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1、水污染控制工程课程设计 中山大学东校区污水处理厂设计说明书目录第一章 设计基础资料31.1 城市概况31.2 自然条件31.2.1 地形、地貌31.2.2 工程地质41.2.3 气象资料41.2.4 水文资料41.3 污水水质、水量41.3.1 进出水水质41.3.2 污水设计水量51.4 设计规范标准5第二章 总体设计62.1 设计依据62.2 设计原则62.3 污水处理方案比较72.4 工艺流程确定13第三章 污水处理厂工艺设计及计算143.1格栅143.1.1 设计说明153.1.2 设计参数：153.1.3 设计计算：153.2 集水池183.2.1 集水池有效容积：183.2.2 集
2、水池一般规定183.2.3 集水池直径193.3 污水泵站193.3.1 污水提升泵房设计计算193.3.2细格栅设计计算213.4 沉砂池233.4.1 钟式沉砂池选型243.4.2 排砂设计253.4.3 进水设计253.4.4 出水设计253.5 生物处理工艺263.5.1 CASS工艺简介263.5.2 设计参数：263.5.3 设计计算273.6 污泥处理303.6.1浓缩池313.6.2 污泥消化池323.6.3 污泥脱水353.7紫外线消毒363.7.1 常用的消毒杀菌方法363.7.2 设计计算403.8 CASS工艺自动控制系统42第四章 辅助建筑物434.1 各附属建筑物的
3、尺寸见下表：434.2 净水厂绿化与道路44第五章 污水处理厂的总体布置455.1 平面布置455.1.1 平面布置原则455.1.2 平面布置455.2 污水处理厂高程布置465.2.1 高程布置原则465.2.2 高程计算46第六章 工程概预算与技术经济指标50第七章 结论55参考文献57致谢58第一章 设计基础资料1.1 城市概况广州大学城位于番禺小谷围岛及南岸地区，西邻洛溪岛，北邻生物岛，东邻长洲岛，与琶洲岛、瀛洲生态公园隔江相望，规划范围约43.3平方公里，可容纳学生18-20万人，总人口达35-40万人（包括村镇人口），相当于一个中等规模的城市。东校区总占地面积113.17万平方米
4、(1697.64亩)，其中教学区87.53万平方米(1313.01亩)，生活区25.64万平方米（384.63亩），规划总建筑面积约62.88万平方米。其中教学区约34.14万平方米，生活区约28.74万平方米。教学楼总建筑面积约4万平方米，2座教学实验大楼总建筑面积5.5万平方米，共有5幢学院专业教学楼、2幢国家实验大楼、2幢科研大楼。同时建有1个多功能体育馆、2个标准运动场、2个游泳池、23个篮球场、10个排球场和12个网球场等。生活区建有可容纳20000人规模的研究生、本科生宿舍，5个师生饭堂，以及配套的公共服务区等。1.2 自然条件1.2.1 地形、地貌中山大学东校区主要为海拔50米以
5、下低丘，地势南北高，中间低。1.2.2 工程地质该区地质主要为台地的地质岩层，大都是下古生代变质岩及侏罗系砂岩、页岩构成。台地久经侵蚀、风化壳厚。1.2.3 气象资料本区地处热带北回归线以南，纬度较低，太阳辐射角度较大，热量资源丰富，光照充足夏长冬短，终年温暖，偶有奇寒，无霜期长。年平均气温21, 最冷月1月份平均为13.3, 最热月7月份，平均为28.4，气温年际变化很少。全区年降雨量1694毫米,主要集中在4-9月,这6个月占全年降雨量的82%。降雨充沛,雨热同期。1.2.4 水文资料该区内河流最高洪水位30米，最低水位18米，平均水位为23米，地下水位为离地面2.0米，厂区内设计地面标高
6、为28米。1.3 污水水质、水量1.3.1 进出水水质单位：mg/LCODcrBOD5SSNH3NTP进 水280140200354出 水40202080.5去除率85.785.79077.187.5该水经处理以后，水质应符合广州市生活污水排放一级标准，由于进水不但含有BOD5，还含有大量的N，P所以不仅要求除去BOD5，还应除去其中的N，P，达到排放标准。1.3.2 污水设计水量本设计规划人口为2万，综合污水量标准为200 L / (人d )，总变化系数为。污水量为：Q*1.77=0.082(m3/s)7084.8(m3/d)1.4 设计规范标准（1）GBJ14-1999 室外排水设计规范；
7、（2）GB8978-1996 污水综合排放标准；（3）GB18918-2002 城镇污水处理厂污染物排放标准；（4）CJ3082-99 污水排入城市下水道水质标准；（5）给水排水设计手册；第二章 总体设计2.1 设计依据1、室外排水设计规范 GBJ14-1999；2、广州市生活污水综合排放标准；3、城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002；4、城市区域环境噪声标准；5、给水排水设计手册6、学校的实际情况与特殊要求；7、学校建设总平面图；8、污水排放预测指标和设计参数；2.2 设计原则1、采用技术先进、合理、维修方便、管理简单、自动化程度高、投资少、运行费用低的处理工艺，确保水质安
