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gipk.docx
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1、水污染染控制工工程课课程设计计水污染染控制工工程课课程设计计说明书书设计题目目:某城城市污水水处理厂厂工程设设计设计时间间:自 220111年 6 月 200日 至 220111 年 7 月1 日学生姓名名:学 号:班 级:指导教师师:河北工业业大学能能源与环环境学院院环境工工程系目录第一章工工程概况况3一、城市市污水33(一)简简介3(二)来来源3(三)污污水的物物理性质质4(四)污污水的化化学组成成性质44(五)污污水中的的微生物物5(六)污污水水质质指标55二、污水水处理66(一)简简介6(二)处处理技术术划分77(三)常常用处理理方法77(四)污污水处理理设备110(五)污污水处理理工
2、艺技技术111三、中国国污水处处理近况况及未来来14(一)概概况144(二)我我国城市市污水处处理资本本金来源源难题114(三)我我国城市市污水处处理资本本金来源源难题的的破解115(四)中中国污水水处理行行业发展展16第二章任任务设计计书188第三章工工艺流程程的选择择19一、工艺艺流程的的对比和和选择119二、工艺艺流程223三、主要要构筑物物的选择择24(一)格格栅24(二)曝曝气沉沙沙池的设设计计算算27(三)斜斜板式沉沉淀池(初沉池池)29(四)辅辅流式沉沉淀池(二沉池池)31第四章生生物接触触氧化池池的设计计及计算算34一、确定定设计参参数344二、生物物接触氧氧化池设设计计算算3
3、4参考书目目:366第一章 工程程概况一、城市市污水(一)简简介城市污水水处理工工艺一般般根据城城市污水水的利用用或排放放去向并并考虑水水体的自自然净化化能力,确确定污水水的处理理程度及及相应的的处理工工艺。处处理后的的污水,无无论用于于工业、农农业或是是回灌补补充地下下水,都都必须符符合国家家颁发的的有关水水质标准准。城市污水水中900以上上是水,其其余是固固体物质质。水中中普遍含含有以下下各种污污染物: 悬浮物物:一般般为20005500毫毫克升升,有时时候可超超过10000毫毫克升升。其中中无机和和胶体颗颗粒容易易吸附有有机毒物物、重金金属、农农药、病病原菌等等,形成成危害大大的复合合污
4、染物物。悬浮浮物可经经过混凝凝、沉淀淀、过滤滤等方法法与水分分离,形形成污泥泥而去除除。 病原体:包括病病菌、寄寄生虫、病病毒三类类。常见见的病菌菌是肠道道传染病病菌,每每升污水水可达几几百万个个,可传传播霍乱乱、伤寒寒、肠胃胃炎、婴婴儿腹泻泻、痢疾疾等疾病病。常见见的寄生生虫有阿阿米巴、麦麦地那丝丝虫、蛔蛔虫、鞭鞭虫、血血吸虫、肝肝吸虫等等,可造造成各种种寄生虫虫病。病病毒种类类很多,仅仅人粪尿尿中就有有百余种种,常见见的是肠肠道病毒毒、腺病病毒、呼呼吸道病病毒、传传染性肝肝炎病毒毒等。每每升生活活污水中中病毒可可达500万到770000万个。 需氧有机机物:包包括碳水水化合物物、蛋白白质、
5、油油脂、氨氨基酸、脂脂肪酸、酯酯类等。其其浓度常常用五日日生化需需氧量(BODD5)来来表示。也也可用总总需氧量量(TOOD)、总总有机碳碳(TOOC)、化化学需氧氧量(CCOD)等指标标结合起起来评价价。常用用BODD5与COOD的比比例来反反映污水水的可生生化降解解性,用用微生物物呼吸氧氧量随时时间变化化曲线来来反映生生化降解解的快慢慢,据此此选择处处理方案案。城市市污水BBOD55一般为为每升33005000毫克,造造纸、食食品、纤纤维等工工业废水水可高达达每升数数千毫克克。 植植物营养养素:生生活污水水、食品品工业废废水、城城市地面面径流污污水中都都含有植植物的营营养物质质氮和和磷。城
6、城市污水水中磷的的含量原原先每人人每年不不到1千千克,近年来来由于大大量使用用含磷洗洗涤剂,含含量显著著增加。来来自洗涤涤剂的磷磷占生活活污水中中磷含量量的300755,占占地面径径流污水水中磷含含量的117左左右。氮氮素的主主要来源源是食品品、化肥肥、焦化化等工业业的废水水,以及及城市地地面径流流和粪便便。硝酸酸盐、亚亚硝酸盐盐、铵盐盐、磷酸酸盐和一一些有机机磷化合合物都是是植物营营养素,能能造成地地面水体体富营养养化、海海水赤潮潮和地下下肥水。硝硝酸盐含含量过高高的饮水水有一定定的毒性性,能在在肠胃中中还原成成亚硝酸酸盐而引引起肠原原性青紫紫症。亚亚硝酸盐盐在人体体内与仲仲胺合成成亚硝胺胺
