《环境工程CAD实习》任务书及要求.doc

环境工程CAD设计任务书及要求 谢冰 2014年9月本课程教学在相关专业课程的基础上，通过对废水处理工程的初步设计的训练，使同学熟悉环境工程规划设计的基本知识，基本步骤和技能，能够自己独立使用CAD软件完成典型城市污水和工业废水处理的设计计算，平面和高程布置图，设备选型等内容。任务书要求：第一阶段20个课时，进行工具及资料的准备，根据设计任务书提供的信息，使用设计工具书（设计手册及其它辅助材料，如设计参数不一致，则以手册为准）对污水处理、污泥处置的各单体构筑物及其主要的配套设备（如风机、泵、管道、水力配井等）进行较详细的工艺计算。第二阶段，20个课时使用CAD软件绘制平面布置草图和工艺流程草图草图绘制，CAD制图。第三阶段，10个课时，复核有关设计和CAD图纸，准备答辩。设计成果提交：工艺计算书，工艺流程图一张，工艺总平面布置图一张，高程布置图一张。 设计任务书（一）河北某市污水处理厂工程设计一工程概况某污水处理厂服务约50万人，汇水面积为40km2，设计规模一期为160000m3/d，远期为320000m3/d，利用国外贷款建设。城市排放的污水中，生活污水占35%，工业污水占65%，通过管道排放到市郊，再经37km的明渠排入周围河流。二设计水质水量及排放质量1.设计处理水质水量设计处理能力160000m3/d（最大可处理208000m3/d）。由于受城市排水体系和实际进水量变化的影响，几年来其污水处理量基本保持在130000m3/d左右。进水水质中生活污水水质比较稳定，而工业废水水质波动较大，污水厂实际进、出水质见下表。项 目BOD5（mg/L）COD(mg/L)SS(mg/L)pH值有毒物质重金属进水100-200150-35080-2007-9-微量出水30120306-9-微量设计进水水质为（未考虑有毒物质及重金属）BOD5 200mg/L COD 400mg/L SS 250mg/L pH值 7-92.排放标准出水水质达到国家二级排放标准，设计出水水质为BOD5 20mg/L COD 120mg/L SS 25mg/L pH值 6-9三设计工艺要求 工艺采用普通活性污泥法。污水进厂前设有总闸门一道，在总闸门前另有直接排放的溢流管道。污水进厂后经自动粗格栅进入集水池，在集水池内设潜水泵，污水提升后经细格栅进入旋流沉沙池去除沙粒，再经初沉池去除大部分悬浮固体，初沉出水经厂内高架渠道进入曝气池。曝气池采用循环推流反应形式，其出水经平流式二沉池分离后排入周围河流。初沉污泥与二沉剩余污泥首先进入前浓缩池，经浓缩后进入蛋形消化池中温消化，使污泥稳定。消化后的污泥经后浓缩池进一步浓缩，减少体积，用带式压滤机进行脱水，泥饼外运处置。（以下任务书如无特殊要求，请参考此设计要求）设计任务书（二）上海某镇生活污水处理设计 一 工程概况徐泾镇隶属上海市青浦区，位于市区至淀山湖风景区的走廊上，是青浦区距上海市区最近的乡镇，该镇中心距虹桥机场6公里，距市中心仅18公里，区内东西从北到南有北青公路、318国道（沪青平公路）及沪青平高速公路，并通过南北向的华徐公路与相连同。拟建的污水处理厂的处理规模为5万吨/日，厂址位于A公路以北、B公路以东与C公路之间的的地块内，建设中拟考虑采用2.5+2.5=5万吨/日两期建设的方案，处理后污水须达到上海市污水综合排放标准（DB31/199-1997）中的一级排放标准的有关规定后排入西向阳河。二. 设计范围与设计内容1. 设计范围：污水处理站污水污泥的处理有关设施，总平面布置和站区各种附属管线等。2. 设计内容：设计范围内建筑、结构、电气及仪表控制等有关专业设计文件。三. 设计水质标准1. 进水水质pHBOD5（mg/L）CODCr（mg/L）SS（mg/L）TN（mg/L）NH3-N（mg/L）TP（mg/L）6-925045025040354.52. 出水水质出水按上海市污水综合排放标准一级标准的有关规定执行，考虑到生物除磷的局限性，其中磷执行二级标准。pHBOD5（mg/L）CODCr（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）TP（mg/L）6-9206020101.0四设计工艺要求 考虑排放标准的要求，采用A/O工艺。