環(huán)境工程設計基礎課件

環(huán)境工程設計基礎

第一章緒論1.1、課程的內(nèi)容1.2、環(huán)境工程設計程序1.3、環(huán)境工程設計的原則1.4、環(huán)境工程設計的特點1.1、課程的內(nèi)容環(huán)境工程設計的原則；廠址選擇；流程設計；車間或工序的布置；管道設計；設備選用；技術經(jīng)濟評價分析。環(huán)境工程的水、氣、渣和噪聲等不同方向共有的基礎1.2、環(huán)境工程設計程序項目建議書可行性研究工程設計項目竣工驗收初步設計技術設計施工圖設計（投資估算）（設計概算）（修正概算）（施工圖預算）（竣工決算）1.2.1、項目建議書（預可行性研究）我國規(guī)定，比較大(投資在3000萬以上)的工程項目，需進行預可行性研究；由建設單位向上級機關申報；需經(jīng)專家評審，將評審意見附在報告后面送上級報告再經(jīng)專家評審，送上級機關審批（我國的審批機關屬科學委員會系統(tǒng)）；經(jīng)審批以后“立項”，然后才能進行可行性研究和其它正式設計工作。城市二級生物污水處理廠綜合造價指標返回規(guī)模（萬m3/d）〉2010~205~102~51~2指標總造價

[元/（m3·d）]1300~15001500~16501650~19001900~23002300~2700*引自《全國市政工程投資估算指標》.第四分冊，排水工程某市城市污水處理工程項目建議書1．項目概況(1)項目名稱、委托單位及編制單位(2)項目內(nèi)容提要2．項目建設的必要性及依據(jù)(1)項目建設的必要性(2)編制依據(jù)3．項目內(nèi)容與范圍，擬建規(guī)模和建設地點(1)城市概況(2)項目內(nèi)容與范圍(3)城市污水處理廠建設規(guī)模(4)城市污水處理廠廠址選擇(5)坡市污水干管和主干管建設規(guī)模及定線(6)回用水深度處理工程的建設規(guī)模(7)回用水對象及回用水主干管定線返回某市城市污水處理工程項目建議書4．工藝方案及主要設備的選擇(1)城市污水水質(zhì)及治理目標(2)污水處理工藝沉程(3)回用水深度處理工藝流程(4)國際招標設備及儀表5．建設工期安排6．投資估算及資金籌措計劃(1)估算范圍及依據(jù)(2)投資估算表(3)資金籌措計劃7．財務評價(1)污水處理運行成本(2)回用水處理運行成本(3)財務收入(4)財務指標1.2.2、可行性研究可行性研究是運用多種科學成果保證實現(xiàn)工程建設最佳社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益的綜合性科學；對與工程有關的所有方面進行調(diào)查研究和綜合論證，為擬建項目提供科學依據(jù)，從而保證所建項目技術上先進可行，經(jīng)濟上合理有利，社會及環(huán)境效果皆優(yōu)；論證工程項目的可行性，提出工程的最佳可行性方案；可行性研究是國家控制投資的重要決策依據(jù)，批準以后才可以委托設設計單位進行設計。可行性研究的內(nèi)容（建設以污水處理廠為例）：(1)項目的背景和歷史；(2)工程規(guī)模；(3)污水收集系統(tǒng)；(4)廠址選擇；(5)多技術方案比較及推薦方案；(6)管理機構及人員配備；(7)工程費用估算；(8)項目實施時間安排；(9)頂目的經(jīng)濟及環(huán)境評價。某污水處理廠工程可行性研究報告一、慨述(一)編制依據(jù)(二)污水水量、水質(zhì)和接管要求二、工程方案(一)管道系統(tǒng)(二)處理廠位置及用地(三)污水處理工藝選擇(四)生物處理方案(五)方案比較(六)推薦比較(七)人員編制、輔助建筑及水耗、藥耗和電耗(八)排放口方案三、工程投資估算及資金籌措(一)工程投資估算原則(二)工程投資估算表(三)資金籌措四、工程近遠期結合問題五、工程效益分析六、工程進度安排七、存在問題及建議八、附圖及附件返回1.2.3、工程設計——初步設計深化可行性研究報告提出的推薦方案并進行局部的方案比較，提出拆遷、征地的范圍和數(shù)量，以及主要工程數(shù)量、主要材料設備數(shù)量，編制設計文件和工程概算。對未進行可行性研究的設計項目，在初步設計階段應進行方案比選工作，并應符合規(guī)定的深度要求。初步設計的深度應能控制工程投資，滿足審批、編制施工圖設計、主要設備訂貨、招標以及施工準備的要求。初步設計階段的成果是初步設計文件，經(jīng)主管部門批準后即作為施工圖設計的依據(jù)。初步設計文件包括的內(nèi)容：（1）設計說明書工程概況工程設計的細節(jié)（2）主要工程數(shù)量（3）主要材料和設備數(shù)量（4）工程概算（5）設計圖紙

總體布置圖：1:5000~1:20000處理廠平面布置圖：1:200~1:500污水、污泥流程斷面圖（即高程布置圖）：1:100~1:200主要排水干管、干渠平面、縱斷面圖主要構筑物建筑圖：1:100~1:200主要輔助建筑物建筑圖供電系統(tǒng)和主要變、配電設備布置圖自動控制儀表系統(tǒng)布置圖通風、鍋爐房及供熱系統(tǒng)布置圖機械設備布置圖：1:50~1:200非標機械設備總裝圖：1:50~1:200某污水處理廠工程初步設計一、概論(一)設計依據(jù)(二)概述(位置、服務范圍、排水系統(tǒng)、污染狀況)二、污水工藝設計(一)污水量計算(二)排水系統(tǒng)選擇與污水管設計(三)污水處理設計

1．水質(zhì)

