水污染控制工程書

1、水污染控制工程污水處理廠設(shè)計(jì)說明書 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 11級(jí)環(huán)境工程一班 盧璐2014年環(huán)境工程課程設(shè)計(jì) 水污染控制工程 部分指導(dǎo)書設(shè)計(jì)概述一、 目的本課程設(shè)計(jì)是結(jié)合課程所講授內(nèi)容，通過設(shè)計(jì)一個(gè)污水處理廠，使每一個(gè)學(xué)生得到一次綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成某一城市污水處理廠設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練，從而達(dá)到鞏固課堂所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)和提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。1、 工程設(shè)計(jì)的基本方法、步驟、技術(shù)資料的運(yùn)用；2、 基本計(jì)算方法及繪圖能力;3、 綜合運(yùn)用本課程及其他有關(guān)課程的理論知識(shí)，解決工程實(shí)際問題；4、 熟悉貫徹國家環(huán)境飽和和基本建設(shè)等的各項(xiàng)政策的訓(xùn)練；二、 任務(wù)與要求完成某城市污水處理廠工藝設(shè)

2、計(jì)、平面布置、高程布置達(dá)到初步設(shè)計(jì)要求，書寫詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明書和計(jì)算書，學(xué)生必須在教室指導(dǎo)下，獨(dú)立和全面地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)分段進(jìn)行，每段完成得到教師同意后，方能進(jìn)行下一段設(shè)計(jì)。三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、 處理廠位置選擇及污水灌溉農(nóng)田的考慮；2、 污水處理程度及污水處理流程的決定；3、 各單位構(gòu)筑物和設(shè)備型式的選擇及尺寸的設(shè)計(jì)；4、 污水廠的平面布置和高程布置。四、 設(shè)計(jì)范圍設(shè)計(jì)二級(jí)污水處理廠，進(jìn)行工藝初步設(shè)計(jì)。2、設(shè)計(jì)資料分析設(shè)計(jì)資料內(nèi)容一、 城市現(xiàn)狀及發(fā)展某城市現(xiàn)有人口32000人，遠(yuǎn)期人口人口約8-10萬人。是一個(gè)以煉鋁、鐵合金、化工為主的新興城市。位于湖南中部，漣水中游，河流由西往東在城市東邊經(jīng)

3、過。全城西南角為工業(yè)區(qū)，東北角為商業(yè)區(qū)。該市尚無完整的污水處理系統(tǒng)。城市污水、工業(yè)廢水、徑流雨水均排入水體。二、 自然資源氣溫：全年四季分明，年平均氣溫17.5度雨溫：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。風(fēng) ：夏季主風(fēng)向;西南風(fēng)。 最大風(fēng)力：8級(jí)最大風(fēng)速：24m|s。水文：區(qū)域內(nèi)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。水質(zhì)： 冬（1月份） 夏（7月份） 水 溫 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電源：照明工業(yè)用電可保證。一、 廢水來源1 生活污水來源1） 近期人口：74000人2） 遠(yuǎn)期人口：按60人/m2估算：大約1215萬人。3） 生活污水水質(zhì)（單位：mg/l）：項(xiàng)目pHSSCODBODNH3-NTP濃度6.5-82603001603052工廠區(qū)生活污水和工廠區(qū)工業(yè)廢水。企業(yè)名稱 生活污水（m3/d） 工業(yè)廢水（m3/d） 工業(yè)廢水水質(zhì)（mg/l） 人數(shù) BOD：105鋁 廠 547.5 1000 SS：450 7300 F+：1.5NH3-N：20 BOD：200鐵合金廠 592.5 432 SS：

