水污染控制工程课程设计

1.工程概述

1.1项目基本情况

1.2编制依据，主要设计规范及标准

1.4编制原则

1.5服务范围及建设规模

2.污水处理厂工艺方案论证

2.1污水处理厂工艺选择原则

2.2污水水质特点及对策

2.2.1污水水质特点

2.2.2处理措施

2.3污水处理工艺技术比选

2.3.1一级处理工艺技术简介与选择(生活污水)

2.3.2二级处理工艺技术简介与选择(生活污水)

2.3.3三级处理工艺技术简介与选择(生活污水)

2.4污泥处理工艺技术简介与选择

2.5恶臭气体处理工艺技术简介与选择

3污水处理厂工艺设计

3.1工程设计基础数据

3.2厂区总平面图设计及公用工程

3.2.1厂址概述

3.2.2厂区布置原则

3.2.3厂区总平面图设计

3.3厂区高程设计

3.4工艺流程

3.5单体工艺设计

3.5.1污水处理系统

3.5.2污泥处理系统

3.5.3恶臭处理系统

3.5.4附属设施

4附表和附图

附表1:构(建)筑物尺寸一览表

序号构筑物名称工程部位单位数量规格尺寸结构形式备注附表2:主要工艺设备一览表

序号设备名称规格及参数材质功率单位数量备注

附图1:平面布置图

附图2:工艺流程图(带高程)，地面标高为±0。

附图3:管道图

5经费预算

表1 主要设备经费预算表单位:万元

序号设备名称规格型号材质数量单位金额备注

表2 主要构筑物经费预算表单位:万元

序号构筑物名称尺寸(长宽高) 有效体积材料单价金额备注

6运行费用

药剂费用

电费

水费

人工费

处理吨水运行费用

7计算说明书

各种参数选取的依据和计算过程

1.工程概述

1.1项目基本情况

本项目为设计一有机废水处理方案，根据给出的一些数据和最终达标要求，在此设计一个污水处理厂，使污水经过一定方法处理后，达到设定的某些标准，排入水体、排入某一水体或再次使用等的采取的某些措施或者方法等，并减少排入自然系统中的有害物质。

1.2编制依据，主要设计规范及标准

依据

1. 本项目招标文件、图纸、工程量清单、补遗书、答疑书等资料；

2. 本项目招标文件要求的技术标准、规范，国家有关方针政策、法律、法规以及国家现行规范、规程、验标等各项技术标准；

3.现场踏勘、调查获得的相关资料；

设计规范及标准

《地面水环境质量标准》GB3838-88

《城市排水工程规划规范》CJJ50-94

《室外排水设计规范》GBJ14-87

《城市污水处理厂污水污泥排放标准》CG3025-93

《污水综合排放标准》GB8979-1996

《中华人民共和国环境保护法》1989.12.26

《中华人民共和国水污染防治法》1996.5.15

《中华人民共和国水污染防治法实施细则》1989.7.12

《中华人民共和国河道管理条例》

《给水排水设计手册》第五册

《给水排水设计手册》第九册

《给水排水设计手册》第十册

《给水排水设计手册》第十一册

1.3编制原则

1. 符合性原则严格遵守招标文件中安全、质量、工期、环保、文明施工等要求和规定，遵守合同协议条款内容，满足建设工期和工程质量标准，符合施工安全、环境保护、水土保持等要求。

2. 科学、先进、经济、合理与实用相结合的原则结合地质特点，采用先进的施工技术，科学的组织方法，优化施工方案，合理安排施工顺序、组织均衡、连续生产；以关键线路为主线，建立数学模型，进行工期、资源优化；明确管理目标，量化管理指标、细化具体措施、强化针对性。

3. 创新、发展的原则积极采用、鼓励研发提高工程施工管理、组织、工艺、技术和装备水平，保证施工安全、提供工程质量、加快施工进度、降低工程成本的新技术、新材料、新工艺、新设备。

4. “安全第一、预防为主”的原则在认真总结、吸取以往工程施工经验教训的基础上，坚决贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针，严格执行国家有关安全法律、法规和规章制度，结合本项目各专业工程的特点，抓住安全工作的重点、难点和关键环节，制定切实可行的施工安全措施和控制流程，责任、目标逐级分解，定期检查与考核，使安全工作有序可控，全面实现安全管理目标。

5. 质量第一的原则坚持“百年大计，质量第一”的原则，编制质量计划，明确质量目标，严格执行质量检验及验收标准，制定科学合理的施工方案，确保主体工程质量零缺陷，单位工程一次验收合格率 100%，全部工程达到国家施工质量验收标准。