2．處理流程

3．處理廠平面布置

4．污水及污泥處理構筑物設計

(1)污水部分

(2)污泥部分

(3)輔助構筑物返回某污水處理廠工程初步設計三、結構建筑設計(一)工程地質(zhì)概況(二)主要建(構)筑物及標推(三)主要工程材料四、機電及自動化控制設計(一)非標準機械設備(二)配電設計(三)自控及熱工檢測儀表五、生產(chǎn)管理(一)人員編制(二)電力消耗(三)污泥及沼氣六、工程概算(一)編制依據(jù)(二)維修運輸設備(二)污水廠主要設備(四)廠外管道、材料數(shù)量(五)處理廠管道、材料數(shù)量(六)主要非標準設備(七)主要配電設備(八)自控及熱工儀表1.2.3、工程設計——施工圖設計施工圖設計在初步設計批淮以后進行，以初步設計的圖紙和說明書為依據(jù)進行編制，使擴大初步設計進一步詳細化，以便進行施工。所以，施工圖是整個設計過程的終結，是全部設計內(nèi)容的體現(xiàn)。在施工圖設計以前，工程中所有的重大技術問題都已經(jīng)確定。所以，施工圖設計的任務是將污水廠各構筑物的每個細節(jié)都用圖紙表現(xiàn)出來，將污水廠的各構筑物的平面位置及高程精確地表現(xiàn)在圖上，所以圖紙的數(shù)量很大。每張圖需按比例、用標淮圖例精確繪制，以便施工人員準確地各構筑物按設計要求造在預定的位置上。1.2.3、工程設計——施工圖設計提供能滿足施工、安裝、加工和使用要求的設計圖紙、說明書、材料設備表以及要求設計部門編制的施工預算。如果與已經(jīng)批準的初步設計有較大變動時，需經(jīng)原審批部門批準，如果建設單位提出重大變更時，需通過計劃管理部門，重新安排任務。施工圖設計階段的成果是施工圖設計文件，它是進行工程施工的依據(jù)。施工圖設計文件包括設計說明書、工程預算、主要材料及設備表和設計圖紙。1.2.4、項目竣工驗收環(huán)境保護設施與主體工程建成后經(jīng)負荷試車合格，其防治污染能力適應主體工程的需要；外排污染物符合經(jīng)批準的設計文件和環(huán)境影響報告書中提出的要求；建設過程中受到破壞并且可恢復的環(huán)境已經(jīng)得到修整；環(huán)境保護設施能正常運轉(zhuǎn)，符合使用要求。環(huán)境工程設計程序總結設計前期設計階段設計后期項目建議書可行性研究初步設計施工圖設計配合施工工程試運轉(zhuǎn)設計回訪工程設計總結主要由建設單位實施設計單位1.3、環(huán)境工程設計原則遵循國家法律、管理條例優(yōu)先考慮清潔生產(chǎn)技術先進適用安全經(jīng)濟清潔生產(chǎn)的典型實例清潔生產(chǎn)的典型實例說明：清水用量大大減少：補充蒸發(fā)水量1~2t/t紙，GWPB2－1999規(guī)定用水量不超過60t/t紙；廢水達到了零排放，GWPB2－1999造紙排水COD不超過150mg/L；剩余污泥回用造紙；轉(zhuǎn)化廢水中COD為有價值的能源——沼氣（去除1kgCOD可產(chǎn)生0.35m3的純甲烷）1.4、環(huán)境工程設計的特點1、復雜性、交叉性涉及專業(yè)多，從設計說明書可以看出來，需要給水排水、化工、能源和電氣等多種專業(yè)。環(huán)境工程專業(yè)從土木、公共衛(wèi)生、生態(tài)學等發(fā)展而來。2、創(chuàng)新性3、社會性，經(jīng)濟性參考文獻[1]劉紅.水處理工程.中國環(huán)境出版社[2]孫力平.污水處理新工藝與設計計算實例.科學出版社[3]賀延齡.廢紙制漿造紙廢水的封閉循環(huán)和零排放.中華紙業(yè).2001，22（2）：13~16第二章環(huán)境工程設計的原則2.1、環(huán)境保護法體系2.2、建設項目環(huán)境保護管理2.3、重點污染物排放的總量控制2.1、環(huán)境保護法體系環(huán)境保護基本法：憲法與環(huán)境保護法環(huán)境資源單行法環(huán)境保護標準處理環(huán)境糾紛的法規(guī)地方環(huán)保法規(guī)國際條約與協(xié)定：臭氧層、氣候變化、生物多樣性、海洋污染等環(huán)境污染防治法：大氣、水、噪聲、固廢、有毒有害物、海洋污染等自然資源保護法：土地、礦產(chǎn)、森林、草原等自然保護法律：水土保持、自然保護區(qū)等建設項目環(huán)境管理和環(huán)境影響評價制度環(huán)境質(zhì)量標準污染排放標準環(huán)境基礎標準、方法標準、標準物質(zhì)標準等2.2、建設項目環(huán)境保護管理2.2.1、中國環(huán)境管理制度——老三項制度環(huán)境影響評價制度：對可能影響環(huán)境的重大工程建設、規(guī)劃或其他活動，事先進行調(diào)查、預測和評價，為防止和減少環(huán)境損害制定最佳方案?！叭瑫r”制度：指要求一切企業(yè)、事業(yè)單位在進行新建、改建和擴建工程時，對其中防治污染和其他公害的設施，必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投產(chǎn)的環(huán)境保護法律制度。排污收費制度：指一切向環(huán)境排放污染物的單位和個體生產(chǎn)經(jīng)營者，應當依照國家的規(guī)定和標準，繳納一定費用的制度。2.2.1、中國環(huán)境管理制度——老三項制度老三項制度存在的問題：強調(diào)預防新污染源，而對老污染源控制不夠；強調(diào)濃度標準，而對排放總量控制不夠；強調(diào)了單項、點源、分散控制，而綜合、區(qū)域、集中控制不夠；強調(diào)定性管理，而定量管理不夠；全國一個標準，沒有因地制宜。2.2.2、中國環(huán)境管理制度——新五項制度環(huán)境保護目標責任制城市環(huán)境綜合整治定量考核制排放污染物許可證制污染限期治理污染物集中控制制2.2.3建設項目環(huán)境管理條例環(huán)境影響評價：三級環(huán)評深度（環(huán)境影響報告書、環(huán)境影響報告表和環(huán)境影響登記表）；環(huán)境保護設施建設：三同時，試運行三個月內(nèi)申請驗收，申請之日30日內(nèi)完成驗收。2.3、重點污染物排放的總量控制2.3.1四個基本量水環(huán)境容量：水環(huán)境使用功能不受破壞條件下，受納污染物的最大數(shù)量，有稀釋容量和自凈容量組成。ECw=(Csiw-Coiw)×Vw+Gwi受納水域允許納污量：滿足不同設計水量條件，單位時間內(nèi)保護區(qū)所能受納的最大污染物量。控制區(qū)域容許排污量：受納水域允許納污量乘一個安全系數(shù)。排放口總量控制負荷指標夏青著《流域水污染物總量控制》

2.3.2、三種類型容量總量控制：自受納水域容許納污量出發(fā)，以水質(zhì)標準為控制基點，以污染源可控性、環(huán)境目標可達性，制定排放口總量控制負荷指標的總量控制類型。目標總量控制：自控制區(qū)域容許排污量控制目標出發(fā)，以排放限制為控制基點，從污染源可控性研究入手，進行各排放口總量控制負荷分配。行業(yè)總量控制：自總量控制方案技術、經(jīng)濟評價出發(fā)，以能源、資源合理利用為控制基點，從最佳生產(chǎn)工藝和實用處理技術兩方面進行各排放口總量控制負荷分配。2.3.3、容量總量控制實施目標：找到實現(xiàn)某一環(huán)保目標的區(qū)域治理費用最小方案目標函數(shù)其中P[j,k(j)]為第j個污染源采用第k(j)個技術措施的投資額約束條件就是我們的環(huán)保目標，用公式表示就是：

A(i,j)為第j個污染源對第i個控制點或面的影響系數(shù)；

B[j,k(j)]為第j個污染源采用第k(j)個技術措施時的排放量；

DS(i)為第i個點或面的環(huán)境質(zhì)量控制指標值；

i=1,2,…,M;DS(i)＞0

Bl為預留的環(huán)境容量。j=1,2,…,N;k(j)∈{1,2,…,L(j)}2.3.3、容量總量控制實施若一個區(qū)域只選擇一個控制點或面，則上式簡化為：從以上公式看出，要求得最佳的控制方案，需要首先確定DS(i)、A(i,j)、P[j,k(j)]和B[j,k(j)]污染源→治理技術措施→排放量→影響系數(shù)→環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響的方向?qū)嵤┛刂频姆较?.3.3、容量總量控制實施工作步驟：①確定保護的目標，即DS(i)A、明確區(qū)域功能，選擇相應的水質(zhì)標準

地面水質(zhì)標準分為五類：Ⅰ為源頭水、國家自然保護區(qū)；Ⅱ為集中式生活飲用水水源地一級保護區(qū)、珍貴魚類保護區(qū)；Ⅲ為集中式生活飲用水水源地二級保護區(qū)；Ⅳ為工業(yè)用水和娛樂用水；Ⅴ為農(nóng)業(yè)用水和一般景觀用水。每一類水質(zhì)都有幾十個不同的指標，需進一步細化目標。B、確定污染類型有機物污染：DS(i)選COD、BOD富營養(yǎng)化：選NH4-N、TN或PO4-P、TP有毒有害物質(zhì)污染：DS(i)選Hg、Cd、CN-等2.3.3、容量總量控制實施②功能可達性分析A、污染源調(diào)查，確定重點污染源面源（降雨）和點源，點源按排污總量排隊B、確定污染最嚴重時段——枯水期根據(jù)水文資料查處其枯水期流量和污染物濃度C、混合區(qū)范圍確定（控制斷面應設置在混合區(qū)外）根據(jù)水質(zhì)模型，與河流流速、排污水流速和排污口位置等有關D、功能區(qū)水質(zhì)達標率的評價達標率90%，可進一步利用環(huán)境容量，節(jié)約投資2.3.3、容量總量控制實施③排污總量指標的優(yōu)化分配A、污染單位給出削減污染物方案k(j)，并給出相應的投資P[j,k(j)]和削減后的排污量（也稱源強）B[j,k(j)]；B、編制源強表和投資表，用數(shù)學規(guī)劃法確定最佳方案；目的提前剔出不合理方案，降低后續(xù)工作量。離散規(guī)劃要求列表時源強按由小到大排列，相應投資由大到小。例、某污染源治理投資與排放量表表1、原始數(shù)據(jù)措施源強(g/s)投資(萬元)L10.83.8L21.21.8L31.24.0L43.363.8L525.20.5L613.12.5表2、源強由小到大排序措施源強(g/s)投資(萬元)L10.83.8L21.21.8L31.24.0L43.363.8L613.12.5L525.20.5例、某污染源治理投資與排放量表表3、源強等值優(yōu)化(取投資最小)措施源強(g/s)投資(萬元)L10.83.8L21.21.8L31.24.0L43.363.8L613.12.5L525.20.5表4、投資額等值優(yōu)化(取源強最小)措施源強(g/s)投資(萬元)L10.83.8L21.21.8L43.363.8L613.12.5L525.20.5例、某污染源治理投資與排放量表表5、保留投資小且排放量小方案措施源強(g/s)投資(萬元)L10.83.8L21.21.8L613.12.5L525.20.5表6、篩選后方案措施源強(g/s)投資(萬元)L10.83.8L21.21.8L525.20.5③排污總量指標的優(yōu)化分配C、計算不同方案的影響系數(shù)A(i,j)

