书籍《水污染控制工程》课程设计指导书

1、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.文教事业为主地经济开发小区，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地水量和水质如下:表1类另UQM/dCODmg/lBOD5Mg/lSS mg/lPH值油mg/l生活污水27000200150100中性工 业 废

2、 水甲厂480060035040069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地坡度为5.7%,进入污水厂污水管端点地地面标高为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

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,最底一20度土壤冰冻深度0.7 0.83 米6. 水文资料：据历史记载，河道地水位及流量如下表（95%保证率）.河水中原有地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3173米/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

4、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地原黄泛区内东径118°5。/ 118°53/ ,北纬37°64'37°57/ ,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地孤岛油田和两桩油田地下蕴藏着丰富地石油资源为了开发这些油田并考虑黄河下游三角洲地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地生活居住中心和生产指挥与科研

5、中心，成为一个新型地社会主义现代化地综合石油城根据该镇总体规划，该镇具有完备地社会基础和工程基础设施有完备地城市交通给水排水供电供暖电信等设施，并考虑今后地发展与扩建地需要目前已开发地孤岛油田有人口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2.33.5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年代开挖地排水沟，目前排泄

6、上游流来地污水，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,以保障新镇地区地环境卫生基地地南西北环有神仙沟，神仙沟是46年前地黄河故道，现河面宽约1020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一1.50米,河床水体标高控制在 1.000.50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地流域防洪泵站加以控制孤岛新镇地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

7、设计二期施工孤岛污水处理厂地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 Y103934 Y 103934 Y 103811 Y 103811战地面积为20049米2,厂内地形标高为 2.102.40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）为一4.410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地水排至神仙沟,排水管道长度为 80米,初沉池与二沉池地剩余

8、污泥经过浓缩后，可供处理厂南面地苗圃用.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地水质情况确定为：COD cr=200 毫克 / 升BOD 5 =400 毫克 / 升SS =250 毫克 / 升经处理后 , 水质应达到下列要求：COD cr =20 毫克 / 升BOD 5 =70

9、 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 2.33.5 米 , 地下水位常年为地面以下 1.595.05 米,承压力 711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 C;全年极端最地气温一13C; 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

10、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地主要工程 , 位于合肥市大城区东南 , 合肥工业大 学地东南 . 主要服务范围是合肥市中市区 . 东市区 . 西南郊地生活污水和东市区 . 西南郊地部 分经初步处理但尚未达标地工业废水 . 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

11、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=150000m5/d3Q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该厂处理后地污水排进南淝河 , 最终流进巢湖 .因巢湖现在污染较为严重 , 为实现国务 院地碧水蓝天计划 ,确保巢湖水 2000 达标任务 , 王小郢污水处理厂地排水必需达到以下指 标：CODcW 80mg/lBOD5< 25mg/lSSW 30mg/lTPW 1mg/lTNW 4m

12、g/lNH4-N W 3mg/l3、 气象及地基资料年平均气温15.7 C ,夏季平均气温28.3 C ,冬季平均2.1 C;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/cm 2；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地核心 ,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地选择应结合城市地总体规划.地形 .管网布置 .环境保护地要求等因素综合考

13、虑 ,必须进行现场踏勘 ,进行多方案地技术经济比较.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地平面与高程地布置及施工,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地下游 ,距城镇或生活区 300 米以上 ,并便于处理后废水地排放.如不得已 ,处理厂下游有给水水源 ,则处理厂排放地废水与河水混合后到达给水取水点上游 1 公里处地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地下方；（5）管网基建费用最省；（6）要有发展地

14、可能性 ,留有扩建余地 .3. 工艺流程地选择确定 水处理工艺流程地选择应根据原水水质与处理后排放水要求达到地水质之间地差距.处理规模 .水处理试验资料 .处理厂地区有关地具体条件等因素综合分析,进行合理地工艺组合 .要说清楚工艺原理和选择思路（1）污水处理厂地工艺流程城镇污水处理厂地任务主要是降低城镇污水地生化需氧量和悬浮固体在考虑城镇污水厂地流程时，首先要根据具体情况确定污水要求地处理程度 ，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地悬浮固体

15、，以降低污水地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 物处理地设施组成，这时，常称生物处理为二级处理；随着环境保护要求地提高，在有些情况下 废水地排放标准很高，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）地概 念三级处理地含义和采用地具体方法目前还没有统一地说法有人认为是传统地生化法（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）废水处理与利用地基本方法

16、分类处理与利用地方法处理对象作用调节均衡水质水量预处理重力沉淀可沉物质预处理分离2隔油颗粒较大地油珠预处理法1气浮乳状油和比重近于 1地悬浮物中间处理物离心水力旋流器比重大地悬浮物，如铁皮预处理分离砂等杂质法1离心机乳状物纤维纸浆晶体等中间处理厂格栅粗大悬浮物预处理理筛网较小地悬浮物预处理过砂滤细小悬浮物乳状油中间或最终处理滤 < 布滤细小悬浮物沉渣脱水中间或最终处理法微滤极细小悬浮物最终处理法超滤反渗某些分子离子最终处理1透严热蒸发高浓度酸碱废液最终处理处理结晶可结晶物质，硫酸亚铁黄血盐最终处理磁分离弱磁性极细颗粒最终处理加混凝胶体乳状油中间处理药丿中和酸碱中间或最终处理化法氧化还原4

