；（2）好氧速度沿池长是变化的，而供氧速度难于与其相吻合、适应，在池前段可能出现好氧速度高于供氧速度的现象，池后段又可能出现溶解氧过剩的现象，对此，采用渐减供氧放式，可一定程度上解决这些问题；（3）对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化的影响。3.2.2氧化沟法氧化沟利用连续环式反应池作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。工艺流程图为：3.2.3 MBR工艺MBR又称膜生物反应器,是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。MBR是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺，它用具有独特结构的MBR平片膜组件置于曝气池中，经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵通过滤膜过滤后抽出。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。其工艺特点有：1、出水水质优质稳定。由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈， 悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除 。 同时，膜分离也使 微生物被完全被截流在生物反应器内， 使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。2、剩余污泥产量少。该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。3、占地面积小，不受设置场合限制。生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省； 该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。4、可去除氨氮和难降解的有机物。由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。 5、操作管理方便，易于实现自动控制。该工艺实现了水力停留时间（ HRT ）与污泥停留时间（ SRT ）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。3.2.4 UASB+SBRUASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。UASB的主要优点是：1、UASB内污泥浓度高;2、有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右；3、无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；4、污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；5、UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。SBR法是序批式活性污泥法的简称，又名间歇曝气它的主体构筑物是SBR反应池污水在这个反应池中完成反应、沉淀、排水及排除剩余污泥等工序，使处理过程大大简化。SBR工艺作为应用很广泛的污水处理工艺，有着不可比拟的优点：首先它的工艺流程简单，运转灵活，基建费用低一个SBR池扮演了多个角色：调解混合池、反应池(厌氧、缺氧和好氧三种)、沉淀池和部分浓缩池：它不需要设二沉池和污泥回流设备一般情况下也不用设调节池和初沉池)；其次，它的处理效果良好，出水可靠。第三、较好的除磷脱氮效果：第四工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。第五，处理设备少，构造简单便于操作和维护管理。第六，反应池内存在DO、BOD5浓度梯度有效控制活性污泥膨胀。第七，SBR法系统本身也适合于组合式构造方法利于废水处理厂的扩建和改造。最后一点，就是它对水质水量变化的适应性强。UASB+SBR法处理工艺与水解酸化+SBR处理工艺相比有以下优点：节约废水处理费用。UASB取代原水解酸化池作为整个废水达标排放的一个预处理单元，削减了全部进水COD的75%，从而降低后续SBR池的处理负荷.节约污泥处理费用。废水经过UASB处理后，75%的有机物被去除，使SBR处理负荷大大降低，产泥量相应减少。UASB+SBR法处理废水工艺主要包括UASB反应器和SBR反应器。