F[X(i,j)]為污染源j到第i個控制點或斷面的衰減系數(shù)；

x為污染源j到第i個控制點或斷面的距離；

k為污染物降解系數(shù)；

U為河流流速；

Q(j)為各污染源排污流量，其中Q(0)為河流自身流量故要考慮河流狀況③排污總量指標的優(yōu)化分配D、將P[j,k(j)],A(i,j),B[j,k(j)]和DS(i)帶入目標函數(shù)和約束條件求取各污染源的最佳控制方案；E、進一步優(yōu)化

污水調(diào)節(jié)：河流處于枯水期時用蓄污池把污水暫時儲存起來，待河流納污容量高時再排放，費用主要是建池費用。

河流流量調(diào)節(jié)：提高河流枯水期流量，興建水利工程。其他如局部人工充氧、清污分流等。2.3.4、目標總量控制當河流干枯時，由于不存在環(huán)境容量，也不具備使用功能，容量總量控制不再適用，要用目標總量控制。目標總量控制中目標總量即某一時期污染物排放的總量確定目標總量也要考慮許多因素：如環(huán)境影響、投資等然后采用容量總量控制相同的規(guī)劃方法進行排污口的排污量分配。2.3.5、行業(yè)總量控制通過與行業(yè)內(nèi)最佳生產(chǎn)工藝和先進處理技術比照，確定行業(yè)相應的排污量。三者不同：容量..：以水質(zhì)標準為目標，進行負荷分配；目標..：以排放限制為目標(控制基點)，進行負荷分配;

行業(yè)..：以能源和資源的合理利用為控制基點2.3.6、總量控制的優(yōu)點突破了濃度控制一刀切的做法，使區(qū)域總投資降低；突破了原先水環(huán)境保護對所有水域同一標準的要求，實施水體功能分區(qū)保護。實例：德國恩姆歇爾河(RethinkingtheEmscher)RethinkingtheEmscherEmscherMouth100萬t/d，1976DortmundNorth1994Bottrop1996下游集中處理改為沿河分散處理，將Emscher河分為6個區(qū)段參考文獻：[1]胡炳清.總量控制中的離散規(guī)劃.中國環(huán)境科學出版社[2]郭懷成.環(huán)境規(guī)劃學.高等教育出版社[3]王寶貞，王琳.水污染治理新技術、新工藝、新概念、新理論.科學出版社第三章廠址選擇與總平面布置3.1、廠址選擇3.2、總平面布置3.3、高程布置3.1、廠址選擇3.1.1概述1、廠址選擇在工程設計中的位置和重要性項目建議書階段可行性研究初步設計施工圖設計廠址選擇實例1

——德州市污水處理廠選址市區(qū)面積30.1km2，非農(nóng)業(yè)人口約25.3萬，近期污水排放量為14.0萬m3/d（1998年做可行性研究報告）。1993年在城市西部排水系統(tǒng)下游約10km處A地修建了兩座容積約1萬m3的氧化塘，明渠輸水，對周圍環(huán)境衛(wèi)生影響很大，而且由于排水量增加，一直超負荷運轉(zhuǎn)，出水不能達標。遠期規(guī)劃期限到2010年，預測人口為50萬，城區(qū)面積為53km2。廠址選擇實例1

——德州市污水處理廠選址考慮了城市污水處理廠選址的一些基本要求（室外排水設計規(guī)范http://,，/），如位于城市排水系統(tǒng)下游，交通便利并靠近納污水體，地域開闊有擴建的余地，及城市的總體規(guī)劃，初步選定三處廠址，位置大致如下。C3kmB6kmA10km廠址選擇實例1

——德州市污水處理廠選址地質(zhì)條件：B、C兩地目前都是莊稼田，地質(zhì)條件較好，A地為原氧化塘，地勢低洼，且存在淤積問題；環(huán)境衛(wèi)生：三地都處于城市主導風向的下風向，但C地距城市較近，且遠期規(guī)劃處于市區(qū)邊緣；輸水費用（埋深超過6m需設中途泵站提升污水）廠址增加管道長度/km增加埋深/m中途泵站/座A1061B63.61C31.80廠址選擇實例1

——德州市污水處理廠選址若考慮污水回用，由于C地輸水距離短，有優(yōu)勢一些。綜合考慮以上幾點，最終選擇C地為污水處理廠廠址。C地遠期規(guī)劃位于市區(qū)邊緣，可通過建設綠化隔離帶和進行廠內(nèi)綠化等措施改善周圍環(huán)境衛(wèi)生條件。如上海市曲陽污水處理廠就與曲陽新村、曲陽中學比鄰而建。城市污水處理廠選址室外排水工程規(guī)范（2000年版）：1、污水處理廠位置的選擇，應符合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和排水工程總體規(guī)劃的要求，并應根據(jù)下列因素綜合確定：

(1)在城鎮(zhèn)水體的下游；

(2)在城鎮(zhèn)夏季最小頻率風向的上風側(cè)；

(3)有良好的工程地質(zhì)條件；

(4)少拆遷，少占農(nóng)田，有一定的衛(wèi)生防護距離；

(5)有擴建的可能；

(6)便于污水，污泥的排放和利用；

(7)廠區(qū)地形不受水淹，有良好的排水條件；

(8)有方便的交通、運輸和水電條件。2、污水廠的廠區(qū)面積應按遠期規(guī)模確定，并作出分期建設的安排。固體廢物填埋場選址應遵循的原則地下水位應低，距下層填埋物至少1.5m遠離居民區(qū)500m，位于城市下風向交通運輸方便地下水防護條件好，防滲襯里如瀝青、橡膠、塑料薄膜，滲透系數(shù)<10－7cm/s，厚度至少為1m不在石灰?guī)r地區(qū)不在地震多發(fā)區(qū)2、廠址選擇的原則（1）服從國家長遠規(guī)劃和城鎮(zhèn)規(guī)劃；（2）選擇與建設項目性質(zhì)相適應的環(huán)境條件；（3）節(jié)約用地；（4）生產(chǎn)力布局；（5）注意環(huán)境保護和生態(tài)平衡。規(guī)劃的兩種方法：土地開發(fā)度評價：S=L/U

L為土地條件等級（1~4）；U為土地利用現(xiàn)狀（1~5）生態(tài)適宜度分析：選擇生態(tài)因子，如風、噪聲、綠地覆蓋率、大氣質(zhì)量等評分3、廠址選擇的基本要求

不同行業(yè)對廠址的要求不同，但其共同的要求是：滿足企業(yè)生產(chǎn)、建設和職工生活的要求，又應有利于所在城鎮(zhèn)和工業(yè)小區(qū)的總體規(guī)劃，不能危害周圍環(huán)境、城鎮(zhèn)、河流和景觀。(1)工程地質(zhì)條件；(2)地形要求；(3)周圍設施條件；(4)特殊要求。3.1.2廠址選擇的環(huán)保要求1、背景濃度環(huán)境容量公式：