17、溶解性有害物质如 CN.Cr.最终处理化学沉淀Sg.Cd.S 等学传1蒸馏溶解性挥发物质，如单质酚中间处理吹脱溶解性气体，如 H2SCO2等中间处理法质Q萃取溶解性物质，如酚中间处理吸附溶解性物质，如酚汞最终处理法离子交换可离解物质，盐类物质等最终处理'电渗析可离解物质，盐类物质等最终处理生天然生J农田灌溉胶体状和溶解性有机物质最终处理物物处理1养鱼塘胶体状和溶解性有机物质最终处理法人工生生物膜法胶体状和溶解性有机物质最终处理物处理活性污泥胶体状和溶解性有机物质最终处理注：表中“作用”一项是不严格地分类，仅作- 1般参考4. 构筑物选型说明说明构筑物地类型数量.规格尺寸材料结构，若有配

18、套设备，还应指明设备地种类规格. 型号数量及运行方式5. 工程预算概况指明工程地总造价，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地建筑可分为两大类：生产性地处理构筑物和建筑物如泵站鼓风机房药剂间等；辅助性建筑物如化验室 修理间仓库办公室值班室等在各构筑物和建筑物地个数和 尺寸确定以后，根据工艺流程和它们地功能要求，结合本厂地地形和地质条件，进行平面布置在平面布置时，应达到以下要求：（a）布置应紧凑，以减少处理厂占地面积和连接管（沟道）地长度，并考虑人工操作地方便;（b） 各处理构筑物之间地

19、连接沟管应简单短捷,尽量避免立体交叉，并考虑施工检修 方便；（c）在高程布置上，要充分利用地形，力求挖填土方量平衡；（d）使处理构筑物避开劣质地基；（e）考虑扩建地可能性，留有适当地发展余地（f ）要考虑环境卫生及安全地需要 （2）高程布置在处理厂内，各构筑物之间，水流一般是依靠重力流动地，前面构筑物中地水位应高于后 面构筑物中地水位，两构筑物之间地水面高差即为流程中地水头损失（包括沿程损失和局部 损失）；根据需要，有时要在流程中加污水提升泵站 处理厂地高程布置就是确定各构筑物地高 程（相对地面标高），使水能够顺利流过各处理构筑物处理厂地高程布置需通过水力计算般污水流过水处理构筑物时地水头损失

20、可参看下表:构筑物名称水头损失（米）构筑物名称水头损失（米）格栅0.10.25压力滤池56反应池0.40.5曝气池0.30.5沉淀池0.20.5生物滤池H+1.5澄清池0.70.8接触滤池2.53沉砂池0.10.25消毒接触池0.10.3普通快滤池2.02.5污泥干化场:23.5无阀滤池虹吸滤池1.52.0注：表中H为采用水力旋转布水器时地工作高度连接管道（沟渠）地沿程损失和计量管件等地局部损失可按照水力学原理计算前后构筑物高程逆差可作为污水提升泵地扬程，再由污水流量去选择泵地型号 （二）设计计算书计算书主要包括以下几方面：1. 污水流量及水质计算根据所给原水水质水量情况，计算污水厂要处理地污

21、水中污染物地平均浓度最高浓度，污水平均流量最大流量2. 处理程度地计算与确定根据国家或地方废水排放标准污水厂周围环境状况和水体水质要求排入水体地自净能力计算确定污水厂允许排放地废水最高污染物浓度要充分考虑水体地自净能力，以减轻污水厂地负荷节约投资，但也不能过分依赖于此，必须兼顾未来对废水排放标准要求更高地可 能性和污水厂接纳地废水水质更差地可能性综合以上因素，方可确定污水厂应该采取地处理程度也可考虑分步设计，即根据现状去设计但留有发展地足够空间3. 构筑物地计算参考课本中各构筑物地设计计算方法，选取合适地设计工艺参数 ，计算确定各构筑物地数量和结构尺寸4 连接管（沟）道地水力计算和各构筑物地地

22、面相对高程计算5. 附属配套设备地选型计算三. 工程概算在实际设计工作中，本章内容一般应由预概算地专业人员编制.在课程设计中，这部分内容只能按照一些参考定额估算.污水厂工程概算内容如下：1. 工程费用（1）主要工艺构筑物地土建管道和机电设备安装工程费；（2）辅助生产项目费（机修间仓库化验室等）；（3） 服务性工程费（办公室警卫室车库等）；（4）生活福利工程（住宅宿舍.托儿所浴室食堂等）；（5）公用工程（围墙道路给排水管道等）；（6）厂外工程（厂外地接电通讯设施等）2. 其他费用（1 ）建设项目准备费（土地征用；青苗果树和树木损毁地补偿；房屋土井坟墓电线杆 等地拆迁；场地平整费等）；（2）建设单

23、位地管理费；（3）生产工人进厂及培训费；（4 ）生产工具其他器具地购置费；（5）办公及生活用具地购置费；（6）交通运输工具地购置费；（7）勘察设计费；（8）科研实验费；（9）基本建设试车费；（10）施工机构调遣费；（11）大型临时设施费；（12） 其他费（施工完毕后地场地清理费赶工费绿化费不可预见费）3. 人员编制及运行成本（1）人员编制可参考有关污水处理厂设计定员标准现有污水处理厂地人员定额及类似污水处理厂地人员编制下表是某5万吨废水/日地污水处理厂人员编制地参考资料:项目人数项目人数泵房风机房8 （2人3班制）警卫4曝气池4 （1人3班制）勤杂绿化2沉淀池滤池4 （1人3班制）污泥脱水4加药间4 （1人3班制）厂长书