环境工程学课程设计.docx

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湖南农业大学资源环境学院

课程设计说明书

课程名称：

环境工程学

题目名称：

水污染控制工程课程设计任务书

班级：

2010级环境科学专业一班

姓名：

姚倩钰

学号：

201040463129

指导教师：

颜智勇

评定成绩：

教师评语：

指导老师签名：

2013年月日

目录

第一篇设计任务及原始资料3

第一章设计任务3

第二章基本资料3

第二篇设计说明5

第一章污水处理工艺流程说明5

第二章处理构筑物设计6

第一节格栅和泵房7

第二节沉砂池10

第三节格活性污泥法11

第四节曝气系统设计计算13

第五节二沉池15

第三章污水处理辅助构筑物设计18

第四章污水处理厂平面布局设计18

第五章污水处理厂高程布局设计18

第一篇设计任务及原始资料

第一章设计任务

一.设计题目：

长沙市某污水处理厂工艺设计

二．课程设计的目的：

本课程设计是《水污染控制工程》课程系统教学的重要环节之一，要求综合运用所学的有关专业基础、专业、工程知识，在设计中学习、巩固和提高工程设计理论与解决实际问题的能力。

通过本课程设计的训练，使学生具备独立进行城市污水和工业废水处理厂的工艺优选和技术设计基本能力，初步具备编制工程设计文件，加强学生对水污染控制工程的综合理解和实际应用能力。

三.设计任务：

根据所给基础资料，进行城市污水处理厂的方案设计，要求确定污水处理流程、计算各处理构筑物的尺寸、绘制污水处理厂总平面图、高程图，并附详细的设计说明书和计算书。

综合运用所学有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。

采用以学生自主完成为主，教师予以启发性辅导的方法。

四.设计内容及要求

1.设计说明书

说明城市概况、设计任务、工程规模、水质水量、工艺流程、设计参数、主要构筑物的尺寸和个数、主要设备和辅助设备的型号和数量、处理构筑物平面布置及高程计算、参考资料、；说明书应简明扼要、力求多用草图、表格说明，要求文字通顺、段落分明、字迹工整。

2.设计计算书

各构筑物的计算、主要设备（如水泵、鼓风机等）的选取、污水处理厂的高程计算等（各构筑物内部的水头损失查阅课本或手册，构筑物之间的水头损失按管道长度计算）；

3.设计图纸

污水处理厂总平面布置图、高程布置图。

总平面布置图中应表示各构筑物的确切位置、外形尺寸、相互距离；其它辅助建筑物的位置、厂区道路、绿化布置等；污水污泥处理高程中标出各种构筑物的顶、底、水面以及重要构件的设计标高、地面标高等。

第二章基本资料

1.城市概况

目前，长沙市每日污水排放总量约85万吨，其中集中处理32万吨（第一污水处理厂18万吨；第二污水处理厂14万吨），处理率约为37%，距离国家和长沙市2010年城市污水治理率不低于70%的要求和目的还有相当差距。

湖南省、长沙市各级政府对城市基础设施建设和环境保护问题极为重视。

为了解决长沙市唯一的供水水源——湘江水质受污染的问题，改变一、二污水厂目前污水处理紧张的局面，改善市容景观和城市环境，促进经济和环境的持续、协调发展，长沙市政府拟建某污水处理厂工程。

该污水处理厂项目范围包括长善垸纳污区和厂区范围，其中纳污区汇水范围为西至车站路、东北至浏阳河，东南至圭塘河，南至石坝路，跨芙蓉区和雨花区两区，汇水面积18.89km²。

厂区占地和泵站占地为162.45亩。

其中厂区占地面积150.45亩，位于芙蓉区东岸乡西龙村，泵站占地面积12亩，位于芙蓉区，为长沙市城市建设用地。

管网占地为临时占地，共246.8亩，涉及长沙市2个区5个乡（街道办事处）15个村，包括芙蓉区的东岸乡、马王堆街道办事处、东屯渡街道办事处、火星街办事处和雨花区的高桥街道办事处。

2.自然特征

该城区属北亚热带季风湿润气候区，常年气候适宜，四季分明，热量充足，雨水集中，春温多变，严寒期短，暑热期长。

年平均气温16.9—17.2℃，年均日照时间1771.0h，平均相对湿度78%。

年均降雨量为1229.7mm，月降雨量最大多出现在四、五、六月，最小出现在九、十月。

年均蒸发量为754.3mm，月蒸发量最大多出现在七、八月，最小出现在一、二月。

年主导风向为西北风，夏季为东南风，年平均风速2.9m/s，无霜期281d。

区内地势平坦，地形南高北低。

厂区越过了浏阳河，位于长善垸纳污区东北侧芙蓉区东岸乡的西龙村，地形平缓，起伏不大。

3.规划资料

该区域近期规划人口20万，远期规划人口45万。

该城区将建设各种完备的市政设施，其中排水系统采用完全分流制体系。

工业污水量近期为6X104m3/d，远期达12X104m3/d，工业污水的时变化系数为1.2，污水性质与生活污水类似。

生活污水和工业污水混合后的水质预计为：

BOD5=100mg/L，SS=250mg/L，COD=250mg/L，NH3—N=30mg/L，TP=3mg/L；要求出水水质达到国家污水综合排放一级标准（GB8978—1996）。

