某垃圾填埋场渗滤液处理工程初步设计.doc

理工学院毕业设计

某垃圾填埋场渗滤液处理工程初步设计

摘要：本设计针对400t/d的垃圾填埋场渗滤液的处理工艺进行设计。渗滤液废水水质复杂，属于典型的高浓度难降解有机污染废水，其水质特点表现为有机物含量高、COD、BOD高、pH低等特点。设计采用“吹脱→与ABR→SBR→活性炭吸附深度处理”工艺对垃圾填埋场渗滤液进行处理。废水水质
COD
BOD
SS
NH3-N
9000mg/L
3600mg/L
1200mg/L
1500mg/L
渗滤液经本工艺处理后，COD、BOD、NH3-N及SS的去除率分别为98.9%、99.2%、98.4%及97.5%，满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）一级排放标准。

关键词：渗滤液；吹脱；ABR；SBR；活性炭吸附

Design of Municipal Solid Waste Landfill Leachate Treatment Process
Abstract: Design of 400m3/d of municipal solid waste landfill leachate treatment process was proposed. Leachate with complex substances was typical and difficultly degraded effluent that contains concentration of organic pollutants. It has the features of high organic content, CODCr, BOD5, and low pH values. Municipal solid waste landfill leachate was treated by the process of “air stripping→ABR→SBR→active carbon adsorption” with the wastewater quality of 9000mg/L COD, 1200mg/L SS, 3600mg/L BOD, 1500mg/L NH3-N. After the leachate was treated by the process, the removal rate of COD, BOD, NH3-N and SS was about 98.9%、99.2%、98.4% and 97.5% , and the quality of water met the First Grade Standard of Standard for Pollution Control on the Landfill Site of Municipal Solid Waste （GB16889-2008）.
Key word: leachate, air stripping, ABR，SBR，active carbon adsorption

目录
1 垃圾填埋场渗滤液概况 1
1.1 城市生活垃圾的现状及趋势 1
1.2 渗滤液的来源、水质及水量特点分析 1
1.2.1 渗滤液的来源： 1
1.2.2 渗滤液水质特点： 1
1.2.3 渗滤液水量特点： 2
2 设计概述 2
2.1 设计的题目 2
2.2 设计原则 2
2.3 设计依据 2
2.3.1 法律法规依据 2
2.3.2 技术标准及技术规范依据 3
2.3.3 设计范围 3
2.3.4 执行排放标准 3
2.4 设计工艺比选 3
2.5 设计工艺流程图 4
3 主要构筑物设计计算 4
3.1集水池的设计 4
3.1.1 设计说明 4
3.1.2 设计参数 4
3.1.3 设计计算 4
3.2 调节池的设计计算 5
3.2.1 调节池的作用 5
3.2.2 设计参数 5
3.2.3 设计计算 5
3.3 吹脱塔的设计计算 5
3.3.1 设计说明 5
3.3.2 设计参数 6
3.3.3 设计计算 6
3.4 ABR池的设计计算 7
3.4.1 设计说明 7
3.4.2 设计参数 8
3.4.3 设计计算 8
3.5 SBR池的设计计算 9
3.5.1 设计说明 9
3.5.2 设计参数 9
3.5.3 设计计算 9
3.6 混凝沉淀池的设计计算 14
3.6.1 设计说明 14
3.6.2 设计参数 14
3.6.3 设计计算 14
3.7 污泥浓缩池设计计算： 22
3.7.1 设计说明： 22
3.7.2 设计参数 23
3.7.3 设计计算 23
3.8 吸附塔的设计计算 26
3.8.1 设计说明 26
3.8.2 设计参数 26
3.8.3 设计计算 26
3.9 消毒池的设计计算 27
3.9.1 设计说明 27
3.9.2 设计参数 27
3.9.3 设计计算 27
4 管道及布置设计计算 28
4.1 污水管道计算 28
4.1.1 设计原理 28
4.1.2 各构筑物水头损失计算 28
4.1.3 污水管道水头损失的计算 30
5 工程概算及处理成本 32
5.1 工程投资估算 32
5.1.1 建设费用 32
5.1.2 设备费用 32
5.1.3 管材及附件费用 32
5.1.4 管材附件费用 32
5.1.5 其他费用 33
5.2 劳动定员、运行管理 33
5.2.1 劳动定员 33
5.2.2 运行费用 33
结论 35
参考文献 35
致谢 37

