垃圾填埋场渗滤液处理工艺模板.doc

课 程 设 计
题 目： 某垃圾填埋场垃圾渗滤液
处理工艺设计
学 院： 地理和环境科学学院
专 业： 环境工程
学生姓名： 李 钊
学 号： 75050114
指导老师： 赵学茂

目录
第一章 设计任务书 2
第二章 设计说明书 3
第三章 设计计算书 11
第四章 设计总结 41
参考文件 5
致谢 6

第一章 设计任务书
1 设计题目：某垃圾填埋场垃圾渗滤液处理工艺设计
2 工程概况
某垃圾填埋场日产废水280吨，要求处理后达标排放，试设计其处理工艺。水质情况以下：
项目
COD
BOD5
SS
氨氮
PH
数值
23000
11000
2200
1500
6～9
3 污水水质及排放标准
设计水量为280t/d，污水水质及排放标准见下表。
污水进水水质和排放标准　mg/L
项　目
COD
BOD5
SS
氨氮
pH
进水水质
23000
11000
2200
1500
6～9
排放标准
100
30
30
25
6～8
注：实施(GB16889－)《生活垃圾场填埋控制标准》中表2要求排放标准。
4 设计任务
⑴设计一座小型垃圾填埋场垃圾渗滤液处理站；
⑵编制废水处理厂设计说明书；
⑶计算各构筑物和关键建筑物尺寸并编制设计计算书；
⑷绘制废水处理站平面图、高程图。