EC=(Cs-Co)×V+G

環(huán)境容量大的地方，如荒山、海灘等，治理費用要小得多。2、風向3.1.2廠址選擇的環(huán)保要求

矢線長度代表風向頻率大小，表示污染的時間。矢線末端風速羽代表平均風速，表示擴散程度，一羽代表0.5m/s。風向?qū)S址的影響：污染源在最小頻率風向的上測；避免各工廠重復污染；排放量大、毒性大的遠離居住區(qū)。自然條件簡單的采取上下風原則，自然條件復雜的污染嚴重工廠布置于主導風向側(cè)面。3.1.2廠址選擇的環(huán)保要求3.1.2廠址選擇的環(huán)保要求3、污染系數(shù)綜合風速和風向的影響：4、靜風全年靜風出現(xiàn)頻率高（超過40%）或持續(xù)時間長的地區(qū)不宜建廠。3.1.2廠址選擇的環(huán)保要求5、溫度層結和大氣穩(wěn)定度逆溫帽（輻射、下沉、湍流、平流和鋒面逆溫）不利于大氣污染物擴散；大氣穩(wěn)定度指空氣在垂直方向的穩(wěn)定程度。根據(jù)風速、日照量和云量把大氣穩(wěn)定度分為六類：強不穩(wěn)定、不穩(wěn)定、弱不穩(wěn)定、中性、較穩(wěn)定和穩(wěn)定，分別以A、B、C、D、E、F表示；建設項目的廠址選擇應充分考慮到大氣穩(wěn)定度的影響。3.1.2廠址選擇的環(huán)保要求6、地形影響盆地地形易形成平流逆溫；山地周圍；7、自然環(huán)境與社會環(huán)境自然環(huán)境：如排放毒氣，H2S（石化廠）、CO（合成氨廠）、SO2（硫酸廠、火電廠）對人體的危害都很大，HF對農(nóng)林業(yè)的危害；社會環(huán)境：接近原料產(chǎn)地也銷售地的策略。3.1.3廠址選擇的其他要求1、原料供應(1)原料因素在廠址選擇中占很重要的地位原料費用占生產(chǎn)費用能夠的60%~80%；原料的消耗量很大；接近原料產(chǎn)地，開發(fā)新原料；(2)原料種類的選擇原料的來源和數(shù)量；技術上的可能性；3.1.3廠址選擇的其他要求交通運輸條件；合理利用國家資源，從本地區(qū)具體條件出發(fā)；綜合利用。(3)原料基地的評價礦物的儲量與品位；開采條件；經(jīng)濟地理條件。3.1.3廠址選擇的其他要求2、能源的供應耗能大的企業(yè)建在大型水電站或廉價燃料基地；燃料來源要考慮開采和運輸、加工利用上都是經(jīng)濟的；考慮能源分配的盈虧情況。3、水源的供應足夠的水量和一定的水質(zhì)；全局出發(fā)，相互協(xié)作，綜合利用；靠海地區(qū)能利用海水的地方利用海水；節(jié)約用水，循環(huán)水系統(tǒng)、回用水。3.1.4廠址選擇的步驟1、準備階段首先明確自身的要求：工廠的生產(chǎn)規(guī)模和擴建規(guī)劃為前提，確定原料、產(chǎn)品運輸量、能源水源、職工需求量及行業(yè)特殊要求；進行選點（建設地點選擇）和定址（具體地址的選擇）調(diào)查初步選定的幾個地址，如：地形、地貌、土壤、工程地質(zhì)、水文、交通等確定廠區(qū)及各功能區(qū)位置3.1.4廠址選擇的步驟原料、產(chǎn)品運輸量能源、水源、職工行業(yè)特殊要求選點和定址環(huán)境條件原料能源水源氣象地質(zhì)水文社會3.1.4廠址選擇的步驟2、方案比較階段（1）技術條件比較定性比較：列出主要影響因素，如位置、地質(zhì)條件、占地、運輸、環(huán)境保護等，確定每個因素的最高分和等級，然后評分，根據(jù)總分得出評定結果。定性分析只能用于廠址方案的初步篩選，定性分析后還需要定量分析最終確定廠址方案。3.1.4廠址選擇的步驟廠址技術條件比較表環(huán)境因素背景濃度（環(huán)境容量）氣象條件（氣溫、水量、風向、污染系數(shù)、靜風、大氣穩(wěn)定度）土地狀況（地形、地質(zhì)條件、耕地荒地）社會環(huán)境（生活條件、通訊條件）其他要求原料（交通運輸條件）能源（電、熱等）水源（自來水、地表水、地下水、回用水）3.1.4廠址選擇的步驟（2）經(jīng)濟條件比較通過衡算基建投資和經(jīng)營費用，比較不同方案的經(jīng)濟效益。基建投資土地購置費、場地開拓費（土方、石方）、地基工程供水工程（水井、泵房、管道）交通運輸工程（鐵路、公路、碼頭建設）動力工程（供電、供汽）、通訊工程拆遷及安置費、其他費用經(jīng)營費用原料、材料、運費水、電、人工、管理、維修費及其他返回廠址選擇實例2

——肇慶市后瀝水廠選址（1）計算規(guī)模2010年規(guī)劃需水量（根據(jù)人口，工業(yè)發(fā)展等）：71萬m3/d現(xiàn)供水情況：4個水廠，供水能力為26萬m3/d，可擴建至41萬m3/d故規(guī)劃需水量為30萬m3/d，這也是新水廠的建設規(guī)模（2）水源調(diào)查臨西江河，最大流量47200m3/d，最小2050m3/d水質(zhì)需II類或III類水質(zhì)（3）行業(yè)特殊要求不受洪水威脅——影響水質(zhì)、設備廠址選擇實例2

