環(huán)境工程設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計

1、環(huán)境工程設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計：B蔡涵設(shè)計課題：擬新建一座城鎮(zhèn)污水處理廠，規(guī)模15萬噸（日處理量），其中5萬噸為工業(yè)廢水設(shè)計要求：1.編制設(shè)計步驟和主要內(nèi)容2.編制初步設(shè)計任務(wù)書某城鎮(zhèn)污水廠初步設(shè)計說明書一、設(shè)計步驟與主要內(nèi)容1、資料收集與整理(1)統(tǒng)計該城鎮(zhèn)不同功能區(qū)的服務(wù)人口數(shù)量、人均污水標準（L/人天）(2)統(tǒng)計該城鎮(zhèn)工業(yè)企業(yè)及公共建筑排水量和水質(zhì)資料（包括各單位平均排水量、最大排水量，排出廢水中的SS、COD、BOD、TN、TP等）(3)收集該城鎮(zhèn)所處區(qū)域的氣象與水文資料、廠區(qū)地形與地質(zhì)資料2、處理要求污水經(jīng)二級處理后應(yīng)達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級B標準。

2、符合以下具體要求：COD60 mg/L，BOD520 mg/L，SS20 mg/L，TN15 mg/L，NH3-N5 mg/L, TP=1 mg/L。3、處理工藝流程設(shè)計采用A2/O生物處理，系統(tǒng)處理城市污水，較常規(guī)水處理工藝，本工藝采用機械濃縮脫水一體化設(shè)備處理剩余污泥，該污水廠工藝先進，構(gòu)筑物和設(shè)備選型合理。工藝流程大致為：污水源的收集污水的提升和水渣初級分離砂水的分離活性污泥降解有機物砂水的最終分離污水的消毒、排放（如右圖）二、處理構(gòu)筑物設(shè)計1、格柵間和泵房設(shè)計采用總泵站對污水一次提升，通過重力自流完成整個處理工藝，需對污水泵站的設(shè)計流量和揚程進行計算。污水泵站設(shè)計流量按日最高時污水流量

3、Qmax計算，揚程按以下步驟進行計算：(1) 柵前水面標高=來水管管內(nèi)底標高+管內(nèi)水深(2) 柵后水面標高=集水池最高水位標高 =格柵前水面標高格柵水頭損失(3) 集水池最低水位標高=集水池最高水位標高集水池有效水深(4) 水泵靜揚程=出水井水面標高集水池最低水位標高水泵吸、壓水管路（含至出水井管路）的壓力損失估算為1.5m，自由水頭損失為1.5m。以此初步確定總泵站水泵揚程H?？紤]來水的不均勻性，宜選擇兩臺以上及兩臺以上的機組工作，以適應(yīng)流量的變化。查水泵樣本，選用某型水泵4臺，3用1備。進行水泵機組以、吸水管路以及壓水管路的平面布置，泵房的占地面積需考慮電機機組位置的合理放置，確定各管路的

4、管材、管徑、管長、流速等，最后校核水泵安裝尺寸與電機型號，核對設(shè)備參數(shù)是否滿足設(shè)計要求。為保證泵站的正常高效運行，還需設(shè)置以下輔助設(shè)施：(1)水泵集水井反沖管水泵運行時，集水井內(nèi)可能淤積一些沉淀的污泥，影響水泵吸水管吸水性能。設(shè)計中選擇每臺水泵壓水管道上引入集水井內(nèi)一條反沖管道，用來反沖洗集水井內(nèi)淤積的污泥，經(jīng)反沖浮起的污泥與污水一同由水泵送走。反沖管道采用鋼管，管徑DN50mm。反沖管出口采用DN5040mm的漸縮管，用以增大出口流速。(2)泵房內(nèi)排水水泵房內(nèi)地面做成1%的坡度，坡向集水槽和集水坑。集水槽寬0.2m，深0.2m，坡向集水坑水坑。集水坑平面尺寸0.50.5m，深0.6m。選擇一

5、臺潛污泵排水，將泵房內(nèi)積水排至集水井內(nèi)。(3)泵房內(nèi)通風設(shè)計中選擇機械通風，通風換氣次數(shù)為5-10次/h，換氣體積按地面以下泵房體積計算，地面以上不計入。選擇二條通風管道，采用防阻燃塑料管，管徑DN300mm。管道進風口設(shè)在泵房底部，距離室內(nèi)地面0.5m，排風口設(shè)在屋頂之上。(4)起重設(shè)備為方便泵房內(nèi)水泵和電機的安裝、維修和更換，在泵房內(nèi)設(shè)置起重設(shè)備。設(shè)計中選擇SC型，起重量1t，起升高度12m的手動雙軌小車。(5)出水井水泵壓水管出口接入出水井內(nèi)，出水井平面尺寸8.6m2.0m。(6)管道支架布置泵房內(nèi)沿地面敷設(shè)的管道或閥門下設(shè)支墩，沿墻壁架空的管道設(shè)支架，管道接近屋頂敷設(shè)時設(shè)吊架，所有支墩