一、设计说明书
1 概述
1.1垃圾渗滤液水质特点
（1）污染物种类繁多：渗滤液污染成份包含有机物、无机离子和营养物质。其中关键是氨、氮和多种溶解态阳离子、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，改变范围大：在垃圾渗滤液产生过程中，因为垃圾中原有、和垃圾降解后产生污染物经过溶解、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尤其高，而且成份复杂。垃圾渗滤液这一特征是其它污水无法比拟，造成了处理和处理工艺选择难度大。
（3）水质改变大：垃圾成份对渗滤液水质影响大。不一样地域，生活垃圾组成可能相差很大。对应渗滤液水质也会有很大差异。垃圾渗滤液水质因水量改变而改变，同时伴随填埋年限增加，垃圾渗滤液污染物组成及浓度也发生对应改变。
（4） 营养元素百分比失衡：对于生化处理，污水中适宜营养元素百分比是BOD5：N：P=100：5：1，而通常垃圾渗滤液中BOD5/P大全部大于300，和微生物所需磷元素百分比相差较大。
1.2设计依据、设计范围
1.2.1设计依据
（1）法律法规依据
（1）《中国环境保护法》
（2）《中国水污染防治法》
（3）《中国污染防治法实施细则》
（4）《防治水污染技术政策》
（2）技术标准及技术规范依据
（1）《城市排水工程计划规范》（GB50318-）
（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-)
1.2.2设计范围
本设计设计范围为渗滤液流入污水处理厂界区至全处理步骤出水达标排放为止，设计内容包含水处理工艺、处理构筑物设计、污泥处理系统设计等。
1.3设计标准及设计特点
1.3.1设计标准
（1）针对废水水质特点采取优异、合理、成熟、可靠处理工艺和设备，最大可能地发挥投资效益，采取高效稳定水处理设施和构筑物，尽可能地降低工程造价；
（2）工艺设计和设备选型能够在生产过程中含有较大灵活性和调整余地，能适应水质水量改变，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，降低劳动强度，便于操作、维修；
（4）建筑构筑物部署合理顺畅，减低噪声，消除异味，改善周围环境；
（5）严格实施国家环境保护相关要求，按要求排放标准，使处理后废水达成各项水质指标且优于排放标准。
2.工艺步骤及说明
2.1该行业水处理技术概述
因为设计进水水质浓度高，要求污染物去除率较高，任何单机处理全部难以达成出水排放标准。所以为了有效去除污染物，此次渗滤液处理设计包含一级预处理、二级生物处理和深度处理。
一级预处理关键作用是去除污水中漂浮物及悬浮状污染物、调整pH值和减轻污水腐化程度及后处理工艺负荷。在通常情况下，物理法和化学法均可作为高浓度废水处理预处理。预处理通常包扩固液分离、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。
二级生物处理关键作用是去除污水中呈胶体和溶解态有机污染物，使出水
有机物含量达成排放标准要求。生化处理包含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很好。
深度处理关键作用是深入去除常规二级处理不能完全去除污水中杂质，实现污水回收和再利用。深度处理包含膜分离、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，且处理效果很好。
2.2工艺方案路线
渗沥液处理工艺按步骤可分为预处理、生物处理、深度处理和后处理（污泥处理和浓缩液处理）
预处理包含生物法、物理法、化学法等，处理目标关键是去除氨氮和无机杂质，或改善渗沥液可生化性。
生物处理包含厌氧法、好氧法等，处理对象关键是渗沥液中有机污染物和氨氮等。
深度处理包含纳滤、反渗透、吸附过滤、高级化学氧化等，处理对象关键是渗沥液中悬浮物、溶解物和胶体等。深度处理应以膜处理工艺为主，具体工艺应依据处理要求选择。
后处理包含污泥浓缩、脱水、干燥、焚烧和浓缩液蒸发、焚烧等，处理对象是渗沥液处理过程产生剩下污泥和纳滤和反渗透产生浓缩液。
各处理工艺中工艺单元选择应综合考虑进水水质、水量、处理效率、排放标准、技术可靠性及经济合理性等原因后确定。
渗沥液处理中，深度处理是难点和关键，也是确保达标及运行管理关键步骤，相关深度处理方案，做常见三种方案比较
2.3工艺方案比较
2.3.1超滤
超滤是一个以筛分为分离原理，以压力为推进力膜分离过程，过滤精度在0.005-0.01μm范围内， 可有效去除水中微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质。可广泛应用于物质分离、浓缩、提纯。超滤过程无相转化，常温下操作，对热敏性物质分离尤为适宜，并含有良好耐温、耐酸碱和耐氧化性能，能在60℃ 以下，pH为2-11条件下长久连续使用。系统回收率高，所得产品品质优良，可实现物料高效分离、纯化及高倍数浓缩。处理过程无相变，对物料中组成成份无任何不良影响，且分离、纯化、浓缩过程中一直处于常温状态，尤其适适用于热敏性物质处理，完全避免了高温对生物活性物质破坏这一弊端，有效保留原物料体系中生物活性物质及营养成份。系统能耗低，生产周期短，和传统工艺设备相比，设备运行费用低，能有效降低生产成本，提升企业经济效益。 系统工艺设计优异，集成化程度高，结构紧凑，占地面积少，操作和维护简便，工人劳动强度低。
2.3.2活性炭吸附法和离子交换
活性炭是一个多孔性物质，而且易于自动控制，对水量、水质、水温改变适应性强，所以活性炭吸附法是一个含有宽广应用前景污水深度处理技术。活性炭对分子量在500～3 000有机物有十分显著去除效果，去除率通常为70%～86.7%，可经济有效地去除嗅、色度、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。
而垃圾渗滤液当中重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等比较多，采取此方法能够比较全方面去处这些污染物质。
2.3.3高级氧化法
工业生产中排放高浓度有机污染物和有毒有害污染物，种类多、危害大，有些污染物难以生物降解且对生化反应有抑制和毒害作用。而高级氧化法在反应中产生活性极强自由基，使难降解有机污染物转变成易降解小分子物质，甚至直接生成CO2和H2O，达成无害化目标。