但本设计中不考虑脱氮除磷。

污水处理厂的污水进水总管管径为DN800—DN1200，进水泵房处沟底标高设为30.0m。

初沉污泥和二沉池剩余污泥经浓缩脱水后外运填埋处置。

4.设计依据

进水水质及处理水量；

中华人民共和国《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

中华人民共和国《室外排水设计规范》（GBJ14-87）

中华人民共和国《建筑结构设计标准》（BGJ9-89）

中华人民共和国《给排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）

中华人民共和国《给水排水设计手册》

5．设计原则

严格执行国家环境保护有关规定，废水处理工艺首先要保证出水水质指标达到并优于排放标准。

采用先进、合理、成熟可靠的处理工艺，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。

工艺设计与设备造型能够在生产运行过程中具有较大的灵活性和调节余地，能适应水质、水量的变化，确保出水水质稳定，达标排放。

在运行过程中，便于操作管理，节省动力消耗和运行费用。

处理系统自动化程度高，若自动出现保障，可切换手动操作。

第二篇设计说明

第一章污水处理工艺流程说明

1．污水处理工艺流程

处理厂的工艺流程是指在到达所要求的处理程度的前提下，污水处理个单元的有机结合，构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择，两者是互有联系，互为影响的。

水体有一定的自净能力，可根据水体自净能力来确定污水处理程度。

设计中既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体遭到污染，破坏水体的正常使用价值，采用何种处理流程还要根据污水的水质和水量，回收其中有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体规定，并通过调查研究和经济比较后决定，必要时还应当进行科学论证。

城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法——活性污泥法为主。

生活污水和工业废水中的污染物质是多种多样的，不能预期只用一种方法就能把所有的污染物质去除干净，一种污水往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。

按处理程度分，污水处理可分为一级、二级和三级。

一级处理的内容是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，经过一级处理后，污水中的BOD只去除30%左右，仍不能排放，还必须进行二级处理。

二级处理的主要任务是大量去除污水中呈胶体和溶解性的有机污染物质（BOD），去除率可达97%以上，去除后的BOD含量可降低到20-30mg/l.一般，经过二级处理后，污水已具备排放水体的标准了。

一级和二级处理法是城市污水经常采用的，属于常规处理方法。

当对处理过的污水有特殊的要求时，才继续进行三级处理。

具体的流程为：

污水进入水厂，经过格栅至集水间，由水泵提升到平流沉砂池经，经初沉池沉淀后，大约可去除SS45%，BOD25%。

（其中初沉池可不做设计）污水进入曝气池中曝气，采用传统活性污泥法，在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。

二沉池出水经加氯处理后，排入水体。

2.污泥处理工艺流程

污泥处理按污泥来源及性质确定，本课程设计选用浓缩-厌氧消化-机械脱水工艺处理，但不做设计。

格

栅

沉

砂

池

初

沉

池

曝

气

池

二

沉

池

接

触

池

计

量

槽

浓

缩

池

贮

泥

池

厌

氧

消

化

脱

水

机

房

污泥泵房

泥饼外运

污泥

出水

回流污泥

剩余污泥

剩余污泥

鼓风机房

加氯

进水

·

第二章处理构筑物设计

1.构筑物选择

格栅栅条的净间隙，可分为粗格栅（50一100mm）、中格栅（10—40mm）、细格栅（3—10mm）3种,格栅是物理处理的重要构筑物，故新设计的污水处理厂一般采用粗、中两道格栅，甚至采用粗、中、细3道格栅。

本次采用21mm中格栅。

常用的沉砂池有平流沉炒池、曝气沉砂池、多尔沉砂他和钟式沉砂池等。

沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如泥砂，煤渣等，它们的相对密度约为2．65）。

平流沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成，它具有截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沉砂较方便等优点。

本次采用平流沉砂池。

空气扩散装置习称曝气装置，是活性污泥系统重要的设备之一。

当前广泛用于活性污泥系统的空气扩散装置分为鼓风曝气相机械曝气两大类。

空气扩散装置在曝气池内的主要作用是：

（1）充氧，将空气中的氧（或纯氧）转移到混合掖中的活性污泥絮凝体上呼吸之需。

（2）搅拌、混合，使曝气池内的混合液处在剧烈的混合状态，使活性污泥、溶解氧、污水中的有机污染物二考充分接触。

同时，也起到防止活性污在曝气池内沉淀的作用。

本次采用鼓风曝气系统。

鼓风曝气系统由空压机、空气扩散装置和—系列连通的管道所组成。

空压机将空气通过系列管道输送到安装在曝气他底部的空气扩散装置，经过扩散装置，使空气形成不同尺寸的气泡。

气泡在扩散装置出口处形成，尺寸则取决于空气扩散装置的形式，气泡经过上升和随水循环流功，最后在液面处破裂，在这一过程个产生氧向混合液中转移的作用。

2.污水处理构筑物的主要设计参数

第一节．格栅和泵房

（一）污水总量的计算

1生活污水

参照《给水排水设计手册（第五册，城镇排水第二版）表1——4居民综合污水排放量标准并结合本地实际情况，取本地居民每日排放污水量q=250L/d

本区近期居民为20万，则：

Q1=20×104×250÷1000=5×104m3∕d

本区远期居民为45万，则：

Q2=45×104×250÷1000=11.25×104m3∕d

2工业用水

根据设计任务书可知：

本区近期工业排放污水量：

Q3=6×104m3∕d

本区远期工业排放污水量：

Q4=12×104m3∕d

3总量计算

近期污水排放总量为：

Q5=Q1+Q3×1.2=（5+6）×104×1.2=13.2×104m3∕d

远期污水排放总量为：

Q6=Q2+Q4×1.2=（9+12）×104×1.2=27.9×104m3∕d

通常设计污水处理厂远期处理量是近期污水处理量的两杯，综合考虑近期和远期的处理水量，取近期的设计处理水量QP1=14×104m3∕d,远期的设计处理水量QP2=28×104m3∕d。

（二）格栅

城市排水系统为暗