7水污染控制工程课程设计

《水污染控制工程》课程设计设计计算书题目：某城市污水厂处理工程工艺设计专业：环境工程班级：指导老师：姓名：学号：环境科学与工程学院环境工程专业2014年01月1目录第一章工程设计背景·····························31.1设计任务及相关资料··························3第二章污水处理厂处理规模的确定·················52.1污水处理厂水量的确定·························52.1污水处理厂水质的确定·························5第三章工程设计方案的选择·······················73.1方案选择原则································73.2工艺方案选择································7第四章污水处理构筑物设计计算···················114.1中格栅设计计算······························114.2细格栅设计计算······························124.3污水提升泵站设计计算·························144.4平流沉砂池（设2组）设计计算···················154.5厌氧池设计计算······························164.6氧化沟设计计算·······························174.7二沉池设计计算·······························184.8三级处理池设计计算···························204.9接触池设计计算·······························21第五章污泥处理构筑物设计计算····················225.1污泥浓缩池设计计算···························225.2储泥池设计计算······························2325.3污泥脱水间设计计算···························23第六章污水处理厂的平面布置····················25第七章污水处理厂的高程布置及计算··············257.1水头损失计算·······························257.2高程确定··································26第八章污水处理厂的工程概算···················288.1工程造价计算······························288.2工程项目总投资·····························29参考文献······································303《水污染控制工程》课程设计计算书第一章绪论1.1设计任务及相关资料1.1.1设计目的课程设计是“水污染控制工程”课程教学的一个重要的实践性教学环节，其目的是使学生了解废水处理工程设计的一般程序和基本步骤；熟悉根据原始资料（废水的水质、水量资料和处理要求）确定处理方案、选择工艺流程的基本原则；深化对本课程中基本概念、基本原理和基本设计计算方法的理解和掌握；掌握各种处理工艺和方法在处理流程中的作用、相互联系和关系以及适用条件、处理效果的分析比较；了解设计计算说明书基本内容和编制方法，初步训练处理工艺设计的制图和识图能力。通过较为全面的工艺设计计算练习，为今后的毕业环节及从事水污染控制工程实际工作打下良好的基础。1.1.2设计任务1、根据设计原始资料提出合理的处理方案及处理工艺流程，包括各处理构筑物型式的选择、污泥的处理及处置方法、处理后废水的出路；2、进行各处理构筑物的工艺设计计算，确定其基本工艺尺寸及主要构造（用单线条画草图并注明主要工艺尺寸）；3、进行废水处理厂（站）的总体平面布置（包括各处理构筑物、辅助建筑物平面位置的确定，主要废水和污泥管道的布置），并绘制平面布置图（1＃图纸，比例尺1：200～1：500）4、进行各处理构筑物的高程计算并绘制废水处理厂（站）的流程图（1＃图纸，比例尺纵向1：50～1：100；横向1：500～1：1000）；5、进行废水处理厂（站）初步的工程概算；6、编制工艺设计计算说明书。1.1.3城市概况根据城市总体规划，华东某市决定在其城西地区兴建一座城市污水处理厂，以完善该地区市政工程配套，控制日益加剧的河道水污染，改善环境质量。41．城市建设现状规划第一居民新村：人口3.0万，已建成，污水经由化粪池排入河道；第二居民新村：人口2.0万，正在建改，两年内完成；第三居民新村：人口2.5万，待建，两年后动工，建设周期2~3年。规划中确定该区域总体汇水面积8.5平方公里。除新开发区即上述三个新村外，还包括旧城区的部分居住区的商业区。新区内均采用分流制系统。旧城区原来仅有雨水排水系统，污水排水系统的改造的建设工程计划15年内完成，届时整个排水区域服务人口将达到20万。2．主要公共服务设施：新区内有若干商业服务建筑，面向该地区服务。宾馆两座，分别为800和500个标准客房医院两座，共计500张床位。3.主要工业污染源啤酒厂：污水量1000m3/d，污染物负荷(BOD5)为75000人口当量。印染厂：无水量1500m3/d，污泥负荷为35000人口当量。1.1.4其他相关资料：规划中初步划定污水设在该地区西南部，东临白莲河，南傍生双河。生双河自东向西注入运河，厂区据运河尚有1.5公里。白莲河年平均流量为2m3/s，生双河在白莲河汇入后年平均流量为3m3/s，常年平均水位1.4m，最高洪水位2.50m，河水平均流速0.3m3/s，河床平均标高为-1.5m。该地区夏季主导风向为东南风。按照城市竖向规划，厂区地面标高应为2.76m。污水管由北向南进入污水厂区，管径D600mm，管底标高-1.8m。供电双电源1.0kv高压线由地下电缆从厂东南输入。