水污染控制工程设计与实训

0水污染控制工程设计与实训2010蔡建安主编安徽工业大学2010/8/261水污染控制工程设计与实训——环境科学与工程仿真实验与实训之三蔡建安，周扬屏，汪明明安徽工业大学2010/8/262前言环境科学与工程的教学活动具有其特殊的学科特点：涵盖的知识面宽，知识跨度大，理论与实践的关系密切，特征鲜明。理论与实际的结合贯穿在实践教学环节中。实践教学通常分为实验、实习和设计三类，实验、实习是学生认识实际、建立概念、掌握理论的主要途径，是学生在设计中准确计算、清晰设计的重要基础。在理论课、仿真实验、设计、实习等多元化教学环节，虚拟现实教学能够贯穿在多元化教学环节的全过程。课程实验大多是对原理的验证实验，通过系统开发的仿真实验即可方便直观地完成任务，并组织出一些综合性实验。在单独设置的实验课程中，用仿真实验方法不但能较系统地开出实验，还可以通过下达任务书，由学生完成一些设计性实验。课程设计中，学生除了按照原要求完成设计外，可以超越一些简化计算进行的假设，面向真实工况的场景进行推演。毕业设计和论文的功能有些与完成课程设计相似，但有更多的机会通过对机理的深入研究，建立模型，开发新的实用可视化设计系统。环境工程的工艺设计是对学生综合能力的训练，是多元化实践教学的重要组成环节，整个工艺流程由一系列单元组成，每个单元有：输入、输出、设计控制和工艺状态四个参数数组，单元操作构成工艺系统，前后呼应相互影响。每个单元的任何参数数组都能够设计控制，工艺系统的综合效果也可以展示出来。《环境科学与工程仿真实验与工程实训》应用软件（HKG），使用美国NI公司的LabVIEW为开发平台，编译生成应用软件，能够以“Setup”方式实施系列文件的整体安装。该软件将直接安装在Windows操作系统下，不需要其他软件环境支持。由安徽工业大学建筑工程学院的教师和研究生组成的专业团队，经过10年的开发和积累，完成了《环境科学与工程仿真实验与工程实训》HKG_2010系列软件，以及相应的实验和实训指导书。HKG_2010系列软件包括5个独立板块，可以与对应课程的理论课与实验课教学配合使用。名称编著者1.《流体力学与水泵仿真实验》2.《通风与大气污染控制工程仿真实验》3.《水污染控制工程设计与实训》4.《WEEfz_3.5水环境工程仿真实验》5.《ESIA环境规划、评价与管理》蔡建安，郭丽娜，周扬屏，钟梅英蔡建安，林晓飞蔡建安，周扬屏，汪明明蔡建安，钟梅英，戴波蔡建安，郭丽娜，沈翼军编著者于安徽工业大学2010年8月3目录1《水污染控制工程设计与实训》介绍.................................................................12活性污泥法工艺流程.............................................................................................42.1认识操作界面和主要操控按钮...............................................................42.2水处理流程的单元设计...........................................................................52.2.1中格栅与进水池设计........................................................................52.2.2细格栅与曝气沉砂池的设计............................................................72.2.3曝气池设计........................................................................................82.2.4二沉池的设计....................................................................................93污水处理的SBR工艺..........................................................................................113.1认识操作界面和主要操控按钮.............................................................113.2SBR主要参数和设计要点.....................................................................123.2.1运行周期和时序设计......................................................................123.2.2调节池的设计和运行参数..............................................................133.2.3曝气反应池的设计和运行参数......................................................144Carrousel氧化沟脱氮除磷工艺.........................................................................174.1Carrousel氧化沟的工艺流程...............................................................174.2主要操控按钮和功能.............................................................................184.3Carrousel氧化沟设计与设备选型.......................................................204.4Carrousel氧化沟的试运行和系统联调...............................................214.5污泥浓缩池设计.....................................................................................224.6臭氧消毒处理单元设计.........................................................................235化工废水的A2O2生物脱氮处理工艺...............................................................245.1生物脱氮和反应原理.............................................................................245.2A2O2的工艺流程和操作界面..............................................................265.3A2O2工艺流程的单元设计..................................................................275.3.1隔油池的设计..................................................................................275.3.2气浮池的设计..................................................................................285.3.3厌氧池的设计..................................................................................295.3.4缺氧池的设计..................................................................................305.3.5好氧池的设计..................................................................................315.3.6二沉池的设计..................................................................................325.3.7曝气和污泥回流系统......................................................................335.3.8硝化液回流系统和混合效果..........................................................345.4设计计算数据的保存和调用.................................................................345.5工程实训操练.........................................................................................3511《水污染控制工程设计与实训》介绍废水处理技术已经经过了100多年的发展，污水中的污染物种类、污水量是随着社会经济发展、生活水平的提高而不断增加，污水处理技术也随着科学技术的发展而产生了日新月异的变化，同时，旧的污水处理技术也不断被革新和发展着。现在废水中污染物多种多样，单一工艺环节不能将废水中所有污染物取出殆尽。用物化工艺将废水处理到排放标准难度很大，而且运行成本较高，很多废水含较多的难降解有机物，可生化性差，而且废水水量水质变化大，直接用生化处理化工废水效果不理想。针对很多废水处理的这种特点，对实际废水的水质采用适当的预处理方法，如絮凝、沉淀、吸附等工艺。破坏废水中难降解有机物，改善废水的可生化性，再联用生化和物化方法进行深度处理。目前国内大中型城市污水处理厂经常采用的污水处理工艺有传统活性污泥法、A2/O、SBR、氧化沟等。《水污染控制工程设计与实训》或称为《污水处理厂工程设计与实训》软件根据经典水力模型、微生物反应动力学准则结合工程设计现场监测资料、建立各反应池虚拟设备单元，然后组成工艺流程。运行该工艺虚拟设备程序时，工艺参数、环境参数和设备参数可以直接选择，不需要进行手工计算即可获得运行结果。该工艺虚拟设备可以对工艺的运行参数和出水水质进行预测，有助于工程管理的优化和对策的评估。《水污染控制工程设计与实训》是《环境科学与工程仿真实验与工程实训》应用软件（HKG）中的一个独立板块,可以随HKG应用软件套装共同完成安装，也可以独立安装，安装过程完全相同。《HKG》是在图形编程语言LabVIEW环境下，应用G(图形)语言配合数据库开发，编译而成独立运行的exe执行文件，是一种体现可视化交互技术的“所见即所得”应用软件。《HKG2010》软件可安装在当前普通在用的任何型号PC机和笔记本电脑上，在Windows环境下正常运行，不需要其他软硬件条件的支持。由于图形操作时具有一定的运算工作量，如果PC机和笔记本电脑的内存大、运算速度快（例如1G内存，双核CPU2.0G），《HKG2010》的运行