固废渗滤液毕业设计说明书.docx

1、键入公司名称 2015-2016 年固废处理毕业设计说明书 某县生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理设计 姓名： 学号： 指导老师： 何岩 日期： 2016 年 1 月 目录 一 设计任务和内容 . 4 1.1 污水处理设计目的 . 4 1.2 污水处理设计基础要求 . 4 1.3 设计任务： . 4 二 概述 . 4 2.1 工程概况 . 4 2.2 基础资料 . 5 2.2.1 城市概况 . 5 2.2.2 自然条件 . 5 三 渗滤液特点及基本情况分析 . 7 3.1 渗滤液来源特点 . 7 3.2 渗滤液水质特点 . 7 3.3 渗滤液水量特点 . 8 3.4 该填埋场渗滤液水质及水量 . 8

2、 四 设计理论、原则及依据 . 10 4.1 设计依据 . 10 4.2 设计范围 . 10 4.3 设计原则 . 10 五 执行排放标准 . 11 六 工艺流程选择及说明 . 11 6.1渗滤液处理技术概述 . 11 6.2渗滤液处理重点及难点 . 12 6.2.1 渗滤液高浓度氨氮 . 12 6.2.2 渗滤液可生化性差 . 12 6.2.3 重点及难点 . 12 6.3工艺方案路线 . 12 6.4 预处理工艺比较 . 13 6.4.1 高级氧化法 . 13 6.4.2 厌氧生物处理 . 14 6.5生物处理 工艺比较 . 14 6.5.1 氧化沟 . 14 6.5.2 A2/O 工艺

3、. 15 6.5.3 接触氧化工艺 . 15 6.5.4 SBR工艺 . 15 6.6深度处理工艺比较 . 16 6.6.1 人工湿地系统 . 17 6.6.2 膜处理技术 . 17 6.6.3 超滤 . 17 6.6.4 活性炭吸附法与离子交换 . 17 6.6.5 高级氧化法 . 18 6.7工艺比较结果与拟定 . 19 七 主要构筑物的设计计算 . 20 7.1 格栅的设计计算 . 20 7.1.1 格栅的作用和位置 . 20 7.1.2 格栅的设计参数及 要求 . 20 7.1.3 设计计算 . 21 7.2调节池的设计计算 . 23 7.2.1 设计说明 . 23 7.2.2 设计计

4、算 . 24 7.3 混凝沉淀池的设计计算 . 24 7.3.1 混凝池的设计计 算 . 24 7.3.2 沉淀池的设计计算 . 25 7.4 UASB的设计计算 . 29 7.4.1 设计说明 . 29 7.4.2 设计原则 . 30 7.4.3 设计计算 . 31 7.5 改良 SBR 的设计计算 . 32 7.5.1 设计说明 . 32 7.5.2 设计计算 . 32 7.6 臭氧氧化设备的设计计算 . 36 7.6.1 设计说明 . 36 7.6.2 设计计算 . 37 7.7 活性炭吸附装置的设计计算 . 39 7.7.1 设计说明 . 39 7.7.2 设计计算 . 39 一 设计

5、任务和内容 1.1 污水处理设计目的 污水处理设计能够培养学生综合运用所学的水处理专业知识及相关知识的能力和工程实践能力，使学生受到基础的工程制图训练，在资料收集及调查研究，工程设计，图纸绘制，设计说明书的撰写等方面的能力得到一定程度的提高。 1.2 污水处理设计基础要求 1) 在设计过程中，要发挥独立思考工作的能力。 2) 本设计的重点是污水处理构筑物的设计计算和总体布置。 3) 处理构筑物选型按其基础特征加以说明。 4) 设计计算说明书，要求内容完整（包括计算草图），简明扼要，文字通顺，设计图纸按标准绘制，内容完整，主次分明。 1.3 设计任务： 1) 设计说明：包括水质特征、性质，设计流

6、量，进出水水质指标，工艺流程比较与选择，各构筑物运行参数及尺寸设计以及各处理构筑物的平面布置。 2) 计算说明：包括各处理构筑物的设计计算。 3) 图纸：工艺流程图，平面布置图及单体构筑物的工艺构图。 二 概述 2.1 工程概况 项目名称： D 县城市生活垃圾卫生填埋场工程 项目性质：新建 设计单位：华东 师范大学生态 与环境学院 总用地： 126 亩 总库容：约 101.4 万立方米 总投资： 处理规模：平均 257 吨 /日 服务年限： 12 年 项目服务范围： D 县居民所产生的生活垃圾 2.2 基础资料 2.2.1 城市概况 1) 地理位置 D 县，位于河南省中南部，南邻舞钢市，北接襄