6、、支架和吊架的間距小于2m，管道需固定牢固，不得震動。(7)管墻套管管道穿過泵房墻壁和集水井池壁時設(shè)穿墻防水套管，防水套管與墻壁垂直安裝，水泵管道與防水套管間用止水材料堵塞，兩端采用石棉水泥密封，防止?jié)B水。2、細格柵需設(shè)計參數(shù)包括：柵前進水渠、柵條間隙數(shù)、柵槽寬度、通過格柵的水頭損失、進水渠道漸寬部分長度、柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度、柵槽總長度、柵后槽總高度、每日柵渣量等。3、沉砂池本設(shè)計采用的是具有脫氮除磷能力的A2/O工藝，為了保證除磷脫氮效果， 不能采用曝氣沉砂池。而是選用沉砂效果好、占地省的旋流沉砂池。旋流沉砂池分為鐘氏沉砂池和比氏沉砂池兩種，每種根據(jù)處理水量差別都有不同的型號。沉

7、砂池在設(shè)計時個數(shù)不能少于2個，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計；當污水量較少時可以考慮一用一備。4、A2/O生物池污水處理要達到GB18918-2002一級B標準，需考慮脫氮磷，故需對污水進行二級強化處理，采用A2/O工藝。污水經(jīng)過一級處理，COD按降低25%考慮，BOD5按降低25%考慮，SS按去除50%考慮。計算得出污水二級處理進出水水質(zhì)參數(shù)。依據(jù)計算所得的水質(zhì)參數(shù)進一步進行好氧池計算、缺氧池計算、厭氧池計算、剩余污泥量計算、曝氣系統(tǒng)計算等。5、二沉池二次沉淀池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥，澄清混合液。本設(shè)計采用輻流式二沉池，中心進水，周邊出水本設(shè)計中擬建2座二沉池，并列運行，需計算的

8、項目有：單池表面負荷、沉淀時間、沉淀部分水面面積、沉淀部分直徑、實際水面面積、實際表面負荷、沉淀部分有效水深、沉泥斗尺寸、沉淀池總高、沉淀池池邊高度、徑深比校核、堰口負荷校核、固體負荷校核、進水設(shè)計計算、出水設(shè)計等。6、接觸池經(jīng)過沉砂池、曝氣池、二沉池的處理，污水中BOD5及SS雖大部分被去除，但其中仍有大量病原、微生物和寄生蟲卵。如不消毒，仍有可能引起環(huán)境污染，造成病原傳播。本設(shè)計采用兩組三廊道平流式消毒接觸池，兩組平行運行，接觸時間t=0.5h，二氧化氯消毒。需計算：接觸池容積、接觸池表面積、接觸池長度、污泥容積、池高、加氯量、進出水設(shè)計，消毒接觸池水頭損失等。7、污泥濃縮污泥濃縮是通過降

9、低污泥中的空隙水含量，使體積非常大的污泥減容，從而減小池容積和處理所需的投藥量，縮小用于輸送污泥的管道和泵類的尺寸。采用帶有室內(nèi)污泥倉儲間的現(xiàn)代化污泥處理車間，車間分兩層設(shè)置，平面尺寸49m27m（包括室內(nèi)儲泥間）車間上層主要生產(chǎn)車間設(shè)3臺國產(chǎn)LW530型臥式螺旋卸料沉降離心機，2套高分子絮凝劑制備系統(tǒng)，3臺投藥泵及其脫水機控制系統(tǒng)，車間下層為輔助生產(chǎn)車間，設(shè)3臺污泥切碎機及3臺污泥進料泵，車間上層底板下設(shè)有2臺螺旋輸渣機，1臺水平設(shè)置以收集脫水污泥，1臺傾斜設(shè)置以將脫水污泥輸送入車間端頭設(shè)置的室內(nèi)污泥倉儲間內(nèi)的4D儲泥斗，泥斗下層為運泥車道，由于采用機械一體化處理，縮短污泥處理的停留時間。采

10、用離心脫水機，減少高分子絮凝劑量，提高污泥的含固率，降低污泥的含水率，減少污泥的體積，不僅有利于污泥的后續(xù)處置，且避免磷的二次污染，有效地提高磷的去除率，降低了污泥的處置費用，車間脫水污泥由螺旋輸渣機送入儲泥斗，運泥車停放于儲泥斗下層直接裝泥外運處置。設(shè)計只對來自二沉池的剩余污泥進行濃縮，污泥濃縮前含水率P1=99.2%，濃縮后污泥含水率P2=97%。需計算：剩余污泥量、污泥濃度、濃縮池尺寸、濃縮后污泥體積、濃縮后分離出的污水流量。三、污水廠總體布置1、主要構(gòu)筑物與附屬建筑物污水處理廠內(nèi)的輔助建筑物有：泵房、鼓風機房、辦公室、集中控制室、水質(zhì)分析化驗室、變電所、機修、倉庫、食堂等。他們是污水處

