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1、水污染控制工程课程设计 环境工程0802赵恩泽080704031第一章 污水处理厂位置的选择在城市污水排水系统设计中，污水厂的场址选择是十分重要的环节。厂址对周围环境卫生、处理厂基本建设投资及运行费用都有很大的影响。它与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置和处理后污水的出路都密切相关。当污水处理厂的厂址有多种方案可供选择时，应从管道系统、泵站、污水处理厂各处理单元为出发点，进行综合的技术经济比较与最优化分析，并通过有关专家的反复论证再进行确定。污水处理厂厂址选择应遵循下列原则：1.无论采用什么处理工艺，应与选定的污水处理工艺相适应，尽量少占农田和不占良田。2.厂址必须位于集中给水水源下游，
2、并设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主导风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应距街区净距大于300米。3.当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，应考虑与用户靠近便于运输。当处理水排放时，应与受纳水体靠近，但不低于最高洪水位。4.要充分利用地形以满足处理构筑物高程布置的要求，减少土方工程量。若有可能，采用重力自流以节省动力费用。降低处理成本。5.根据城市总体发展规划，处理厂的选择应考虑远期发展的可能性，留有适当的发展余地，并选择土质好的地方，便于施工。对于胶南市，在该城市的城区西部和南部分别有一条河流，河流流向分别为自北向南和自东向西，另外该城市的常年主导风向为东北风，考虑到污水厂应选在
3、在城镇水体的下游、在城镇夏季最小频率风向的上风侧，即环境影响因素，另外还考虑到厂区面积及交通运输水电条件等，我们将污水厂设在城市的西南部，即南部河流的下游，处理后的污水直接排入该河流。第二章 污水处理程度的确定根据城市各区人口密度及污水资料表、工业企业与公用建筑的排水量水质资料表、接纳处理后排放污水的自然水体的原始资料表和出水应达到的排放标准，进行污水处理程度的计算。1.根据 2.求SS的处理程度（1）污水总出口SS的允许浓度(2)按水中SS允许增加量计算：（3）按排放标准的允许浓度计算：3.求BOD5的处理程度：(1)按河水中Do的允许最低浓度，计算对污水中BOD5的处理程度1)求排放口处D
4、o的混合浓度及混合温度取污水水温为20，受纳水体水温已知为20, 则 tm=202)求水温为20时的常数3)求起始点的亏氧量DO和临界点的亏氧量Dc 查给排水设计手册一常用资料得20饱和溶解氧Dos=9.2mg/L可得20饱和溶解氧 Do=9.25.83.4 mg/L DC=9.25=4.2mg/L4)用试算法求起始点L0和临界时间t0第一次试算：设临界时间tc=1.0d，将此值及其他已知数代入式 第二次试算： 设临界时间tc=0.90d，将此值及其他已知数代入式得：l0=8.824mg/L 将L0=8.824mg/L代入得tc=0.874第三次试算： tc=0.855d代入，L0=8.616
5、mg/L，将L0=8.616mg/L代入得tc=0.855dtc 符合要求。5）求起点容许的混合20的BOD5:6)求污水处理厂允许排放的20的BOD5:7）处理程度：(2)按河流中BOD5的最高允许浓度，计算BOD5的处理程度 污水BOD5的处理程度：(3)按排放标准的允许浓度计算BOD5处理程度4.根据以上计算，可确定污水的处理程度： 悬浮物SS的处理程度为93.41%。BOD5处理程度为96.3%。第三章 污水与污泥处理工艺的选择3.1处理工艺流程方案的提出 本设计的处理对象为有生活污水(Domestic Sewage)和工业废水(Industrial Wastewater)组成的城市污
6、水，其中主要污染物质为悬浮物和呈胶体及溶解状态的有机物,即BOD5、COD及SS。由上述计算，该处理工艺的设计应达到以上处理效果，即要求处理工艺可以有效的去除BOD5、COD、SS等，所以该设计采用传统活性污泥法和氧化沟工艺都可满足技术上的要求。3.2两种工艺的技术比较1传统活性污泥法该工艺的一级处理(primary treatment)是由格栅、沉砂池和初沉池所组成，其作用是去除污水中呈悬浮状的固体污染物。经过一级处理的污水，BOD一般只去除20%30%，达不到排放标准，它属于二级处理的预处理而已。二级处理(secondary treatment)系统是城市污水处理厂的核心部分，它的主要作用
7、是去除呈胶体和溶解状的有机污染物（以BOD5或COD示）。通过二级处理，它的去除率可达90%以上。污水中的BOD5可降至2030mg/L,使有机污染物达到排放水体标准和灌溉要求。污泥(sludge)是污水处理过程的副产品，也是必然产品。它含有大量有机物，富有肥分，可作为农肥使用，但又因其含有细菌、寄生虫卵以及从污水中带来的重金属离子等，需要作稳定化与无害化处理，否则会造成二次污染。对污泥处理系统多采用厌氧消化、脱水、干化等技术组成的系统。本设计采用厌氧两级中温消化，产生的沼气可直接用于消化池的搅拌及附近供暖。消化后的污泥经干化脱水后外运利用，可获得一定的经济效益。工艺流程如下： 图3-1 传统