污泥需要消化处理。设计任务书（三）福建某县生活污水处理工程设计 一 工程概述为治理污染，保护环境，福建某县拟新建一座污水处理厂，用于处理该县城的污水。污水现主要是生活污水、少量餐饮污水和极少量食品加工废水，生活污水与其他污水汇入该县污水处理系统。二设计依据该县提供的水质水量资料中华人民共和国污水综合排放标准（GB 8978-1996）给水排水常用数据手册给水排水设计规范三 设计水质水量及排放标准1. 设计处理水质水量根据该县提供的资料，现主要是生活污水、少量餐饮污水和极少量食品加工废水，水量为3000m3/d。考虑到生活污水又一定的水量波动，取1.2的变化系数，则污水处理站设计水量为3600m3/d，即150m3/h。设计水质标准为CODCr 400mg/L SS 200mg/L BOD5 200mg/L2. 排放标准根据国家污水综合排放标准（GB 8978-1996）中一级排放标准确定排水水质指标如下。CODCr 60mg/L SS 20mg/L BOD5 20mg/L pH值 69四设计工艺要求采用厌氧处理和好氧处理相结合的工艺，污水经格栅调节池后进入UASB和曝气生物滤池，经气浮后排放。设计任务书（四）东平县污水处理工程设计一工程概况东平县城区目前没有污水处理厂，排水体制为雨污合流制。城市排水管网很不发达，原规划的各排水系统的干管均为形成，居民生活污水及工业废水都直接或间接经现有雨污合流管道排入河流。二设计规模及设计进出水质1.设计规模2005年预测污水量为4.5万m3/d。根据东平县总体规划、排水系统状况、预测污水量和经济发展状况，确定东平县污水处理厂设计总规模为5万m3/d。2.设计进水水质CODCr 400mg/L BOD5 180mg/L TN 40mg/L TP 4 mg/L NH3-N 30mg/L SS 200mg/L pH值 6-9 3.设计出水水质处理厂出水最终排入东平湖，根据东平湖功能水体，要求排入其内的出水必须满足现行的城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）中的一级B排放标准。另外根据省市环保局的要求以及东平县实际情况污水处理厂出水也应满足该标准。由此确定污水处理厂最终出水水质如下：CODCr 60mg/L BOD5 20mg/L TN 20mg/L TP 1.5mg/L NH3-N 15（8）mg/L SS 20mg/L 粪大肠菌群数 104个/L三设计要求要求设计采用一体化氧化沟处理工艺或其他活性污泥法工艺。污泥需要消化处理。设计任务书（五）苏州某旅游度假区污水处理厂设计 一工程概况苏州某旅游度假区距苏州市区16km，规划控制人口12万人，年接待游客40万人次。为保护太湖水体，拟建一污水处理厂。根据污水量预测，到2010年度假区每天污水排放量为3.84-4.05万m3，污水处理厂按4.0万m3/d规模设计。二水质标准根据国家污水综合排放标准（GB 8978-1996）中一级排放标准考虑。项 目BOD5（mg/L）CODCr(mg/L)SS(mg/L)NH3-NTP进水220440300322出水206020150.5三设计工艺流程要求本污水处理厂原污水全部源于度假区内的生活污水，基本无工业废水。为了保护好太湖流域的水体水质，控制地面水体富营养的加剧，本工程在确保去除有机污染物的同时，必须具备除磷脱氮的功能。因此，工程采用A2/O处理工艺。污泥需要消化处理。设计任务书（六）北京某会议中心生活污水处理工程一工程概况北京某会议中心为四星级标准，集会务、住宿、餐饮、娱乐等功能为一体。根据甲方估算，日产生2000t生活污水需经处理后排放，部分出水拟回用于浇灌花坛。二设计水质水量及排放标准1.设计处理水质水量根据提供的数据，确定该污水处理站设计水量为2000m3/d，即83.3m3/h。按照国内中等浓度的生活污水的常规水质指标设计，即主要的水质指标为：COD 400mg/L，BOD5 100-300mg/L，SS 200mg/L。2.排放标准该生活污水处理站污水排放严格执行国家污水综合排放标准（GB 8978-1996）中二级标准要求，其主要水质标准为：COD 150mg/L，BOD5 30mg/L，SS 150mg/L，pH值 6-9。 