6. 确保工期的原则科学安排施工工序，合理安排劳力、材料和机械设备，优化资源配置，最大限度采用机械化、专业化施工，确保工期要求。

7. 全面创优的原则从源头把关，抓过程控制，精细化管理，充分发挥样板引领的示范作用，确保项目安全、优质、高效建设，一次成优。

8. 文明施工、保护环境的原则坚持文明施工，重视环境保护，珍惜土地，合理利用。

1.4服务范围及建设规模

对污水处理厂内的主要污水处理构筑物的工艺进行设计，包括格栅、隔油池、沉砂池、SBR工艺曝气池、污泥浓缩池、污泥贮泥池等。因为日均污水量为100吨，所以规模较小。

2.污水处理厂工艺方案论证

2.1污水处理厂工艺选择原则:

(1) 污水厂的处理布局合理，建设投资少，占地少；

(2) 城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；

(3) 为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物； (4)提高自动化的程度，为科学管理创造条件；

(5) 要求节能和污水资源化，并且最大限度的处理水能回用；

(6)污水采用季节性消毒；

(7)提高管理水平和保证运转中最佳经济效果；

(8)查阅相关的资料确定其方案。

2.2污水水质特点及对策

2.2.1污水水质特点

该污水是含有酒精、松香的清洗废水，含有大量COD

Cr 和BOD

5

以及一些动植

物油，pH偏碱性。没有太多危害人体健康的物质。

2.2.2处理措施

用格栅、隔油池、沉砂池、SBR工艺曝气池、污泥浓缩池、污泥贮泥池等对

该污水进行一系列处理，让其中的COD

Cr 和BOD

5

以及一些动植物油浓度减小至达

标状态。

2.3污水处理工艺技术比选

2.3.1一级处理工艺技术简介与选择(生活污水)

格栅

先用格栅污水中较大的悬浮或漂浮物去除，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。当拦截的栅渣量大于0.2m3/d时，一般采用机械清渣方式；栅渣量小于0.2m3/d时，可采用人工清渣方式，也可采用机械清渣方式。

沉砂池

沉砂池的功能的去除率比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以前减轻无机颗粒对于水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件，沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池三类。

(1)平流沉砂池

优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理。

缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。

(2)竖流沉砂池

优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。

缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。

(3)曝气沉砂池

优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂砾与外裹的有机物较好的分离，通过调节曝气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率稳定，受流量变化影响小，同时起调节曝气作用，其沉砂量大，且其含有机物少。

缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设有消泡装置，其他型易产生偏流或死角，。并且由于多了曝气装置从而使费用增加。

基于以上三种沉砂池的比较，本工程设计确定采用平流式沉砂池。

再用隔油池，利用废水中悬浮物和水的比重不同而达到分离的目的。隔油池的构造多采用平流式，含油废水通过配水槽进入平面为矩形的隔油池，沿水平方向缓慢流动，在流动中油品上浮水面，由集油管或设置在池面的刮油机推送到集油管中流入脱水罐。在隔油池中沉淀

隔油池

下来的重油及其他杂质，积聚到池底污泥斗中，通过排泥管进入污泥管中。经过隔油处理的废水则溢流入排水渠排出池外，进行后续处理，以去除乳化油及其他污染物。若在隔油池内加设若干斜板，也可以提高除油效率，但建设投资较高。在寒冷地区，为防止冬季油品凝固，可在集油管底部设蒸汽管加热。隔油池一般都要加盖，并在盖板下设蒸汽管，以便保温，防止隔油池起火和油品挥发，并可防止灰沙进入。

污水泵房

城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及水泵站是污水处理厂的关键所在。

(1)污水泵站的特点及形式

泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形条件、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。

污水泵站主要形式：

1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；

2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵台数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。

对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴0）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。

非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设蝶阀，故需设计水设备，但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。

由以上可知，本设计因水量大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。

(2) 泵站的布置

该污水泵站设在污水处理厂内，与其它构筑物统一布置，为防止噪声污染，应用绿化带和公共建筑隔离，隔离宽度一般不小于30米。泵站进出口比室外地面高0.2米以上。每台泵应设置单独的吸水管，这不仅改善水力条件，而且可以减少杂质堵塞管道的可能性。

(3)泵房内部的排水

由于泵房较深，采用电动排水。

(4)泵房的通风设施

自然通风、机械通风。

自然通风：采用全部自然通风布置特点，要有足够自然通风要求，适用于地面泵房或埋深较浅的低下式或半地下式泵房。

机械通风：采用全部机械通风和部分机械通风。部分机械通风机械将电机排出的热风抽出，冷空气自然补充。机械排风可以分别是为电机分别排风。也可以多台电机组成排风系统。使用较广泛，一般用于半地下式泵站。

