水污染控制工程课程设计说明书 某城市污水处理厂工程设计

《水污染控制工程》课程设计

《水污染控制工程》课程设计说明书

设计题目：某城市污水处理厂工程设计

设计时间：自 2011年 6 月 20日

至 2011 年 7 月 1 日

学生姓名： 学 号： 班 级： 指导教师：

河北工业大学能源与环境学院环境工程系

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目录

第一章 工程概况 .................................................... 3

一、城市污水 .................................................... 3

(一)简介 ..................................................... 3 (二)来源 ..................................................... 3 (三)污水的物理性质 ........................................... 4 (四)污水的化学组成性质 ....................................... 4 (五)污水中的微生物 ........................................... 4 (六)污水水质指标 ............................................. 5 二、污水处理 .................................................... 6

(一)简介 ..................................................... 6 (二)处理技术划分 ............................................. 7 (三)常用处理方法 ............................................. 7 (四)污水处理设备 ............................................ 10 (五)污水处理工艺技术 ........................................ 11 三、中国污水处理近况及未来 .................................... 14

(一)概况 .................................................... 14 (二)我国城市污水处理资本金来源难题 .......................... 14 (三)我国城市污水处理资本金来源难题的破解 .................... 15 (四)中国污水处理行业发展 .................................... 16

第二章 任务设计书 ................................................. 17 第三章 工艺流程的选择 ............................................. 18

一、工艺流程的对比和选择 ....................................... 18 二、工艺流程 ................................................... 22 三、主要构筑物的选择 ........................................... 24

(一)格栅 .................................................... 24 (二)曝气沉沙池的设计计算 .................................... 27 (三)斜板式沉淀池(初沉池) .................................... 29 (四)辅流式沉淀池(二沉池) .................................... 31

第四章 生物接触氧化池的设计及计算 ................................ 34

一、确定设计参数 ............................................... 34 二、生物接触氧化池设计计算 ..................................... 34 参考书目： ......................................................... 36

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第一章 工程概况

一、城市污水

(一)简介

城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力，确定污水的处理程度及相应的处理工艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，都必须符合国家颁发的有关水质标准。

城市污水中90％以上是水，其余是固体物质。水中普遍含有以下各种污染物： 悬浮物：一般为200～500毫克／升，有时候可超过1000毫克／升。其中无机和胶体颗粒容易吸附有机毒物、重金属、农药、病原菌等，形成危害大的复合污染物。悬浮物可经过混凝、沉淀、过滤等方法与水分离，形成污泥而去除。 病原体：包括病菌、寄生虫、病毒三类。常见的病菌是肠道传染病菌，每升污水可达几百万个，可传播霍乱、伤寒、肠胃炎、婴儿腹泻、痢疾等疾病。常见的寄生虫有阿米巴、麦地那丝虫、蛔虫、鞭虫、血吸虫、肝吸虫等，可造成各种寄生虫病。病毒种类很多，仅人粪尿中就有百余种，常见的是肠道病毒、腺病毒、呼

吸道病毒、传染性肝炎病毒等。每升生活污水中病毒可达50万到7000万个。 需氧有机物：包括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯类等。其浓度常用五日生化需氧量(BOD5)来表示。也可用总需氧量(TOD)、总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)等指标结合起来评价。常用BOD5与COD的比例来反映污水的可生化降解性，用微生物呼吸氧量随时间变化曲线来反映生化降解的快慢，据此选择处理方案。城市污水BOD5一般为每升300～500毫克，造纸、食品、纤维等工业废水可高达每升数千毫克。 植物营养素：生活污水、食品工业废水、城市地面径流污水中都含有植物的营养物质──氮和磷。城市污水中磷的含量原先每人每年不到1千克，近年来由于大量使用含磷洗涤剂，含量显著增加。来自洗涤剂的磷占生活污水中磷含量的30～75％，占地面径流污水中磷含量的17％左右。氮素的主要来源是食品、化肥、焦化等工业的废水，以及城市地面径流和粪便。硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐和一些有机磷化合物都是植物营养素，能造成地面水体富营养化、海水赤潮和地下肥水。硝酸盐含量过高的饮水有一定的毒性，能在肠胃中还原成亚硝酸盐而引起肠原性青紫症。亚硝酸盐在人体内与仲胺合成亚硝胺类物质可能有致畸作用、致癌作用。

城市污水中除含以上普遍存在的污染物外，随污染源的不同还可能含有多种无机污染物和有机污染物，如氟、砷、重金属、酚、氰、有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等。

如果城市污水不经处理就排入地面水体，会使河流、湖泊受到污染。但城市污水水量非常大，如全部进行污水二级处理，投资极大。因此，结合具体情况研究经济有效的处理措施，是环境保护的重大课题之一。

(二)来源

在人类的生产和生活使用水的过程中，水会受到不同程度的污染，并改变了其原有的化学成分和物理组成，就称为废水和污水。 按其来源的不同可分为以下三种：

1、生活污水：指人们在日常生活中用过的并被生活废料所污染的水，包括：卫

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生间、厨房、洗衣房，它主要来至于住宅、公共场所、机关、学校、医院、餐饮业、及工厂中的各种生活用水。

它含有较多的有机物，如：蛋白质、动植物脂肪、各种碳水化合物、尿素、氨氮、磷酸盐、及常在粪便中出现的各种病原微生物等。

2、工业废水：指在工业产生过程中排放的水。用水中除一小部分被耗去外，绝大多数工业用水仅仅是作为洗涤、冷却、地面冲洗等用。因此，工业废水中主要夹带了生产过程中所使用的原料，产生反应的中间体，产物或副产物等。