表1 深度处理工艺方案比较
工艺
超滤
活性炭吸附法和离子交换
高级氧化法
处理原理
生物膜法
吸附、离子交换
高级氧化和生化同时
出水水质
水质很好
水质很好可经济有效地去除嗅、色度、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。
COD、SS难确保达标
难点问题
浓缩液难处理；
需要加压
浓缩液较多；
且含盐量较高，残留物中盐分富集对运行影响较大
渗沥液中大量难以生物降解物质COD难去除；
臭氧加药量需依据水质动态改变，臭氧设备安全性要求较高，对运行人员要求较高
净水回收率
因为超滤对盐分截留较小，净水回收率较高且比较稳定
DTRO对盐分截留，回收率相对方案一有所降低，而且下降较快
回收率高
投资情况
较高
较低
较低
工艺运行比较
耗能较低，有较多工程及运行经验，运行管理简单
耗能较高，运行管理简单
工程及运行经验不足，运行管理较复杂
设备维护
设备维护简单，故障率较小
需要定时更换老化活性炭
设备维护较复杂
总而言之，考虑各个方面原因，采取超滤法作为深度处理少选方法。
3工艺确定
3.1工艺处理步骤图
进水
细格栅
调整池
初沉池
吹脱塔
UASB
MBR
超滤
消毒池
出水
剩下污泥处理
污泥
污泥浓缩池
污泥外运
脱水机房

3.2 关键构筑物说明
3.2.1格栅
渗滤液经厂内排污管道流到渗滤液处理站。因为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悬浮物和颗粒。依据此次处理渗滤液水质水量，只需在渗滤液进入调整池前设置一人工细格栅。
3.2.2调整池
因为渗滤液pH值在6~9左右，所以在吹脱塔前设置一均质调整池I，向调整池中加碱提升渗滤液pH值至11左右，以达成后续吹脱工艺处理要求，同时对渗滤液水质、水量、酸碱度和温度进行调整，使其平衡。
碱性药剂通常为Ca(OH)2、CaO或NaOH。若采取向废水中加入NaOH，其处理效果好，不过加纯碱相对处理成本较高。Ca(OH)2和CaO均含有杂质，处理时产生一定沉渣，但价格廉价，易于购置。二者相比，生石灰（CaO）较为常见，价格也较廉价，从经济角度考虑，本设计采取CaO作为投加药剂。依据中国很多厂家处理实例，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，用计量泵向调整池中投加。
3.2.3初沉池
初沉池能够经济有效去处污水中悬浮固体，同时去除一部分呈悬浮状态有机物，以减轻后续生物处理构筑物有机负荷。又有一部分混凝沉淀池作用，所以此处省掉混凝沉淀池。
初沉池处理对象是悬浮物质（SS可去除40%～50%以上），同时能够去除部分BOD5（约占总BOD520%～30%，关键是非溶解性BOD），以改善生物处理构筑物运行条件并降低其BOD负荷。本设计应选择竖流式沉淀池。
3.2.4吹脱塔
吹脱对于高浓度氨氮有很好去除效果，渗滤液pH值在调整池内被调整至11左右，以使渗滤液中有更多游离氨，便于吹脱，然后渗滤液被污水提升泵从调整池提升到吹脱塔中。吹脱塔接触面积较大，有利于氨氮吸收。同时设置一吸收塔，将吹脱后氨气吸收。氨气吹脱塔对氨氮去除效率在在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%
3.2.5 UASB升流式厌氧污泥床反应器
作为一个高效厌氧反应器，采取悬浮生长微生物模式，独特气液固三相分离系统和生物反应器集成于一空间，使得反应器内部能够形成大、密实、易沉降颗粒污泥，从而在反应器内悬浮固体可达成23~30g/L。UASB生物反应器大小受工艺负荷、最大升流速度、废水类型和颗粒污泥沉降性能等影响，通常经过排放剩下污泥来控制絮体污泥和颗粒污泥相对百分比，反应器HRT通常在0.2~2d范围内，其容积负荷为2~25kgCOD/(m3·d)。此技术开启期短，耐冲击性好，对于不一样含固量污水含有较强适应能力。
3.2.6 MBR 膜生物反应器
现在,中国污水处理主流工艺仍然是活性污泥法。不过活性污泥法存在很多不足之处，如占地面积大，处理出水水质效果差，不稳定，不利于水资源利用，能耗高，剩下污泥大，操作复杂等一系列问题。针对和以上不足，多种新型高效生物处理技术应运而生，膜生物反应器就在其中。膜生物反应器是膜分离和生物工艺相结合新型处理技术。其关键原理就是：首先经过活性污泥来去除水中可生物降解有机污染物，然后采取膜将净化后水和活性污泥进行固液分离。厌氧和好氧结合处理，和厌氧法相比，好氧处理消耗大量动力能量，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百分比远大于厌氧法，所以污泥处理和处理费用也高于厌氧法；好氧处理时污泥生长量大，所以对无机营养元素要求也高于厌氧法，对于含磷浓度较低垃圾渗滤液需投加必需磷。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，对高浓度渗滤液通常全部采取厌氧—好氧二者结合处理工艺。
3.2.7消毒池
经过处理后，渗滤液出水水质已经达标，不过渗滤液中含有细菌、病毒和病卵虫等致病微生物，所以采取液氯消毒将其杀灭，预防其对人类及牲畜健康产生危害和对环境造成污染，使排水达成国家要求细菌学指标。
3.2.8污泥浓缩池
污水处理厂污泥是由液体和固体两部分组成悬浮液。污泥处理最关键步骤就是分离污泥中水分以降低污泥体积，不然其它污泥处理步骤必需负担过量无须要污泥体积负荷。
污泥中水分和污泥固体颗粒是紧密结合在一起，通常根据污泥水存在形式可分为外部水和内部水，其中外部水包含孔隙水、附着水、毛细水、吸附水。
污泥颗粒间孔隙水占污泥水分绝大部分（通常约为70%～0%），其和污泥颗粒之间结协力相对较小，通常经过浓缩在重力作用下即可分离。附着水（污泥颗粒表面上水膜）和毛细水（约10%～2%）和污泥颗粒之间结协力强，则需要借助外力，比如采取机械脱水装置进行分离。吸附水（5%～8%，含内部水）则因为很牢靠吸附在污泥颗粒表面上，通常只能采取干燥或焚烧方法来去除。内部水必需事先破坏细胞，将内部水变成外部水后，才能被分离。

