环境工程原理课程设计---小型污水处理厂的设计

《环境工程原理》课程设计题目 **小型污水处理厂的设计目录一、设计任务1.设计目的2.设计任务及要求3.设计题目4.设计背景5.工程规模和处理水质要求二、处理程度的计算1 .溶解性BOD5的去除率2 .CODcr的去除率3. SS的去除率4. 总氮的去除率5. 磷酸盐的去除率三、处理工艺选择1、处理工艺比较2、工艺流程图设计四、主要工艺设计参数1、粗格栅2、提升泵房3、细格栅4、旋流式沉砂池5、初沉池6、生化处理池7、曝气系统8、二沉池9、紫外消毒池10、污泥泵房11、浮渣泵房12、鼓风机房13、储泥池14、污泥脱水间15、除磷加药间16、辅助建筑物五、污水处理厂平面布置六、水力及高程布置七、参考资料八、主要建筑物及设备汇总表（附录一、附录二）九、工艺流程和处理厂平面布置图、高程图。

前言水是一切生物生存必不可少的物质之一，没有水的世界是无法想象的。

虽然我国水资源总量非常丰富，年径流总量2.71×1012m3，居世界第六位，但是由于人口众多，人均占有仅2262m3，约为世界平均的1/4，属世界缺水国家之一。

我国幅员辽阔，各地气候迥异，经济发展水平差异也很大。

随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，政府、企业、居民的环保意识不断增强，对生活质量和环境质量的要求越来越高，水污染治理也越来越受到人们的关注。

目前，各城市都面临着不同的水环境污染。

因此，根据城市规模，建立一套与自己经济发展相适应的控制水污染、保护水环境的方针、政策、标准和法规，同时建设与经济发展水平相适应的污水处理厂，就成为防止因水资源短缺而制约城市社会经济发展的必要手段，利用有限资源的必须部分。

在人们日常生活中，盥洗、淋浴、生活洗涤等都离不开水，用后便成为污水。

在工业企业中，几乎没有一种工业水是人们日常生活中不可或缺的宝贵资源，水的供给与排放处理水亦是合理不用到水。

水经生产过程使用后，绝大部分变成废水，生产废水携带着大量污染物质，这些物质多数是有害和有毒的，但也是有用的，必须妥善处理或加以回收利用。

城市的雨水和冰雪融水也需要及时排除，否则将积水为害，妨碍交通，甚至危及人们的生产和日常生活。

在人们生产和生活中产生的这些污水中，如不加控制任意排入水体（江、河、湖、海、地下水）或土壤，使水体受到污染，将破坏原有的自然环境，以至引起环境问题，甚至造成公害。

为保护环境，避免发生上述问题，现代城市就需要建立一套完整的工程设施来收集、输送、处理和利用污水；此工程设施就称之为排水工程。

它的基本任务是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。

其主要内容包括：(1)收集各种污水并及时的将之输送至适当地点；(2)妥善处理后排放或再利用。

水污染控制技术在我国社会主义建设中有着十分重要的作用。

从环境保护方面讲，水污染控制技术有保护和改善环境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孙后代的大事；从卫生上讲，水污染控制技术的兴起对保障人民健康具有深远的意义；对预防和控制各种疾病、癌症或是“公害病”有着重要的作用；从经济上讲，城市污水资源化，可重复利用于城市或工业，这是节约用水和解决淡水资源短缺的重要途径，它将产生巨大的经济效益。

总之，在实现四个现代化过程中，水污染控制技术对环境保护、促进工农业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响，并使经济建设、城乡建设与环境建设同步规划，同步实施，同步发展。

这样才能实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。

由于所学有限，设计中仍存在很多不足之处，望老师批评指正。

厦门理工学院小型污水处理厂的设计一、设计任务1、设计目的掌握环境工程设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、筛选公式和计算方法，用简洁文字、图表表示设计结果及环境工程制图等能力方面，得到一次全面的实践锻炼。

2、设计任务及具体要求(1) 设计任务a.以“**小型污水处理厂的设计”为题，选择正确处理工艺、流程及所需物理计算公式；b.对各工艺、设备进行详细设计计算，并绘制基本的工艺、设备图纸；c.根据工艺选择、设计计算完成设计报告，且最后包含平面图及高程图等。

(2) 具体要求：a.完成主要处理构筑物的设计计算和布置；b.工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；c.提交的成品：设计说明书、工艺基本工程图、工艺流程和处理厂平面布置图、高程图3、设计题目**小型污水处理厂的设计，处理规模为11000t/d。