5、600 7900 Cr+：2 BOD：320化工廠 232.5 5000 SS： 200 3100 PH：8.92 工廠生活污水和工業(yè)廢水的最大排放量 企業(yè)名稱 鋁廠 鐵合金廠 化工廠生活污水（l/s） 6.51 7.81 3.13 工業(yè)廢水（l/s） 13.89 8.33 86.67二、 污水處理程度的估算（一） 實(shí)際人口計(jì)算N=N1+N2N：實(shí)際人口N1：市區(qū)人口N2：工業(yè)污水折合的人口當(dāng)量權(quán)1 市區(qū)人口N1計(jì)算：2 工業(yè)污水折合人口當(dāng)量數(shù)N2計(jì)算（二） 設(shè)計(jì)流量為了計(jì)算簡便，生活污水設(shè)計(jì)流量采用平均比流量法計(jì)算。1 按比流量法計(jì)算的市區(qū)平均日污水量 2 市區(qū)最大日污水量（三） 處理程度計(jì)

6、算設(shè)計(jì)所處理的污染物有BOD、SS、F-、Cr6+、PH1 污染物濃度計(jì)算。2 處理程度的計(jì)算附圖： N 城 鐵 居民區(qū) 市鋁廠 主 干 下 路 水鐵合金廠 道化工廠 河 廢水來源情況二(學(xué)號(hào)為712號(hào)選作)1生活污水來源1） 近期人口：32000人2） 遠(yuǎn)期人口：按60人/m2估算：大約810萬人。2工廠區(qū)生活污水和工廠區(qū)工業(yè)廢水。企業(yè)名稱 生活污水（m3/d） 工業(yè)廢水（m3/d） 工業(yè)廢水水質(zhì)（mg/l） 人數(shù)鋁 廠 BOD：105鋁 廠 383.2 700 SS：450 5110 F+：1.5 鐵合金廠 BOD：200鐵合金廠 414.8 302.4 SS：600 5530 Cr+：2

7、化工廠 BOD：320化工廠 162.8 3500 SS： 200 2170 PH：8.93 工廠生活污水和工業(yè)廢水的最大排放量 企業(yè)名稱 鋁廠 鐵合金廠 化工廠生活污水（l/s） 4.56 5.47 2.19 工業(yè)廢水（l/s） 9.72 5.83 60.67設(shè)計(jì)資料分析與評(píng)價(jià)一、 污水的水量工廠廢水排水量700+3302.4+3500=4502.4m3/d工業(yè)最大廢水排放量：（9.72+5.83+60.67）*60*60*24/1000=6540.528 m3/d生活廢水排放量：383.2+414.8+162.8=960.8 m3/d生活廢水最大排放量：（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遠(yuǎn)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：城市面積S=10000/60=1666.67 m3/年最大降雨量：Q=1.8889*1666.7/365=8.62 m3/d經(jīng)查表得平均徑流系數(shù)為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總排放量遠(yuǎn)期Q總：6546.528+1055.808+17459+5.803=0.2 m3/s總排放量近期Q總：6546.528+1055.808+5586.88+5.803=0.153 m3/s二、 工業(yè)污水水質(zhì)按城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)得混合水水質(zhì)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混合水質(zhì)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水質(zhì)去除率 （PH：7-8）一級(jí)BBOD20211.3SS20261.3NH3-N815TP12.5F-0.10.067城市污水處理廠流程及單體構(gòu)筑物方案的選擇1、 設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)采用A2O工藝，污泥處理采用濃縮脫水工藝，中水處理選擇紫外線消毒工藝。2、 污水處理構(gòu)筑物的選擇1、 格柵格柵用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理單元的負(fù)荷，防止堵塞排泥管道。本設(shè)計(jì)中在泵前和泵后各設(shè)置一道格柵。由于污水量大，相應(yīng)的

12、柵渣量，相應(yīng)的柵渣量也較大，故采用機(jī)械格柵。柵前柵后各設(shè)閘板供格柵檢修時(shí)用，每個(gè)格柵的渠道內(nèi)設(shè)液位計(jì)，控制格柵的運(yùn)行。格柵間配有一臺(tái)螺旋輸送機(jī)輸送柵渣。螺旋格柵壓榨輸送出的柵渣經(jīng)螺旋運(yùn)輸機(jī)送入渣斗，打包外運(yùn)。格柵共有三座，兩座使用。一臺(tái)備用。型號(hào)有效柵寬（mm）設(shè)備寬度（mm）柵前流速（m/s）功率（kw）適用槽寬（mm）2、污水泵房城市污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用大部分來自于電能，其中40%的電能為水泵消耗，所以，確定合理的水泵及水泵站是污水處理廠的關(guān)鍵所在。1、 污水泵站的特點(diǎn)及形式泵站形式的選擇取決于水力條件和工程造價(jià)，其他考慮因素還有：泵站規(guī)模大小、泵站的性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、地形條件、挖渠及施