第三章 设计计算书
1细格栅设计说明、计算
1.1细格栅设计说明：
（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（50~100mm）、中格栅（10~40mm）、细格栅（3~10mm）三种；按清渣方法，可分为人工清除格栅和机械清除格栅两种。
（2）当格栅设于污水处理系统之前时，采取机械清除栅渣，栅条间隙为16~25mm；采取人工清除栅渣，栅条间隙为25~40mm。
（3）过栅流速通常采取0.6m/s~1.0m/s。
（4）格栅前渠道内水流速度通常采取0.4m/s~0.9m/s。
（5）格栅倾角通常采取采取45°~75°。
（6）经过格栅水头损失通常采取0.08m~0.15m。
（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16mm~25mm，栅渣量0.10m3~0.05m3栅渣/103 m3污水，
格栅间隙30mm~50mm，栅渣量0.03~0.10m3栅渣/103 m3污水。
（9）在大型污水处理厂或泵站前大型格栅（每日栅渣量大于0.2 m3），通常采取机械清渣。小型污水处理厂也可采取机械清渣。
本工程设一道细格栅，取栅条间隙为6mm，采取机械清渣方法。
1.2细格栅设计计算：
1.2.1设计流量：
（1）平均日流量：Q=280t/d=280m3/d=3.241×10-3 m3/s
（2）设计最大流量：
取污水总改变系数Kz=1.5
Qmax= Q·Kz
Qmax =3.241×10-3×1.5 m3/s=4.8615×10-3 m3/s
1.2.2设计参数：
栅条间隙b=6mm；
栅前流速ν1=0.7m/s；
过栅流速v=0.8m/s；
栅条宽度s=0.01m；
格栅倾角=60°；
栅前部分长度0.5m；
栅渣量W1=0.1 m3栅渣/103m3污水。
1.2.3设计计算：
（1）确定格栅前水深，依据最优水力断面公式：

式中：Qmax——设计流量，m3/s；
B1——栅前槽宽，m；
ν1——栅前流速，m/s
计算得：栅前槽宽B1== 0.12m
栅前水深h=B1 /2=0.06m
（2）栅条间隙数n
(4.3)
式中：n——栅条间隙数；
Qmax——设计流量，m3/s；
——格栅倾角，=60°；
——栅条间隙， m；
——栅前水深， m；
ν——过栅流速，m/s。
计算得： 栅条间隙数n== 16.71 取n=17
（3）栅槽宽度B
B=s·(n-1) + b·n
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。
采取栅条规格为10×50mm，即s=0.01m
计算得：栅槽宽度B=0.01×（17—1）+0.006×17=0.262m
（4）经过格栅水头损失h1
h1 = k·h0
(4.6)