8、全稳定；2、污水处理设施的设计和建设必须结合小区的整体规划和建筑特点,即外观设计上要与小区建筑环境相协调,以求美观；3、为确保校园安静，采取减震、隔音等措施减少噪声污染，夜间噪声控制45dB 以下；4、 在污水处理工艺上力求简单实用,以方便管理。5、 在高程布置上应尽量采用立体布局,充分利用地下空间。平面布置上要紧凑,以节省用地。6、 污水处理厂位置应尽可能位于校区下风向,与其它建筑物有一定的距离,以减少对环境的影响。7、 设备化,定型化,模块化,施工安装方便,运行简易,设备性能稳定,适合分期建设。8、 处理程度高,污泥产量少,并尽可能采用节能处理技术。9、 处理构筑物对水力负荷和有机物负荷的
9、适应范围较大,使系统有较好的经受冲击负荷的能力。10、小区内的人口是逐渐增加的,因此小区污水处理厂应留有发展余地。2.3 污水处理方案比较校区污水不同于城市污水(常包括部分工业废水) ,属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为:水质水量变化较大,污染物浓度偏低,即比城市污水低,污水可生化性好,处理难度小。根据校区废水处理的原则,应选择处理效果稳定、产泥少、节能、管理方便、与环境相协调的处理方法。常用的处理工艺有：SBR工艺SBR法（序列间歇式活性污泥法）是一种改进的活性污泥法，它是由原始的间歇式污泥法发展而来，与其他活性污泥法相比，SBR法没有设置二沉池和污泥回流设备，布置更为紧凑，占地面积少
10、，基建及运行费用较低，不易产生污泥膨胀问题，耐冲击负荷，处理效果稳定。有资料显示，SBR法的主要构筑物的容积为常规活性污泥法的50%60%，运行费用及占地面积均可减少20%左右。SBR法典型的操作工序为：进水、反应、沉淀、排水、闲置等五个工序。整个工艺经厌氧、好氧缺氧三个阶段。根据出水情况可随时调整各工序的时间以达到最佳出水效果。SBR法工艺是极具发展潜力的一种处理工艺，但也存在着曝气装置易堵塞，自动控制技术及连续在线分析仪表要求高等缺点。SBR法工艺流程图：污水格栅调节池SBR池出水 图2-1 间歇式活性污泥法曝气池运行工序示意图生物接触氧化法生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间
11、的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点：1、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；2、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适
12、应能力；3、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。主要缺点：填料、斜管等器材使用年限一般是35年，如不更换将影响污水处理效果；更换填料会增加运行成本。生物接触氧化法工艺流程图：污水格栅调节池生物接触氧化池沉淀池出水 图2-2 生物接触氧化池构造示意图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，由于氧化沟水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长的多，悬浮状有机物可以再曝气池中与溶解性有机物同时得到较彻底的稳定，因此在预处理部分可考虑省去初沉池。溶解氧浓度不断降低，沟内沿水流
13、方向呈现出好氧区-缺氧区-好氧区交替变化，再好氧区内，污水中有机物被好氧菌氧化分解，污水中氨氮被亚硝化菌和硝化菌氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，嗜磷菌大量吸收水中的磷。使污水中的有机氮磷得以去除。需要指出的是氧化沟内硝化菌和反硝化菌是同时存在的，在不同的环境下起着不同的作用。缺点：占地也较大，与校区周围环境难以协调氧化沟工艺流程图：污水格栅沉砂池氧化沟出水图2-3 奥贝尔型氧化沟CASS工艺CASS工艺是近年来在传统SBR工艺上发起来的一种新型工艺，它是利用不同微生物在不同负荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物。这种工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应
14、条件（具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷）和完全活性污泥法的优点（较强的耐冲击负荷能力），无论对城市污水还是工业废水都是一种有效的方法，有效地防止污泥膨胀。另外如果选择器的厌氧的方式运行，则具有生物除磷作用。 CASS工艺对污染物质降解是一个时间上的推流过程，集反应.沉淀，排水于一体，是一个好氧缺氧厌氧交替运行的过程，因此具有一定脱氮除磷效果。采用CASS工艺处理小区污水，出水水质稳定，优于一般传统生物处理工艺，通过简单的过滤和消毒处理后，就可以作为中水回用。与传统活性污泥工艺相比，CASS工艺有以下优点：（1）建设费用低。省去初沉池，二沉池及污泥回流设备，建设费用可节省20%-30%。（2）运转费用省。由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费可节省10%-25%。（3）有机物去除率高，出水水质好。不仅能有效去除污水中有机碳源物质，而且具有良好脱氮除磷功能。（4）管理简单，运行可