13、工方案、管理水平、環(huán)境性質(zhì)要求、選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，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺(tái)，水泵數(shù)為4臺(tái)或更多時(shí)，采用矩形，機(jī)器間、機(jī)組管道和附屬設(shè)備布置方便，啟動(dòng)簡單，占地面積大；b：合建式圓形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺(tái)，水泵臺(tái)數(shù)不超過4臺(tái)，圓形結(jié)構(gòu)水力條件好，便于沉井施工法，可降低工程造價(jià)，水泵啟動(dòng)方便。水力條件好，便于沉井施工法，可降低工程造價(jià)，水泵啟動(dòng)方便。由以上可知，本設(shè)計(jì)因水量大，并考慮到造價(jià)、自動(dòng)化控制等因素，已經(jīng)施工方便與否，采用自灌式半地下式矩形泵房。2、 泵站的布置該污水泵站設(shè)在污水處理廠內(nèi)，與其它構(gòu)筑物統(tǒng)一布置，為防止噪聲污染，應(yīng)

14、用綠化帶和公共建筑隔離，隔離寬度一般大小與30米。泵站進(jìn)出口比室外地面高0.2米以上。每臺(tái)泵應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的吸水管，這不僅僅改善水力條件，而且可以減速、少雜質(zhì)堵塞管道的可能性。3、 泵房內(nèi)部的排水由于泵房較深，采用電動(dòng)排水。4、 泵房的通電設(shè)施機(jī)械通風(fēng)，采用全部機(jī)械通風(fēng)和部分通風(fēng)。部分機(jī)械通風(fēng)機(jī)械將電機(jī)排出的熱風(fēng)抽出，冷空氣自然補(bǔ)充。機(jī)械排風(fēng)可以分別是為電機(jī)分別排風(fēng)。也可以多臺(tái)電機(jī)組成排風(fēng)系統(tǒng)。使用系統(tǒng)廣泛，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較大的無機(jī)顆粒。按水流方向的不同可分為平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池和渦流沉砂池四類。比較如下表：名稱平流式豎流式曝氣沉砂池渦流沉

15、砂池優(yōu)點(diǎn)沉淀效果好，耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)溫度變化。工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，易于施工，便于管理。占地少，排泥方便，運(yùn)行管理易行。曝氣使沙粒與外裹的有機(jī)物較好的分離，通過調(diào)節(jié)布?xì)饬靠煽刂莆鬯男魉俣?，使出砂效率較穩(wěn)定，受流量變化影響小，同時(shí)起預(yù)曝氣作用，其沉沙量大，且其上含有機(jī)物少。占地面積小，可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使得沉沙效果最好，同時(shí)由于采用離心力沉沙不會(huì)破壞水中的溶解氧水平（厭氧環(huán)境）缺點(diǎn)占地大，配水不均勻，易出現(xiàn)短流和偏流，排泥間距較多，池中約夾雜有15%左右的有機(jī)物使沉砂池的后續(xù)池深大，施工困難，造價(jià)較高，對(duì)耐沖擊負(fù)荷和溫度的適應(yīng)性較差，池經(jīng)受到限制，處理增加難度。由于需要曝氣，所以池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消

16、泡裝置，其他型易產(chǎn)生偏流或死角，并且由于多了曝氣裝置而使費(fèi)用增加，并對(duì)污水進(jìn)行預(yù)曝氣，提高水中溶解氧。過大的池徑會(huì)使布水不均勻。氣提或泵提排砂，增加設(shè)備，水廠的電氣容量，維護(hù)較復(fù)雜?；谝陨纤姆N沉砂池的比較，本設(shè)計(jì)確定采用渦流沉砂池。·4、A2O工藝A2/O工藝是將厭/好氧除磷系統(tǒng)和缺氧/好氧脫氮系統(tǒng)相結(jié)合而成，是生物脫氮除磷的基礎(chǔ)工藝，可同時(shí)去除水中的BOD、氮和磷。 工藝為：原水與從沉淀池回流的污泥首先進(jìn)入?yún)捬醭?，在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解態(tài)有機(jī)物進(jìn)行厭氧釋磷；然后與好氧末端回流的混合液一起進(jìn)入缺氧池，在此污泥中的反硝化菌利用剩余的有機(jī)物和回流的硝酸鹽進(jìn)行反硝化作用脫氮