将UASB和SBR两种处理单元进行组合，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益。3.3总工艺流程的确定综合设计书中要求及地理条件，确定城市生活垃圾填埋场渗滤液处理厂的工艺流程如下：由于城市垃圾渗滤液属高浓度、高氨氮、难降解有机废水，采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)+复合式SBR处理工艺，一方面利用UASB高效厌氧微生物，将垃圾渗滤液中的有机污染物大幅度降解;另一方面通过复合式SBR交替运行，利用反应器形成的好氧和缺氧阶段，达到硝化和反硝化的目的。将垃圾渗滤液经过收集管进入调节池，渗滤液汇集于此，经长时间停留，发生厌氧水解。然后用水泵将污水抽送到UASB。经UASB处理后污泥进行脱水，然后重新运回填埋场。经厌氧后渗滤液继续进入SBR系统，经生物化学反应去除有机物及氨氮，之后经过CMF微滤和RO反渗透深度处理，使废水排放达标，浓缩混凝后回收至填埋场。其中，UASB产生的沼气可再利用。渗滤液调节池UASBSBRCMF微滤微滤RO反渗透污泥浓缩填埋场污泥脱水填埋场污水处理厂总工艺流程图第四章 工程设计4.1工艺说明4.1.1调节池调节池是在渗滤液处理系统前设置的具有均化、调蓄功能或兼有污水预处理功能的构筑物。主要用来调节填埋场中的水力负荷和有机负荷，减轻冲击负荷对渗滤液处理设施的影响，最大限度的降低渗滤液对周围环境的影响。由于渗滤液流量较小且不均匀，因此采用调节池调节水量。在调节池末端，污水被抽送到反硝化池中。4.1.2 UASB4.1.2.1进水和配水系统将废水尽可能均匀地分配到整个反应器，具有一定的水力搅拌功能，均匀地配水可以提升效率，搅拌过程中又可使渗滤液混合均匀。为确保进水等量地分布在池底，每个进水管仅与个进水点相连接是最理想状态，只要保证每根配水管流量相等，即可取得均匀布水的要求。4.1.2.2反应区包括污泥床区和污泥悬浮层区。UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。4.1.2.3三相分离器由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是把沼气、污泥和液体分开。污泥经沉淀区沉淀后由回流缝回流到反应区，沼气分离后进入气室。气体先被分离后进入集气室，然后固液混合液在沉淀区进行分离，下沉的固体靠重力有回流缝返回反应区。三相分离器的处理效果直接影响到反应器的处理效果。4.1.2.4出水系统将澄清后的废水均匀地收集起来，排出反应器。出水是否均匀对处理效果有很大的影响。4.1.2.5气室收集沼气4.1.2.6排泥系统定期均匀地排放反应区的剩余厌氧污泥4.1.3 SBR序批式活性污泥法（SBR法）是将脱氮除磷的各种反应，通过时间顺序上的控制在同一反应器中完成。改良后的SBR，在前端设置缺氧预反应区。在序批池的一个工作周期内，运行程序依次为进水、反应（曝气等）、静沉和排水。进水后进行一定时间的缺氧搅拌，好氧菌将利用进水中携带的有机物和溶解氧进行好氧分解，此时水中的溶解氧将迅速降低甚至达到零，这时厌氧发酵菌进行厌氧发酵，反硝化菌进行脱氮；然后池体进入厌氧状态，聚磷菌释放磷；接着进行曝气，硝化菌进行硝化反应，聚磷菌进行磷吸收；经一定反应时间后，停止曝气，进行静置沉淀；当污泥沉淀下来后，滗出上部清水，而后再进入原污水进行下一个周期循环。进水及排水用水位控制，反应及沉淀用时间控制。序批池有效容积为周期内进水与所需污泥体积之和。SBR池运行模式图4.1.4 CMF微滤分离机理是筛孔分离机理，在中空纤维壁上有数纳米至数百纳米的贯通孔。在压力驱动下，尺寸小于膜分离孔径的分子或粒子，可穿过纤维壁，而尺寸大于膜分离孔径的分子或粒子则被纤维壁所截留，从而实现大小粒子的分离。CMF水处理系统采用了一种新的外压中空纤维膜清洗工艺方法。在清洗过程中，反洗液由膜组件的滤过液出口进入到外压中空纤维膜内进行反向渗透清洗；与此同时，在膜组件的原液入口端鼓入压缩空气于外压中空纤维膜外壁与膜组件壳体之间的空间，以对外压中空纤维膜的外壁进行空气振荡和气泡擦洗，洗后液体与空气则从膜组件的排污口排出。4.1.5 RO反渗透反渗透，在自然界的渗透现象，是水由浓度低的溶液透过半透膜流向浓度高的溶液，并且在膜两边形成一个高度差，称之为渗透压。反渗透就是通过人工加压将水从浓溶液中压到低浓度溶液中。RO反渗透设备无需加热、能耗少，运行过程连续稳定，设备体积小、操作简单，适应性强，对环境不产生污染而逐步取代传统的离子交换工艺。4.1.6污泥浓缩池及压滤机房污泥浓缩池采用中间进水周边出水的辐流式连续浓缩池，污泥一部分来源是RO反渗透后的污泥，经混凝浓缩后，在运输至垃圾填埋场，达标回用。另一部分经UASB系统后污泥脱水，在送至垃圾填埋场。