式中：h1——经过格栅水头损失，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，水头损失增大倍数，通常取k=3；
ξ——阻力系数，其值和栅条断面形状相关；
——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
m
（5）进水渠道渐宽部分长度L1

式中：L1——进水渠道渐宽部分长度，m；
——进水渠道渐宽部分展开角度，通常取= ；
B——栅槽宽度，m；
B1——栅前槽宽，m。
计算得：进水渠道渐宽部分长度L1==0.195m
（6）出水渠道渐窄部分长度L2

式中：L1——进水渠道渐宽部分长度，m；
L2——出水渠道渐窄部分长度，m。
计算得： 出水渠道渐窄部分长度m
（7）栅后槽总高度H
H=h+h1+h2
式中：H——栅后槽总高度，m；
h——栅前水深，m；
h1——经过格栅水头损失，m；
h2——栅前渠道超高，通常取0.3m。
计算得：栅后槽总高度H=0.06+0.40+0.30=0.76m
（8）栅槽总长度L
L=L1+L2+1.0+0.5+
H1=h+ h2
式中：L——栅槽总长度，m；
L1——进水渠道渐宽部分长度，m；
L2——出水渠道渐窄部分长度，m；
H1——栅前渠中水深，m；
h——栅前水深，m；
h2——栅前渠道超高，通常取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=0.06+0.3=0.36m
栅槽总长度 L=0.195+0.0975+1.0+0.5+ =2.023m
（9）每日栅渣量W

式中：W——每日栅渣量，m3/d；
W1——栅渣量，m3栅渣/103m3污水；
Kz——污水总改变系数，取Kz =1.5。
计算得：每日栅渣量W==0.028<0.2 m3/d
所以选择人工清渣。
2调整池设计说明及计算：
2.1调整池设计说明：
调整池能够调整水量和水质，调整水温及pH。此次调整池设计为钢筋混凝土结构，采取矩形池型。采取停留时间法进行设计计算，此次设计采取停留时间t=6h. 此次设计设置一个调整池，一个用于吹脱塔前，用石灰调整pH值至11，增加游离氨量，使吹脱效果增加，去除更多氨氮。另一个用于吹脱塔后，用酸将pH值降低至8左右，达成后续生物处理所适宜范围。调整池示意图图2.2所表示。
2.2调整池设计计算：
2.2.1调整池容积：
（1）每日处理废水总量（即设计最大水量）： Q0=280×1.5=420m3/d
（2）最大时平均流量：Qh=420/24=17.5 m3/h
（3）停留时间：t=6h
（4）调整池容积：
V= Qh·t
式中：V——调整池容积，m3；
Qh——最大时平均流量，m3/h；
t——停留时间，h。
计算得：调整池容积V=17.5×6=105m3
2.2.2调整池尺寸：
调整池有效水深通常为1.5m~2.5m[12]，设该调整池有效水深为2.5m，
调整池出水为水泵提升。
采取矩形池，调整池表面积为：

式中：A——调整池表面积，m2；
V——调整池体积，m3；
H——调整池水深，m。
计算得：调整池表面积A=m2
取池长L=6m，则池宽B=5m。
考虑调整池超高为0.3m，则调整池尺寸为：6m×5m×2.8m=84 m3，在池底设集水坑，水池底以i=0.01坡度滑向集水。
3初沉池
本设计采取竖流式首次沉淀池
3.1设计参数
①池子直径（或正方形一边）和有效水深之比小于3.0，池子直径不宜大于8.0m，通常采取4.0～7.0m。
②中心管流速小于30mm/s,本设计中取V0=28mm/s
③中心管下口设有喇叭口和反射板，反射板板底距泥面最少0.3m；喇叭口直径及高度为中心管直径1.35倍；反射板直径为喇叭口1.3倍，反射板表面积和水平面倾角为17°。
④中心管下端至反射板表面之间缝隙高在0.25～0.50m范围内，缝隙中污水流速在初沉池中小于30mm/s,本设计中取v1=25mm/s。
⑤当池子直径小于7.0m时，处理出水沿周围流出，当直径D≥7.0时，应增设辐流式集水支渠。
⑥排泥管下端距池底小于0.20m，管上端超出水面大于0.40m。
⑦浮渣挡板距集水槽0.25～0.50m,高出水面0.10～0.15m，淹没深度0.30～0.40m。
3.2设计相关公式
(1)中心管面积
f---中心管面积（m2） qmax---每次最大设计流量（m3/s）
v0---中心管内流速（m/s）
(2)中心管直径

