水污染控制工程书

1、水污染控制工程污水处理厂设计说明书 湖南农业大学资源环境学院 11级环境工程一班 卢璐2014年环境工程课程设计 水污染控制工程 部分指导书设计概述一、 目的本课程设计是结合课程所讲授内容，通过设计一个污水处理厂，使每一个学生得到一次综合运用所学知识，独立完成某一城市污水处理厂设计的初步训练，从而达到巩固课堂所学的理论知识，培养和提高学生解决实际问题的能力。1、 工程设计的基本方法、步骤、技术资料的运用；2、 基本计算方法及绘图能力;3、 综合运用本课程及其他有关课程的理论知识，解决工程实际问题；4、 熟悉贯彻国家环境饱和和基本建设等的各项政策的训练；二、 任务与要求完成某城市污水处理厂工艺设

2、计、平面布置、高程布置达到初步设计要求，书写详细的设计说明书和计算书，学生必须在教室指导下，独立和全面地完成设计任务，设计分段进行，每段完成得到教师同意后，方能进行下一段设计。三、 设计内容1、 处理厂位置选择及污水灌溉农田的考虑；2、 污水处理程度及污水处理流程的决定；3、 各单位构筑物和设备型式的选择及尺寸的设计；4、 污水厂的平面布置和高程布置。四、 设计范围设计二级污水处理厂，进行工艺初步设计。2、设计资料分析设计资料内容一、 城市现状及发展某城市现有人口32000人，远期人口人口约8-10万人。是一个以炼铝、铁合金、化工为主的新兴城市。位于湖南中部，涟水中游，河流由西往东在城市东边经

3、过。全城西南角为工业区，东北角为商业区。该市尚无完整的污水处理系统。城市污水、工业废水、径流雨水均排入水体。二、 自然资源气温：全年四季分明，年平均气温17.5度雨温：年平均降雨量1380.9mm 全年降雪日7-9日，降雪量8厘米以下1-2天既融化。年最高降雨量1888.9mm，最低降雨量：1123.4mm。风 ：夏季主风向;西南风。 最大风力：8级最大风速：24m|s。水文：区域内河流最高水位48.5m，最低水位42m，最大流量4440m3/s,最小流量16.7 m3/s，最小流速0.08m/s。水质： 冬（1月份） 夏（7月份） 水 温 7oC 31 oCBOD5 mg/l 2.5 2.5

4、DO mg/l 10.2 6.4SS mg/l 20 20 PH 7.6 7.6电源：照明工业用电可保证。一、 废水来源1 生活污水来源1） 近期人口：74000人2） 远期人口：按60人/m2估算：大约1215万人。3） 生活污水水质（单位：mg/l）：项目pHSSCODBODNH3-NTP浓度6.5-82603001603052工厂区生活污水和工厂区工业废水。企业名称 生活污水（m3/d） 工业废水（m3/d） 工业废水水质（mg/l） 人数 BOD：105铝 厂 547.5 1000 SS：450 7300 F+：1.5NH3-N：20 BOD：200铁合金厂 592.5 432 SS：

5、600 7900 Cr+：2 BOD：320化工厂 232.5 5000 SS： 200 3100 PH：8.92 工厂生活污水和工业废水的最大排放量 企业名称 铝厂 铁合金厂 化工厂生活污水（l/s） 6.51 7.81 3.13 工业废水（l/s） 13.89 8.33 86.67二、 污水处理程度的估算（一） 实际人口计算N=N1+N2N：实际人口N1：市区人口N2：工业污水折合的人口当量权1 市区人口N1计算：2 工业污水折合人口当量数N2计算（二） 设计流量为了计算简便，生活污水设计流量采用平均比流量法计算。1 按比流量法计算的市区平均日污水量 2 市区最大日污水量（三） 处理程度计

6、算设计所处理的污染物有BOD、SS、F-、Cr6+、PH1 污染物浓度计算。2 处理程度的计算附图： N 城 铁 居民区 市铝厂 主 干 下 路 水铁合金厂 道化工厂 河 废水来源情况二(学号为712号选作)1生活污水来源1） 近期人口：32000人2） 远期人口：按60人/m2估算：大约810万人。2工厂区生活污水和工厂区工业废水。企业名称 生活污水（m3/d） 工业废水（m3/d） 工业废水水质（mg/l） 人数铝 厂 BOD：105铝 厂 383.2 700 SS：450 5110 F+：1.5 铁合金厂 BOD：200铁合金厂 414.8 302.4 SS：600 5530 Cr+：2

7、化工厂 BOD：320化工厂 162.8 3500 SS： 200 2170 PH：8.93 工厂生活污水和工业废水的最大排放量 企业名称 铝厂 铁合金厂 化工厂生活污水（l/s） 4.56 5.47 2.19 工业废水（l/s） 9.72 5.83 60.67设计资料分析与评价一、 污水的水量工厂废水排水量700+3302.4+3500=4502.4m3/d工业最大废水排放量：（9.72+5.83+60.67）*60*60*24/1000=6540.528 m3/d生活废水排放量：383.2+414.8+162.8=960.8 m3/d生活废水最大排放量：（4.56+5.47+2.19）*6