7、类物质质可能有有致畸作作用、致致癌作用用。 城市污水水中除含含以上普普遍存在在的污染染物外,随随污染源源的不同同还可能能含有多多种无机机污染物物和有机机污染物物,如氟氟、砷、重重金属、酚酚、氰、有有机氯农农药、多多氯联苯苯、多环环芳烃等等。 如果城市市污水不不经处理理就排入入地面水水体,会会使河流流、湖泊泊受到污污染。但但城市污污水水量量非常大大,如全全部进行行污水二二级处理理,投资资极大。因因此,结结合具体体情况研研究经济济有效的的处理措措施,是是环境保保护的重重大课题题之一。(二)来来源在人类的的生产和和生活使使用水的的过程中中,水会会受到不不同程度度的污染染,并改改变了其其原有的的化学成
8、成分和物物理组成成,就称称为废水水和污水水。按其来源源的不同同可分为为以下三三种:1、生活活污水:指人们们在日常常生活中中用过的的并被生生活废料料所污染染的水,包包括:卫卫生间、厨厨房、洗洗衣房,它它主要来来至于住住宅、公公共场所所、机关关、学校校、医院院、餐饮饮业、及及工厂中中的各种种生活用用水。它含有较较多的有有机物,如如:蛋白白质、动动植物脂脂肪、各各种碳水水化合物物、尿素素、氨氮氮、磷酸酸盐、及及常在粪粪便中出出现的各各种病原原微生物物等。2、工业业废水:指在工工业产生生过程中中排放的的水。用用水中除除一小部部分被耗耗去外,绝绝大多数数工业用用水仅仅仅是作为为洗涤、冷冷却、地地面冲洗洗
9、等用。因因此,工工业废水水中主要要夹带了了生产过过程中所所使用的的原料,产产生反应应的中间间体,产产物或副副产物等等。3、降水水:包括降降水或降降雪时冲冲刷地面面后进入入城市管管网的水水,它受受季节、气气候的影影响较大大。其水水质,初初期雨水水中含较较多的污污染物,但但有时PPH值较较低。所以城市市污水实实际上是是生活污污水与工工业废水水及雨水水所形成成的混合合物。(三)污污水的物物理性质质1、水温温:对污水水的生物物、物理理、化学学处理均均有影响响,污水水的温度度一般较较原水高高,因为为在生活活、工业业或商业业的用水水过程中中往往有有热量加加入,我我国大部部分地区区城市污污水的水水温变化化在
10、10030之间。2、气味味:污水中中的气味味有助于于我们判判别污水水所处的的条件和和处理工工艺的运运行状况况。一般般新鲜的的生活污污水不含含有霉味味,若有有其它气气味则说说明存在在有工业业废水或或其它特特殊的生生活污水水。3、色度度:污水中中的色度度通常由由悬浮态态、胶体体态和溶溶解态物物质所形形成。一一般新鲜鲜的生活活污水较较清亮,呈呈灰或黄黄色,如如存放时时间较长长则显黑黑色,当当然,其其它的颜颜色则由由工业废废水中的的成分所所定。4、固体体物质:按存在的的形成不不同可分分为:悬悬浮的、胶胶体的和和溶解性性的三种种;按性质的的不同可可分为:有机的的、无机机的与生生物体三三种。固体含量量总固
11、体体(TS)作为指指标。悬浮固体体(SS)或叫悬悬浮物,由由有机物物所组成成,故又又可以分分为挥发发性悬浮浮物固体体(VSSS),非挥挥发性悬悬浮固体体(NVSSS)两种,在在一般生生活污水水中前者者约占770%,后后者约占占30%。(四)污污水的化化学组成成性质1、有机机化合物物:污水中中的有机机物质常常常是自自然界中中广泛分分布的,同同时也是是生化处处理中大大量存在在的微生生物的极极好营养养物质,如如蛋白质质、脂类类、糖类类、有机机酸、醇醇类等。很很容易为为细菌所所分解,只只有纤维维素、木木质素等等天然有有机物较较难降解解。但随着科科学技术术的不断断进步,工工农业生生产的发发展,人人工合成