三设计工艺要求 设计要求采用生物接触氧化工艺，废水先经格栅处理去除较大悬浮物，经调节池调节后的污水由水泵泵入好氧接触氧化池。曝气池出水自流入二沉池，在二沉池内实现好氧微生物与废水的分离。上清液达到国家排放标准，直接排放或回用。沉淀污泥一部分回流污泥曝气池以维持曝气池内的污泥浓度，另一部分进入储泥系统，定期抽吸。设计任务书（七）华东某化工废水处理工程设计任务本一 概况某化工厂地处我国华东某地，该厂排放综合污水为1000吨/天，该地区全年主导风向为东南风和西北风，拟在厂区移交建污水处理站，可用地面积为5040m2。经过多次连续的水质调查，该厂排放污水中工业污水与生活污水比例为10:1。生产废水水质如下：pHBOD5（mg/L）CODCr（mg/L）TSS（mg/L）SS（mg/L）色度（倍）TN（mg/L）TP（mg/L）16.7300100011002002001.80.13生活废水水质如下：pHBOD5（mg/L）CODCr（mg/L）SS（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L）6-72004002506010综合污水经过处理排放到城市污水管网，出水水质要求达到行业一级标准：pHBOD5（mg/L）CODCr（mg/L）TSS（mg/L）SS（mg/L）色度（倍）NH3-N（mg/L）TP（mg/L）6-930100-7050150.5二 设计条件 (供参考)采用生化物化处理工艺，工艺流程为：污水处理：格栅、调节池、集水井、提升泵房、曝气池、二沉池、氧化脱色。污泥处理：气浮或重力浓缩脱水、加药混凝、板框压缩机脱水。各主要污水处理构筑物的相关设计要求：格栅：地面标高为0m，进水面底面标高为-1.00m。调节池：设计HRT为24h。曝气池：完全混合式或推流式。二沉池：采用竖流式沉淀池，静力排泥。氧化脱色：采用加氯对二沉池出水深度脱色，加氯量按照50mg/L计算，选择转子加氯机。污泥处理和处置：气浮或重力浓缩脱水。加药混凝：混凝药剂为液体PAC加量为200ppm。设计任务书（八）山东某印染厂废水治理工程任务书一工程概况山东某印染厂年产涤棉色布、印花布及装饰布等约30000m，其中化纤产品约占70%，该厂每天排放的印染废水达3000m3左右。1979年建厂初期，曾建造了以表面曝气生物氧化和混凝沉淀为主要工艺的废水处理系统。但投产后，由于产品从原来的以棉布为主逐渐转为化纤产品为主，废水中增加了较多的难于生物氧化降解的化学浆料成分聚乙烯醇（PVA），再加上该厂扩建了两条印花生产线，使废水的浓度提高了很多。因此，原有的处理系统不能达到原设计，处理效果远不能达到国家规定的排放标准，废水的COD去除率平常只有25%-35%。根据该处理系统的改造工程设计，进水水质为：COD 400-700mg/L，BOD5 100-300mg/L，SS 450-700mg/L，色度 600-800倍，pH值6-9。但根据改造工程投入运行后实测，原水的COD值达到600-1000mg/L，pH值通常为7-10。改造工程完工后，废水经过处理应达到的指标为: COD 100mg/L，BOD5 60mg/L，SS 50mg/L，色度 50倍，pH值6-8。此外，由于当地水源紧张，处理出水的50%以上回用于生产，要求达到更严格的指标：COD 50mg/L，BOD5 30mg/L，SS 5mg/L，色度 25倍。二设计要求 （供参考）要求采用厌氧酸化-好氧-生物炭处理工艺 参考设计案例一、工程概况 某污水处理工程位于某省东南部，南与江南某县毗邻。所处的流域位于水库上游，是淮河流域水污染防治工作的重点之一。该污水厂的建设，可以改变流域内水环境质量，减轻其对下游的污染，并可对水资源其进综合治理利用。该污水处理厂拟采用倒置A2/O生物处理工艺。设计总规模为30000m3/d，设计概算总投资为2850万元。 二、设计规模及设计进出水水质 1设计规模 2005年预测污水量为28000m3/d，根据区域污水资源化及流域综合整治实施规划、排水系统状况、预测污水量和经济发展状况，确定污水处理厂设计规模为30000m3/d。 