——肇慶市后壢水廠選址廠址選擇實例2

——肇慶市后瀝水廠選址（4）選點和定址考慮原端州區(qū)和鼎湖區(qū)的供水系統(tǒng)各自獨立，為增加系統(tǒng)安全性，欲將兩區(qū)供水管網(wǎng)連起來。故選擇在兩區(qū)交界的羚羊峽下游出水口左岸，往兩個區(qū)的供水線路最短，可縮減大量的工程投資費用。（5）調(diào)查環(huán)境條件進一步考察附近沒有建筑物，不占農(nóng)田；而且在羚羊山腳下，利用高度，可實現(xiàn)重力輸水；吸水口上游3000m至下游200m之間沒有污染性工業(yè)；在水廠上下游設置兩控制斷面監(jiān)測水質(zhì)，發(fā)現(xiàn)除石油類超II類標準，其他都滿足，吸水口處符合II類標準。3.2、總平面布置3.2.1一般工廠總平面布置的原則3.2.2污水處理廠總平面布置的原則3.2.3平面布置實例3.2.1一般工廠總平面布置的原則1、生產(chǎn)車間布置生產(chǎn)線路盡可能直線，無返回流動；功能工藝相似的車間、工段盡可能布置在一起，便于集中管理；車間之間管道盡可能沿道路鋪設；有害氣體車間布置在下風向。2、環(huán)保車間布置在廠區(qū)一側(cè)，也可布置在靠近污染源的地方。3.2.1一般工廠總平面布置的原則3、輔助車間鍋爐房附近不能配置有起火或爆炸危險的車間或易燃品倉庫、應將它們放置于廠區(qū)的下風位置；配電室一般應布置在用電大戶附近，并位于產(chǎn)生空氣污染的上風位置；機修車間應放與各生產(chǎn)車間聯(lián)系方便而安全的位置；中心實驗室和儀表修理間一般應置于于清潔衛(wèi)生、震動和噪聲少、灰塵少的上風位置；倉庫應設在與生產(chǎn)車間聯(lián)系方便并靠近運輸干線的位置；消防站應設在一旦發(fā)生火災車輛能順利到達現(xiàn)場的有利地點，并能通向廠外的交通要道。3.2.1一般工廠總平面布置的原則4、行政管理部門和住宅區(qū)管理部門建在廠區(qū)邊緣或廠外，最好在上風位置；住宅區(qū)建在廠區(qū)外圍，上風位置。5、建筑物間距離考慮防火：防火距離可以保證一旦失火，在蔓延距離內(nèi)消防隊員可以趕到；考慮采光和通風：建筑物間距不小于15m，有15m以上的高建筑物，間距不應小于兩相鄰建筑物高度之和的一半。3.2.1一般工廠總平面布置的原則6、廠內(nèi)道路人行道寬度1.8~2m；車行道寬度不小于5m，并應有回車道。7、其他綠化面積：污水處理廠不小于30%，水廠不小于20%。3.2.2污水處理廠總平面布置的原則（參考室外排水工程規(guī)范：2000年版）1、整體布置污水廠的總體布置應根據(jù)廠內(nèi)各建筑物和構筑物的功能和流程要求，結合廠址地形、氣象和地質(zhì)條件等因素，經(jīng)過技術經(jīng)濟比較確定，并應便于施工、維護和管理。污水廠廠區(qū)內(nèi)各建筑物造型應簡潔美觀，選材恰當，并應使建筑物和構筑物群體的效果與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。生產(chǎn)管理建筑物和生活設施宜集中布置，其位置和朝向應力求合理，并應與處理構筑物保持一定距離。3.2.2污水處理廠總平面布置的原則2、各處理單元構筑物的平面布置污水廠的工藝流程、豎向設計宜充分利用原有地形，符合排水通暢，降低能耗、平衡土方的要求。污水和污泥的處埋構筑物宜根據(jù)情況盡可能分別集中布置。處理構筑物的間距應緊湊、合理，并應滿足各構筑物的施工、設備安裝和埋設各種管道以及養(yǎng)護維修管理的要求。廠區(qū)消防及消化池，貯氣罐、余氣燃燒裝置、污泥氣管道及其它危險品倉庫的位置和設計，應符合現(xiàn)行的《建筑設計防火規(guī)范》的要求。杭州四堡污水處理廠蛋形消化池重慶雞冠石污水處理廠在建消化池發(fā)生火災3.2.2污水處理廠總平面布置的原則3、管、渠的平面布置污水廠并聯(lián)運行的處理構筑物間應設均勻配水裝置，各處理構筑物系統(tǒng)間宜設可切換的連通管渠。污水廠內(nèi)各種管渠應全面安排，避免相互干擾，管道復雜時宜設置管廊，處理構筑物間的輸水、輸泥和輸氣管線的布置應使管渠長度短、水頭損失小、流行通暢、不易堵塞和便于清通，各污水處理構筑物間的通連，在條件適宜時，應采用明渠。污水廠應合理地布置處理構筑物的超越管渠。處理構筑物宜設排空設施，排出的水應回流處理。3.2.2污水處理廠總平面布置的原則4、輔助部分污水廠附屬建筑物的組成及其面積，應根據(jù)污水廠的規(guī)模、工藝流程和管理體制等結合當?shù)貙嶋H情況確定，并應符合現(xiàn)行的有關規(guī)定。根據(jù)維護管理的需要，宜在廠區(qū)內(nèi)適當?shù)攸c設置配電箱、照明、聯(lián)絡電話、沖洗水栓、浴室、廁所等設施。污水廠的綠化面積不宜小于全廠總面積的30％。污水廠內(nèi)可根據(jù)需要，在適當?shù)攸c設置堆放材料、備件、燃料或廢渣等物料以及停車的場地。污水廠應設置通向各構筑物和附屬建筑物的必要通道。3.2.3平面布置實例機修車間辦公及化驗室格柵除渣池初沉池曝氣池排入水體排至灌渠污泥泵房計量堰某城市污水處理廠平面布置3.2.3平面布置實例優(yōu)點：該廠平面布置的持點是：布置整齊、緊湊。兩期工程各自成獨立系統(tǒng)，對設計與運行相互干擾較少；辦公室等建筑物均位于常年主風向的上風向，且與處理構筑物有一定距離，衛(wèi)生、工作條件較好；在污水流入初次沉淀池、曝氣池與二次沉淀池時，先后經(jīng)二次計量，為分析構筑物的運行情況創(chuàng)造了條件；利用構筑物本身的管渠設立超越管線，既節(jié)省了管道，運行又較靈活。3.2.3平面布置實例缺點或潛在的問題：第二期工程預留地設在一期工程與廠前區(qū)之間，若二期工程改用不同的工藝流程或另選池型時，在平面布置上將受到一定的限制。泵站與濕污泥池均設于廠外，管理不甚方便。此外，三次計量增加了水頭損失。3.2.3平面布置實例某水廠平面布置3.2.3平面布置實例該水廠設計水量為10萬m3/d，分兩期建造。第一期和第二期工程各5萬m3/d。第一期工程建一座隔板絮凝加平流沉淀池和一座普通快濾池(雙排布置，共6個池)，沖洗水箱置于濾池操作室屋頂上。第二期工程同第一期工程。主體構筑物分期建造，水廠其余部分一次建成。全廠占地面積約25333m2(38畝)。生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開。水處理構筑物按工藝流程呈直線布置，整齊、緊湊。3.3、高程布置3.3、高程布置3.3、高程布置1、高程布置的主要任務確定各處理構筑物和泵房的標高；確定處理構筑物之間連接管渠的尺寸及其標高；通過計算確定各部標高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構筑物之間通暢地流動，保證污水處理廠的正常運行。3.3、高程布置2、為了降低運行費用和便于維護管理，污水在處理構筑物之間的流動，以按重力流考慮為宜(污泥流動不在此例)。為此，必須精確地計算污水流動中的水頭損失，水頭損失包括：

(1)污水流經(jīng)各處理構筑物的水頭損失，在作初步設計時，可按下也表中所列數(shù)據(jù)估算，但應當認識到，污水流經(jīng)處理構筑物的水頭損失，上要產(chǎn)生在進口和出口和需要的跌水(多在出口處)，而流經(jīng)處理構筑物本體的水頭損失則較小。3.3、高程布置污水流經(jīng)各處理構筑物的水頭損失構筑物水頭損失/cm構筑物水頭損失/cm格柵10~25曝氣池(污水潛流入池)25~50沉砂池10~25曝氣池(污水跌水入池)50~150平流沉淀池20~40生物濾池(2m,旋轉(zhuǎn)布水)270~280豎流沉淀池40~50生物濾池(2m,固定噴灑)450~475輻流沉淀池50~60混合池和接觸池10~30雙層沉淀池10~20污泥干化場200~3503.3、高程布置(2)污水流經(jīng)連接前后兩處理構筑物管渠(包括配水設備)的水頭損失——包括沿程與局部水頭損失。(3)污水流經(jīng)量水設備的水頭損失。3、注意事項(1)選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進行水力計算，并應適當留有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)都能夠運行正常；(2)計算水頭損失時，一般應以近期最大流量(或泵的最大出水量)作為構筑物和管渠的設計流量；計算涉及遠期流量的管渠和設備時，應以遠期最大流量為設計流量，并酌加擴建時的備用水頭；3.3、高程布置(3)設置終點泵站的污水處理廠，水力計算常以接納處理后污水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)也能自流排出，而水泵需要的揚程則較小，運行費用也較低。但同時應考慮到構筑物的挖土深度不宜過大，以免土建投資過大和增加施工上的困難。還應考慮到因維修等原因需將池水放空而在高程上提出的要求。(4)在作高程布置時還應注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需抽升的污泥量。3.3、高程布置例、基本情況：某廠初次沉淀池和二次沉淀池均為方形，周邊均勻出水。曝氣池為4座方形池，完全混合式，用表面機械曝氣器充氧與攪拌。在初沉池、曝氣池和二沉池之前，分別各設薄壁計量堰(F1為梯形堰，底寬0.5m，F(xiàn)2、F3為矩形堰，堰寬0.7m)。處理后的污水排入農(nóng)田灌溉渠道以供農(nóng)田灌溉，農(nóng)田不需水時排入某江，該江水位遠低于渠道水位。(1)設計流量：近期Qavg=174L/s，Qmax=300L/s.

遠期Qavg=384L/s，Qmax=600L/s.

回流污泥量按100%計算。(2)確定水頭損失最大的線路；3.3、高程布置3214567、8排入水體排入灌渠3.3、高程布置(3)水頭損失計算沿程損失：△h1=iL；局部損失按流速水頭的倍數(shù)計算

堰上損失

h0=1.25B△h3=h0+h1+h23.3、高程布置設計點流量(L/s)管渠設計參數(shù)尺寸D或B×H水深h(m)坡度i流速v(m/s)長度L(m)8~7入灌渠60010000.87~6出廠管60010000.80.0011.013906~5出廠管3006000.450.0351.371005~41500.6×10.35~0.25沉淀池出水總渠284~E75/20.30~0.530.38沉淀池集水槽2849.25m50.05m50.44m50.49m50.84m50.94m51.44m(4)列水力計算表；3.3、高程布置設計點流量(L/s)管渠設計參數(shù)尺寸D或B×H水深h(m)坡度i流速v(m/s)長度L(m)E~F3150450沉淀池入流管0.0280.9410F3150計量堰F3~D6000.84×10.64~0.420.64~0.42曝氣池出水總渠480.6×0.550.26曝氣池集水槽D~F2300計量堰51.75m52.16m52.38m52.38m52.64m3.3、高程布置設計點流量(L/s)管渠設計參數(shù)尺寸D或B×H水深h(m)坡度i流速v(m/s)長度L(m)F2~33000.84×0.850.62~0.54曝氣池配水渠3~2300600往曝氣配水渠0.00241.07272~C1500.6×10.35~0.25沉淀池出水總渠50.35×0.530.44沉淀池集水槽28C~F1150450沉淀池入流管0.00280.941153.22m53.44m53.66m54.33m54.65m3.3、高程布置設計點流量(L/s)管渠設計參數(shù)尺寸D或B×H水深h(m)坡度i流速v(m/s)長度L(m)F1150計量堰F1~11500.8×1.50.48~0.46沉淀池配水渠355.10m55.37m55.52m3.3、高程布置最終水頭損失為55.52-49.25=6.27m3.3、高程布置繪制時采用的比例尺：橫向與總平面圖同，縱向為1:50~1:100;總平面圖可根據(jù)污水處理廠的規(guī)模采用1:200~1:1000比例尺繪制，一般采用1:500。參考文獻[1]卜秋平，陸少鳴，曾科.城市污水處理廠的建設與管理.北京：化學工業(yè)出版社，2002[2]邢麗貞，孔進，王衛(wèi)東.德州市污水處理廠選址論證.山東建筑工程學院學報，2000，15（1）：41~43[3]陸雍森.環(huán)境評價.上海：同濟大學出版社，1998[4]葉軍.肇慶后瀝水廠的選址.中外建筑，2001,(3):25~26[5]中國建筑工業(yè)出版社編.室外排水工程規(guī)范.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003[6]張自杰.排水工程(第四版)下冊.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1996第四章污染源強度計算4.1污染源調(diào)查4.2污染源控制工程分析4.3污染物排放量的計算方法4.4廢氣排放計算4.5用水量和廢水排放量的計算4.3污染物排放量的計算方法1、實測法單個排污口時