2.3.2二级处理工艺技术简介与选择(生活污水)

在选定了污水处理技术路线后，我们对活性污泥法和人工生物净化的几个方案进行筛选，初步筛选到下列几个方案，在进行比较：传统活性污泥法，A-B两段曝气法，氧化沟。

A-B两段曝气法

A－B法是吸附生物降解法的简称，是原联邦德国亚琛工业大学Bohnke教授于70年代中期所开发的一种新工艺。该工艺不设初沉池，有机污泥负荷率很高的A段和污泥负荷率较低的B段两极污泥系统串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。

A 工艺特点：

A-B工艺由A，B两端串联的活性污泥法组成，A段在厌氧和兼氧的条件下，进行高负荷曝气，一般曝气时间为0.5h，去除BOD5。B段在好氧条件下，进行低负荷曝气，曝气时间一般为2～6h。AB工艺对BOD5和SS的去处率均为90%～95%，对N，P的去除率取决于B段采用的工艺。

a 优点：

①该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%～95%，处理效果好；

②基建费和运行费用较活性污泥法低15%左右；

③运行稳定，出水水质好。

b 缺点：

①与传统法相比，A-B法多了污泥回流系统，而且产泥量较大；

②由于泥量大，故增加了污泥处理处置费用，同时运行管理较复杂；

③脱氮效果虽然有所提高，但由于污泥龄太短，仅靠吸附作用远不能达到脱氮除磷的要求。

B 适用条件：适用于原水有机物浓度高并且不要求脱氮除磷的，或者需要逐步提高处理标准的大型和较大型污水处理厂。

C 工艺流程见下图：

A-B两段曝气法工艺流程图

传统活性污泥法

这是以传统活性污泥法处理城市污水的典型工艺。其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现，并通过鼓风机曝气供给微生物所需的足够氧量，促使微生物存在和繁殖，以分解污水中的有机物。

A 工艺特点

利用曝气池中的好氧微生物，来分解污水中的有机物质。混合液沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池口进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形势流动至池的末端，流出池外至二沉池。

a 优点：

①该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%～95%，处理效果好；

②运行可靠，出水水质稳定；

③适宜处理大量污水，所以多用于大中型污水处理厂。

b 缺点：

①运行费用高，在曝气池的末端造成供氧的浪费，故提高了运行成本；

②基建费用高，占地面积大，对水质、水量变化适应能力低；

③由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P的去处率低。

B 适用条件：不要求脱氮除磷的大型和较大型污水处理厂。

C 工艺流程见下图：

传统活性污泥法工艺流程图

氧化沟

氧化沟又称“循环曝气池”，是50年代由荷兰的Pasveer开发，属于活性污泥法的一种变形。其基本特征是曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥的混合液在环状渠道中不停的循环流动。

A 工艺特点：

氧化沟一般采用延时曝气，并增加了脱氮功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。由于氧化沟水深较浅（一般3m左右），流程较长，可以按照曝气器前作为缺氧段与曝气器后作富氧段的方式设计运行。提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件，达到脱氮的目的。

主要技术参数出如表2-1所示：

②氧化沟内的循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷能力，对不易降解的有机物也具有较好的处理效果；

③处理效果稳定可靠，不仅可满足BOD5、SS的排放标准，还可以达到脱氮除磷的效果。

由于氧化沟的水力停留时间和污泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得彻底的降解，活性污泥产量少且趋于稳定，一般不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减小了处理构筑物，使其基

建费用低于一般活性污泥法。

⑤承受水质、水温、水量能力强，出水质好。

B 缺点：

①一般除磷需另设厌氧池；

②机械曝气，设备数目多；

③氧化沟沟体占地面积较大；

④对于中、大型污水厂，基建费和运行费比普通活性污泥法高，同时无法得到生物能源。

C 工艺流程：

氧化沟工艺流程图

D 适用条件：适用于中小型污水处理厂。

2.3.3三级处理工艺技术简介与选择(生活污水)

消毒

(1)接触池：采用折板往复式池子。

(2)消毒剂的选择；

1）液氯

优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。

缺点：对生物有毒害作用，并且可产生致癌物质。

适用于大、中型规模的污水处理厂。

2）漂白粉

优点：投加设备简单，价格便宜

缺点：除与液氯相同的缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强大。

适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。

3）臭氧

优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或积累性残余物。

缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。

综上三种消毒剂的比较，本工程采用液氯做消毒剂。

浓缩池

污泥浓缩池主要是降低污泥中的空隙水，来达到使污泥减容的目的。浓缩池可分为重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池按其运行方式可分为间歇式和连续式。