1 垃圾填埋场渗滤液概况
1.1 城市生活垃圾的现状及趋势
随着城市的飞速发展和居民生活水平的提高，固体垃圾产生量逐年增加，现已成为世界性的环境污染问题，然而目前比较经济和实用的处置方法是土地填埋，但是垃圾渗滤液的处理又成了一个问题，它成分比较复杂,含有大量的致癌,致畸化合物和重金属的有机废水，如果不妥善处理，会严重污染地下水和地表饮用水源，并对我们的身体和身处的环境造成极大危害；现如今，得以实行的垃圾渗滤液的处理方法主要包括回灌法、物化法和生物法，其中生物法因具有运行费用低处理效率高，不会产生二次污染等优点常被采用。
1.2 渗滤液的来源、水质及水量特点分析
1.2.1 渗滤液的来源：
（1）直接降水，它是渗滤液产生的主要来源，降水包括降雨和降雪。
（2）地表径流。地表径流是指场地表面上方向的流水，对垃圾填埋场渗滤液的产生量也有不小的影响。不仅取决于填埋场地的地势、覆土材料的种类及渗透的性能还取决于场地的植被情况以及排水设施的完善程度等。
（3）地表灌溉。与地面的种植情况和土壤类型有关。
（4）地下水。若填埋场地的底部在地下水位以下，地下水就会逐渐渗入填埋场内部，所以渗滤液的产量与地下水与固体废弃物的接触时间、接触情况有关。
（5）废物中的水分。随着固体废物进入填埋场中的水分，包括固体废物自身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量。
（6）覆盖材料中的水分。随着覆盖层的材料进入填埋场中的水量与覆盖层物质的来源类型以及季节变化。
（7）有机物分解生成的水。废弃物中包含的有机组分在填埋场内经厌氧分解会产生水，它的产生量与垃圾的组成、温度和菌种pH值等因素有很大的关系。
1.2.2 渗滤液水质特点：
渗滤液组成和不同年代渗滤液组合物的特性有很大的不同，当垃圾填充酸化由于有机相的微生物分解造成了严重的污染，以填充所述反应中，有机物质的连续腐殖化的过程的深入开始和铅渗滤液难以降解的污染物逐渐增加。取决于垃圾渗沥液废物组合物，填埋时间，多种因素，包括气候条件和填埋场设计的特性。从化学组成上研究具有如下特点：
（1） 有机物在三种不同物理组分上的分布不一样，除颗粒态组分中基本不含有机物外，溶解态组分变化于28.0%～70.0%之间，胶体态组分随之变化，而在胶体态组分内，有机物的分布还随着胶体大小或分子量的变小而升高。随着填埋时间的增长，有机物分子量范围扩大，中、高分子量有机物的含量也变大。
（2） 化学成分复杂，危害性大。
（3）COD和BOD浓度高。渗滤液中BOD和COD比城市生活污水高出几倍甚至十几倍。
（4）渗滤液中氨氮含量高。氨氮的浓度随其填埋时间的延长而升高，最高可以达到5000mg/L；渗滤液中的氮大部分以氨氮形式存在，大约占TN40％～50％。
（5）腐殖酸含量很大，难以处理。
（6）化学组成变化大。根据填埋场的年龄，垃圾渗滤液分为两类：一类是填埋时间在5年以下的年轻渗滤液，其特点是COD、BOD浓度高，可生化性强；另一类是填埋时间在5年以上的中老年渗滤液，由于新鲜垃圾逐渐变为陈腐垃圾，其pH值接近中性，COD和BOD浓度有所降低，BOD/COD比值减小，氨氮浓度增加。
从物理角度上分析具有如下特点：
（1）颗粒态物质几乎不含有机物，溶解态和胶体态物质含有大量有机物。
（2）溶解态物质一般物理方法难于去除，颗粒态和部分胶体态物质可用物化法处理，胶态物质表面多为腐殖酸等大分子有机物，难以直接使用好氧处理方法去除。
（3）水质变化大。除化学组成变化较大以外，垃圾渗滤液水质还受到填埋时间和季节降的影响，所以变化规律较难确定。
（4）色度深，有恶臭。
1.2.3 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。
2 设计概述
2.1 设计的题目
本设计的渗滤液处理量为400t/d，设渗滤液的密度约为1000kg/m3，即渗滤液处理量为400m3/d，此为平均流量，设工作时间为24小时制。
该设计进水水质如表2.1所示。
表2-1渗滤液进水水质 单位：（mg/L）
项目
COD
BOD5
NH3-N
SS
含量
9000
3600
1500
1200
2.2 设计原则
（1）针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺和设备，最大可能地发挥投资效益，采用高效稳定的水处理设施和构筑物，尽可能地降低工程造价；
（2）工艺设计与设备选型能够在生产过程中具有较大的灵活性和调节余地，能适应水质水量的变化，确保出水水质稳定，能达标排放；
（3）处理设施设备适用，考虑操作自动化，减少劳动强度，便于操作、维修；
（4）建筑构筑物布置合理顺畅，减低噪声，消除异味，改善周围环境；
（5）严格执行国家环境保护有关规定，按规定的排放标准，使处理后的废水达到各项水质指标且优于排放标准。
2.3 设计依据
2.3.1 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》
2.3.2 技术标准及技术规范依据
（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）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
（5）《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）
2.3.3 设计范围
本设计的设计范围为渗滤液流入污水处理厂界区至全处理流程出水达标排放为止，设计内容包括水处理工艺、处理构筑物的设计、污泥处理系统设计等。
2.3.4 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及去除率如下表2-3
表2-3渗滤液处理程度 单位：（mg/L）
项目
COD
BOD5
NH3-N
SS
进水水质
9000
3600
1500
1200
出水水质
100
30
25
30
去除率
98.9%
99.2%
98.4%
97.5%
2.4 设计工艺比选
本设计的进水水质浓度高，且要求污染物去除率较高（COD去除率：98.9%，BOD5去除率：99.2%，NH3-N去除率：98.4%，SS去除率：97.5%），厌氧生物处理工艺中，ABR处理渗滤液应用较广，极适用于处理高浓度废水且工艺较成熟，污泥流失损失较小，而且不需设混合搅拌装置，不存在污泥堵塞问题。启动时间短，运行稳定，与SBR工艺的结合运用十分成熟，处理效率较高，适用本次渗滤液的厌氧处理。好氧生物处理中SBR工艺是现在较为成熟的，并且本次设计的设计水量也满足SBR的处理要求，同时SBR对有机物和氨氮都具有很高的去除率，而且SBR处理有以下有点：
（1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
（3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。
（4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
（5）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
（6）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
（7）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。
（8）适用于脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
（9）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，布置紧凑，占地面积省。
所以本次设计我们就采用ABR—SBR处理工艺。
2.5 设计工艺流程图
采用吹脱法与ABR+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2.5所示。
渗滤液处理工艺流程：
集水池
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 2.5
3 主要构筑物设计计算
3.1集水池的设计
3.1.1 设计说明
集水池作用：垃圾填埋场的渗滤液在进行处理之前需要收集到集水池中再进行处理。垃圾填埋场的渗滤液的产量由于受到各种因素的影响,分布极不均衡。
3.1.2 设计参数
累计渗滤液Q=80000m3
处理能力W=400m3/d
停留时间t为5个月，即150天
安全系数n=1.2
3.1.3 设计计算
V=（Q-W·t）·n
=24000m3
有效水深采用10m，则集水池面积为F=2400m2 ，其尺寸为 40m×60m
3.2 调节池的设计计算
3.2.1 调节池的作用
本次设计采用两个调节池，吹脱塔前设一个，用石灰调节pH值至11，为了增加游离氨的量，使吹脱效果增加。吹脱塔后设置一个，用酸将pH值降低至8左右，达到后续生物处理所适宜的处理环境。两个调节池使用同一种尺寸，共同对渗滤液水质、水量、温度与酸碱度进行调节，使其平衡。一般所用的碱性药剂包含CaO、Ca（OH）2、或NaOH，NaOH做药剂效果较好，但考虑成本问题本设计用CaO作试剂。
3.2.2 设计参数
平均流量：=16.7m3/h
停留时间：t=6h
3.2.3 设计计算
（1）调节池容积：
V= ·t
式中：V——调节池容积，m3；
——最大时平均流量，；
t——停留时间，
计算得：调节池容积V=16.7×6=100 m3
（2）调节池尺寸：
调节池的有效水深一般为1.5m~2.5m，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

