【正文】 環(huán)境工程課程設計題 目 2萬噸/日城市污水處理廠的初步設計 院 系 化學與環(huán)境工程學院 專 業(yè) 資源環(huán)境科學 姓 名 年 級 指導教師 摘 要本次課程設計的題目為某城市污水處理廠初步設計，主要任務是完成該污水處理廠的平面布置、高程布置和各處理構(gòu)筑物的初步設計。初步設計要完成設計說明書一份，污水處理廠平面布置圖1張、 污水處理構(gòu)筑物高程布置圖1張。該污水處理廠工程規(guī)模為2萬噸/日，進水水質(zhì)為：CODCr=200mg/L，BOD5=150mg/L，SS=200mg/L，氨氮=30mg/L，磷酸鹽（以P計）=。 本次設計所選擇的A2O工藝，具有良好的脫氮除磷功能。該污水處理廠的污水處理流程為：污水從粗格柵到污水提升泵房，再從泵房到細格柵，然后到沉砂池，進入初沉池再進入生物池（即A2O反應池），再從生物池進入二沉池，污水再經(jīng)過接觸消毒池后排入自然水體；污水處理廠處理后的出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002）一級標準的A標準。關鍵詞：A2O工藝；脫氮除磷；污水處理 目錄摘要 21設計任務書 3 3 3 基本要求 3 32 設計說明書 水量及水質(zhì)特點分析 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 33設計計算書 3 3 3 3 集水池和泵房 3 3 集水池設計計算 3 3 3 3. 2設計計算 3 3 設計參數(shù) 3 3 3 3 3 3 3 設計計算 3 3 設計參數(shù) 3 3 3 設計參數(shù) 3 設計計算 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 設計計算 3 消毒池 3 3 3 3結(jié)論 3參考文獻 3附錄 31設計任務書（1）工程概況某城市擬籌建城市污水處理廠，廢水量為2萬噸/日。城市污水的主要污染物是CODCr、BODSS、氮和磷等。經(jīng)當?shù)丨h(huán)保部門批準，污水排放標準執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002）一級標準的A標準。（2）工程設計規(guī)模1）設計水量總水量： Q總=20000m3/d 2）進水水質(zhì) 進水水質(zhì)參考同類案例，具體進水水質(zhì)如表1所示。表1—1 進水水質(zhì)（單位：mg/L）指標CODCrBOD5SS氨氮磷酸鹽（以P計）數(shù)值200150200303）處理目標經(jīng)當?shù)丨h(huán)保部門審批，污水排放標準執(zhí)行《污水綜合排放標準》（GB18918—2002）一級標準的A標準，具體出水水質(zhì)如表2所示。表1—2 出水水質(zhì)（單位：mg/L）指標CODCrBOD5SS氨氮磷酸鹽數(shù)值 5010105（1）根據(jù)以上資料，確定最佳處理工藝，對該污水處理工程進行初步設計。（2）設計范圍為污水處理工藝系統(tǒng)。（3）完成污水處理各構(gòu)筑物的設計，編寫設計說明書和設計計算書（包括高程計算和構(gòu)筑物設計計算）。（4）完成設計圖紙。 基本要求（1）設計者必須獨立思考，獨立完成全部設計。（2）按時按質(zhì)完成設計任務要求。（3）設計方案嚴格執(zhí)行有關環(huán)境保護的規(guī)定，污水處理后必須保證出水指標均達到當?shù)丨h(huán)保部門核準的污水排放標準。（4）采用經(jīng)濟合理的處理工藝，保證處理效果，并節(jié)省投資和運行管理費用。（5）設計新穎美觀、布局合理。（1） 污水處理廠平面布置圖，1張（3號圖紙）；（2） 污水處理構(gòu)筑物高程布置圖，1張（3號圖紙）；、水量及水質(zhì)特點分析 （1）生活污水生活污水主要來自家、商業(yè)、機關、學校、醫(yī)院、城鎮(zhèn)公共設施及工廠的餐飲、衛(wèi)生間、浴室、洗衣房等，包括廁所沖洗水、廚房洗滌水、洗衣排水、沐浴排水及其他排水等。生活污水的主要成分為纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等有機物質(zhì)，氮、磷、硫等無機鹽類及泥沙等雜質(zhì)，生活污水中還含有多種微生物及病原體。這些物質(zhì)按化學性質(zhì)來分，可分為無機物和有機物；按其物理性質(zhì)來分，可分為不溶性物質(zhì)、膠體性物質(zhì)和溶解性物質(zhì)。生活污水的水質(zhì)一般較穩(wěn)定，濃度較低，也較容易通過生物化學方法進行處理。（2）工業(yè)廢水工業(yè)廢水主要是在工業(yè)生產(chǎn)過程中被生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)品或成品等物料所污染的水。工業(yè)廢水中由于種類繁多，污染物成分及性質(zhì)隨生產(chǎn)過程而異，變化復雜。一般而言，工業(yè)廢水比較嚴重，往往含有有毒有害物質(zhì)，需局部處理達到要求后才能進入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，是城鎮(zhèn)污水有毒有害污染物的主要來源。