厂区地基承载力满足污水处理厂一般要求，地下水位为-1.5m。5第二章污水处理厂处理规模的确定2.1污水处理厂水量的确定2.1.1平均日流量由资料可知，此污水厂设计服务人口为20万，本设计居民生活用水定额（平均日）取150L/人·d。而污水定额一般取生活污水定额的80~90%，本设计取80%，因此，平均人均污水量为150L/人·d×80%=120L/人·d。主要公共建筑中的宾馆日污水量总合设为1000m3/d，一般设备的中型医院日耗水量为500-600L/床/d，本设计取500L/床/d。已知主要工业污染源啤酒厂日污水量为1000m3/d，印染厂日污水量为1500m3/d。所以，生活污水量Q1=200000×150×0.8×0.001=24000m3/d主要公共建筑中污水量Q2=Q宾馆+Q医院=1000+500×500×0.001=1250m3/d工业污水量Q3=1000+1500=2500m3/d水厂平均日流量Q=Q1+Q2+Q3=27750m3/d。取整后，水厂平均日流量Q为30000m3/d。2.1.2设计最大流量城市污水总变化系数取KZ=1.5，则有Qmax=Q×KZ=30000×1.5=45000m3/d2.2污水处理厂水质的确定2.2.1污水水质及处理程度的确定假设各污水排放单位如需要的话均以将自己的污水经过适当处理，即所排放的污水均满足污水厂的进水要求。对于污水厂的出水要求，要求处理后水质达《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）和《太湖地区城镇污水处理厂及工业重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32/1072-2007）。6《太湖地区城镇污水处理厂及工业重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32/1072-2007）表2标准COD≤50mg/LTN≤15mg/LNH3-N≤5（8）mg/LTP≤0.5mg/L《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）表1中的一级A标准BOD5≤10mg/L粪大肠菌群数10^3个/LSS≤10mg/LpH6-9无量纲污水中BOD5的处理程度按照污水排放口处出水水质要求，由《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)可知，污水处理排放口BOD5浓度要求为10mg/L，则污水处理程度为EBOD5=（200-10)/200×100%=95%污水中SS的处理程度查国家污水综合排放二级标准可知，污水二级处理排放口SS浓度要求为30mg/L,则可求出SS的处理程度为ESS=(250-10)/250×100%=96%同理可得：ECOD=(400-50)/400×10%=87.5%ENH3-N=(30-5)/30×100%=83.3%E总P=(4-0.5）/4×100%=87.5%根据计算结果，有如下表表1污染物的处理程度基本控制项目BOD5SSCODNH3-N总P污水进水水质（mg/L）200250400304污水出水水质（mg/L）10105050.5处理程度(%)959687.583.387.57第三章工程设计方案的选择3.1方案选择原则在污水处理厂方案设计中，遵循以下原则：1﹑从城市发展现状出发，以城市总体规划和排水工程规划为依据，既考虑总体发展又考虑近期城市建设情况，使污水厂建设能分期实施，与城市建设同步发展，起到既保护环境，保护人民身体健康，又适度考虑国内有限的实际情况。2﹑根据工程纳污范围内污水水质及处理程度要求，在选择污水处理工艺的时候，积极采用技术先进可靠，处理效果好，占地面积小，维护管理简单，经常运转费用低的工艺，同时提高机械化﹑自动化程度和工程的可靠性，改善工人操作条件。3﹑在厂内布局方面使生产设施相对集中密集，厂内绿化率达到40%以上，建筑物尽量低矮，以避免破坏景观。3.2工艺方案选择3.2.1工艺方案及流程图根据上述原则，初步选定了两种方案进行方案比较。两种工艺流程：①普通A/A/O法处理工艺；②厌氧池+氧化沟处理工艺。方案的流程图如下所示：方案一：普通A/A/O法处理工艺、中格栅提升泵房沉砂池细格栅厌氧池缺氧池好氧池二沉池三级处理接触池进水出水污泥泵房浓缩池贮泥池脱水机房剩余污泥泥饼外运8方案二：厌氧池+氧化沟处理工艺、3.2.2工艺方案技术比较两种方案的技术比较如下表两个方案的主要优缺点方案一：普通A/A/O法处理工艺方案二：厌氧池+氧化沟处理工艺优点a）该工艺是最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间﹑总的占地面积少于其它同类工艺。b）在厌氧（缺氧）好氧交替运行的条件下，丝状菌得不到大量的繁殖，无污泥膨胀之忧，SVI值一般均小于100。c）污泥中的含磷浓度，具有很高的肥效。a)本方案设计中，考虑到对脱氮除磷性能的较高要求和设计进水中污染物浓度较高的实际情况，本工程氧化沟工艺在改良型氧化沟基础上再作改进，增加了厌氧区和高氧曝气区，不仅增强了NH3-N的硝化率，更重要的是给磷的充分释放和过量吸收创造条件，这种改良型氧化沟提高了污水处理程度，达到了除磷脱氮的良好效果，能确保出水达到所要求的排放标准。b)在污泥处理方面，由于氧化沟工艺采用低污泥负荷及合适的污泥龄，有机物的生物分解比较彻底剩余污泥基本稳定,而且脱水性能较好。中格栅提泵房沉砂池细格栅厌氧池氧化沟二沉池三级处理接触池进水出水污泥泵房浓缩池贮泥池脱水机房剩余污泥泥饼外运9缺点a）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不宜太高，特别是P/BOD值高时更是如此。b)对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。3.2.3工艺方案设计参数比较两种方案的技术比较如下表3.2.4工艺方案经济比较普通A/A/O法厌氧池+氧化沟法序号名称投资计算（万元）投资计算（万元）1总平面556.8561.6