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=100/2.5=40m2
取池长L=8m，则池宽B=5m。
考虑调节池的超高为0.3m，则调节池的尺寸为：8m×5m×2.8m=112m3，在池底设集水坑，水池底以i=0.01的坡度滑向集水
3.3 吹脱塔的设计计算
3.3.1 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。
NH3溶解在水中的反应方程式为：
NH3+H2ONH4++OH-
由化学式知，游离氨的量增加才会使更多的氨吹脱出来，要使反应向左移动，在废水进入吹脱塔之前，用石灰将pH值调至11呈碱性，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。
吹脱塔的填料，为了防止产生水垢，所以本设计中采用逆流氨吹脱塔，水从塔顶喷淋，空气由塔底送入，采用规格为25×25×2.5mm的陶瓷拉西环填料乱堆方式进行填充。吹脱塔示意图如图3.3.1所示。
图3.3.1 吹脱塔示意图
表3-3吹脱塔进出水水质 单位：（mg/L）
项目
COD
BOD5
NH3-N
SS
进水水质
9000
3600
1500
1200
去除率
30%
40%
80%
30%
出水水质
6300
2160
300
840
3.3.2 设计参数
设计流量=400 m3/d=16.7 m3/h=4.638×10-3m3/s
设计淋水密度q=100 m3/（m2·d）
气液比为2500m3/m3废水
3.3.3 设计计算