4、设计背景(1) 气象与水文资料风向：多年主导风向为东南风。

水文：降水量多年平均为每年2370mm；蒸发量多年平均为每年1800mm；地下水水位，地面下6-7m。

年平均水温：20℃(2) 厂区地形污水厂选址区域海拔标高在19-21m左右，平均地面标高为20m，平均地面坡度为0.3‰-0.5‰，地势为西北高，东南低。

5、工程规模和处理水质要求(1) 工程规模处理规模为11000t/d。

(2) 设计水质a.进水水质COD=300mg/L 、BOD 5=225mg/L 、SS=250mg/L NH 3-N=35mg/L 、TP=3mg/L 、Ph=6-9 b.出水水质COD=60mg/L 、BOD 5=20mg/L 、SS=20mg/L NH 3-N=15mg/L 、TP=0.1mg/L 、Ph=6-9 c.排放标准：GB8978-1996 一级标准 d.接受水体：河流 （标高：-2m ）二、 处理程度的计算1、溶解性BOD 5的去除率活泩污泥处理系统处理水中的BOD 5值是由残存的溶解性BOD 5和非溶解性BOD 5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。

活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD 5。

因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD 5从处理水的总BOD 5值中减去。

处理水中非溶解性BOD5值可用下列公式求得: (此公式仅适用于氧化沟)L mg e e C BOD e f /6.13)1(42.1207.0)1(42.17.0523.0523.05=-⨯⨯⨯=-⨯=⨯-⨯-可得，处理水中溶解性BOD 5为：20－13.6＝6.4mg/L溶解性BOD 5的去除率为：225 6.4100%97.16%225η-=⨯=2、CODcr 的去除率30060100%80%300η-=⨯=3、SS 的去除率25020100%88%250η-=⨯= 4、总氮的去除率出水标准中的总氮为15mg/L ，处理水中的总氮设计值取15mg/L ，总氮的去除率为：3515100%57.14%35η-=⨯=5、磷酸盐的去除率进水中磷酸盐的浓度为4.9mg/L 计。

如磷酸盐以最大可能成Na 3PO 4计，则磷的含量为3×0.189=0.576mg/L （注意：Na 3PO 4中P 的含量在可能存在的磷酸盐中是含量最大的，这样计算出来的进水水质中的磷含量偏大，对整个设计来说是偏安全的）。

可得，磷的去除率为：0.5760.1100%82.64%0.576η-=⨯=三、处理工艺选择1、处理工艺比较(1) 设计原则a.选择处理工艺，严格执行环境保护各项规定，确保处理后达到国家有关排放标准；b.采用较新技术，运行可靠，操作简便，因地制宜；c.成本合理，尽可能降低工程投资和运行费用；d.合理布局，占地面积尽可能小，便于管理。

(2) 考虑因素污水处理程度、工程造价和运行费用、污水处理量 (3) 处理原理简介当地条件城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5，又要适当去除氮、磷，故可采用SBR 或氧化沟法，或A2/O 法。

A 方案——SBR 法SBR 技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。

特点：a.大多数情况下，无设置调节池的必要；b.SVI 值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀；c.通过运行的调节，进行除磷脱氮反应；d.自动化程度较高,单方投资少；e.得当时，处理效果优于连续式；f.占地规模大，处理水量较小。

B方案——氧化沟法氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。

特点：a.在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥生物凝聚作用；b.对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大；c.污泥产量低，且多已达到稳定；d.自动化程度高，便于管理；e.占地面积较大，运行费用低。

C方案——A2/O法污水经过过滤沉淀后除去部分大颗粒物，并可调节污水PH；然后进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。

回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存PHB。

进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮。

接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。

回流好氧池和二沉池的污泥以补充微生物，提供适宜的磷源（污水经厌氧，缺氧区，有机物分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖）。

最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部风回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。

特点：a.该工艺为最简单的同步脱氧除磷工艺，总的水力停留时间，总厂占地面积少于其他的工艺，b.在厌氧、好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀的担忧，SVI值一般均小于100.c.污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。

d.运行费用低。

方案不足分析：A方案a.自动化控制要求高，投资不适合该地区；b.排水时间短（间歇排水时），需要专门的排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高，投资不适合本计划；c.后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大，不适合该厂区；d.滗水深度一般为1-2m，对于低处理量的本方案不是合适。

B方案a.氧化沟曝气设备的多样性，常用的有转刷、转盘和微孔曝气等不适合该厂；b.投资成本过高。

综上所述，任何一种方法，都能达到除磷脱氮的效果，且出水水质良好，但相对而言，SBR法一次性投资较少，占地面积较大，且后期运行费用高于氧化沟，厌氧池——氧化沟虽一次性投资较大，但占地面积也不少，且构筑物多而复杂。

而A2/O法投资省，根据进水水质和处理要求、处理规模及其他因素（占地情况、投资运行费用、操作简易性、运行可靠性等）的分析后，选择A2O工艺为主的活性污泥法工艺最合适。