Gj成為污染物排放量，單位t/d，也稱源強多個排污口時4.3污染物排放量的計算方法2、物料平衡法選擇合適的分析系統(tǒng)；選定恰當?shù)幕鶞饰铮恢饕褂玫氖窃氐馁|(zhì)量平衡；通過衡算可以得出單位產(chǎn)品的污染物排放量和排放的位置、形式；分為總量法和定額法；2、物料平衡法例、某化工廠年產(chǎn)重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)2010t，其純度為98％，每噸重鉻酸鈉耗用鉻鐵礦粉(FeO·Cr2O3)1440kg，鉻鐵礦粉含Cr2O3量為50％，重鉻酸鈉轉(zhuǎn)爐焙燒轉(zhuǎn)化率為80％，含鉻廢水年處理量為75000t，處理前廢水六價鉻濃度C0為0.175kg/t，處理后六價格濃度C1為0.005kg/t，鉻渣、鋁渣、芒硝未處理，試求該廠全年六價鉻的流失量。已知生產(chǎn)過程中總的化學反應方程式如下：

FeO·Cr2O3+2Na2CO3+H2SO4+7/4O2→Na2Cr2O7+Na2SO4+1/2Fe2O3+H2O+2CO2計算中選擇鉻作為基準物，以鉻的遷移轉(zhuǎn)化作為物料衡算的基礎。鉻與產(chǎn)品重鉻酸鈉的分子量比值為104/298，鉻與原料中Cr2O3的分子量比值為104/152，原料總耗量中鉻有效使用量為：

G原=2010×1440×0.5×104/152×0.8=792152kg重鉻酸鈉產(chǎn)品中的鉻含量為：

G產(chǎn)=2010×1000×0.98×104/298=687447kg廢水處理中處理掉的鉻量為：

G處=75000×1×（0.175-0.005）=12750kg則鉻的流失總量為：

G流失=G原-G產(chǎn)-G處=91955kg4.3污染物排放量的計算方法3、排放系數(shù)法產(chǎn)污系數(shù)：指在正常技術經(jīng)濟和管理條件下，生產(chǎn)單位產(chǎn)品或單位強度（如重量、體積和距離等）的產(chǎn)生污染活動所產(chǎn)生的原始污染物量。排污系數(shù)：指上述條件下經(jīng)污染控制措施削減后或未經(jīng)削減直接排放到環(huán)境中的污染量。個體產(chǎn)污系數(shù)：特定產(chǎn)品在特定工藝（包括原料路線）特定規(guī)模、特定設備技術水平以及正常管理水平條件下求得的產(chǎn)品生產(chǎn)污染物產(chǎn)生系數(shù)。綜合產(chǎn)污系數(shù)：按規(guī)定計算方法對個體產(chǎn)物系數(shù)進行匯總求取得一種產(chǎn)污系數(shù)平均值。3、排放系數(shù)法“工業(yè)污染物控制研究”調(diào)查了1029家企業(yè)，在實測、物料衡算和調(diào)查分析原始數(shù)據(jù)的基礎上，確定了48種產(chǎn)品的4398個系數(shù)。國家環(huán)境保護局科技標準司編.工業(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)手冊.北京:中國環(huán)境科學出版社,1996。計算公式：G=KM

其中K為單位產(chǎn)品的經(jīng)驗產(chǎn)污系數(shù)或排污系數(shù)，M為產(chǎn)品的產(chǎn)量。4.4廢氣排放計算1、燃料燃燒過程產(chǎn)生的廢氣量鍋爐燃料耗量計算：燃料的低位發(fā)熱值：考慮到燃料燃燒產(chǎn)物中水分狀態(tài)的不同，水分吸收汽化潛熱（約2510kJ/kg）呈蒸汽態(tài)時的發(fā)熱量為恒容低位發(fā)熱量，不吸收汽化潛熱呈液態(tài)時的發(fā)熱量為恒容高位發(fā)熱量。燃燒產(chǎn)生的煙氣量(m3/kg)1、燃料燃燒過程產(chǎn)生的廢氣量煙塵量的計算

B——耗煤量；

A——煤的灰分；

dfh——煙氣中煙塵占灰分量的百分數(shù)，其值與燃燒方式有關；

η——除塵系統(tǒng)的除塵效率；

Cfh——煙塵中的可燃物百分含量。1、燃料燃燒過程產(chǎn)生的廢氣量二氧化硫的計算

GSO2=2×80%×B×ωS×(1-η)氮氧化物的計算一氧化碳的計算4.4廢氣排放計算2、其他生產(chǎn)過程中氣體排放量水泥熟料燒成過程中SO2排放量煉鋁和制磷工業(yè)氟化物的排放量高爐煉鐵中一氧化碳排放量工業(yè)粉塵排放量燃燒電站煙塵和二氧化硫排放量4.5用水量和廢水排放計算4.5.1、用水量計算（給水）1、給水系統(tǒng)直流給水系統(tǒng)：一次性使用后排放；用水量=取水量循環(huán)給水系統(tǒng)：使用過的水經(jīng)過適當處理后重新回用，不再排入水體，補充新鮮水如蒸發(fā)等；用水量＞取水量循序給水系統(tǒng)（串級給水系統(tǒng)）：某車間出水供下一車間使用或經(jīng)適當處理后供下一車間使用；用水量＞取水量1、給水系統(tǒng)

給水系統(tǒng)最新發(fā)展：中水道技術——如何優(yōu)化中水道濃度（處理或稀釋）；水夾點技術：熱夾點技術：上世紀70年代，英國曼徹斯特理工學院(UMIST)Linhoff

教授提出，與美國聯(lián)碳公司合作對乙烯裝置換熱網(wǎng)絡改造，投資30萬美元，公用工程費用每年節(jié)約45萬美元，投資回收期8個月。馮霄.化工節(jié)能原理與技術（第二版）.北京:化學工業(yè)出版社,20041、給水系統(tǒng)水夾點技術：1994年英國曼徹斯特理工學院(UMIST)的Y.P.Wang和RobinSmith發(fā)表兩篇文章在chem.Eng.Sci.上，首次提出了水夾點技術；1995年，英國威爾士的孟山都公司首次開發(fā)使用了該技術，使新鮮水消耗量降低了30%，新建的廢水處理設施投資從1500萬美元降低到350萬美元，并使每年操作費用和原材料成本降低了100萬美元。JamesG.Mann,(美)Y.A.Liu著.姚平經(jīng)等譯.工業(yè)用水節(jié)約與廢水減量.北京:中國石化出版社,2002

2、用水總量的計算工業(yè)用水總量為：W=W1+W2廠區(qū)新鮮水用量：W2=W3+W4或

W2=WP+WE-WV重復用水量：W1=WS-WC廠區(qū)生活用水量：W4=0.365（q1N1+q2N2）4.5.2、廢水排放量1、幾個概念平均日流量(m3/d):

一般用來表示污水處理廠的規(guī)模，并用來計算污水廠的柵渣量、沉砂量、年抽升電量、耗藥量、處理總水量、總污泥量等。目前，我國對污水處理廠的規(guī)模按平均日流量劃分如下：小型污水處理廠：≤5萬m3/d

