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1、水污染控制工程课程设计水污染控制工程课程设计教学大纲教学大纲周数：1 学分：1 学期：6一、课程性质实践教学环节。二、任务目的本课程是水污染控制工程课程的实践环节，通过课程设计加深学生对有关废水处理理论的理解，使学生掌握文献和设计资料使用方法，掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握有关工程设计文件的编写方法，培养学生具备一定的工程制图和设计能力。三、教学内容3.13.1 设计要求设计要求1、根据提供的原始设计资料和设计要求，查阅相关文献资料，确定废水处理工艺流程；2、对各构筑物和设备进行工艺计算；3、对废水处理站的定型设备进行设计和选型；4、编制
2、设计说明书。5、绘制废水处理站的平面布置图、高程图；6、绘制主要构筑物和设备工艺图。3.23.2 提交成果提交成果1、设计说明书 1 份；2、平面布置图 1 张；3、废水处理站高程图 1 张；4、废水处理构筑物和设备图 2-3 张。3.33.3 教学内容教学内容3.3.13.3.1 工艺设计工艺设计本节是课程设计的核心，应尽可能编写详细些，文字力求简洁，原理分析透彻。本节内容包括：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（参看附件）2.厂址选择污水处理厂厂址的选择应结合城市的总体规划、地形、管网布置、环境保护的要求等因素综合考虑，必须进行现场踏勘，进行多方案的技术经
3、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的平面与高程的布置及施工，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的下游，距城镇或生活区 300 米以上，并便于处理后废水的排放。如不得已，处理厂下游有给水水源，则处理厂排放的废水与河水混合后到达给水取水点上游 1 公里处的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的下方；（5）管网基建费用最省；（6）要有发展的可能性，留有扩建余地。3.工艺流程的选择确定水处理工艺流程的选
4、择应根据原水水质与处理后排放水要求达到的水质之间的差距、处理规模、水处理试验资料、处理厂地区有关的具体条件等因素综合分析，进行合理的工艺组合。要说清楚工艺原理和选择思路。（1）污水处理厂的工艺流程城镇污水处理厂的任务主要是降低城镇污水的生化需氧量和悬浮固体。在考虑城镇污水厂的流程时，首先要根据具体情况确定污水要求的处理程度，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的悬浮固体，以降低污水的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；
5、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的设施组成，这时，常称生物处理为二级处理；随着环境保护要求的提高，在有些情况下，废水的排放标准很高，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）的概念。三级处理的含义和采用的具体方法目前还没有统一的说法。有人认为是传统的生化法（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）废水处理与利用的基本方法分类 处理与利用的方法处理对象作用物理法化学法生 物 法调节 重力 沉
6、淀 分离 隔油 法 气浮 离心 水力旋流器 分离 法 离心机格栅筛网 过 砂滤 滤 布滤 法 微滤超滤、反渗透 热 蒸发 处理 结晶 磁分离 加 混凝 药 中和 法 氧化还原化学沉淀 传 蒸馏吹脱 质 萃取吸附 法 离子交换 电渗析 天然生 农田灌溉 物处理 养鱼塘 人工生 生物膜法 物处理 活性污泥 均衡水质水量 可沉物质 颗粒较大的油珠 乳状油和比重近于 1 的悬浮物 比重大的悬浮物，如铁皮、砂等杂质 乳状物、纤维、纸浆、晶体等 粗大悬浮物 较小的悬浮物 细小悬浮物、乳状油 细小悬浮物、沉渣脱水 极细小悬浮物 某些分子、离子高浓度酸、碱废液 可结晶物质，硫酸亚铁、黄血盐 弱磁性极细颗粒 胶
7、体、乳状油 酸、碱溶解性有害物质如 CN、Cr、Hg、Cd、S 等 溶解性挥发物质，如单质酚 溶解性气体，如 H2SCO2等 溶解性物质，如酚 溶解性物质，如酚、汞 可离解物质，盐类物质等 可离解物质，盐类物质等 胶体状和溶解性有机物质 胶体状和溶解性有机物质 胶体状和溶解性有机物质 胶体状和溶解性有机物质预处理 预处理 预处理 中间处理 预处理中间处理 预处理 预处理 中间或最终处理 中间或最终处理 最终处理 最终处理最终处理 最终处理 最终处理 中间处理 中间或最终处理 最终处理中间处理 中间处理 中间处理 最终处理 最终处理 最终处理 最终处理 最终处理 最终处理 最终处理注：表中“作用
8、”一项是不严格的分类，仅作一般参考4.构筑物选型说明说明构筑物的类型、数量、规格尺寸、材料结构，若有配套设备，还应指明设备的种类、规格、型号、数量及运行方式。5.工程预算概况指明工程的总造价，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的建筑可分为两大类：生产性的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的个数和尺寸确定以后，根据工艺流程和它们的功能要求，结合本厂的地形和地质条件，进行平面布置。在平面布置时，应