（3）初期雨水初期雨水是雨雪降至地面形成的初期地表水徑流。初期雨水的水質(zhì)水量隨區(qū)域環(huán)境、季節(jié)和時間變化，成分比較復雜。影響初期雨水被污染的主要因素有大氣質(zhì)量、氣候條件、地面及建筑物環(huán)境質(zhì)量等。（4）城鎮(zhèn)污水城鎮(zhèn)污水包括生活污水、工業(yè)廢水等，在合流制排水系統(tǒng)中包括雨水，在半分流制排水系統(tǒng)中包括初期雨水。城鎮(zhèn)污水成分性質(zhì)比較復雜，不僅各城鎮(zhèn)間不同，同一城市中的不同區(qū)域也有差異，需要進行全面細致的調(diào)查研究，才能確定其水質(zhì)成分及特點。 污水水量還會與降雨有一定關系，不過現(xiàn)如今的城市管道系統(tǒng)絕大部分采用的是分流系統(tǒng)，即污水管道與雨水管道分開，這樣在很大程度上減少了降水對于污水處理廠的壓力，雨水經(jīng)過收集后只需要經(jīng)過較少的處理就能到排放標準排入自然水體。城市污水的水質(zhì)在主要方面具有生活污水的一切特征。但在不同的城市，因工業(yè)的規(guī)模和性質(zhì)不同，城市污水的水質(zhì)也受工業(yè)廢水和水量的影響而明顯變化。城市污水中90%以上是水，其余是固體物質(zhì)。水中普遍含有以下各種污染物： 　　懸浮物：一般為200～500毫克/升，有時候可超過1000毫克/升。其中無機和膠體顆粒容易吸附有機毒物、重金屬、農(nóng)藥、病原菌等，形成危害大的復合污染物。懸浮物可經(jīng)過混凝、沉淀、過濾等方法與水分離，形成污泥而去除。病原體：包括病菌、寄生蟲、病毒三類。常見的病菌是腸道傳染病菌，每升污水可達幾百萬個，可傳播霍亂、傷寒、腸胃炎、嬰兒腹瀉、痢疾等疾病。常見的寄生蟲有阿米巴、麥地那絲蟲、蛔蟲、鞭蟲、血吸蟲、肝吸蟲等，可造成各種寄生蟲病。病毒種類很多，僅人糞尿中就有百余種，常見的是腸道病毒、腺病毒、呼吸道病毒、傳染性肝炎病毒等。每升生活污水中病毒可達50萬到7000萬個。 　　需氧有機物：包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯類等。其濃度常用五日生化需氧量(BOD5)來表示。也可用總需氧量(TOD)、總有機碳(TOC)、化學需氧量(COD)等指標結(jié)合起來評價。常用BOD5與COD的比例來反映污水的可生化降解性，用微生物呼吸氧量隨時間變化曲線來反映生化降解的快慢。城市污水BOD5一般為每升300～500毫克，造紙、食品、纖維等工業(yè)廢水可高達每升數(shù)千毫克。 植物營養(yǎng)素：生活污水、食品工業(yè)廢水、城市地面徑流污水中都含有植物的營養(yǎng)物質(zhì)──氮和磷。城市污水中磷的含量原先每人每年不到1千克,近年來由于大量使用含磷洗滌劑，含量顯著增加。來自洗滌劑的磷占生活污水中磷含量的30～75%，占地面徑流污水中磷含量的17%左右。氮素的主要來源是食品、化肥、焦化等工業(yè)的廢水，以及城市地面徑流和糞便。硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、磷酸鹽和一些有機磷化合物都是植物營養(yǎng)素，能造成地面水體富營養(yǎng)化、海水赤潮和地下肥水。硝酸鹽含量過高的飲水有一定的毒性，能在腸胃中還原成亞硝酸鹽而引起腸原性青紫癥。亞硝酸鹽在人體內(nèi)與仲胺合成亞硝胺類物質(zhì)可能有致畸作用、致癌作用。 　城市污水中除含以上四類普遍存在的污染物外，隨污染源的不同還可能含有多種無機污染物和有機污染物，如氟、砷、重金屬、酚、氰、有機氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等。城市污水處理廠的方案，要考慮有效去處BOD5，又要適當去除N、P故可采用SBR法、氧化溝法或A2O法。（1）SBR法SBR法為序批式活性污泥法，它比連續(xù)流活性污泥法出現(xiàn)的更早，但由于當時運行管理條件限制而被連續(xù)流系統(tǒng)所取代。隨著自動化控制水平的提高，SBR法重新被人們重視，該工藝在國內(nèi)已廣泛應用于屠宰、啤酒、化工、魚品加工、制藥等工業(yè)廢水和生活污水的處理，SBR法特點見表1。表1 SBR法特點優(yōu)點缺點u 同時脫氮除磷；u 靜置沉淀可獲得低SS出水；u 耐受水力沖擊負荷；u 操作靈活性好，兼具二沉池功能u 同時脫氮除磷時操作復雜；u 潷水設施的可靠性對出水水質(zhì)影響大；u 設計過程復雜，池體容積大；u 不適合5萬噸/天以上污水量的處理；u 維護要求高，運行對自動控制依賴性強（2）氧化溝法本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競爭力，當前可謂熱門工藝。氧化溝在應用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：帕式(Passveer)簡稱單溝式，奧式(Orbal)簡稱同心圓式，卡式(Carrousel)簡稱循環(huán)折流式和三溝式氧化溝(T型氧化溝)等。 氧化溝一般不設初沉池，負荷低，耐沖擊，污泥少。建設費用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動力效率［～ kgO2/(kWh)］，氧化溝工藝的特點見表2。表2 氧化溝法特點優(yōu)點缺點u