污染控制工程课程设计.docx
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污染控制工程课程设计
水污染控制工程课程设计
——A2O工艺处理废水
学生姓名
任课教师
学院资源环境学院
专业环境工程
年级2009
目录
一．工程设计概述
1.设计依据、原则和范围.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1）设计依据.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2）设计原则.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
3）设计范围.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.工程设计背景.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1）设计目的.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.
2）设计任务.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
3）设计要求.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
二．设计内容简介
1.设计处理程度的确定.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.处理工艺的选择.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
3.预处理系统设计.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1）格栅.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2）平流式沉砂池.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
4.生物处理系统设计.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1）A2O生物脱氮除磷工艺流程.．．．．．．．．．．．．．．．．．
5.污水处理厂总体布局.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1）主要构筑物与附属建筑物表.．．．．．．．．．．．．．．．．．
2）污水厂平面布置.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
3）污水厂高程布置.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
6、参考文献.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
第一章总论
众所周知，水是地球上所有生命赖以生存的基础。
水是生命说娃娃起源，远古时候最早的生命诞生在古老的海洋里，即使实现登陆，生命的存在依然以水作为首要条件。
即使在当今代表了最尖端科技的航天领域，队外太空生命的探索仍然以水作为第一判断条件，可以说：
没有谁，一切生命创造的精彩都将不复存在。
当今世界经济在高速发展，我们对于谁需求更大，然而我们却在面临前所未有的水危机。
我国的水形势已不容乐观，中国是世界13个缺水国家之一，全国6000多个城市中目前大约一半的城市缺水，水污染的恶化更是水短缺雪上加霜；我国90%的城市水污染严重，南方城市总缺水量的60%——70%是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水经性调查显示，有115个城市地下水受污染，其中重度污染约占40%。
水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。
我们的水资源正在遭受各种污染的侵袭，水污染严重破坏生态环境、影响人类生存，要想实现人类社会的可持续发展，首先要解决水污染问题。
第一节设计任务和内容
1、设计目的
（1）温习和巩固所学知识、原理；
（2）掌握一般水处理构筑物的设计计算。
2、设计任务
1）对污水处理厂内的主要污水处理构筑物的工艺进行设计，包格栅、沉砂池、A2O工艺曝气池、污泥浓缩池、污泥贮存池等
2）掌握污水处理工程的基本方法、步骤和技术资料的运用。
3）依据已知资料，确定城市污水处理厂的工艺流程，计算各构筑物的尺寸，绘制污水处理厂的总平面布置图和高程布置图。
第二节基本资料
一、工程概况
1、设计依据、原则和范围
1）设计依据：
①《水处理工程》
②《排水工程》
③《污水处理新工艺与设计计算实例》
④《污水处理厂工艺设计手册》
⑤《城市污水厂处理设施设计计算》
⑥《给水排水设计手册》中国建筑工业出版社（第1、5、11、12册；
2）设计原则
遵循设计依据并在批准的可行性研究报告基础上，同时在城市总体规划的指导下，宜居城市总体规划布局，结合地形条件和社会环境要求，统一规划设计污水处理设施。
3）设计范围
对污水处理厂内的主要污水处理构筑物的工艺进行设计，包括格栅、沉砂池、A2O工艺曝气池、污泥浓缩池、污泥贮存池等。
2、工程设计背景