8、0*60*24/1000=1055.808 m3/d湖南日用水量120-180（L/人.d）每日用水量：130L 污水排放量：130*0.85=110.5L城市人口：32000人生活污水：32000*110.5/1000=3536 m3/d污水排放量查表：kz=1.58污水最大排放量：3536*1.58=5586.88 m3/d日污水排放量：Q=4502.4+960.8+3536=8999.2=0.104 m3/d日最大污水排放量：Qmax=6546.528+1055.808+5586.88 =0.153 m3/d远期人口：100000人生活污水：100000*110.5/1000=11050

9、 m3/d生活污水最大：11050*1.58=17459 m3/d降雨量：城市面积S=10000/60=1666.67 m3/年最大降雨量：Q=1.8889*1666.7/365=8.62 m3/d经查表得平均径流系数为0.65最大雨水排放量：8.62*0.65=5.803 m3/d最小雨水排放量：5113*0.65=3.3345 m3/d总排放量远期Q总：6546.528+1055.808+17459+5.803=0.2 m3/s总排放量近期Q总：6546.528+1055.808+5586.88+5.803=0.153 m3/s二、 工业污水水质按城市下水道水质标准得混合水水质BOD=（7

10、00*105+302.4*200+3500*300）/700+302.4+3500 =263.0mg/lSS=（700*400+302.4*400+3500*200）/700+302.4+3500=244.5 mg/l混合水质BOD=160*（3536+960.8）+263*4502.4/（3536+960.8+4502.4+8.62）=211.3mg/lSS=260*（3536+960.8）+263*4502.4/9007.82=261.3 mg/lTP=5*（3536+960.8）/9007.82=2.5 mg/lCr6+=2*302.4/9007.82=0.007mg/lF-=1.5*7

11、00/9007.82=0.12mg/lCOD=300*（3536+960.8）/9007.82=149.76mg/l水质去除率 （PH：7-8）一级BBOD20211.3SS20261.3NH3-N815TP12.5F-0.10.067城市污水处理厂流程及单体构筑物方案的选择1、 设计方案本设计采用A2O工艺，污泥处理采用浓缩脱水工艺，中水处理选择紫外线消毒工艺。2、 污水处理构筑物的选择1、 格栅格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止堵塞排泥管道。本设计中在泵前和泵后各设置一道格栅。由于污水量大，相应的

12、栅渣量，相应的栅渣量也较大，故采用机械格栅。栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的渠道内设液位计，控制格栅的运行。格栅间配有一台螺旋输送机输送栅渣。螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输机送入渣斗，打包外运。格栅共有三座，两座使用。一台备用。型号有效栅宽（mm）设备宽度（mm）栅前流速（m/s）功率（kw）适用槽宽（mm）2、污水泵房城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及水泵站是污水处理厂的关键所在。1、 污水泵站的特点及形式泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其他考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形条件、挖渠及施

13、工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。 污水泵站主要形式：a：合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；b：合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵台数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。由以上可知，本设计因水量大，并考虑到造价、自动化控制等因素，已经施工方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。2、 泵站的布置该污水泵站设在污水处理厂内，与其它构筑物统一布置，为防止噪声污染，应

14、用绿化带和公共建筑隔离，隔离宽度一般大小与30米。泵站进出口比室外地面高0.2米以上。每台泵应设置单独的吸水管，这不仅仅改善水力条件，而且可以减速、少杂质堵塞管道的可能性。3、 泵房内部的排水由于泵房较深，采用电动排水。4、 泵房的通电设施机械通风，采用全部机械通风和部分通风。部分机械通风机械将电机排出的热风抽出，冷空气自然补充。机械排风可以分别是为电机分别排风。也可以多台电机组成排风系统。使用系统广泛，一般用于半地下式泵站。3、沉砂池沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。按水流方向的不同可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和涡流沉砂池四类。比较如下表：名称平流式竖流式曝气沉砂池涡流沉

15、砂池优点沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理。占地少，排泥方便，运行管理易行。曝气使沙粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使出砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉沙量大，且其上含有机物少。占地面积小，可以通过调节转速，使得沉沙效果最好，同时由于采用离心力沉沙不会破坏水中的溶解氧水平（厌氧环境）缺点占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池经受到限制，处理增加难度。由于需要曝气，所以池内应考虑设消

16、泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提高水中溶解氧。过大的池径会使布水不均匀。气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。基于以上四种沉砂池的比较，本设计确定采用涡流沉砂池。·4、A2O工艺A2/O工艺是将厌/好氧除磷系统和缺氧/好氧脱氮系统相结合而成，是生物脱氮除磷的基础工艺，可同时去除水中的BOD、氮和磷。 工艺为：原水与从沉淀池回流的污泥首先进入厌氧池，在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解态有机物进行厌氧释磷；然后与好氧末端回流的混合液一起进入缺氧池，在此污泥中的反硝化菌利用剩余的有机物和回流的硝酸盐进行反硝化作用脱氮