8、活性污泥法工艺流程图2氧化沟工艺氧化沟（oxidation ditch）又名连续循环曝气池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一种变形。氧化沟污水处理工艺是在20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。自从1954年在荷兰的首次投入使用以来。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理。其工艺流程如下：图3-2 氧化沟工艺流程图 3两种方案各自优缺点（1）传统活性污泥法 优点：处理程度高、负荷高、占地面积少、设备简单 缺点: 能耗高、运行管理要求高、可能发生污泥膨胀、生物脱氮功能只能在低负荷下实现。（2）氧化
9、沟工艺 优点：对水温水质水量的变动有较强的适应性；污泥龄一般可达1530天，如果运行得当，可达到脱氮的效应；污泥产率底，且多已达到稳定的程度，不需要再进行消化处理；能耗低，便于自动运行。 缺点：占地面积很大，如果运行不好，容易产生污泥膨胀、泡沫、污泥上浮问题。3.3两种工艺的经济比较 1传统活性污泥法工程造价估算：表3-3 传统活性污泥法工程造价预算构筑物提升泵站沉沙池初沉池曝气池二沉池造价（元）9030000114000054300001617000013090000构筑物接触池浓缩池消化池脱水机房污泥回流泵房造价（元）13900001340000357000059700001500000总
10、造价（元）60.28106 2氧化沟工艺工程造价估算：表3-4 氧化沟工艺工程造价估算构筑物污水提升泵站沉沙池氧化沟二沉池造价（元）903000011400007418000013090000构筑物接触池脱水机房污泥回流泵房造价（元）139000059700001500000总造价（元）106.3106总结：经过技术经济比较，在两方案的处理效果都能达到要求的情况下，方案一经济上其造价及运行费用较低，所以选方案一为污水处理工艺。第四章 格栅的设计计算4.1格栅(bar screen)格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截,以免其对后续处理单元的机泵和工艺管线造成损坏。它是由一组平行的金属栅条或筛
11、网制成，被安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大悬浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。格栅的基本要求：在污水处理系统或水泵前，必须设置格栅； 格栅栅条间空隙宽度，应符合下列要求：在污水处理系统前，采用机械清除时为1625mm，采用人工清除时为2540mm；在水泵前，应根据水泵要求确定。注：如水泵前格栅栅条间空隙宽度不大于20mm时，污水处理系统前可不再设置格栅；污水过栅流速宜采用0.61.0m/s，格栅倾角宜采用4575；格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前景高设计水位0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施；格栅工作台两侧过道宽度不应小于0.
12、7m。工作台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m；格栅间应设置通风设施。图4-1格栅示意图1中格栅（与污水泵房合建）设计参数设计流速：建2组，每组设计流量为556.91L/s，栅前流速：v1=0.7m/s,过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度：s=0.01m, 栅条间隙：b=0.025m/s,栅前部分长度0.5m，格栅倾角：a=70，单位栅渣量：W1=0.05栅渣/103m3污水确定格栅前水深:根据最优水力端面公式: 得：B1=1.26m 栅前槽宽为1.26m，栅前水深为0.63m。栅条间隙数：设计两组并列的格栅，则每组格栅间隙数n=22栅槽宽度：所以每个
13、槽宽为0.76，总槽宽为： （没考虑墙壁后）栅条高度：超高采用h1=0.5m，则栅条高度为H1=0.63+0.5=1.13m由于格栅在污水提升泵前，栅渣清除需要用吊车，为了便于操作将栅条增高0.8m。进水出水渐宽部分长度：栅总长度：每日栅渣量：所以，采用机械清渣。根据格栅设计参数，本设计选用钢丝绳牵引式格栅除污机。电动机功率1.1kW，提升速度1.9m/min，钢丝绳采用不锈钢丝，直径mm，控制方式采用手动和定时控制，污物由人工小车运送，设备总重2830kg。2、泵后细格栅设计参数设计流速：建3组，每组设计流量为371L/s，栅前流速：v1=0.8m/s,过栅流速：v2=0.9m/s栅条宽度：
14、s=0.01m, 栅条间隙：b=0.005m/s,栅前部分长度0.5m，格栅倾角：a=70。 单位栅渣量：w10.1栅渣/103m3污水格栅前水深：根据最优水力端面公式：得：B1=0.97m 栅条间隙数：设计两组并列的格栅，每组间隙数为n=82 每个槽宽为1.22m，总槽宽：进水渐宽部分长度为： 出水渐宽部分长度为：栅前槽总高：H1=hh20.490.50.99m 栅后槽总高：H1=hh2h10.490.50.691.68m格栅总长度： 每日栅渣：宜采用机械格栅清渣，选GH型链条式回转格栅除污机，电动机功率2.1KW，整机重量3500kg。第五章 沉砂池的设计计算在污水处理中，沉砂池的主要作用是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒，主要包括无机性的砂粒、砾石和较重的有机物质，其比重约为2.65。一般设于初次沉淀池之前，以减轻沉淀池的负荷及改善污泥处理构筑物的条件。
