水污染控制工程课程设计论文

********* 大学《水污染控制工程》课程设计题目：城市污水处理工艺（主要构筑物）初步设计院系：环境与安全工程学院专业：环境科学班级：学生姓名：指导教师：2012年8 月24 日前言 (1)一．设计课题的目的和意义 (2)二. 设计任务的概况 (2)2.1 项目概况 (2)2.2 污水排放的危害及工程建设的必要性 (2)三．处理工艺选择 (3)3.1 设计原则 (3)3.2 我国城市污水处理的主要工艺 (3)3.2.1 A/O法 (3)3.2.2 A2/O工艺 (4)3.2.3 SBR工艺 (4)3.2.4 氧化沟 (5)3.2.5 生物接触氧化工艺 (5)3.3 处理方法的选择 (6)3.4 设计依据及法规原则 (6)四.设计方案及工艺流程 (7)4.1 工艺流程图 (7)4.2 流程简述 (8)4.2.1 格栅 (8)4.2.2 污水提升泵 (9)4.2.3 调节酸化池 (9)4.2.4 生物接触氧化池 (10)4.2.5 二沉池 (11)4.2.6 消毒接触池 (11)4.2.7 脱水机房 (11)五．工艺设计 (12)5.1 设计污水水量 (12)5.2 污水处理程度计算 (12)5.3 容积负荷 (13)5.4 平面尺寸计算 (13)5.4.1 生物接触氧化池有效容积 (13)5.4.2 池子总面积 (13)5.4.3 池子分格数 (13)5.4.4 池子总高度 (14)5.4.5 有效接触时间 (14)5.4.6 需气量 (15)参考文献 (12)致谢 (17)前言随着我国社会和经济的高速发展,环境问题日益突出,尤其是城市水环境的恶化,加剧了水资源的短缺,影响着人民群众的身心健康,已经成为城市可持续发展的严重制约因素。

近年来,国家和地方政府非常重视污水处理事业,正以前所未有的速度推进城市污水处理工程的建设,有数百座污水处理厂正在工程设计和建设中,城市污水处理工艺的选择,将是工程界面临的首要问题。

决定城市污水处理厂投资和运行成本的很重要因素是污水处理工艺的选择。

目前,在城市污水处理领域,南方城市普遍存在着追求“新工艺”的倾向,而且在工艺选择上似乎还有“一窝蜂”的现象。

例如80年代,南方城市污水处理工艺多选择氧化沟;到了90年代末,SBR工艺几乎要“一统天下”了。

一座城市污水厂处理工艺的选择,虽然应由污水水质、水量、排放标准来确定,但是,忽略污水处理厂投资和运行成本,过分强调污水处理工艺的先进是不足取的。

实际上,有些南方城市采取的高投资、高运行费的“新工艺”,由于水质浓度低等缘故,并未收到理想的处理效果。

生物膜法是与活性污泥法并列的一种污水生物处理技术。

目前,国内仅用于中水(杂用水)处理以及解决地表水源微污染的治理上,应用于城市污水处理,却鲜有报道。

事实上,城市污水处理事业发达的美国,在70年代主要采取生物膜法处理城市污水,70%的城市污水处理厂采用造价低、运行费用省的高负荷生物滤池。

我国是一个发展中国家,污水治理的基本原则是要以有限的财力,解决日益严重的水污染问题。

一．设计课题的目的和意义（1）通过污水厂课程设计，巩固学习成果，加深对《水污染控制》课程内容的学习与理解，使学生应用规范、手册与文献资料，进一步掌握设计原则、方法等步骤，达到巩固、消化课程的主要内容；（2）锻炼独立工作能力，对污水厂的主体构筑物、辅助设施、计量设备及污水厂总体规划、管道系统做到一般的技术设计深度，培养和提高计算能力、设计和绘图水平；（3）在教师指导下，基本能独立完成一个中、小型污水处理厂工艺设计，锻炼和提高学生分析及解决工程问题的能力。

二、设计任务的概况2.1项目概况（1）我国沈阳地区居民生活小区，污水排放量为100000 m3/d。

主要来源于小区居民的日常生活排放的卫生间粪便冲洗水、淋浴水、厨房废水以及日常清洗废水、工业内部生活及淋浴污水。

（2）当地最高水温为30 ℃，夏季主导风向为东南风。

污水厂北面200 m处有一条河流，最高洪水位为46.00 m，常水位为42.00 m。

污水厂地形平坦，设计标高为48.00 m；地下水位标高为42.00 m，地基良好。

城市污水总管从污水厂南面进入，干管终点水面标高为43.00 m，管径为1200 mm。

（3） SS=210 mg/L，去除率为60%；BOD＝200 mg/L，要求出水为25 mg/L。

2.2污水排放的危害及工程建设的必要性近些年来，越来越多的水污染事件频繁发生，造成了人员死亡和财产的巨大损失，废水排放到河流，对河流产生严重污染，大多鱼虾死亡，动植物大量死亡灭绝，蚊蝇滋生，各种病菌对于人类来说简直就是灾难。