d0---中心管直径（m）
(3)中心管喇叭口和反射板之间缝隙高度
h3---中心管喇叭口和反射板之间缝隙高度（m）
d1---喇叭口直径（m）
(4)沉淀部分有效断面积
F---沉淀部分有效断面积（m2）
(5)沉淀池直径
D---沉淀池直径（m）
(6)沉淀部分有效水深
h2---沉淀部分有效水深（m） t---沉淀时间（h）
v---污水在沉淀池中流速（m/s）
(7)沉淀部分所需总容积

T---两次清除污泥相隔时间（d） ---污泥密度（t/m3）约为1
---污泥含水率（%） ---生活污水流量总改变系数C1---进水悬浮物浓度（t/m3） C2---出水悬浮物浓度（t/m3 ）
(8)圆截锥部分容积

V1---圆锥部分容积（m3） R---圆截锥上部半径（m）
h5---污泥室圆截锥部分高度（m） r---圆截锥下部分半径（m）
(9)沉淀池总高度
H=h1+h2+h3+h4+h5
H---沉淀池总高度（m） h4---缓冲层高度（m）
h1---超高（m）
3.3设计相关计算
（1）设中心管内流速v0=0.02m/s，则池子最大设计流量:
中心管面积：

中心管直径：

（2）中心管嗽叭口和反射板之间缝隙高度：

（3）沉淀部分有效断面积：
设表面负荷
则

沉淀池直径：
，采取D=9.2m。
(4)沉淀部分有效水深：设t=1.5h,

(符合要求)。
(5)校核集水槽出水堰负荷：
（符合要求）
(6)污泥斗容积
圆锥体下底直径为0.4m，污泥斗斜壁和水平面夹角为，则：
污泥斗高度

(1) 沉淀池总高度H
设池子保护高度h1=0.3m,缓冲高度h4=0.3m,则

4吹脱塔：
4.1设计说明：
吹脱塔是利用吹脱去除水中氨氮，在塔体中，使气液相互接触，使水中溶解游离氨分子穿过气液界面，向气体转移，从而达成脱氮目标[13]。
NH3溶解在水中反应方程式为：
NH3+H2ONH4++OH-
从反应式中能够看出，要想使得更多氨被吹脱出来，必需使游离氨量增加，则必需将进入吹脱塔废水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，使氨更轻易被吹脱。所以在废水进入吹脱塔之前，用石灰将pH值调至9，使废水中游离氨量增加，经过向塔中吹入空气，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，为了预防产生水垢，所以此次设计中采取逆流氨吹脱塔，采取规格为25×25×2.5mm陶瓷拉西环填料乱堆方法进行填充。吹脱塔示意图图2.4.1所表示。
4.2.设计参数：
设计流量Qmax=420 m3/d=17.2 m3/h=4.861×10-3 m3/s
设计淋水密度q=100 m3/（m2·d）
气液比为2500m3/m3废水
4.3设计计算：
（1）吹脱塔截面积