（1）吹脱塔截面积
A=
式中：A——吹脱塔截面积，m2；
Qmax——设计流量，m3/d；
q——设计淋水密度，m3/（m2·d）。
计算得：吹脱塔截面积A==4m2
吹脱塔直径D==2.25m 取2.3m
（2）空气量
设定气液比为2500 m3/m3水，则所需气量为：
400×2500=10×105 m3/d=11.57m3/s
（3）空气流速v=11.57/4=2.89m/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5×1.4=7.0 m.
3.4 ABR池的设计计算
3.4.1 设计说明
ABR池为常温硝化。废水沿折流板向下流动。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反应，还可以截留住厌氧活性污泥，避免流失，保持反应器内厌氧活性污泥高浓度。下向流室水平截面仅为上向流室水平截面的四分之一，故下向流室水流速大，不会堵塞。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。ABR池示意图如图3.4.1所示。
图3.4.1 ABR池示意图
表3-4ABR进出水水质 单位：（mg/L）
项目
COD
BOD5
NH3-N
SS
进水水质
6300
2160
300
840
去除率
80%
75%
5%
60%
出水水质
1260
540
285
336
3.4.2 设计参数
有效水深设为Hh=2.5m，超高H2=0.3m
停留时间HRT=24/3=8h。
e——产气率，取e=0.25m3气/kg COD；
E——COD去除率，去E=80%。
3.4.3 设计计算
1．上向流室截面积A1

式中：A1——上向流室截面积，m2；
Qmax——设计流量，m3/d；
V1——上向流室水流上升速度，一般为1~3m/h，取V1=2.6m/h。
计算得：上向流式截面积m2
取上向流室宽度B1=2m，则其长度L1=3.2m。
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=3.2m。
2．下向流室流速V2

式中：V2——下向流室流速，m/h；
Qmax——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
有效水深设为Hh=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：2.5m×3.2m×3.0m=24m3，停留时间HRT=24/3=8h。
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，尺寸为100mm，并设计有200mm长的直管段。为防止气体外泄，把出水槽方向设计为向下。
3．产气量G