17、；脫氮反應(yīng)完成后，進(jìn)入好氧池，在此污泥中的硝化菌進(jìn)行硝化作用將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽同時(shí)聚磷菌進(jìn)行好氧吸磷，剩余的有機(jī)物也在此被好氧細(xì)菌氧化，最后經(jīng)沉淀池進(jìn)行泥水分離，出水排放，沉淀的污泥部分返回厭氧池，部分以富磷剩余污泥排出。 厭氧 厭氧釋磷 缺氧 反硝化細(xì)菌反硝化脫氮 好氧 硝化細(xì)菌硝化作用生成硝酸鹽；聚磷菌好氧吸磷 a.本工藝特點(diǎn) (1)本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫N除P工藝，總的水力停留時(shí)間少于其他同類工藝； (2)在厭氧（缺氧）、好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100； (3)污泥中含P濃度高，一般為2.5%以上，具有很高的肥效；

18、(4)運(yùn)行中勿需投藥，兩個(gè)A段只用輕緩攪拌，以不增加溶解氧為度，運(yùn)行費(fèi)用低； (5)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫N除P的功能； (6)脫N效果受混合液回流比大小的影響，除P效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫N除P效率不可能很高。 b.存在問題 (1）厭氧區(qū)居前，回流污泥中帶有大量的硝酸根，破壞厭氧環(huán)境，對(duì)厭氧區(qū)聚磷菌厭氧釋磷不利； (2)缺氧區(qū)處于系統(tǒng)中間，反硝化脫氮C源供給不足，使系統(tǒng)脫氮受限； (3)由于存在內(nèi)循環(huán)，常規(guī)工藝系統(tǒng)所排放的剩余污泥中實(shí)際中只有一部分經(jīng)歷了完整的釋P、吸P過程，其余則基本上未經(jīng)厭氧狀態(tài)

19、而直接由缺氧進(jìn)入好氧區(qū)，這對(duì)系統(tǒng)除P不利。5、沉淀池沉淀池主要有以下幾種形式。比較如下表：名稱平流沉淀池輻流式沉淀池豎流式沉淀池斜板沉淀池優(yōu)點(diǎn)沉淀效果好；耐沖擊負(fù)荷和溫度的變化適應(yīng)性強(qiáng)；施工容易，造價(jià)低。多為機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理較簡單；排泥設(shè)備已趨向定型。排泥方便，管理簡單；占地面積較小。沉淀效果高，停留時(shí)間短；占地面積小。缺點(diǎn)池子配水不均勻：采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需要單設(shè)排泥管各自排泥，操作量大。池內(nèi)水速不穩(wěn)地，沉淀效果較差；機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求高。池子深度大，施工困難；對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)性能力較高；造價(jià)較高；池徑不宜過大，否則步水不均勻。用于二沉池時(shí)，當(dāng)固體負(fù)荷較

20、大時(shí)其處理效果不太穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷的能力較差；運(yùn)行管理成本高。適用條件適用于大、中、小型污水處理廠；適用于地下水位較高和地質(zhì)條件較差適用于大、中型污水處理廠；適用于地下水位較高的地區(qū)。適用于處理水量不大的小型污水處理廠；常用于地下水位較高的地方。適用于舊沉淀池的改建、擴(kuò)建和挖潛；適用于初沉池，不宜用于二沉池。綜上所述，設(shè)計(jì)二沉池采用的中水進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池。6、消毒污水處理廠常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外線消毒等四種，他們的優(yōu)缺點(diǎn)使用情況如下：名稱液氯消毒漂白粉消毒臭氧消毒紫外線消毒優(yōu)點(diǎn)價(jià)格便宜，效果可靠，投配設(shè)備簡單。投加設(shè)備簡單，價(jià)格便宜。消毒效率高，能有效