中型污水處理廠：5萬~10萬m3/d

大型污水處理廠：＞10萬m3/d1、幾個概念最大流量(m3/h或L/s)：污水處理廠進水管設計用此流量，污水廠各構筑物（除另有規(guī)定外）及廠內(nèi)管渠都應滿足此流量。由平均日流量根據(jù)“室外排水設計規(guī)范”的規(guī)定，選用其總變化系數(shù)Kz，而得到設計最大流量。當污水用泵抽升進入污水處理廠時，可用水泵組合流量作為設計最大流量，但組合流量應盡量與設計流量相吻合。設計最大流量用來計算各構筑物工藝尺寸(曝氣池除外)及廠內(nèi)管道的大小。1、幾個概念最小污水流量(m3/d)：根據(jù)經(jīng)驗，一般為平均日污水量的1/2~1/4。最小污水流量常用來作為污水泵選型或處理構筑物分組的考慮因素，當最小污水流量進入處理廠時，可以開啟一臺泵或使并行構筑物的一組(個)運行。降雨時的設計流量(m3/h或L/s)：降雨流量用于截流合流式的排水系統(tǒng)，它包括旱天流量和截流幾倍的初期雨水流量。用該流量校核初沉池以前的構筑物和設備，此時初沉池停留時間大于或等于30min。Aquiferstorageandrecovery(含水層儲存及回收）1、幾個概念日變化系數(shù)Kd為一年中最大日污水量與平均日污水量的比值變化系數(shù)；時變化系數(shù)Kh為最大日中最大時污水量與該日平均時污水量的比值；總變化系數(shù)Kz為最大日最大時污水量與平均日平均時污水量的比值。三者之間的關系為：Kz＝Kd×Kh當缺乏日變化系數(shù)和時變系數(shù)的數(shù)據(jù)時，可用下式計算Kz＝2.72/Qp0.108

其中Qp為平均日平均時污水流量2、廢水排放量的計算（1）實測法——流量計差壓式：在壓力管道中安裝孔板、噴嘴、文丘里管、均速管等節(jié)流裝置，用差壓變送器測取節(jié)流前后水流速度變化引起的壓差；如皮托管、孔板流量計和文丘里管等；轉(zhuǎn)子流量計：轉(zhuǎn)子在錐形管中的高度與環(huán)隙流速有關；速度式：水流過流量計時切割磁力線或與葉片一起旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生感應電勢；如電磁流量計（用于導電液體，適用于管道安裝）（1）實測法——流量計

超聲波流量計：測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。激光多普勒流速儀：多普勒效應堰式流量測定：在渠道或池上設置溢流薄壁堰，測量堰上水位，可換算成流量。堰式流量測定堰式流量測定每種類型的量水堰槽，都有自己的固定水位-流量對應關系。確定水位-流量關系時，三角堰要求要有渠道寬B、開口角度、上游堰坎高p的參數(shù)；矩形堰要有渠道寬B、開口寬b、上游堰坎高p的參數(shù)；巴歇爾槽只要求有喉道寬度的參數(shù)b。巴歇爾計量槽，又稱咽喉式計量槽，水頭損失小，底部沖刷力大，不易積泥，精確度高達95~98%，使用比較廣泛。堰式流量測定（1）實測法——流量計量水堰測量的要求：

a、渠道平整、水流呈直線流動區(qū)間；

b、堰板垂直設置，周圍不得滲透；

c、堰下水流低于堰頂，無雍水現(xiàn)象，水舌下空氣保持自由通路；

d、測量過堰水深H時，應在堰口上游大于3H處進行。另外兩種測流量的方法：浮標法和容量法（2）水量平衡法W=W1-(W2+W3+W4+W5)

其中W為工業(yè)廢水排放量，W1為工業(yè)生產(chǎn)新鮮水用量，W2為產(chǎn)品帶走水量，W3為水漏失量，W4為鍋爐用水量，W5為其他損失量。第五章、工藝流程設計5.1工藝路線選擇5.2廢水處理方法的選擇與評價5.3工藝流程設計工藝流程設計的重要性工藝流程設計是工程設計中非常重要的環(huán)節(jié)，它通過工藝流程圖的形式，形象地反映了物料的流向以及生產(chǎn)中所經(jīng)歷的工藝過程和使用的設備儀表。工藝流程圖集中地概括了整個生產(chǎn)過程的全貌。工藝流程設計是工藝設計的核心。在整個設計中，設備選型、工藝計算、設備布置等工作都與工藝流程有直接關系。只有流程確定后，其他各項工作才能開展，工藝流程設計涉及各個方面，而各個方面的變化又反過來影響工藝流程設計，甚至使流程發(fā)生較大的變化。因此，工藝流程設計動手最早，而往往又結束最晚。5.1工藝路線選擇5.1.1工藝路線選擇的原則1、合法性；2、先進性；3、可靠性；4、安全性；5、簡潔和簡單性5.1.2工藝路線選擇的基本步驟1、收集資料，調(diào)查研究(1)概況處理的規(guī)模污染物的排放方式：間歇或連續(xù)；污染物的主要類別及廢水性質(zhì)：酸堿性、可吹脫性、可吸附性、可化學氧化性、毒性、可生化性等R-COOH、R-COO-R或R-OH的非毒性脂肪族化合物易降解；R-CO-R和C=C中等可降解；RNH2和ROH的降解性有:伯碳＞仲碳＞叔碳；RX鹵素取代程度越高越難降解。廢水中的有機成分及其可處理性污水COD組成污水中氮的組成污水中固體顆粒的組成許保玖：當代給水與廢水處理原理，高教出版社5.1.2工藝路線選擇的基本步驟(2)國內(nèi)外同類污染物處理工藝(3)水、汽、電、燃料供應，基建材料供應情況；(4)廠址、水文、地質(zhì)、氣象資料；(5)車間布置和周圍環(huán)境。2、設備、設施及儀器的落實購買國內(nèi)已有定型的產(chǎn)品、進口國外或自己設計；關于利用世行貸款項目；是否采用專利設備；5.1.2工藝路線選擇的基本步驟3、國內(nèi)各種處理工藝路線的比較應用狀況及發(fā)展趨勢；處理效果；投資及運行費用。4、處理路線的最終確定技術、經(jīng)濟條件比較5.2廢水處理方法的選擇與評價1、主體工藝的確定（1）物理法、化學法與生物法處理物理法既可用于廢水的預備處理或初步處理，也可用于一級處理，但在二級處理及三級處理或深度處理中，只是配合其他主要處理單元?；瘜W法主要利用化學反應的作用來處理或回收廢水中的溶解物或膠體物，既可單獨使用，也可用于二級處理或三級處理(深度處理)。（1）物理法、化學法與生物法處理各種處理方法都有它的持點和適用條件；一般來說，化學法往往消耗的物料(如藥劑)及能耗(燃料、電能)比其它兩類方法要大，有時大得很多，有時污泥產(chǎn)生量也大，所以運行費用較貴。但是處理設備較簡單，占地面積較小，也可以連續(xù)運行。有的廢水采用化學處理后能回收一些副產(chǎn)品，補償較高的支付費用，其優(yōu)點就比較突出。生物處理廢水具有凈化能力強，費用低廉，支付可靠性好等優(yōu)點，是廢水處理的主要方法。