3、降水：包括降水或降雪时冲刷地面后进入城市管网的水，它受季节、气候的影响较大。其水质，初期雨水中含较多的污染物，但有时PH值较低。 所以城市污水实际上是生活污水与工业废水及雨水所形成的混合物。

(三)污水的物理性质

1、水温：对污水的生物、物理、化学处理均有影响，污水的温度一般较原水高，因为在生活、工业或商业的用水过程中往往有热量加入，我国大部分地区城市污水的水温变化在10～30℃之间。

2、气味：污水中的气味有助于我们判别污水所处的条件和处理工艺的运行状况。一般新鲜的生活污水不含有霉味，若有其它气味则说明存在有工业废水或其它特殊的生活污水。

3、色度：污水中的色度通常由悬浮态、胶体态和溶解态物质所形成。一般新鲜的生活污水较清亮，呈灰或黄色，如存放时间较长则显黑色，当然，其它的颜色则由工业废水中的成分所定。 4、固体物质：

按存在的形成不同可分为：悬浮的、胶体的和溶解性的三种； 按性质的不同可分为：有机的、无机的与生物体三种。 固体含量总固体(TS)作为指标。

悬浮固体(SS)或叫悬浮物，由有机物所组成，故又可以分为挥发性悬浮物固体(VSS)，非挥发性悬浮固体(NVSS)两种，在一般生活污水中前者约占70%，后者约占30%。

(四)污水的化学组成性质

1、有机化合物：污水中的有机物质常常是自然界中广泛分布的，同时也是生化处理中大量存在的微生物的极好营养物质，如蛋白质、脂类、糖类、有机酸、醇类等。很容易为细菌所分解，只有纤维素、木质素等天然有机物较难降解。 但随着科学技术的不断进步，工农业生产的发展，人工合成的为微生物所陌生的有机化合物也在不断的增加。目前这类有机物已多达200多万种，这些有机化合物中有些物质很难为细菌所分解，有的甚至对细菌具有很强的毒害作用。 2、无机物：主要有：砂、砾石、悬浮或溶解于水体中的盐类、重金属等。过量的重金属对细菌有一定的毒害或抑制作用，当然，氮、磷、钾等对细菌是一种较好的营养物质。

3、气体：污水中常含有N2、O2、CO2、H2S、NH3、CH4等气体。污水在生物的作用下可耗去水体的O2，并使污水腐败，而含硫污水在厌氧的条件下含产生H2S。

(五)污水中的微生物

生活污水、医院污水、养殖污水、生物制品及食品工业单位排出的污水都常含有

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大量的细菌。其中一些可能属于病毒。而且数量的变化比较大。细菌数通常在106-107个/ml之间。大肠杆菌可达到10-100个/ml，病毒为200-7000个/l。污水中的病原微生物至今仍是威胁。人类身体健康和生命的一个重要因素。 1、水中的病原细菌:

(1)伤寒杆菌：包含伤寒沙门氏菌。付伤寒沙门氏菌和乙型伤寒沙门氏菌。 (2)痢疾杆菌：真痢疾志贺菌和付痢疾志贺菌。 (3)霍乱孤菌：其细胞呈微弯曲杆状。 2、病毒：

没有细胞结构。其组成成分只有核酸和蛋白质。蛋白质组成病毒的衣壳。每种病毒只有一种核酸或为核糖核酸或为脱氧核糖核酸。病毒个体比较小，大的直径超过200nm，小的10nm。

(六)污水水质指标

1、物理性指标 (1)温度

许多工业排出的废水都有较高的温度，这些废水排入水体使其水温升高，引起水体的热污染。水温升高影响水生生物的生存和对水资源的利用。氧气在水中的溶解度随水温的升高而减小，这样，一方面水中溶解氧减少，另一方面水温升高加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化。 (2)色度

色度是一项感官性指标。一般纯净的天然水是清澈透明的，即无色的。但带有金属化合物或有机化合物等有色污染物的污水呈各种颜色。将有色污水用蒸馏水稀释后与参比水样对比，一直稀释到二水样色差一样，此时污水的稀释倍数即为其色度。 (3)嗅和味

嗅和味同色度一样也是感官性指标，可定性反映某种污染物的多寡。天然水是无嗅无味的。当水体受到污染后会产生异样的气味。水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质。不同盐分会给水带来不同的异味。如氯化钠带咸味，硫酸镁带苦味，硫酸钙略带甜味等。 (4)固体物质

水中所有残渣的总和称为总固体(TS)，总固体包括溶解物质(DS)和悬浮固体物质(SS)。水样经过过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体(DS)，滤渣脱水烘干后即是悬浮固体(SS)。固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体(VS)和固定性固体(FS)。将固体在600℃的温度下灼烧，挥发掉的量即是挥发性固体(VS)，灼烧残渣则是固定性固体(FS)。溶解性固体表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶解的固态物质的量，挥发性固体反映固体中有机成分的量。水体含盐量多将影响生物细胞的渗透压和生物的正常生长。悬浮固体将可能造成水道淤塞。挥发性固体是水体有机污染的重要来源。 2、化学性指标 (1)有机物

生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机化合物在微生物作用下最终分解为简单的无机物质、二氧化碳和水等。这些有机物在分解过程中需要消耗大量的氧，故属耗氧污染物。耗氧有机污染物是使水体产生黑臭的主要原因之一。

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