9、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）的长度，并考虑人工操作的方便；（b）各处理构筑物之间的连接沟管应简单、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）考虑扩建的可能性，留有适当的发展余地；（f）要考虑环境卫生及安全的需要。（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的，前面构筑物中的水位应高于后面构筑物中的水位，两构筑物之间的水面高差即为流程中的水头损失（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。处理厂的高程布置就是确定各构
10、筑物的高程（相对地面标高） ，使水能够顺利流过各处理构筑物。处理厂的高程布置需通过水力计算。一般污水流过水处理构筑物时的水头损失可参看下表：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的工作高度连接管道（沟渠）的沿程损失和计量、管件等的局部损失可按照水力学原理计算。
11、前后构筑物高程逆差可作为污水提升泵的扬程，再由污水流量去选择泵的型号。(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，计算污水厂要处理的污水中污染物的平均浓度、最高浓度，污水平均流量、最大流量。2.处理程度的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、 排入水体的自净能力计算确定污水厂允许排放的废水最高污染物浓度。要充分考虑水体的自净能力，以减轻污水厂的负荷节约投资，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的可能性和污水厂接纳的废水水质更差的可能性。综合以上因素，方可确定污水厂应该采取的处理程度。也可考虑
12、分步设计，即根据现状去设计但留有发展的足够空间。3.构筑物的计算参考课本中各构筑物的设计计算方法，选取合适的设计工艺参数，计算确定各构筑物的数量和结构尺寸。4.连接管（沟）道的水力计算和各构筑物的地面相对高程计算5.附属配套设备的选型计算3.3.23.3.2 工程概算工程概算在实际设计工作中，本章内容一般应由预概算的专业人员编制。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）主要工艺构筑物的土建、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
13、、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（厂外的接电、通讯设施等） 。2.其他费用 （1）建设项目准备费（土地征用；青苗、果树和树木损毁的补偿；房屋、土井、坟墓、电线杆等的拆迁；场地平整费等） ；（2）建设单位的管理费；（3）生产工人进厂及培训费；（4）生产工具、其他器具的购置费；（5）办公及生活用具的购置费；（6）交通运输工具的购置费；（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（施工完毕后的场地清理费、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
14、制可参考有关污水处理厂设计定员标准、现有污水处理厂的人员定额及类似污水处理厂的人员编制。下表是某 5 万吨废水/日的污水处理厂人员编制的参考资料：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、书记 2修理间 2 技术员 3仓库、保管 2 行政人员 3司机 3 财务、总务 3炊事员 3 化验员 4总计 55（2）运行成本年运行费用 E=E+KP式中：E为直接运行费，E=E1+E2+E3+E4+E5+E6 E1=职工人数6000 元/人*年E2为
15、年运行电费E3为年药剂费用E4为年检修养护费；E4=K（12%）E5为卫生防护费；E5=K1%E6为其他费；E6=（E1+E2+E3+E4+KP）10%K=设计总概算（或预算）的费用（1.11.4）P 为年折旧率；对城市污水处理厂，P=3.33.6% 水处理成本=E年处理水量（元/吨水）3.3.33.3.3 主要材料、设备、构筑物一览表主要材料、设备、构筑物一览表 1.材料表 内容包括：钢（各种型号钢筋、钢材） ，以吨计；水泥，以吨计；木材，以立方米 计。 2.管材 内容包括：各种口径的铸铁管、钢管、非金属管、混凝土管，以米计；各种管道 配件总重量，以吨计；各种闸门（手动、气动或电动） ；消防龙头；流量计。 3.泵类和电动机 内容包括：污水泵、污泥泵、真空泵、计量泵和各种型号的配套电动机或其他方 面的电动机。 4.机械设备 内容包括：鼓风机、压缩机或表曝机；污泥脱水设备（如带式压滤机等） ；机修设备、起重设备（如吊车等） ；交通车辆；搅拌机、刮泥机或吸泥机、格栅等。 5.电器设备 内容包括：变压器和配电设备。 6.主要化验设备和分析仪器。 7.其他 内容包括：消毒设施等。 8.主要构筑物 内容包括：初沉池、曝气池、二沉池、调节池、污泥浓缩池等。 9.表格形式如下：设备名称规格尺寸结构数量备注四、教学要求（含上机