4.2 主要处理构筑物4.2.1格栅渗滤液经排污管道直接流入处理厂，因为属于城市生活垃圾渗滤液，因此需要设置格栅去除大颗粒悬浮物，在调节池钱设置中格栅，栅条宽度为0.01m，取14条。4.2.2调节池渗透液经中格栅，直接流入调节池，使水质水量均匀调节，调节池宽6m，长9m，深度为5.5m，总长度为3.3m。每日栅渣量0.025m3，宜采用人工清渣。4.2.3UASB经调节池后，出水进入UASB，进行酸化和腐化，使废水中大分子有机物被分解为小分子有机物，难降解物质变为易降解物质，同时产生沼气。在UASB高效厌氧池中污泥颗粒化程度与活性是影响UASB处理效率的关键。严格控制进入UASB厌氧池中污水的成份及营养， C：N：P=200：5：1，控制有毒物质的浓度，保持pH=6.57.5，补充适量的微量元素。UASB总高8.5m，宽7m，长14m，容积为588m3，沉淀区高4.1m，.采用30个布水点均匀步水，并使用U型穿孔板配水，一管多孔式，本装置采用连续进料方式，布水孔孔口向下，有利于避免管口的堵塞，而且由于UASB反应器底部反射散步作用，有利于布水均匀。4.2.4SBR操作周期的时间分配为：进水厌氧搅拌：，曝气：，缺氧搅拌：，沉淀：，出水与闲置：，整个周期共。反应器深6.2m，长4m，宽3.5m，厌氧和缺氧阶段采用HL-75-S型，出水采用旋转式滗水器。4.2.5微滤本设计采用MOF1616-D12连续微滤设备装置主要包括微滤主机（膜组件）、反洗系统、气洗系统、加药系统和清洗系统组成。4.2.6反渗透选用4040膜元件。4.2.7污泥浓缩池浓缩池容积为18.8m3，深2m，污泥停留时间为1.5h，污泥经混凝浓缩后，安装格栅式污泥搅拌和刮泥机。4.3污水处理厂设计4.3.1平面布置处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在做平面布置时应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内的平面位置。应考虑:（1） 贯通、连接各处构筑物之间的管、渠，使之便捷、直通，避免迂回曲折（2） 土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。 （3） 在处理构筑物之间，应保持一定距离，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值510m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、沼气贮罐等，其间距应按有关规定确定。（4） 各处理构筑物在平面上布置，应考虑尽量紧凑。 （5） 污泥处理构筑物应考虑尽可能单独布置，以方便管理，应布置在厂区夏季主导风向的下风向。4.3.2高程布置考虑事项:（1）选择一条最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证任何情况下，处理系统都能够运行正常；（2）计算水头损失时一般以近期最大的流程作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头； （3）在做高程布置时应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。高程布置中应考虑的水头损失有：（1）污水经各处理构筑物的内部水头损失； （2）污水经连接前后两构筑物管渠的水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损失； （3）局部水头损失按沿程水头损失的0.3倍计。构筑物内水头损失估算为：表 4 构筑物内水头损失构筑物名称水头损失中格栅0.2m（过栅）调节池扬程满足即可SBR池水池中部间歇排水，不作考虑UASB0.4（自由跌水）浓缩池1.0m构筑物之间水头损失：表 5 构筑物间水头损失计算表管道流量（m3/h）流速（m/s）管径（mm）管长（m）90弯头（个）等径三通（个）闸阀（个）水头损失()渗透液至调节池20.80.99030010.041调节池至UASB20.81.28052020.274UASB至SBR20.81.28053120.745SBR至CMF微滤20.81.08033030.520CMF微滤至RO反渗透20.80.89051010.185第五章 电气及自控设计5.1设计范围电气设计范围包括:废水处理站内的动力及照明配线、继电保护与控制、防雷接地、静电接地及电力系统工作接地、仪表系统接地等，不包括电源进线开关外的供电线及保护。5.2保护方式电气系统设过流保护.短路保护.过载保护，其中过流保护.短路保护.过载保护作用于跳闸，设于配电柜。电动机采用空气开关作短路保护，采用热电器作为过负荷保护。5.3自动控制方式工艺采用全自动控制系统，勿须手动操作。(1)高水位停止，低水位启动，最高水位报警。