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=
吹脱塔直径D==2.31（设计中取2 m）
（2）空气量
设定气液比为2500 m3/m3水，则所需气量为：
420×2500=10.5×105 m3/d=12.15m3/s
（3）空气流速v=12.15/3=4.05m/s
（4）填料高度
采取填料高度为5.0m，考虑塔高对去除率影响安全系数为1.4，则填料总高度为5×1.4=7.0 m.
4 UASB反应器
4.1设计说明
UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应和沉淀于一体，是一个结构紧凑，效率高厌氧反应器。
它污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内水力停留时间较短，所以所需池容大大缩小。
设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。
4.2设计参数
（1）设计参数选择以下：
容积负荷（Nv）6.0kgCOD/(m3·d)；
污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD；
产气率0.5m3/kgCOD
（2）设计水质
表2.2 UASB反应器进出水水质指标
水质指标
COD
BOD
SS
进水水质(mg/l)
23000
11000
2200
去除率（%）
75
90
87
出水水质(mg/l)
5750
1100
286

（3）设计水量
Q＝280m3/d=11.67m3/h=3.241×10-3m3/s
4.3设计计算
（1）反应器容积计算
UASB有效容积：
V有效＝
式中：
Q-------------设计流量，m3/s
S0-------------进水COD含量,mg/l
Nv-------------容积负荷,kgCOD/(m3·d)
V有效＝23000×3.241×10-3/6.0
=12.42m3
将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好
取水力负荷q＝0.8[m3/(m2·h)]
则 A= =11.67/0.8=14.6m2
h=＝12.42/14.6=0.85m
D(14.6/3.14)1/2
=2.16m
取D=2.16m
则实际横截面积为
==3.14×2.162
=14.65m2
实际表面水力负荷为
q1=Q/
＝11.67/14.65
=0.79<1.0
故符合设计要求
（2）配水系统设计
本系统设计为圆形布水器，一个UASB反应器设36个布水点
池子流量：
Ｑ＝11.67m3/h
布水系统设计计算草图见下图2.3：
圆环直径计算：每个孔口服务面积为:
a0.41m2
a在0.3～1m2之间，符合设计要求
（3）三相分离器设计
①设计说明
三相分离器要含有气、液、固三相分离功效。
三相分离器设计关键包含沉淀区、回流缝、气液分离器设计。
②沉淀区设计
三相分离器沉淀区设计同二次沉淀池设计相同，关键是考虑沉淀区面积和水深，面积依据废水量和表面负荷率决定。
因为沉淀区厌氧污泥及有机物还能够发生一定生化反应产生少许气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：
1）沉淀区水力表面负荷<1.0m/h
2）沉淀器斜壁角度设为50°,使污泥不致积聚，立即落入反应区内。
3）进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙流速≦2m/h
4）总沉淀水深应大于1.5m
5）水力停留时间介于1.5～2h
假如以上条件均能满足，则可达成良好分离效果
沉淀器（集气罩）斜壁倾角θ＝50°
沉淀区面积为：
A=πD2=3.14×2.162=14.65m2
表面水力负荷为：
q=Q/A=11.67/14.65=0.79<1.0
符合设计要求。
③回流缝设计
取h1=0.3m,h2=0.5m,h3=1.5m
图2.4所表示：b1=h3/tgθ
式中：
b1----------下三角集气罩底水平宽度，m;
θ----------下三角集气罩斜面水平夹角；
h3----------下三角集气罩垂直高度，m;
b1=
=1.26m
b2=9.5-2×1.26=6.98m
下三角集气罩之间污泥回流逢中混合液上升流速V1可用下 式计算：
V1=Q1/S1
式中：
Q1----------反应器中废水流量，m3/h；
S1----------下三角形集气罩回流逢面积，m2；
V1= (208/4)/(3.14×6.982/4)
=1.36m/h
V1<2m/h,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：
V2=Q1/S2，
式中：
Q1----------反应器中废水流量，m3/h；
S2 ----------上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；
取回流逢宽CD=1.4m,上集气罩下底宽CF=7.8m
则 DH=CD×sin50°
=1.07 m
DE=2DH+CF
=2×1.07 +7.8
=9.94m
=π(CF+DE)CD/2
=39.0m2
则 V2= Q1/S2
=208/(4×39.0)
=1.33m/h<V1<2m/h
故符合设计要求
确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸
CH=CDsin40°=1.4×sin40＝0.9m
AI=DItg50°=(DE-b2)×tg50°
= (9.94