7、城县，东连源汇区，西靠叶县。处于东经 113 2115 113 4453，北纬 33 750 33 3022。截至2014 年，总面积为 777 平方公里。 2) 社会环境概况 截至 2014 年， D 县辖 8 镇 6 乡，总面积 777 平方公里，耕地面积 75 万亩，总人口 60 万人。其中农业人口 52 万人。辖城舞泉镇、吴城镇、辛安镇等 8 个镇和文峰乡、保和乡等 6 个乡，共计 398 个行政村。 D 县县城位于县域中心，城市人口 10 万人。 3) 经济概况 2012 年，全县 生产总值 113.1 亿元，比上年（下同）增长 13%；固定资产投资 101.8 亿元，增长 23.7

8、%；社会消费品零售总额 52.9 亿元，增长 15.5%；城镇居民人均可支配收入 14810 元，增长 15%；农民人均纯收入 5522 元，增长 17%；地方财政总收入 5.6 亿元，增长 26%，其中公共财政预算收入 4.2 亿元，增长 26.7%。 4) 交通运输 D 县东距 107 国道 40 公里，京广铁路漯河站 45 公里，京珠高速公路 49 公里；北接宁洛（南京 -洛阳）高速公路 6 公里、郑州国际航空港 150 公里；西连日南（日照 -南阳）高速公路 25 公里。沪渝铁路穿境而过。全县公路通车里程达 1018 公里，实现了乡乡通二级公路，村村通油路，交通网络纵横交错，四通八达。

9、 2.2.2 自然条件 1) 地形地貌 D 县地处淮河流域，沙、澧河横贯全境，海拔 62 至 102 米，南高北低、西高于东，自西向东缓斜。地势分岗地、平原、洼地。岗地约占全县总面积的 23 5，横亘于舞泉和保和、文峰、辛安、吴城等乡镇，一般海拔 90 米左右，保和乡马岗村西北最高，海拔 102 米：平原约占全县总面积的 42 6，分布于孟寨、马村、姜店、章化、侯集、太尉等乡；洼地约占全县总面积的 33 9，分布 于北舞渡、莲花、九街及姜店、马村等乡镇的部分地区。九街乡大杨村一带最低，海拔 62 米。 2) 地质构成 境内地质构造不甚复杂，主要为近东西走向的压性和压扭性断裂，局部为向斜轴屋脊状

10、断裂和断鼻状断裂。基岩地形南北部为凸起，中部为凹陷。基岩层多属太古界、震旦亚界、寒武系和二迭系。 3) 地震与地震裂度 全国地震区域划分， D 县属六级地震烈度区，从历史地震发生情况看（据 D县志所载的有关地震记录），无强大地震，多数为无感地震，且发震的频率小。 4) 水文与水资源 1 地表径流与河流 D 县属淮河流域沙颍河水系，南岗北洼中间多河汊。沙河、澧河横贯全境，有干江河、骂子河、灰河、泥河、唐河等 10 多条河流。据记载， 1957 年至 1985年，境内每年平均降水量 859 8 毫米，共降水 6 37 亿平方米，地表径流深 208毫米，总径流量 1 68 亿立方米。 2 地下水 境

11、内地下水分丰水区、一般水区和贫水区。浅层水丰水区和一般水区在地下2 至 5 米，贫水区在地下 4 至 7 米，且水量小，少数地方人畜吃水困难。 深层水每小时单井出水 50 吨以上的深层水，丰水区在 30 至 50 米之间：一般水区在 50 至 80 米 之间；贫水区在 100 至 140 米之间。 3 过境水 D 县过境水有沙河、澧河、三里河 3 条常年性河流，径流量：沙河年均 19亿立方米，澧河年均 5 5 亿立方米，三里河年均 5700 万立方米，总计年均 25亿多立方米。 5) 气候条件 1 气温 平均气温在 14，极端最低气温 -16.5，极端最高气温 41.0。 2 降水 年平均降水