1）根据资料来确定当地的城市概况和自然条件。
2）设计目的：
掌握污水处理工程的基本方法、步骤和技术资料的运用。
设计任务
依据已知资料，确定城市污水处理厂的工艺流程，计算各构筑物的尺寸，绘制污水处理厂的总平面布置图和高程布置图。
3）总体要求
（1）在设计过程中，要发挥独立思考、独立工作的能力；
（2）本课程设计重点训练对污水处理主要构筑物的设计计算和污水处理厂的总体布置；
（3）设计计算说明书，应内容完整（包括平面、剖面图），简明扼要，文理通顺，字迹端正。
设计图纸应按标准绘制，内容完整，主次分明
第二章污水处理工艺流程说明（配方块图）
一、污水处理常处理工艺方案的选择
由于该设计要同时脱氮除磷，且城镇污水量不是很大，属中小型，故选择适宜建设中小型的工艺——A2O工艺。
A2O工艺的曝气池同时脱氮除磷，反硝化过程为消化提供碱度，反硝化过程同时去除用有机物，沉降性能好。
二、污水处理程
污染物处理程度
单位：
mg/L
名称
BOD5
CODcr
SS
TN
NH3-N
TP
进水
200
450
200
50
40
5
污染物
PH
BOD5
CODcr
SS
TN
NH3-N
TP
浓度范围污染物
6～9
20
60
20
20
8
1.5
污水处理工艺流程图
四、预处理系统设计（一级生化污水处理）
1）格栅
其目的在于去除那些在性质上或大小上不利于后续处理工程的物质，悬浮物和漂浮物。
不论何种废水，在送入水泵和主体构筑物之前，均需设置格栅
格栅设在污水处理厂中所有处理构筑物之前，或设在泵站之前
设计参数
•
栅条间隙e
污水处理系统前：
人工清渣e＝25～40mm
机械清渣e＝15～25mm。
污水处理厂前可设粗细二道格栅，粗格栅e＝50～150mm，细格栅e＝15～40mm；当提升泵站前格栅e≦25mm时，泵后可不设格栅。
格栅数量：
当每日渣量>0.2m3时，一般采用机械清渣，格栅台组数不宜少于2台。
若仅为1台时，应另设一条人工清渣格栅备用。
格栅安装角度：
一般45～75°,对人工清渣，为省力一般角度≦60°；对机械清渣，角度一般60～75°,特殊时为90°；对回转式一般60～90
流速：
栅前渠道流速V＝0.4～0.9m/s，过栅流速0.6～1.0m/s，通过格栅水头损失宜采用0.08～0.15m。
水头损失一般为：
0.08～0.15m
栅渣量标准：
与格栅间间隙大小有关
栅条间隙e
16～25mm：
0.10～0.05m3渣/103m3污水
30～50mm：
0.03～0.01m3渣/103m3污水
栅渣含水率80%±，容重960kg/m3
当栅渣量>0.2m3/日，则应采用机械清渣
2）水泵：
1.按最大流量选，最大流量为1775m3/h,选4台水泵，每台的流量为500m3/h左右。
按最小流量选（平均流量的50%），最小流量为625m3/h，则使用其中的2台。
故选用5台水泵4用1备。
2.泵位及安装
潜水中泵直接置于集水间。
（集水间的计算见纸质版）
3）沉砂池
1.型式：
平流式。
优点：
具有截留无机颗粒效果较好，结构构造简单
2.图示如下：
3.平流式沉砂池设计参数
污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；
最大流量时，污水在池内的停留时间不少于30s，一般为30~60s；
有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25~1.0m，池宽不小于0.6m；
池底坡度一般为0.01~0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，考虑池底形状
4.计算见纸质版
五、二级生化污水处理
1）初次沉淀池
1.型式：
平流式沉淀池共2座
2.优点：
该池对冲击负荷和温度变化适应能力较强，施工简单，造价低。
适用于地下水位较高及地质较差的地区；适用于大、中、小型污水处理厂。
3．图示见下：
4.设计原则及参数
（1）.设计流量
沉淀池的设计流量与沉砂池的设计流量相同。
在合流制的污水处理系统中，当废水是自流进入沉淀池时，应按最大流量作为设计流量；当用水泵提升时，应按水泵的最大组合流量作为设计流量。
在合流制系统中,应按降雨时的设计流量校核，但沉淀时间应不小于30min。
（2.）沉淀池的只数
对于城市污水厂，沉淀池的个数不应少于2只。
（3）.沉淀池的经验设计参数
对于城市污水处理厂，如无污水沉淀性能的实测资料时，可参照教材表10-8的经验参数选用。
（4）.沉淀池的有效水深、沉淀时间与表面水力负荷的相互关系
（5）.沉淀池的几何尺寸
池超高不少于0.3m；缓冲层高采用0.3~0.5m；贮泥斗斜壁的倾角，方斗不宜小于60º，圆斗不宜小于55º；排泥管直径不小于200mm。
（6）.沉淀池出水部分
一般采用堰流,在堰口保持水平。
出水堰的负荷:
对初沉池,应不大于2.9L/（s·m）;对二次沉淀池,一般取1.5~2.9L/（s·m）。
亦可采用多槽出水布置，以提高出水水质。
（7）.贮泥斗的容积
一般按不大于2d的污泥量计算。
对二次沉淀池，按贮泥时间不超过2h计。
（8）.排泥部分
沉淀池一般采用静水压力排泥，静水压力数值如下：
初次沉淀池不应小于14.71kPa（1.5mH2O）；活性污泥法的二沉池应不小于8.83kPa（0.9mH2O）；生物膜法的二沉池应不小于11.77kPa（1.2mH2O）。
5.计算部分见纸质版
六、生物处理系统设计：
曝气池
1.选型：
