《水污染控制工程》课程设计指导书

《水污染控制工程》课程设计指导书一、设计任务原始资料资料一：某市经济开发小区污水处理厂工程设计某市拟于近期建成一个以轻工、科研、文教事业为主的经济开发小区，其中，以五家工厂为主体，人口约22.5万，占地面积约1370公顷，环境规划及污水厂设计要求如下：1、排水系统：雨水和污水分流制，生活污水与工业废水合流制。污水处理厂只考虑处理生活污水与工业废水。输入污水厂污水干管直径为900毫米，管底埋深为地面以下5.3米，充满度0.5。2、生活污水与工业废水的水量和水质如下：表1类别QM3/dCODmg/lBOD5Mg/lSSmg/lPH值油mg/l生活污水27000200150100中性工业废水甲厂48006003504006—9乙厂130010005007006.8-7.5丙厂1200496185中性36丁厂3700657281131中性戊厂500047819199中性注：（1）表中值为日平均值(2)工业废水时变化系数为1.3，生活污水总变化系数为1.4(3)污水平均水温：夏季25度，冬季10度(4)工业废水水质不影响生化处理。3、距污水处理厂下游25公里处有集中给水水源，在此段河道内无其他污水排放口。4、污水处理厂拟用场地由西北向东南方向的坡度为5.7%，进入污水厂污水管端点的地面标高为217.00米。1、气象资料表2风向全年主导风向为北风，夏季主导风向为南风年平均风速3.3m/s降雨量年平均900—1200毫米，其中1/3集中在夏季，7月15日至8月10日为暴雨集中期温度年平均11摄氏度，极端温度最高37.3度，最底—20度土壤冰冻深度0.7—0.83米6、水文资料：据历史记载，河道的水位及流量如下表（95%保证率）。河水中原有的BOD5与溶解氧（夏季）分别为2与6.5mg/l,水体好氧常数K1与复氧常数K2分别为0.1与0.2d-1（20度）左右。7、工程地质资料：暂不予以考虑表3最高洪水位214.50米最大流量173米3/秒常水位211.70米年平均流量10.4米3/秒枯水位209.30米最低流量5.5米3/秒（流速0.25m/s）河水平均水温20度地下水水位距地面5.0—6.5米资料二：孤岛新镇污水处理厂工程设计孤岛新镇位于山东省黄河入海口的原黄泛区内。东径118050＇~118053＇，北纬37064＇~37057＇，向北15公里为渤海湾。向东10公里临莱州，向南20公里为现黄河入海口，距东营市（胜利油田指挥部）约60公里，该镇地处黄河下游三角洲河道改流摆动地区内。该镇附近区域为胜利油田所属的孤岛油田和两桩油田。地下蕴藏着丰富的石油资源。为了开发这些油田并考虑黄河下游三角洲的长远发展。胜利油田指挥部决定兴建孤岛新镇，使之成为孤岛油田和两桩油田的生活居住中心和生产指挥与科研中心，成为一个新型的社会主义现代化的综合石油城。根据该镇总体规划，该镇具有完备的社会基础和工程基础设施。有完备的城市交通、给水排水、供电、供暖、电信等设施，并考虑今后的发展与扩建的需要。目前已开发的孤岛油田有人口23000人，（两桩油田尚未开发）。该镇到2000年发展人口规模为60000人，规划用地525公顷，规划八个居住社区。由环形干道和南北向与东西向干道将八个社区联系起来，该镇东西最宽处约2.4公里，南北最长处约2.8公里，基地由南向北略有坡度，平均坡度i=0.5%，地面平整，海拔高度为2.3~3.5米。该镇东面有卫东河，水流由南向北，与神仙沟在镇东北角汇合流向渤海湾。卫东河是70年代开挖的排水沟，目前排泄上游流来的污水，水质污浊，晴天水量不大，今后将在卫东河上游开挖支沟，把上游雨水避开新镇直接引向渤海湾，以保障新镇地区的环境卫生。基地的南、西、北环有神仙沟，神仙沟是46年前的黄河故道，现河面宽约10~20米不等，由于上游堵断，该沟只起排泄和蓄水作用，水流由西南流向东北，卫东河和神仙沟河底标高为—1.50米，河床水体标高控制在1.00~0.50米之间，兼顾排水、景观和绿化灌溉三者需要，河床水位由甲方在神仙沟入海口所设的流域防洪泵站加以控制。