(2)风机连动。(3)污水较少时或没有污水时，风机设置自动间隙曝气，以避免过多曝气导致微生物过早衰老或因曝气不足产生的微生物新陈代谢停止及死亡。(4)手动、自动可切换。(5)运行风机与备用风机自动切换，运行泵与备用泵也可切换使用。第六章 环境保护、安全卫生及工程节能6.1环境保护在污水处理站及与公共建筑之间加强绿化，增加环境自净能力。进水采用雨、污分流系统和散水系统，分别敷设雨水管道和污水管道，防止雨、污混合，加大处理污水量而影响处理效果。在噪声方面，所采用的风机、泵和曝气设备在运行时产生的噪声很小，再加上设计时首先选用低噪声设备，并根据需要设置减震、消音设备，完全可使噪声下降到65dB以下，符合环保要求，不会对厂内外造成影响。在系统运行时产生的泥砂和污泥统一回灌至垃圾填埋场，避免了二次污染。 6.2安全卫生渗滤液处理过程中，会存在一些排放物质，工作人员需有必要的防护措施，对于大型仪器的使用及检修也要严格遵守说明，严格操作。6.3 节能措施（1）从工艺流程的选择方面来讲，达标水直接部分回灌，部分排放，大大节省日后用自来水喷洒的用水费用。（2）在系统运行时产生的泥砂和污泥统一回灌至垃圾填埋场，避免了单独处理的费用也加快了填埋场进程。既符合国家环保要求，也为业主节约了成本。（3）我公司设计的处理站选用高效节能型的设备，并对管道的布置进行合理规划，以减少管道的阻力损耗，从而达到节能的目的。42第七章 技术经济分析7.1人员安排因为该处理厂隶属于垃圾填埋场，因此所需人员数大幅减少。厂长1人，副厂长1人，总工程师1人，工程师4人，污水处理厂值班工人4人，污泥处理厂2人，机修、电修1人，门卫1人。7.2工程概算城市生活垃圾填埋场渗滤液处理厂500m3/d。本设计处理厂采用UASB、SBR及CMF微滤，RO反渗透，工程建设投资由单项工程投资费用、建设工程其他费用、基本预备费等费用组成。7.3投资费用预算序号工程项目或费用名称费用（万元）1总平面4802设备费用5203安装工程1004其他费用200二工程建设其他费用100三基本预备费300合计建设项目总投资1700第八章 结论与建议8.1 结论该城市生活垃圾填埋场渗滤液处理厂，利用UASB与SBR联合作用，采用生化处理与反渗透相结合，该工艺抗水质冲击的能力较强，厌氧后出水有机物的浓度大幅度降低，且出水对填埋场及环境的影响较小，运行稳定，出水水质较高。8.2建议1）加强管理，严格控制处理厂的运营，适时监控；2）根据进出水水质的变化，即使作出调整，出现问题，立刻找到根源，及时解决；3）建立构筑物维修及保养手册；4）提升处理厂的自动化设备。参考文献1SBR污水处理工艺技术分析，王雪，(长治市潞安矿业集团后勤中心山西长治046000)2城市生活垃圾渗滤液MBR工艺处理的研究，李志华（ 四川理工学院）3城市生活垃圾渗滤液处理技术的研究，郭广慧,陈玉成（1.西南农业大学 资源环境学院，重庆 400716;2.重庆市农业资源环境重点实验室，重庆 400716）4城市生活垃圾渗滤液的ASBR- SBR 生物脱氮研究，李晨, 高锋, 金卫红( 浙江海洋学院环境科学系, 浙江舟山3160045生物接触氧化法的研究现状分析，姜瑞，于振波，李晶，潘保源，孙伟光，王凤鹭(黑龙江省环境保护科学研究院，黑龙江哈尔滨150056)9唐受印，戴友芝等水处理工程师手册M北京：化学工业出版社，2000：45110周斌华东地区城市污水处理厂运行成本分析J中国给水排水，2001，17(8)：29-3012中国市政工程西北设计研究院给水排水设计手册M，第11册，常用设备北京：中国建筑工业出版社，2002： 222-292附录一城市生活垃圾填埋场渗滤液处理厂设计计算书1 格栅的设计计算流量取废水变化系数为K=2.2，则最大设计流量为：栅前流速v1:0.4m/s（范围：0.40.9m/s）根据最优水力断面公式Q=B1hv1，取B1=1.5h则栅前水深h=（1）格栅的间隙数n：式中 最大设计流量，m3/s，为0.013m3/s； 格栅倾角()，取=60；b栅条净间隙，m ，取=0.01m；h栅前水深，m，取h=0.1m；v过栅流速，m/s,取v0.8m/s。（2）格栅的建筑宽度B：B=S（n-1）+bn=0.01*（15-1）+0.01*15=0.29（m）式中 S栅条宽度，m，取S=0.01m（3）格栅断面取迎、背水面均为半圆形的矩形，查得=1.67则通过格栅的水头损失h1：式中 g重力加速度，m/s2;k格栅受筛余物堵塞后阻力增大的系数，一般取k=3；阻力系数，与格栅断面形状有关。（4）栅后槽的总高度：H=h+h1+h2=0.1+0.14+0.3=0.54m，取H=0.6m式中 h2栅前渠道超高，m，一般取0.3m（5）栅槽总长度：式中 H1栅前槽高，m，H1=h+h2； 进水渠道渐宽部分长度，m，=； B1进水渠道宽度，m； 进水渠展开角，一般20o；栅槽与出水渠连接渠的减缩长度，m，=/2。