式中：G——产生的沼气量，m3/h；
e——产气率，取e=0.25m3气/kg COD；
Q max ——设计流量，m3/d；
S0——进水平均COD，mg/L；
E——COD去除率，去E=80%。
计算得：产气量G=0.25×16.7×6300×10-3×0.80=21.042m3/h
每天产生的沼气量为505 m3/d。
3.5 SBR池的设计计算
3.5.1 设计说明
SBR 工艺的核心是SBR 反应池，SBR法的工艺设备是由曝气装置、上清液排出装置，以及其他附属设备组成的反应器。采用SBR法按照进水方式可以分为间歇进水和连续进水；按照有机物负荷可分为高负荷运行、低负荷运行以及其他运行方式。本次设计适宜采用间歇进水，高负荷运行方式，由流入、反应、沉淀、排放、闲置五个工序构成。
表3-5SBR进出水水质 单位：（mg/L）
项目
COD
BOD5
NH3-N
SS
进水水质
1260
540
285
336
去除率
84%
80%
84%
75%
出水水质
201.6
108
45.6
84
3.5.2 设计参数
设计流量Qmax=400 m3/d=16.7 m3/h=4.638×10-3 m3/s；
反应池水深H=5m；
BOD5污泥负荷Ls=0.2kgBOD/（kgMLSS·d）；
污泥浓度MLSS=3000mg/L；
排水比；
安全高度ε=0.6m；
反应池数N=2；
池宽与池长之比为1:1；
需氧量系数a=1.0kgO2/kgBOD5
3.5.3 设计计算
（1）曝气时间TA

式中：TA——曝气时间，h；
S0——进水平均BOD5，mg/L；
Ls——SBR污泥负荷，kgBOD/（kgMLSS·d）；
——排水比；
X——反应器内混合液平均MLSS浓度，mg/L。
计算得：曝气时间
（2）沉淀时间TS

式中：Ts——沉淀时间，h；
H——反应器水深，m；

——排水比；
ε——安全高度；
Vmax——活性污泥界面的初始沉降速度，m/h；
X——反应器内混合液平均MLSS浓度，mg/L。
计算得：污泥界面初始沉降速度Vmax =4.6×104×3000-1.26=1.91m/h
沉淀时间:
（3） 排水时间TD=2h
（4） 周期数n
一周期所需时间TC≥TA+TS+TD=6.56+0.97+2=9.53h
周期数n=
取n=2，则TC=12h
（5）进水时间

式中：TF——进水时间，h；
TC——一个周期所需时间，h；
N——一个系列反应池数量。
计算得：进水时间TF=h
（6）反应池容积V

式中： V——各反应池容积，m3；
N——反应池的个数；
n——周期数；
Qmax——日最大废水处理量，m3/d。
计算得：
反应池容积m3
（7）反应池尺寸：
单个反应池面积A=m2
因SBR池长和池宽比一般在1:1~1:2
所以取SBR池长L=10m，则SBR池宽B=8m。
（8）进水变动的讨论
排出结束时水位：
基准水位：
高峰水位：
警报、溢流水位：
污泥界面：
SBR反应池水位概念如图3.5.3所示。
高峰水位
基准水位
排水结束水位
污泥界面
警报、溢流水位

h1
h2
h333
h4
h5

图3.5.3 SBR反应池水位概念
（9）鼓风曝气系统
a.需氧量

式中： ——需氧量，kgO2/d；
a——需氧量系数，kgO2/kgBOD5；
Qmax——设计流量，m3/d；
S0——进水BOD5，kg/ m3；
Se——出水BOD5，kg/ m3。
计算得：需氧量=1.0×400×（540 - 108）×10-3=172 kgO2/d
周期数n=2，反应池数N=2，则每个池一个周期的需氧量
=kgO2/d
以曝气时间TA=7h为周期的需氧量为
kgO2/d
b.供氧量
设计算水温为20°C，混合液DO 浓度CL =1.5mg/L，微孔曝气器的氧
转移率EA=15%，设曝气头距池底0.2m，则淹没水深为4.8m。
查表得：
20°C时溶解氧在水中饱和溶解度：Cs（20）=9.17mg/L
30°C时溶解氧在水中饱和溶解度：Cs（30）=7.63mg/L
微孔曝气器出口处的绝对压力：
Pb=P0+9.8×103×HA
式中： Pb——曝气器出口处的绝对压力Pb，Pa；
P0——大气压力，P0=1.013×105Pa；
HA——曝气器装置的安装深度，本设计采用HA=4.8m。
计算得：
曝气器出口处的绝对压力Pb=1.013×105+9.8×103×4.8=1.483×105Pa
空气离开反应池时氧的百分比为