孤岛新镇的排水体制采用分流制，由雨水沟道系统、污水沟道系统和污水处理厂所组成。工程规划期限为2000年，雨水沟道和污水沟道在新镇道路修建前先行设计埋设，污水处理厂按一次设计二期施工。孤岛污水处理厂的位置设在神仙沟与卫东河下游交汇处，位于该镇东北角，处理厂四角地盘坐标为：X—63281；X—63125；X—63295；X—63125。Y—103934Y—103934Y—103811Y—103811战地面积为20049米2，厂内地形标高为2.10~2.40米，设计地面标高采用2.30米（相对标高±0.00米）。污水处理厂污水进水总管管径D=800，充满度为0.6，其管底标高（终点泵房处）为—4.410米（相对标高）。该镇生活污水和工业废水处理后，出水要求符合国家排放标准。经处理后的水排至神仙沟，排水管道长度为80米，初沉池与二沉池的剩余污泥经过浓缩后，可供处理厂南面的苗圃用。1、水质水量资料根据孤岛新镇总体规划，该镇规划人口为60000人，生活污水最大日排放标准按200升/人*日计，合计最大日生活污水量为12000米3/日，工业污水量为13000米3/日。污水处理厂最大日平均时水量为1041.7米3/时。考虑水量小时变化系数为1.3，故最大设计流量为1350米3/时。该镇生活污水与工业废水混合后的水质情况确定为：CODcr=200毫克/升BOD5=400毫克/升SS=250毫克/升经处理后，水质应达到下列要求：CODcr=20毫克/升BOD5=70毫克/升SS=25毫克/升2、工程地质与水文地质资料孤岛新镇属黄河冲积粉质沙土岩区，自1958年前后暴土出水，海拔高度为2.3~3.5米，地下水位常年为地面以下1.59~5.05米，承压力7~11吨/平方米。地震基本烈度为6度，处于地震波及区。1969年7月18日渤海湾地震7.4级，震中离孤岛新镇40公里，位于中强活动带上。3、气象资料全年极端最高气温40℃；全年极端最地气温—13℃；一日最大降雨量150毫米；全年降雨量600毫米；全年晴天110天；全年降雪10天；最大积雪深度200毫米；极值冻土深度570毫米；雷击年遇10次；冰雹一年一次，最大直径30毫米，最大积雹100毫米。4、地形资料孤岛污水处理厂地形图（见附图）。资料三：合肥市王小郢污水处理厂工程设计王小郢污水处理厂是合肥市污水处理的主要工程，位于合肥市大城区东南，合肥工业大学的东南。主要服务范围是合肥市中市区、东市区、西南郊的生活污水和东市区、西南郊的部分经初步处理但尚未达标的工业废水。服务人口约30万。1、地形资料污水处理厂位于淝河西六公里处，占地约45万平方米，地势西高东低。最高标高19m，最低为12m。污水总进水管底标高为12m，进水管处地面标高为16m。附近河流最高水位为9m。污水厂长（南北向）750m，宽（东西向）600m。2、水量和水质资料应处理水量：Q平均=150000m3/dQ最大=195000m3/d城市混合污水平均水质：CODCr=350mg/lBOD5=200mg/lSS=200mg/lTP=4mg/lTN=36mg/lNH4-N=25mg/l该厂处理后的污水排进南淝河，最终流进巢湖。因巢湖现在污染较为严重，为实现国务院的碧水蓝天计划，确保巢湖水2000达标任务，王小郢污水处理厂的排水必需达到以下指标：CODCr≤80mg/lBOD5≤25mg/lSS≤30mg/lTP≤1mg/lTN≤4mg/lNH4-N≤3mg/l3、气象及地基资料年平均气温15.7℃，夏季平均气温28.3℃，冬季平均2.1℃；年平均降雨量1010mm，日最大降雨量160mm；地下水位10m；最大冻土2.5cm；土壤承载力2.3kgf/cm2；河流常水位8m，最高河水位9m，最低河水位7m。二、工艺设计本章是课程设计的核心，应尽可能编写详细些，文字力求简洁，原理分析透彻。本章内容包括：设计说明书、设计计算书和图纸设计。