12、成的为微微生物所所陌生的的有机化化合物也也在不断断的增加加。目前前这类有有机物已已多达2200多多万种,这这些有机机化合物物中有些些物质很很难为细细菌所分分解,有有的甚至至对细菌菌具有很很强的毒毒害作用用。2、无机机物:主要有有:砂、砾砾石、悬悬浮或溶溶解于水水体中的的盐类、重重金属等等。过量量的重金金属对细细菌有一一定的毒毒害或抑抑制作用用,当然然,氮、磷磷、钾等等对细菌菌是一种种较好的的营养物物质。3、气体体:污水中中常含有有N2、O2、CO22、H2SS、NH33、CH44等气体体。污水水在生物物的作用用下可耗耗去水体体的O22,并使使污水腐腐败,而而含硫污污水在厌厌氧的条条件下含含产生
13、HH2S。(五)污污水中的的微生物物生活污水水、医院院污水、养养殖污水水、生物物制品及及食品工工业单位位排出的的污水都都常含有有大量的的细菌。其其中一些些可能属属于病毒毒。而且且数量的的变化比比较大。细细菌数通通常在1106-1077个/mll之间。大大肠杆菌菌可达到到10-1000个/mll,病毒毒为2000-770000个/l。污污水中的的病原微微生物至至今仍是是威胁。人人类身体体健康和和生命的的一个重重要因素素。1、水中中的病原原细菌:(1)伤伤寒杆菌菌:包含含伤寒沙沙门氏菌菌。付伤伤寒沙门门氏菌和和乙型伤伤寒沙门门氏菌。(2)痢痢疾杆菌菌:真痢痢疾志贺贺菌和付付痢疾志志贺菌。(3)霍霍
14、乱孤菌菌:其细细胞呈微微弯曲杆杆状。2、病毒毒:没有细胞胞结构。其其组成成成分只有有核酸和和蛋白质质。蛋白白质组成成病毒的的衣壳。每每种病毒毒只有一一种核酸酸或为核核糖核酸酸或为脱脱氧核糖糖核酸。病病毒个体体比较小小,大的的直径超超过2000nmm,小的的10nnm。(六)污污水水质质指标1、物理理性指标标(1)温温度许多工业业排出的的废水都都有较高高的温度度,这些些废水排排入水体体使其水水温升高高,引起起水体的的热污染染。水温温升高影影响水生生生物的的生存和和对水资资源的利利用。氧氧气在水水中的溶溶解度随随水温的的升高而而减小,这这样,一一方面水水中溶解解氧减少少,另一一方面水水温升高高加速
15、耗耗氧反应应,最终终导致水水体缺氧氧或水质质恶化。(2)色色度色度是一一项感官官性指标标。一般般纯净的的天然水水是清澈澈透明的的,即无无色的。但但带有金金属化合合物或有有机化合合物等有有色污染染物的污污水呈各各种颜色色。将有有色污水水用蒸馏馏水稀释释后与参参比水样样对比,一一直稀释释到二水水样色差差一样,此此时污水水的稀释释倍数即即为其色色度。 (3)嗅嗅和味 嗅和味同同色度一一样也是是感官性性指标,可可定性反反映某种种污染物物的多寡寡。天然然水是无无嗅无味味的。当当水体受受到污染染后会产产生异样样的气味味。水的的异臭来来源于还还原性硫硫和氮的的化合物物、挥发发性有机机物和氯氯气等污污染物质质
16、。不同同盐分会会给水带带来不同同的异味味。如氯氯化钠带带咸味,硫硫酸镁带带苦味,硫硫酸钙略略带甜味味等。 (4)固固体物质质水中所有有残渣的的总和称称为总固固体(TS),总固固体包括括溶解物物质(DS)和悬浮浮固体物物质(SS)。水样样经过过过滤后,滤滤液蒸干干所得的的固体即即为溶解解性固体体(DS),滤渣渣脱水烘烘干后即即是悬浮浮固体(SS)。固体体残渣根根据挥发发性能可可分为挥挥发性固固体(VS)和固定定性固体体(FS)。将固固体在6600的温度度下灼烧烧,挥发发掉的量量即是挥挥发性固固体(VS),灼烧烧残渣则则是固定定性固体体(FS)。溶解解性固体体表示盐盐类的含含量,悬悬浮固体体表示水
17、水中不溶溶解的固固态物质质的量,挥挥发性固固体反映映固体中中有机成成分的量量。水体体含盐量量多将影影响生物物细胞的的渗透压压和生物物的正常常生长。悬悬浮固体体将可能能造成水水道淤塞塞。挥发发性固体体是水体体有机污污染的重重要来源源。2、化学学性指标标(1)有有机物 生活污水水和某些些工业废废水中所所含的碳碳水化合合物、蛋蛋白质、脂脂肪等有有机化合合物在微微生物作作用下最最终分解解为简单单的无机机物质、二二氧化碳碳和水等等。这些些有机物物在分解解过程中中需要消消耗大量量的氧,故故属耗氧氧污染物物。耗氧氧有机污污染物是是使水体体产生黑黑臭的主主要原因因之一。 污水的有有机污染染物的组组成较复复杂,