（6）每日栅渣量计算：可采用人工清渣式中 栅渣量（m3/103m3污水），取0.10.01，中格栅用中值； 废水流量总变化系数，这里取=2.2。中格栅渠计算草图2.水量调节池的计算（1）设计最大流量为：（2）调节时间，则最大有效池容为：（3）设计最大有效水深：（4）取调节池的宽，那么其长度则为：。（5）缓冲高度：，调节池总深度：调 调节池设计计算草图3.UASB 的计算（1）UASB反应器有效容积温度T=20废水流量Q=500m3/d设计容积负荷Nv=5.0kgCOD/(m3*d)设COD去除率为80%则式中：- 反应器有效容积，m3 - 设计流量，m3/d- 进水有机物浓量,kgCOD/ m3,本设计为5600- 容积负荷,kgCOD/（m3d)（2）UASB反应器形状和尺寸设计有效高度为h=5m横截面积考虑到需要备用及检修，本设计拟采用4座相同的UASB反应器, 则:将UASB反应池设计成圆形池子，圆形池子最显著的优点是布水均匀，处理效果好。反应器直径：则实际横截面积为：实际表面水力负荷为： 因为0.18 1.0 ，故符合设计要求。取UASB的超高为0.5m,则UASB反应器的总高度为5.5m。（3）三相分离器构造设计1、沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：沉淀区水力表面负荷 1.0 m/h沉淀器斜壁角度设为50,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速 2.0 m/h总沉淀水深应大于1.5 m水力停留时间介于1.52 h沉淀器（集气罩）斜壁倾角： = 三相分离器计算草图沉淀区面积为： 表面水力负荷为：因为0.1 1.0 ，故符合设计要求。2、回流缝的设计取保护层高度= 0.3 m ,下三角形高度= 1.5 m ，上三角形顶水深= 0.5 ，则下三角形集气罩底部宽为：式中： -下三角集气罩底水平宽度，m; -下三角集气罩斜面的水平夹角；本设计取50 -下三角集气罩的垂直高度，m;则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：b2= D- 2b1 =621.26 =3.48m,则下三角形回流缝面积为： 下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式计算： 式中： Q-反应器中废水流量，m3/h； -下三角形集气罩回流逢面积，m2；因为=0.55 2.0 m/h, 固符合设计要求。上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算： 式中： -反应器中废水流量，m3/h；-上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；取回流缝宽CD=1.0m，上集气罩下底宽CF=6.0 m则 则 = 20.83/4/21.26=0.24m/h所以V2 V1净水的,取= .由斯托克斯公式可得气体上升速度为： = = = Va=V2=0.24m/h则 =9.58/0.24=39.91, = 因为 ,所以满足设计要求。（4）配水系统设计由于UASB反应器为圆形，考虑到布水的均匀性，本设计为圆形布水器，每个UASB反应器设36个布水点。1、参数 每个池子流量： Q=20.83/4= 5.21m3/h2、圆环直径计算 ：每个孔口服务面积为：a=3.14*62/4/36=0.79m2设计3个圆环，最里面的圆环设6个孔口，中间设12个，最外围设18个孔口。2.1内圈6个孔口设计服务面积： =6*0.79=4.74m2折合为服务圆的直径为：=用此直径做一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布六个孔口，此圆的直径计算如下： 则 =22中圈12个孔口设计服务面积： S2=12*0.79=9.48m2折合成服务圆直径为：=中间圆环直径计算如下：1/4(4.262-d22)=S2/2=9.48/2则 d2=3.48m2.3外圈18个孔口设计服务面积： S3=18*0.79=14.22m2折合成服务圆直径为：= 外圆环直径计算如下：1/4*（6.022-d32）=S3/2=14.22/2则，d3=5.21m（5）出水系统设计本设计出水采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m，槽高0.2m，每个反应器设1个出水渠，基本可保持出水均匀，六个反应器的出水集中到一起，由DN200铸铁管排入S
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