（2）好氧生物處理與厭氧生物處理（2）好氧生物處理與厭氧生物處理厭氧法的局限性在于它的凈化出水的水質(zhì)不能達到很高的水平(如BOD520~30mg/L,去除率最高達90%~95%)，但能耗省，且可回收沼氣補償處理過程的能耗。按目前的技術發(fā)展水平，一般認為進水BOD51000mg/L為其交叉點，即BOD5＜1000mg/L，采用好氧法在費用上是適宜的，而BOD5≥1000mg/L時，采用厭氧法適宜。選擇的流程2、具體處理方法的確定美國從上世紀70年代開始就對廢水處理技術的評價問題進行探討，主要從經(jīng)濟效益、二次污染、能源消耗、資源消耗以及對環(huán)境和人體健康的影響方面比較，評價了城市廢水的11種處理方法以及12種污泥處理方法，目前這項工作仍在深入而系統(tǒng)地進行中。各種脫氮方法的能耗各種除磷方法的能耗脫氮除磷系統(tǒng)能耗生物難降解有機物處理的能耗總?cè)芙夤腆w去除的能耗污泥濃縮的能耗污泥脫水的能耗污泥穩(wěn)定的能耗工藝流程舉例——一級強化工藝解決城市污水污染的根本措施是建設以生物處理為主體工藝的二級城市污水處理廠，然而，建設大批二級城市污水處理廠需要大量的投資和高額運行費，這對發(fā)展中國家是極為困難的。我國不少地區(qū)由于建設和運行資金的短缺，致使一批規(guī)劃中的污水處理廠遲遲不能上馬，已經(jīng)建成的不能正常運行，預期的環(huán)境目標無法實現(xiàn)。對于這些地區(qū)而言，當前首要解決的不完全是治理深度的問題、而是治理與否的問題。但投資較低的一級處理又對污染物的去除效果較差，因而、各種類型投資較低而對污染物去除率較高的城市污水強化一級處理工藝應運而生。一級強化工藝一級處理是物理處理，主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物、生化需氧量(BOD)只能去除25％左右，一般達不到排放標難，所以一級處理屬于二級處理的前處理。一級強化處理目的是提高有機物的去除量，一般要去除50％以上的BOD，可用較少的投資解決當前的污染，待有能力時再完成二線處理設施。一級強化處理可以分為兩大類，即化學一級強化處理工藝和生物一級強化處理工藝。一級強化工藝AB法的A段；水解工藝；化學一級強化；污水過濾技術一級強化工藝——內(nèi)蒙古赤峰市污水處理廠（1）污水水量近期5萬t/d，分兩期建設，一期2.5萬t/d，二期5萬t/d。遠期10萬t/d。（2）污水水質(zhì)BOD198mg/L,COD728mg/L,SS470mg/L,BOD/COD0.27，可生化性差。（3）出水水質(zhì)一級強化工藝——內(nèi)蒙古赤峰市污水處理廠出水水質(zhì)取決于出水的出路和回用途徑：(1)農(nóng)田灌溉將處理后的污水輸送到種有農(nóng)作物的土壤表面，通過慢速滲濾的土地處理過程，強化土壤——植物生態(tài)系統(tǒng)的凈化功能，使污染物變成有用的資源。(2)林地灌溉與人工濕地調(diào)節(jié)系統(tǒng)在非灌溉期，采用多樣化生態(tài)結構調(diào)節(jié)形式，如將處理后的污水排至城郊林場或?qū)⑽鬯诺浆F(xiàn)有河岸廢地建造的濕地系統(tǒng)。

BOD＜150mg/L，COD＜300mg/L，SS＜200mg/L一級強化工藝——內(nèi)蒙古赤峰市污水處理廠

按照出水水質(zhì)要求及原污水的可生化程度，經(jīng)多方案比較后，采用A—B法的A段作為該廠的污水處理工藝。A—B法工藝具有技術先進、經(jīng)濟合理、抗沖擊負荷能力強、可分期建設等優(yōu)點，其中A段主要利用生物的吸附作用去除有機污染物，需氧量少，節(jié)省運行費；相對于傳統(tǒng)的一級處理，有機物去除率高，更適合于可生化性差的污水處理。此外，將來如原污水水質(zhì)惡化或處理后水的出路發(fā)生變化，可在A段的基礎上增建B段，達到二級以上的處理水平。一級強化工藝——內(nèi)蒙古赤峰市污水處理廠討論——哈爾濱停水事件2005年11月13日，14時中石油吉林化學工業(yè)公司發(fā)生了爆炸大約有100噸化學品泄漏入松花江，造成了松花江流域重大水污染事件。地表水硝基苯限制的濃度是0.017毫克/升，污染團到達哈爾濱時硝基苯超標29.1倍。處理方案？

處理思路取水工程輸水工程凈水工程避開污染團高峰廢水特性：硝基苯為主要污染物硝基苯：抗化學氧化性強，高錳酸鉀、臭氧不能氧化；自來水廠常規(guī)

混凝沉淀過濾工藝無法去除；

易被活性炭吸附。主體工藝：活性炭吸附+自來水廠常規(guī)處理工藝實施方式？取水口投加粉末活性炭5~40mg/L，t=1~2h用顆?；钚蕴咳〈鸀V池中部分石英砂實際效果1、避開污染團高峰時間超標倍數(shù)11.2329.111.265.311.272.627日后2、取水口粉末活性炭3、水廠顆?；钚蕴炕钚蕴客都恿咳コЧ?0mg/L98%20mg/L5~6mg/L出水硝基苯未供水標準限值5%測不出廣東北江鎘污染事件2005年12月5日-14日，廣東省韶關冶煉廠在設備檢修期間超標排放含鎘廢水，造成了廣東北江上游河段水體鎘超標，在嚴重的河段鎘超標10倍，污染河段的長度接近100公里，上中游的英德市飲用水水源受到污染，英德市的南華水廠從12月17日開始停止了自來水供應，北江中下游多個城市水源也受到了嚴重威脅，廣東省政府于12月20日公布了此次污染事件。飲用水鎘標準為0.005mg/L；處理思路？

處理思路廢水性質(zhì)：含鎘0.05mg/L鎘：以Cd2+形式存在；常規(guī)處理工藝對其去除作用有限，單純提高混凝劑的投加量也不能提高對鎘的去除效果；堿性條件下鎘離子溶解性大幅度降低。工藝：弱堿條件下混凝除鎘。具體實施：混凝沉淀過濾水源水出水堿酸pH=9.0pH=7.5~7.8礬花絮體提吸附去除水的鎘作業(yè)查閱太湖藍藻爆發(fā)的原因及解決措施。5.3工藝流程設計5.3.1工藝設計的要求1、污染物處理后必須達到排放標準；

廢水出路？2、用系統(tǒng)的方法優(yōu)化全局，達到節(jié)能節(jié)水，回用有用物質(zhì)；5.3.1工藝設計的要求3、連續(xù)與間歇的靈活選用；4、防止二次污染；固體廢棄物焚燒，氨吹脫，生物膜法5、配套設施的完善，操作維修方便；

設備備用；旁路設置調(diào)節(jié)池的設計先確定最小容積，再確定水質(zhì)是否滿足。兩種形式的調(diào)節(jié)池穿孔導流槽式同心圓式5.3.1工藝設計的要求6、安全設施；

防爆閥門、安全閥7、保溫、防腐設計；

布袋除塵器8、經(jīng)濟合理；9、運行條件和控制方案。5.3.2水處理工藝流程實例1、昆明市第三污水處理廠2000年昆明市城市污水排放量60萬t/d，四座污水處理廠總設計規(guī)模為36.5萬t/d；“九五”期間投資24.05億元，“十五”規(guī)劃71.08億元，包括城市污水處理，工業(yè)污染源治理，面源治理工程，滇池內(nèi)源治理工程和水資源調(diào)配工程等。滇池水質(zhì)：DO接近0；TN7.5mg/L；TP0.8mg/L；BOD12.8mg/L；COD14.1mg/L；葉綠素a80~500mg/m3滇池入湖污染負荷分布情況富營養(yǎng)化和有機污染嚴重1、昆明市第三污水處理廠（1）設計規(guī)模旱季平均流量15萬t/d，旱季最大流量20萬t/d，雨季最大流量30萬t/d（2）進出水水質(zhì)生活雜用水水質(zhì)標準表項目沖廁綠化洗車掃除項目沖廁綠化洗車掃除pH值6.5~9.06.5~9.0NH4-N20mg/L10mg/LBOD510mg/L10mg/L濁度10度5度CODcr

50mg/L50mg/L色度30度30度SS10mg/L5mg/L總大腸菌群10個/L5個/L歐盟污水排放標準

TN：10mg/L；TP：1mg/L1、昆明市第三污水處理廠（3）流程的選擇滇池污染的特征是水體富營養(yǎng)化和有機污染，因此污水處理重點是去除污水中的BOD、N、P及SS。常規(guī)的活性污泥法利用微生物正常的代謝功能，在去除BOD的同時只能去除10％~20％的N、P。要大幅度去除N、P，必須采用深度三級處理。在常規(guī)二級生物處理+物化處理和生物脫氮除磷工藝之間選擇，考慮BOD/TN。1、昆明市第三污水處理廠共14座，并聯(lián)運行，單池44m×32m×5m，Ns0.06kgBOD/m3d，HRT13.7hICEAS反應池ICEAS，IntermittentCyclicExtendedAerationSystem，間歇循環(huán)延時曝氣活性污泥工藝；澳大利亞新南威爾士大學與美國ABJ