水是生命的源泉，水是经济发展的命脉，拥有干净的水资源就拥有健康的身体，和美好的环境。

虽然我国水资源总量很大，但是人均水资源仅为世界平均水平的四分之一，随着经济的发展，工农业用水量不断加大，水污染现象严重并呈现越来越难趋势，可以想象我们的将来势必严重缺水，因此为党和国家在社会主义初级阶段建设和发展提供合格的水资源是十分必要的。

为人民提供一个舒适整洁的环境更是我们这一工程必须承担的责任。

三．处理工艺选择3.1设计原则(1)本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定,废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废水排放要求。

(2)针对本工程的具体情况和特点,采用成熟可靠的处理工艺和设备,尽量采用新技术、新材料,实用性与先进性兼顾,以实用可靠为主。

(3)处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地,以适应水质、水量变化。

(4)管理、运行、维修方便,尽量考虑操作自动化,减少劳动强度。

(5)在不影响处理效果的前提下,充分利用原有的构筑物和设施,节省工程费用,减少占地面积和运行费。

(6).降低噪声,改善废水处理站及周围环境。

(7).本处理工艺流程要求耐冲击负荷,有可靠的运行稳定性。

3.2我国城市污水处理的主要工艺3.2.1 A/O法A∕O法即厌氧—好氧污水处理工艺, 流程如下：污水—前处理—厌氧水解池—接触氧化—沉淀池—过滤池—出水—污泥回流。

厌氧水解池采用上升流式厌氧污泥床反应器的形式设计水力停留时间为2～4小时。

厌氧池下部为污泥床区, 污泥床厚度通常控制在1～1.2M之间, 进水系统可采用脉冲进水中阻力布水系统, 底部设布水沟, 保留污泥不沉积底部, 呈悬浮状态。

污泥床平均浓度为30 ～35g/l, 则污泥负荷为0.35 ～0.30kgCODcr/kg(ss)·d。

生物接触氧化工艺是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种污水处理工艺。

池内设有填料, 微生物一部分以生物膜的形式固着于填料表面, 一部分则以絮状悬浮生长于水中, 因此它兼有活性污泥法与生物滤池的特点。

曝气系统可采用鼓风或射流曝氧增氧系统( 设计时必须考虑投资及运行本) 。

为培养微生物的不同的优势菌种, 将接触氧化池分为两格是行之有效的。

第一格有效水力停留时间为2.5小时, 有机负为1.15kgBOD5/m3.d。

第二格有效水力停留时间为1.5小时, 有机负荷0.768kgBOD5/m3.d。

A/O法的主要特点是: 适应能力强; 耐冲击负荷; 高容积负荷; 不存在污泥膨胀; 排泥量非常少;具有较好的脱氮效果。

3.2.2 A2/O工艺具有如下特点：(1) 厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；(2) 在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺；(3) 在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀；(4) 污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。

3.2.3 SBR工艺序批式活性污泥法：SBRSBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成。

优点：(1) 工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；（2）耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；(3) 反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质;(4) 运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；(5) 污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀;(6) 该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。

缺点：(1)容积利用率低；(2)水头损失大；(3)出水不连续；(4)峰值需氧量高；(5)设备利用率低；(6)运行控制复杂；(7)不适用于大水量。

3.2.4 氧化沟因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。

氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。

优点：氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。

因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。

氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR 形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性。

缺点：尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。

但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。

3.2.5 生物接触氧化工艺生物接触氧化工艺单位容积的生物量大，处理能力高；不需污泥回流，节省能耗；不产生污泥膨胀，耐冲击负荷能力强；设备较少，运行管理及维护简单；产泥量少。

但此工艺造价较高，而且布水、布气不易均匀，工艺构筑物在构造上较复杂，增加了设计、施工的工作量和难度。

3.3 处理方法的选择本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD =0.5,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。

针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，可采用生物接触氧化工艺。

3.4 设计依据及法规原则（1）《中华人民共和国环境保护法》（2）GB3838－2002《地面水环境质量标准》（3）GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》（4）GB50014－2006《室外排水设计规范》（5）GB50335－2002《污水再生利用工程设计规范》（6）GB8978－1996《污水综合排放标准》四. 设计方案及工艺流程4.1工艺流程图格栅池调解酸化池生物接触氧化池二沉池消毒接触池污水提升泵房污泥浓缩污泥脱水生活污水排放干污泥外运上清液栅渣外运通入空气4.2流程简述4.2.1格栅图1 格栅设计图格栅是一种截留废水中粗大污物的预处理设施。

由一组平行的金属栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的渠道上，或泵站集水池的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。