式中：Ot——空气离开反应池时氧的百分比，%；
EA——空气扩散器的氧转移效率，对于微孔曝气器，取15%。
计算得：
空气离开反应池时氧的百分比Ot ==18.43%
曝气池中的平均溶解氧饱和度为

式中：Csb——鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值，mg/L；
Cs——在大气压条件下氧的饱和度，mg/L；
Pb——空气扩散装置出口处的绝对压力，Pa；
Ot——空气离开反应池时氧的百分比。
计算得：
20°C时鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值
Csb（20）==10.61 mg/L
30°C时鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值
Csb（30）==8.82 mg/L
温度20°C时，脱氧清水的充氧量为

式中： Ro——脱氧清水的充氧量，kgO2/h；
Rt——需氧量，kg/L；
——氧转移折算系数，一般=0.8～0.85，取=0.85；
——氧溶解折算系数，一般=0.9～0.97，取=0.95；
——密度，kg/L，清水密度为1.0 kg/L；
CL——废水中实际溶解氧浓度，mg/L；
Csb——鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值，mg/L。
计算得：充氧量Ro==19.32 kg O2/h
c.供风量
鼓风空气量：

式中：GS——鼓风空气量，m3/min；
Ro——脱氧清水的充氧量，kgO2/h；
EA——空气扩散器的氧转移效率，对于微孔曝气器，取15%。
计算得：鼓风空气量GS==8.23 m3/min
d.布气系统
单个反应池平面面积为10m×6m，设每个曝气器的服务面积为2m2。
曝气器的个数：个，取总曝气器个数为64个。
每个SBR池需要曝气器32个。
设空气干管流速u1=15m/s，干管数量n1=1；支管流速u2=10m/s，，支管数
量n2=2；小支管流速u3=5m/s，小支管数量n3=6。
管道直径：

式中：D——管道直径，m；
GS——鼓风空气量，m3/min；
n——管道数量；
u——管道内空气流速，m/s。
计算得：
空气干管直径D1==0.108m，选用DN125mm钢管
空气支管直径D2==0.093m，选用DN100mm钢管
空气小支管直径D3==0.076m，选用DN80mm钢管
（10）上清液排出装置滗水器
每池的排水负荷

式中：QD——每个反应池的排水负荷，m3/min；
Qmax——设计流量，m3/d；
N——反应池数；
n——周期数；
TD——排水时间，h。
计算得：每池的排水负荷QD = =0.625 m3/min
3.6 混凝沉淀池的设计计算
3.6.1 设计说明
本次设计的渗滤液pH值要求在6~9左右，现根据常用混凝剂的应用特性，现选用聚合氯化铝作混凝剂，混凝剂的投加采用湿投法。聚合氯化铝适宜pH为5~9，对设备腐蚀性小，耗药量小、絮体大而重、沉淀较快，且受水温的影响较小，适合各类水质，对高浓度废水处理十分有效，因此适合本次设计。本次设计选择的聚合氯化铝混凝剂为液态。
表3-6混凝池进出水水质 单位：（mg/L）
项目
COD
BOD5
NH3-N
SS
进水水质
201.6
108
45.6
84
去除率
50%
50%
15%
60%
出水水质
100.8
54
38.76
33.6
3.6.2 设计参数
——混凝剂最大投量，取=20mg/L
——溶液质量分数，一般取10%~20%，取=10%
n——每日配制次数，一般为2~6次，取n=2
C——喷口出流系数，一般为0.9~0.95，取C=0.9
g——重力加速度，9.81m/s2
3.6.3 设计计算
1.混合设备：
混合方式有水泵混合、隔板混合和机械混合等；主要混合设备有水泵叶轮压力水管、静态混合器或混合池等。本次设计处理水量较小，因此采用桨板式机械混合池，设置两个混合池，一用一备。
（1）混合池有效容积W