2设计进水水质CODCr 60 mg/L TP 1.5 mg/LBOD5 20 mg/L TN 20 mg/L SS 20 mg/L 粪大肠菌群数 104个/LNH3-N 15 mg/L 3设计出水水质 污水处理厂处理后的出水，经附近河流最终排人下游的水库，根据某水库功能水体分类，要求排人其内的出水必须满足现行的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002)中的一级B排放标准。另外根据省、市环保局的要求以及该地区实际情况，污水处理厂出水也应满足该标准。由此确定污水处理厂最终出水水质如下： CODCr 60 mg/L TP 1.5 mg/LBOD5 20 mg/L TN 20 mg/L SS 20 mg/L 粪大肠菌群数 104个/LNH3-N 15 mg/L三、处理工艺方案的选择及特点 1处理工艺确定原则 为了同时达到污水处理厂高效稳定运行和基建投资省、运行费用低的目的，依据下列原则进行了污水处理工艺方案选择： 技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到排放标准； 投资低，运行费用省，低投入高效益； 选定工艺的技术设备先进、可靠，国产化程度高，性能好。 2处理工艺的确定 综合考虑本工程的建设规模、进水特性、处理要求、工程投资、运行费用和维护管理以及工程的资金筹措等情况，经过技术经济比较、分析，确定采用倒置A2/O法生物处理工艺。 3工艺说明 (1) 工艺简介 倒置A2/O法工艺即缺氧/厌氧/好氧活性污泥法，是对传统 A2/O法工艺的改进。其构造是在A2/O工艺的基础上把厌氧区和缺氧区倒置，缺氧区移至厌氧区之前。该工艺除具备A2/O法工艺的优点外，同时克服了A2/O工艺的缺点：回流活性污泥（外回流）直接回流进入厌氧池，其中夹带的大量硝酸盐氮回流至厌氧池，破坏了厌氧池的厌氧状态，从而影响系统的除磷效果。污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，有机物、氮和磷得到去除，同时进行生物除磷和生物除氮。倒置A2/O工艺流程见图8-14。回流污泥混合液回流出水原水缺氧区（A） 厌氧区（A） 好氧区（O）二沉池图8-14 倒置A2/O工艺流程 (2)工艺的特点 该工艺是除磷脱氮工艺，同时在缺氧、厌氧、好氧交替运行的条件下，可抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，有利于泥水分离，在厌氧和缺氧段内只设立式环形搅拌机。由于缺氧、厌氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，脱氮除磷效果好。 4处理工艺流程污水和污泥的处理工艺流程如图8-15所示。外运至垃圾填埋厂倒置A2/O反应池达标排放污水粗格栅污水提升泵房细格栅钟式沉砂池好氧、厌氧、缺氧二沉池消毒池剩余污泥泵鼓风机房污泥浓缩压滤一体化装置泥饼消毒剂图8-15 污水和污泥处理工艺流程污水流； 污泥流； 空气流四、工程设计 1总平面设计 (1)厂址选择 根据总体规划、污水管网的布局、污水的走向、地形地貌及处理后的污水出路，确定污水处理厂厂址设在流域中下游，工业园区南面。选择此处具有以下特点： 该厂址位于污水走向的下游方向，地势较平坦，污水排放畅通； 该厂址位于常年主导风向的下风向，故对周围环境影响较小； 厂址离变电站不远，便于供电，节约供电线路，双电源供电有可靠保障； 可以利用附近河流，直接排放处理过的污水，污水厂以下无需再敷设排水管道，大大降低工程造价； 距农田较近，便于处理后的污水用于农业灌溉。 (2)总平面布置 污水厂占地面积为2.31公顷(厂内用地)。按照各构建筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气象和地质条件等因素，污水厂总平面布置分为几大功能区：预处理区(含格栅、泵站、沉砂池)、倒置A2/O处理区、污泥处理区、生活管理区。污水厂总平面布置的特点如下： 按构筑物功能和流程利用自然地形布置，减少土方工程并使其有机的连为一体； 综合楼等办公生活设施集中布置在厂前区，使其与污水、污泥处理构筑物相对独立，厂前区位于处理构筑物的市主导风向的上风向，最大程度地避免了污水、污泥气味及机器设备噪声的影响； 污泥处理部分集中布置，从而有利于厂前办公生活区的环境； 将中控室、化验等集中布置在综合楼，从而尽量节省占地。