〈一〉设计说明书1.工程概况及设计依据（参看第一章）2.厂址选择污水处理厂厂址的选择应结合城市的总体规划、地形、管网布置、环境保护的要求等因素综合考虑，必须进行现场踏勘，进行多方案的技术经济比较。一般应考虑以下几个问题：（1）地形地质条件是否有利于处理构筑物的平面与高程的布置及施工，地质条件指地基好，地下水位底，岩石较少；（2）不受洪水威胁，否则应考虑防洪措施；（3）少占农田，尽可能不占农田；（4）考虑周围环境卫生条件。废水处理厂应布置在城镇集中给水水源的下游，距城镇或生活区300米以上，并便于处理后废水的排放。如不得已，处理厂下游有给水水源，则处理厂排放的废水与河水混合后到达给水取水点上游1公里处的河道内应符合地面水水质卫生标准。废水处理厂尽可能设在夏季主风向的下方；（5）管网基建费用最省；（6）要有发展的可能性，留有扩建余地。3.工艺流程的选择确定水处理工艺流程的选择应根据原水水质与处理后排放水要求达到的水质之间的差距、处理规模、水处理试验资料、处理厂地区有关的具体条件等因素综合分析，进行合理的工艺组合。要说清楚工艺原理和选择思路。（1）污水处理厂的工艺流程城镇污水处理厂的任务主要是降低城镇污水的生化需氧量和悬浮固体。在考虑城镇污水厂的流程时，首先要根据具体情况确定污水要求的处理程度，然后以典型流程为参考，确定本厂流程。再确定流程时，有时需作方案比较。按照处理效率，污水厂可以分为三级：初级处理厂，中级处理厂和高级处理厂。初级处理一般指用沉淀法或各滤法等去除可沉固体和较粗大的悬浮固体，以降低污水的悬浮物和生化需氧量。中级处理以往是指混凝沉淀法，但很少采用；现在生物处理法也可按中级处理（或称不完全生物处理）设计和运行。高级处理一般指生物处理，高级污水处理厂通常由初级处理和生物处理的设施组成，这时，常称生物处理为二级处理；随着环境保护要求的提高，在有些情况下，废水的排放标准很高，二级处理已不能满足要求，因此，又提出了三级处理（或深度处理）的概念。三级处理的含义和采用的具体方法目前还没有统一的说法。有人认为是传统的生化法（即活性污泥法和生物膜法）再加活性炭吸附、离子交换、微滤、超滤等方法；也有人认为是采用两级生化法或一级高新生化技术（如氧化沟工艺）法。（2）废水处理与利用的基本方法分类处理与利用的方法处理对象作用物理法化学法生物法调节重力沉淀分离隔油法气浮离心水力旋流器分离法离心机格栅筛网过砂滤滤布滤法微滤超滤、反渗透热蒸发处理结晶磁分离加混凝药中和法氧化还原化学沉淀传蒸馏吹脱质萃取吸附法离子交换电渗析天然生农田灌溉物处理养鱼塘人工生生物膜法物处理活性污泥均衡水质水量可沉物质颗粒较大的油珠乳状油和比重近于1的悬浮物比重大的悬浮物，如铁皮、砂等杂质乳状物、纤维、纸浆、晶体等粗大悬浮物较小的悬浮物细小悬浮物、乳状油细小悬浮物、沉渣脱水极细小悬浮物某些分子、离子高浓度酸、碱废液可结晶物质，硫酸亚铁、黄血盐弱磁性极细颗粒胶体、乳状油酸、碱溶解性有害物质如CN、Cr、Hg、Cd、S等溶解性挥发物质，如单质酚溶解性气体，如H2SCO2等溶解性物质，如酚溶解性物质，如酚、汞可离解物质，盐类物质等可离解物质，盐类物质等胶体状和溶解性有机物质胶体状和溶解性有机物质胶体状和溶解性有机物质胶体状和溶解性有机物质预处理预处理预处理中间处理预处理中间处理预处理预处理中间或最终处理中间或最终处理最终处理最终处理最终处理最终处理最终处理中间处理中间或最终处理最终处理中间处理中间处理中间处理最终处理最终处理最终处理最终处理最终处理最终处理最终处理注：表中“作用”一项是不严格的分类，仅作一般参考4.构筑物选型说明说明构筑物的类型、数量、规格尺寸、材料结构，若有配套设备，还应指明设备的种类、规格、型号、数量及运行方式。5.工程预算概况指明工程的总造价，基建费、设备费、材料费、设计费、运行调试费、人员管理费；并指出污水厂废水处理综合成本（元/吨废水）。6.平面布置与高程布置简述。（1）平面布置污水处理厂的建筑可分为两大类：生产性的处理