11、理廠不可缺少的組成部分。有可能時，可設(shè)立試驗車間，以不斷研究與改進污水處理技術(shù)。輔助建筑物的位置應(yīng)根據(jù)方便、安全等原則確定。如鼓風機房應(yīng)設(shè)于曝氣池附近，以節(jié)省管道與動力；變電所宜設(shè)于耗電量大的構(gòu)筑物附近等?；炇覒?yīng)遠離機器間和污泥干化場，以保證良好的工作條件。辦公室、化驗室等均應(yīng)與處理構(gòu)筑物保持適當距離，并應(yīng)位于處理構(gòu)筑物的夏季主風向的上風向處。操作工人的值班室應(yīng)盡量布置在使工人能夠便于觀察個處理構(gòu)筑物運行情況的位置。在污水處理廠內(nèi)應(yīng)廣為植樹綠化美化廠區(qū)，改善衛(wèi)生條件，改變?nèi)藗儗ξ鬯幚韽S“不衛(wèi)生”的傳統(tǒng)看法。按規(guī)定，污水處理廠廠區(qū)的綠化面積不得少于30%。在污水處理廠內(nèi)，應(yīng)合理的修筑道路，方

12、便運輸；應(yīng)設(shè)置通向各處理構(gòu)筑物和輔助建筑物的必要通道，通道的設(shè)計應(yīng)符合如下要求：(1)主要車行道的寬度：單車道為：3.5m，雙車道為67m.并應(yīng)有回車道(2)車道的轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于6m(3)人行道的寬度為：1.52m(4)通向高架構(gòu)筑物的扶梯傾角不宜大于45度。(5)天橋?qū)挾炔灰诵∮?m2、污水廠平面布置污水處理廠的平面布置包括處理構(gòu)筑物、辦公樓、化驗室及其他輔助建筑物以及各種管道渠道、道路、綠化帶的布置。在進行污水處理處理廠廠區(qū)平面規(guī)劃、布置時，應(yīng)考慮的一般原則闡述如下。(1) 各處理單元構(gòu)筑物的平面布置處理構(gòu)筑物是污水處理廠的主體構(gòu)筑物，在做平面布置時，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能要求和水力要求，

13、結(jié)合地形和地質(zhì)條件，確定它們在廠區(qū)內(nèi)平面的位置，對此，應(yīng)考慮：a.貫通、連接各處理構(gòu)筑物之間的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折；b.土方量作到基本平衡，并避免劣質(zhì)土壤地段。c.在處理構(gòu)筑物之間，應(yīng)保持一定的間距，以保證敷設(shè)連接管、渠的要求，一般的間距可取值510m，某些有特殊要求的構(gòu)筑物，如污泥消化池、消化氣貯罐等，其間距應(yīng)按有關(guān)規(guī)定確定；d.各處理構(gòu)筑物在平面布置上，應(yīng)考慮適當緊湊。(2)管道及渠道的平面布置a.在各處理構(gòu)筑物之間，設(shè)有貫通、連接的管、渠。此外，還應(yīng)設(shè)有能使各處理構(gòu)筑物獨立運行的管、渠，當某一處理構(gòu)筑物因故停止工作時，使其后接處理構(gòu)筑物，仍能夠保持正常的運行。b.應(yīng)設(shè)超越全部處

14、理構(gòu)筑物，直接排放水體的超越管。c.在廠區(qū)內(nèi)還設(shè)有：給水管、空氣管、消化氣管、蒸汽管以及輸配電線路。這些管線有的敷設(shè)在地下，但大部都在地上，對其安排，既要便于施工和維護管理，但也要緊湊，少占用地，也可以考慮采用架空的方式敷設(shè)。污水處理廠內(nèi)各種管渠應(yīng)全面安排，避免相互干擾，管道復(fù)雜時可設(shè)置管廊，在污水處理廠廠區(qū)內(nèi)，應(yīng)有完善的雨水管道系統(tǒng)，必要時應(yīng)設(shè)置防洪溝渠。(3) 污水廠高程布置污水處理工程的污水處理流程高程布置的主要任務(wù)是確定各處理構(gòu)筑物的標高，確定各處理構(gòu)筑物之間聯(lián)結(jié)灌渠的尺寸及其標高；通過計算確定各部位的水面標高，從而使污水能夠在各處理構(gòu)筑物之間順暢的流動，保證污水處理工程的正常運行。為了降低運行費用和便于維護管理，污水在處理構(gòu)筑物之間的流動，以按重力流考慮為宜，并設(shè)計選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進行水力計算。計算水頭損失時，以污水廠設(shè)計流量作為構(gòu)筑物和管渠的設(shè)計流量。水力計算參考以接納水體的最高水位作為起點，逆污水處理流程向上倒推計算，以使處理后污水在洪水季節(jié)能自流排出，而水泵需要的揚程也較小，運行費用也較低。