12、量 692.3 毫米，最大降雨量 162.4 毫米，最低降雨量为 411.7 毫米。 6-8 月份降雨量占全年的 44.3%。 3 蒸发量 年平均蒸发量为 1495.9 毫米 4 风向风速 年主导风向为东北风 ， 夏季主导风向为南风 。 三 渗滤液特点 及基本情况 分析 3.1 渗滤液来源特点 垃圾渗滤液是指从垃圾填埋场中渗出的黑棕红色水溶液，当垃圾含水率为47%时，每吨垃圾可产生 0.0722t 渗滤液 。 垃圾渗滤液主要有以下来源： 1) 降水入渗：降水包括降雨和降雪，是渗滤液的主要来源。 2) 外部地表水的渗入：包括地表径流和地表灌溉。 3) 地下水的渗入： 与渗滤液数量和性质与地下水同

13、垃圾接触量、时间及流动方向等有关；当填埋场渗滤液水位低于场外地下水水位，并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内。 4) 垃圾本身含有的水分：包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中吸附的水分 5) 覆盖材料中的水分：与覆盖材料的类型、来源以及季节有关。 6) 垃圾在降解过程中产生的水分：与垃圾组成、 pH 值、温度和菌种等有关，垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。 3.2 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。其中主要时氨、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

14、：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

15、大于 300，与微生物所需的磷元素比例相差较大。 3.3 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。 3.4 该填埋场渗滤液水质及水量 1) 渗滤液产生量的计算 渗滤液产量的计算比较复杂，目前国内外已提出多种方法，主要有水量平衡法、经验公式法和经验统计法 3 种。水量平衡法综合考虑产生渗滤液的各种影响因素，依

16、水量平衡和损益原理而建立， 该法准确但需要较多的基础数据，而我国现阶段相关资料不完整的情况限制了该法的应用；经验统计法是以相邻相似地区的实测渗滤液产生量为依据，推算出本地区的渗滤液产生量，该法不确定因素太多，计算的结果较粗糙，不能作为渗滤液计算的主要手段，通常仅用来作为参考，不用作主要计算方法；经验公式的相 关参数易于确定，计算结果准确，在工程中应用较广。 渗滤液产生量的经验模型： Q= CIA1000 式中， Q 为渗滤液水量， m3/a; I 为降雨强度， mm； C 为浸出系数； A 为填埋面积， m2。 由于填埋场中施工区域和填埋完成后封场区域的地表状况不同，浸出系数会有很大差异，因此

17、，常用以下经验模型进行计算： Q = I(C1A1 +C2A2)1000 式中， C1为填埋场施工区域的浸出系数； C2为封场区域的浸出系数； A1为 填埋场作业区域面积； A2为填埋场覆盖区域面积。 相关系数的选取和确定： 1 I 值的选取：根据公式的要求， I 值为最大年或月降水量的日换算值，在工程实践中因为要考虑污水处理规 模的 经济适用性，所以建议以多年平均降水量为依据计算渗滤液量，然后考虑一定的系数确定渗滤液日产生量，在有足够大污水调节池的情况下，这样估算的数据用于确定污水处理规模会更加经 济合理 。在本设计中，根据所提供资料，可以将 I 值确定为 692.3 毫米 (年平均降水量为

18、692.3 毫米 )。 2 C值的选取： C值为填埋场降水量转为渗滤液的比率，与填埋场覆土性质、覆土坡度、填埋垃圾种类、填埋阶段、降水和蒸发量等因素有关，运行中的填埋场 C 值一般为 0.2-0.8，封场的填埋场则为 0.3-0.4 居多。根据具体情 况， C 值又分为填埋场作业区渗出系数 C1和填埋场覆盖区渗出系数 C2， C1的数值与 A1的确定、填埋区降水蒸发的关系以及填埋作业面的控制有密切关系，取值范围通常为0.4-0.8， C2的数值与覆盖材料及坡度有密切关系，取值范围通常为 0.2-0.4。 结合设计资料，可以把 C1和 C2的值分别选为 0.6 和 0.3。 3 A1和 A2的确定： D 县城市生活垃圾卫生填埋场工程总征地为 126 亩，即为 84000 平方米，处理规模为平均 257 吨 /日，服务年限为 12 年， 总库容 约 101.4万立方米。根据相关资料参考 及对实际情况的充分考虑， 可设计为 4 个100m*100m 的覆盖区域，且设计 10 个 50*50m 的作业区域。因此 A1 = 50 5010 = 25000m2； A2 = 4100 100 = 40000m2。 从而，根据以上经验模型和相关参数可以得到：