用A2O工艺设计
2.优点：
污水中可生物降解有机物对脱氮除磷的影响；厌氧进水溶解性磷于溶解性BOD5
3.A2O工艺流程图
3.设计参数
水力停留时间HRT：
t=8h
BOD5污泥负荷：
Ns=0.18kgBOD5/（kgMLSS.d）
回流污泥浓度：
Xr=10000mg/l
4.设计计算见纸质版
七．二次沉淀池
1.选型：
中心进水辐流式二沉池
2.优点：
采用机械排泥，运行较好；适用于地下水位较高地区；适用于大中型污水处理厂。
3.设计参数：
D/H一般取6～12，D≧16m。
池底底坡0.05～0.1。
采用机械刮泥时，若D≤20m，一般采用单臂中心传动刮泥机；反之采用周边传动刮泥机。
刮泥机转速1～3周/h，或外周线速度≤3.0m/min，一般1.5m/min。
周边进水的沉淀效率高，起设计表面负荷可提高1倍左右，即3～4m3/m2·h。
若为静水压力排泥，其设计参见p84图3－34，要求排泥槽泥面低于沉淀池水面0.3m。
4.图示见下：
3.计算见纸质
第四章污水厂总体布置
第一节主要构筑物与附属建筑物表
序号
名称
规格
数量
设计参数
主要设备
1
格栅
设计流量Q=42600m3/d栅条数34个栅槽宽度1.35m栅槽的总长度3.4m采用机械清渣
2座
栅前水深h=0.5过栅流速v=0.9格栅倾角a=60栅前渠道超高h=0.3
机械格栅
2
水泵
每台的流量为500m3/h扬程11没
5台
按最大流量为1775m3/h按最小流量为625m3/h
泵型：
12PHL型污水泵扬程11m5台，4用1备
3
平流式沉砂池
L*b*H=7.5*1.0*1.9
2个沉砂斗
设计流量Q=42600m3/d有效水深为1.0停留时间为30s
砂水分离器2台
4
初级沉淀池
L*b*H=19*46.8*6.14
2座并联11个池子
设计流量Q=42600m3/d有效水深为3.0停留时间为15h
5
曝气池
L*b*H=27.8*8*4.5
2座并联
设计流量Q=30000m3/d进水水质BOD=200mg/L
COD=450mg/L
SS=200mg/L
TN=50mg/L
NH3-N=40mg/L
TP=50mg/L
出水水质BOD=20mg/LCOD=60mg/L
SS=20mg/LTN=20mg/L
NH3-N=8mg/LTP=1.5mg/L
弧型表面曝气机3套
高速潜水推流器（WJ5.5-8-460）型3套
在线DO测量仪
在线ORP计
硝化液回流泵3套
6
二次沉淀池
D=30
H=5.25
2座并联
设计流量Q=30000m3/d
池底坡度I=0.05
停留时间T=3h
池边水深H=4.9m
7
浓缩池
D=10.7
H=4.65
2座并联
=820m3/L
浓缩前污泥含水率P=99.2%
浓缩后含水率P=99.7%
周边传动刮泥机（ZBGX-27.5型）1套
第二节污水厂平面布置
1、在平面布置时，应考虑以下原则：
（1）以处理构筑物为主体，辅助建筑物应服从处理构筑物；
（2）应满足功能和水力上的要求；
（3）各构筑物互相联系应考虑日常管理工作的方便；
（4）应考虑构筑物与建筑物之间的相互位置与间距；
（5）构筑物之间的连接管道应走向简捷、距离短；
（6）土方量要基本平衡；
（7）各种管线的平面布置应避免相碰、互相干扰：
a.应使构筑物能独立运行；
b.应设置超越管道：
越越整个流程和超越二级处理；
c.各处理构筑物应设置放空管；
d.应设有计量设备：
一般在二沉池出水管线上；
e.其管线应妥善考虑、合理安排；
f.可集中设置电气管线槽。
（2）高程设计
①高程设计的任务
本设计确定的各水处理单元构筑物和泵房的标高，包括：
地面标高、构筑物顶端标高、构筑物底端标高、构筑物内液位标高。
还确定了水处理构筑物之间连接管道的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在水处理构筑物之间顺畅流动，保证水厂的正常稳定运行。
②高程布置原则
1）为了保证污水在各构筑物之间能顺利自流，计算各构筑物之间的水头损失包括沿程损失、局部损失及构筑物本身的水头损失和污水流过量水设备的水头损失。
此外，还应考虑污水厂扩建时预留的贮备水头。
本设计中，由于此点未做具体要求，故不做出具体计算过程，而采用较大的空间余地，以保证构筑物的正常运行。
2）污水厂的出水管渠高程，须不受水体洪水顶托，并能进行自流。
3）污水厂的场地竖向布置，应考虑土方平衡，并考虑有利排水。
4）在计算留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的流程，以降低运行费用。
第五章参考文献
1《水处理工程》
2《排水工程》
3《污水处理新工艺与设计计算实例》
4《污水处理厂工艺设计手册》
5《城市污水厂处理设施设计计算》
6《给水排水设计手册》中国建筑工业出版社（第1、5、11、12册；）
7《室外排水设计规范》GB50014-2006
8《给水排水制图标准》GB/T50106—2001
9高廷耀、顾国维，《水污染控制工程》，高等教育出版社。
10《给水排水设计手册》第一、五、十、十一册。
11《室外排水设计规范》GBJ14-87。
12周雹，《活性污泥工艺简明原理及设计计算》，中国建筑工业出版社，2005。
13崔玉川、刘振江等，《城市污水厂处理设施设计计算》，北京·化学工业出版社，2004。
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