21、的降解水中殘留有機(jī)物、色味等，污水溫度、PH值對(duì)消毒效果影響小，不產(chǎn)生難處理或生物積累性殘余物。是紫外線照射和氯化同作用的物理化學(xué)方法，消毒效率高，占地面積小。缺點(diǎn)對(duì)生物有害作用，并且可能產(chǎn)生致癌物質(zhì)。投配量不準(zhǔn)確，溶解劑調(diào)制不便，勞動(dòng)強(qiáng)度大投資大，成本高，設(shè)備管理負(fù)責(zé)。紫外線照射燈具貨源不足，電耗能量較多，沒有持續(xù)消毒能量。適用條件適用于大、中型規(guī)模的污水處理廠。適用于消毒要求不高或間斷投加的小型污水處理廠適用于出水水質(zhì)較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠適用于小型污水處理廠綜上四種消毒的方法，本設(shè)計(jì)選用紫外線消毒。污水處理構(gòu)筑物的選擇1、 污泥池污泥池濃縮主要是降解污泥中的間隙水，來達(dá)

22、到使污泥減容地目的。經(jīng)濃縮后的污泥近視糊狀，仍保持流動(dòng)性。濃縮池可分為氣浮濃縮池、重力濃縮池和離心濃縮池。比較下表如下：名稱特點(diǎn)氣浮濃縮池依靠微小氣泡與污泥顆粒產(chǎn)生粘附作用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，并得到濃縮。適用于濃縮活性污泥以及生物濾池等較輕的污泥，并且運(yùn)行費(fèi)用較高，儲(chǔ)泥能力??；連續(xù)式重力濃縮池用于濃縮初沉池污泥的進(jìn)出和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情況不多；間歇式重力濃縮池主要靠閥門控制污泥的進(jìn)出和上清液的排出，無刮泥系統(tǒng)，管理簡單。離心濃縮池利用污泥中的固、液相得密度不同，在高速旋轉(zhuǎn)地離心機(jī)中受到不同的離心力二是兩者分離，達(dá)到濃縮目的。離心分離一般要加入助凝劑，且耗電量大，在

23、達(dá)到相同的濃縮效果時(shí)，其他電耗約為氣浮法的10倍。綜上所述，通過比較本設(shè)計(jì)采用重力濃縮池。污泥脫水污泥脫水的方法有自然干化，機(jī)械脫水及污泥燒干、焚燒等方法。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械脫水，采用帶式壓濾機(jī)。比較下表如下：名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)自然干化法簡單易行、污泥含水率低。占地面積大、衛(wèi)生條件差、鏟運(yùn)干污泥的勞動(dòng)強(qiáng)度大。機(jī)械脫水法真空過濾機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)、連續(xù)運(yùn)行、操作平穩(wěn)、全過程自動(dòng)化。多數(shù)污泥須調(diào)理才能過濾，且工序多，費(fèi)用高。過濾介質(zhì)緊抱在轉(zhuǎn)筒上，再生與清洗不充分，容易堵塞。帶式壓濾機(jī)工藝簡單、消耗動(dòng)力少、連續(xù)運(yùn)行。所需藥劑費(fèi)用較高。離心機(jī)設(shè)備小。效率高、分離能力強(qiáng)、操作條件好。制造工藝要求高、設(shè)備易磨損、對(duì)污泥的預(yù)處理要求高，必須使用高分子聚合電解質(zhì)作為調(diào)理劑。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用機(jī)械脫水，采用帶式壓濾機(jī)。六、平面布置1、平面布置的一般原則處理構(gòu)筑物的布置應(yīng)緊湊，節(jié)約土地便于管理；處理構(gòu)筑物的布置應(yīng)盡可能按流程順序布置，以避免管線迂回，同時(shí)應(yīng)充分利用地形以減少土方量；經(jīng)常有人工作的地方如辦公、化驗(yàn)等應(yīng)布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的