另外，厂区的主干道宽按6.0m设计，次干道宽按4.0m设计，基本上成环状布置，并与主要构筑物相连。厂区平面设计尽量注意环境的美化，尽量为职工营造一种良好的工作环境，厂区的绿化充分利用了道路两侧的空地，将污水处理区、污泥处理区及办公区之间用绿化带及道路隔开。2.主要构筑物设计 （1）粗格栅功能 去除污水中的较大漂浮杂物以保证污水提升泵的正常运行，采用机械格栅，正常情况下两条渠道同时运行，事故时一条运行。构筑物 地下钢筋混凝土平行渠道（两条）设计总流量 Q0.479 m3/s主要设备 机械格栅除污机LHG800型格栅台数 2台栅条间隙 b=20 mm格栅宽度 B=800 mm格栅高度 H=900 mm格栅倾角 =75过栅水头损失 H=150 mm （2）进水泵房功能 提升污水以满足后续污水处理流程竖向衔接的要求，实现重力流动顺序处理污水。构筑物 采用地下钢筋混凝土结构。主要设备 采用可提升式无堵塞潜水泵水泵4台（3用1备），设计流量0.479 m3/s，扬程H=10 m，选用250QW550-10-30型污水泵。 （3）细格栅 功能为去除污水中较为细小的漂浮杂物，以保证后续处理流程的正常运行。采用两条钢筋混凝土平行渠道。设计总流量Q0.639 m3/s。主要设备采用机械细格栅2台（互为备用），格栅宽度B1300 mm，栅条间隙b4 mm。过栅水头损失H= 250 mm。 （4）钟式沉砂池 功能为去除污水中粒径较大的无机砂粒。以保证后续处理流程的正常运行，减少后续处理构筑物发生沉积。采用2座钢筋混凝土池体，设计总流量Q=0.479 m3/s。单池设计流量Q0.24 m3/s，直径3.65m。主要设备选用浆板式水平旋流器2套，ZXS18型空气提砂机2套；砂水分离器设备1套。 （5）倒置A2/O生物反应池 功能为去除污水中大部分污染物，特别是可生物降解的有机物质，是本工程的核心构筑物。最大时设计流量Qmax0.479 m3/s。平均时设计流量Q0.347 m3/s，采用2组4条钢筋混凝土结构反应池，单组池池体尺寸LBH=95m23m6m。缺氧区 单组池总有效容积2475 m3，水力停留时间HRT=3.96 h。厌氧区 单组池总有效容积1650 m3，水力停留时间HRT=2.64 h。好氧区 单组池总有效容积6600 m3，水力停留时间HRT=10.56 h。污泥龄SRT=20 d，混合液污泥浓度MLSS=4000 mg/L (MLVSS=0.7MLSS)，污泥负荷Ns= 0.12 kgBOD5/(kgMLVSSd)，单组池总需氧量1302kgO2h。主要设备：厌氧区与缺氧区每组池安装6台立式环流搅拌机；好氧区每组池安装12台立式复叶推流曝气搅拌两用机。 （6）二沉池 功能为使活性污泥絮体与处理水经过沉淀池发生固液分离，使污水得到澄清。选用2台中心进水周边出水圆形辐流式沉淀池。单池设计流量Qmax=0.24 m3/s，设计回流比R50%100%，表面水力负荷0.95 m3/(m2h)。进水混合液污泥浓度X1为4.0 g/L，回流污泥浓度X28 g/L，水力停留时间HRT3.68 h，单池直径34 m，池深4.0 m。主要设备BX-34型周边传动吸泥机，2台。 （7）回流污泥及剩余污泥泵房 功能为使回流污泥通过污泥回流泵排至倒置A2/O反应池缺氧区，使剩余污泥通过剩余污泥泵排至浓缩脱水机房。污泥泵房与剩余污泥泵房合建。平面尺寸12.4m6m，污泥回流比50100。主要设备：回流污泥泵3台(2用1备)，设备型号250QW630-6-22，单台设计流量Q630 m3h，扬程H6m，单台功率N22 kW；剩余污泥泵3台(2用1备)，设备型号80QW26-20-5.5，单台设计流量Q26 m3/h，扬程H=20m，单台功率N5.5kW。 （8）污泥浓缩压滤机房 功能为对剩余污泥进行浓缩压滤脱水，使污泥含水率降低到尽可能低的程度，以减少污泥体积并便于装卸作业。构筑物为砖混结构1座，平面尺寸25.3m2l m。日排泥干重3440 kg/d，剩余污泥混合液流量430 m3/d，进泥含水率92，出泥含水率7580。主要设备选