18、现现有技术术难以分分别测定定各类有有机物的的含量,通通常也没没有必要要。从水水体有机机污染物物看,其其主要危危害是消消耗水中中溶解氧氧。在实实际工作作中一般般采用生生物化学学需氧量量(BODD)、化学学需氧量量(CODD、OCC)、总有有机碳(TOCC)、总需需氧量(TODD)等指标标来反映映水中需需氧有机机物的含含量。其其中TOOC、TTOD的的测定都都是燃烧烧化学氧氧化反应应,前者者测定结结果以碳碳表示,后后者则以以氧表示示。TOOC、TTOD的的耗氧过过程与BBOD的的耗氧过过程有本本质的区区别,而而且由于于各种水水样中有有机物质质的成分分不同,生生化过程程差别也也比较大大。各种种水质之
19、之间TOOC和TTOD与与BODD不存在在固定的的相关关关系。在在水质条条件基本本相同的的条件下下,BOOD与TTOC或或TODD之间存存在一定定的相关关关系。 (2)无无机性指指标 植物物营养元元素 污污水中的的N、PP为植物物营养元元素,从从农作物物生长角角度看,植植物营养养元素是是宝贵的的物质,但但过多的的N、PP进入天天然水体体却易导导致富营营养化。水水体中氮氮、磷含含量的高高低与水水体富营营养化程程度有密密切关系系,就污污水对水水体富营营养化作作用来说说,磷的的作用远远大于氮氮。 pHH值 主主要是指指示水样样的酸碱碱性。重金属属 重金金属主要要是指汞汞、镉、铅铅、铬、镍镍,以及及类
20、金属属砷等生生物毒性性显著的的元素,也也包括具具有一定定毒害性性的一般般重金属属,如锌锌、铜、钴钴、锡等等。3.生物物性指标标(1)细细菌总数数 水中细菌菌总数反反映了水水体受细细菌污染染的程度度。细菌菌总数不不能说明明污染的的来源,必必须结合合大肠菌菌群数来来判断水水体污染染的来源源和安全全程度。 (2)大大肠菌群群 水是传播播肠道疾疾病的一一种重要要媒介,而而大肠菌菌群被视视为最基基本的粪粪便传染染指示菌菌群。大大肠菌群群的值可可表明水水样被粪粪便污染染的程度度,间接接表明有有肠道病病菌(伤寒、痢痢疾、霍霍乱等)存在的的可能性性。二、污水水处理(一)简简介污水处理池按污水来来源分类类,污水
21、水处理一一般分为为生产污污水处理理和生活活污水处处理。生生产污水水包括工工业污水水、农业业污水以以及医疗疗污水等等,而生生活污水水就是日日常生活活产生的的污水,是指各各种形式式的无机机物和有有机物的的复杂混混合物,包包括:漂漂浮和悬悬浮的大大小固体体颗粒、胶状和和凝胶状状扩散物物、纯溶液液。 按污水的的性质来来分,水水的污染染有两类类:一类类是自然然污染;另一类类是人为为污染。当当前对水水体危害害较大的的是人为为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有:未经处理而排放的工业废水;未经处理而排放的生活污水;大量使用化肥、农药、除草剂的农田污
22、水;堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾;水土流失;矿山污水。 目前城市市生活污污水排放放已是我我国城市市水的主主要污染染源,城城市生活活污水处处理是当当前和今今后城市市节水和和城市水水环境保保护工作作的重中中之重,这这就要求求我们要要把处理理生活污污水设施施的建设设作为城城市基础础设施的的重要内内容来抓抓,而且且是急不不可待的的事情 。(二)处处理技术术划分现代污水水处理技技术,按按处理程程度划分分,可分分为一级级、二级级和三级级处理。一级处理理主要去除除污水中中呈悬浮浮状态的的固体污污染物质质,物理理处理法法大部分分只能完完成一级级处理的的要求。经经过一级级处理的的污水,BBOD一一般可去去除
23、300%左右右,达不不到排放放标准。一一级处理理属于二二级处理理的预处处理。二级处理理主要去除除污水中中呈胶体体和溶解解状态的的有机污污染物质质(BODD,COOD物质质),去除除率可达达90%以上,使使有机污污染物达达到排放放标准。三级处理理进一步处处理难降降解的有有机物、氮氮和磷等等能够导导致水体体富营养养化的可可溶性无无机物等等。主要要方法有有生物脱脱氮除磷磷法,混混凝沉淀淀法,砂砂滤法,活活性炭吸吸附法,离离子交换换法和电电渗析法法等。 整个过程程为通过过粗格栅栅的原污污水经过过污水提提升泵提提升后,经经过格栅栅或者筛筛率器,之之后进入入沉砂池池,经过过砂水分分离的污污水进入入初次沉沉
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