式中：W——混合池有效容积，m3；
Qmax——设计流量，m3/d；
T——混合时间，最大不得超过2min，取T=1min。
计算得： 混合池有效容积W==0.28m3
（2）混合池高度H
有效水深
式中：H——有效水深，m；
W——混合池有效容积，m3；
D——混合池直径，D=0.6m。
计算得：有效水深H==0.99m
混合池池壁设4块固定挡板，每块宽度b=1/10D=0.06m，其 上、下边缘离静止液面和池底皆为0.15m，挡板长h=0.74－2×0.15=0.44m。混合池超高取=0.26m，则混合池总高度为： H=H+=0.99+0.26=1.25m
2.絮凝设备：
本次设计使用的混凝剂为液态聚合氯化铝。絮凝设备可分为水力和机械两大类。根据本次设计的水量和水质，选择垂直轴式等径叶轮机械絮凝池，絮凝池设置两个。
（1）池体尺寸
a.单池有效容积V

式中：V——絮凝池有效容积，m3；
Qmax——设计流量，m3/h；
T——絮凝时间，一般为10~15min，取T=15min；
n——絮凝池数，n=2。
计算得： 单池有效容积V=2.08 m3
b.池平面尺寸
为配合沉淀池尺寸，絮凝池分为三格，每格尺寸为0.6m×0.6m，即絮凝池的宽度B=0.6m，则长度L=3×0.6=1.8m。
絮凝池分格隔墙上过水孔道上、下交错布置，每格设一台搅拌设备，为加强搅拌效果，于池子周壁设四块固定挡板。
c.池高h
=1.9m
式中：h——絮凝池高，m；
V——絮凝池有效体积，m3；
L——絮凝池长度，m。
絮凝池超高取0.2m，则絮凝池总高度H=2.1m。
（2）搅拌设备
a.叶轮构造参数
叶轮直径D取池宽的75%，采用D=0.45m；
叶轮桨板中心点线速度采用：=0.5m/s，=0.35m/s，=0.2m/s；
桨板长度=0.32m（桨板长度与叶轮直径之比/D=0.32/0.45=0.7）；
桨板宽度b=0.05m；
叶轮桨板中心点旋转直径D0=0.32m。
每根轴上桨板数8块，内、外侧各4块。旋转桨板面积与絮凝池过水断面面积之比为： %=%=15.2%， 符合要求。
b.叶轮转速n

式中：n——叶轮转速，r/min；
——叶轮桨板中心点线速度，m/s；
D0——叶轮上桨板中心点旋转直径，m。
计算得叶轮转速分别为：
n1===29.8r/min
n2===20.9r/min
n3===11.9r/min
c.叶轮旋转的角速度

式中：——叶轮旋转角速度，rad/s；
——叶轮桨板中心点线速度，m/s；
D0——叶轮上桨板中心点旋转直径，m。
计算得：
第一格叶轮角速度=3.12rad/s
第二格叶轮角速度=2.19rad/s
第三格叶轮角速度=1.25rad/s
d.桨板功率P0n
由桨板宽长比b/=0.05/0.32=0.16<1，查表得：阻力系数CD=1.10
外侧桨板旋转的功率
内侧桨板旋转的功率
桨板功率
式中：——外侧桨板旋转的功率，kW；
——内侧桨板旋转的功率，kW；
——桨板功率，kW；
y——每个叶轮上的桨板数目，此处y=4个；
——桨板长度，m；
k——系数；
r2外——叶轮外缘旋转半径，m；
r1外——叶轮外缘旋转半径与桨板宽度之差，m；
r2内——叶轮内缘旋转半径，m；
r1内——叶轮内缘旋转半径与桨板宽度之差，m；
——叶轮旋转角速度，rad/s。
计算得：
第一格外侧桨板旋转功率
=2.17×10-3kW
第一格内侧桨板旋转功率
=4.22×10-4kW
第一格桨板功率=2.17×10-3+4.22×10-4=2.59×10-3 kW
第二格外侧桨板旋转功率
=7.51×10-4kW
第二格内侧桨板旋转功率
=1.67×10-4kW
第二格桨板功率=7.51×10-4+1.67×10- 4=9.18×10-4 kW
第三格外侧桨板旋转功率
=1.40×10-4kW
第三格内侧桨板旋转