17、；脱氮反应完成后，进入好氧池，在此污泥中的硝化菌进行硝化作用将废水中的氨氮转化为硝酸盐同时聚磷菌进行好氧吸磷，剩余的有机物也在此被好氧细菌氧化，最后经沉淀池进行泥水分离，出水排放，沉淀的污泥部分返回厌氧池，部分以富磷剩余污泥排出。 厌氧 厌氧释磷 缺氧 反硝化细菌反硝化脱氮 好氧 硝化细菌硝化作用生成硝酸盐；聚磷菌好氧吸磷 a.本工艺特点 (1)本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺； (2)在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100； (3)污泥中含P浓度高，一般为2.5%以上，具有很高的肥效；

18、(4)运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低； (5)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱N除P的功能； (6)脱N效果受混合液回流比大小的影响，除P效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱N除P效率不可能很高。 b.存在问题 (1）厌氧区居前，回流污泥中带有大量的硝酸根，破坏厌氧环境，对厌氧区聚磷菌厌氧释磷不利； (2)缺氧区处于系统中间，反硝化脱氮C源供给不足，使系统脱氮受限； (3)由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际中只有一部分经历了完整的释P、吸P过程，其余则基本上未经厌氧状态

19、而直接由缺氧进入好氧区，这对系统除P不利。5、沉淀池沉淀池主要有以下几种形式。比较如下表：名称平流沉淀池辐流式沉淀池竖流式沉淀池斜板沉淀池优点沉淀效果好；耐冲击负荷和温度的变化适应性强；施工容易，造价低。多为机械排泥，运行较好，管理较简单；排泥设备已趋向定型。排泥方便，管理简单；占地面积较小。沉淀效果高，停留时间短；占地面积小。缺点池子配水不均匀：采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。池内水速不稳地，沉淀效果较差；机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应性能力较高；造价较高；池径不宜过大，否则步水不均匀。用于二沉池时，当固体负荷较

20、大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差；运行管理成本高。适用条件适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。适用于处理水量不大的小型污水处理厂；常用于地下水位较高的地方。适用于旧沉淀池的改建、扩建和挖潜；适用于初沉池，不宜用于二沉池。综上所述，设计二沉池采用的中水进水、周边出水的辐流式沉淀池。6、消毒污水处理厂常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等四种，他们的优缺点使用情况如下：名称液氯消毒漂白粉消毒臭氧消毒紫外线消毒优点价格便宜，效果可靠，投配设备简单。投加设备简单，价格便宜。消毒效率高，能有效

21、的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物。是紫外线照射和氯化同作用的物理化学方法，消毒效率高，占地面积小。缺点对生物有害作用，并且可能产生致癌物质。投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大投资大，成本高，设备管理负责。紫外线照射灯具货源不足，电耗能量较多，没有持续消毒能量。适用条件适用于大、中型规模的污水处理厂。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂适用于小型污水处理厂综上四种消毒的方法，本设计选用紫外线消毒。污水处理构筑物的选择1、 污泥池污泥池浓缩主要是降解污泥中的间隙水，来达

22、到使污泥减容地目的。经浓缩后的污泥近视糊状，仍保持流动性。浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池和离心浓缩池。比较下表如下：名称特点气浮浓缩池依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高，储泥能力小；连续式重力浓缩池用于浓缩初沉池污泥的进出和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多；间歇式重力浓缩池主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无刮泥系统，管理简单。离心浓缩池利用污泥中的固、液相得密度不同，在高速旋转地离心机中受到不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。离心分离一般要加入助凝剂，且耗电量大，在

23、达到相同的浓缩效果时，其他电耗约为气浮法的10倍。综上所述，通过比较本设计采用重力浓缩池。污泥脱水污泥脱水的方法有自然干化，机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水，采用带式压滤机。比较下表如下：名称优点缺点自然干化法简单易行、污泥含水率低。占地面积大、卫生条件差、铲运干污泥的劳动强度大。机械脱水法真空过滤机适应性强、连续运行、操作平稳、全过程自动化。多数污泥须调理才能过滤，且工序多，费用高。过滤介质紧抱在转筒上，再生与清洗不充分，容易堵塞。带式压滤机工艺简单、消耗动力少、连续运行。所需药剂费用较高。离心机设备小。效率高、分离能力强、操作条件好。制造工艺要求高、设备易磨损、对污泥的预处理要求高，必须使用高分子聚合电解质作为调理剂。综上所述，本设计采用机械脱水，采用带式压滤机。六、平面布置1、平面布置的一般原则处理构筑物的布置应紧凑，节约土地便于管理；处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形以减少土方量；经常有人工作的地方如办公、化验等应布置在夏季主导风向的上风向，在北方地区应考虑朝阳，