水污染控制工程课程设计报告水污染控制工程课程设计报告题目某城市生活垃圾填埋场渗滤液处理厂设计系部环境科学与学院专业班级环境工程组员指导教师设计时间二一四 年 六 月 八 日小组任务分配前 言随着城市建设的发展、居民生活水平的有所提高，城市生活垃圾产生量与日俱增。这些垃圾不仅污染环境、破坏了城市景观，同时传播着疾病，威胁人类的生命安全，以成为社会公害之一。因此，城市生活垃圾问题是我国和世界各大城市面临的重大环境问题。到1999年，我国的城市生活垃圾已达1.4亿吨，并且以每年810的速度递增，人均日产生的垃圾已超过1kg，接近工业发达国家水平。根据我国垃圾处理无害化、减量化、资源化 的原则，将有一大批生活垃圾卫生填埋场要新建。而垃圾渗滤液是否处理达标排放,是衡量一个填埋场是否为卫生填埋场的重要指标之一。一个不合格的垃圾填埋场，就是一个大的污染源，如不及时对其进行收集、处理，将造成对地下水、地表水及垃圾填埋场周围环境的污染和影响。尤其是它对地下水源和土壤的污染更为严重。一些旧的垃圾填埋场由于没有采取防渗措施，产生的渗滤液渗入地下水中，造成对地下水的严重污染。其污染延续时间可以长达数十年，甚至上百年。一旦地下水源和周围土壤被其污染，想用人工方法实施再净化，技术上将非常困难，其费用也极其昂贵，难以实施，从而严重威胁到人的生活和生产。我国卫生填埋起步较晚，起初主要以氨吹脱+厌氧+好氧为主，运行成本较高（1520元/吨），出水一般可达到垃圾渗滤液三级标准。2000年以后，由于经济的飞速发展，新建的渗滤液处理厂一般远离城区，渗滤液没有条件排入城市污水管网，因此处理要求也相应提高，一般需要处理到二级甚至一级排放标准。此时的渗滤液若仅靠生物处理无法达到处理要求，一般采取生物处理深度处理的方法。代表性的工程实例有广州新丰、重庆长胜桥等。 广州新丰渗滤液处理厂采用的是 UASB+SBR+反渗透处理工艺，处理规模为500 m3/d，工程投资约6000万，处理成本约25元/m3。重庆长胜桥渗滤液处理厂采用的是反渗透的处理工艺，处理规模500m3/d，工程投资约3700万，处理成本约10元/m3。北京市垃圾填埋场主要以反渗透为主。3 | 水污染控制工程课程设计报告目 录第一章 设计任务书31.1 设计目的31.2 设计任务及内容31.3 设计资料5第二章 工艺流程的设计及说明72.1 工艺流程的选择与确定72.1.1 渗滤液处理工艺现状72.1.2 渗滤液处理工艺比较72.2 工艺流程说明8第三章 处理构筑物的设计计算93.1 污水处理部分93.1.1 格栅的设计计算93.1.2 调节池设计计算113.1.3 吹脱塔设计计算123.1.4 ABR池设计计算143.1.5 SBR池设计计算163.1.6 混凝沉淀池的设计计算233.2 污泥处理部分343.2.1 污泥浓缩池设计计算343.2.2 吸附塔设计计算393.2.3 消毒池的设计计算41第四章 管道设计与计算424.1 污水管道水力计算424.2 污水管道水头损失的计算43第五章 污水处理厂的总体布置435.1 平面布置设计435.1.1 平面布置原则435.1.2 平面布置图445.2 高程布置设计455.2.1 高程布置原则455.2.2 高程布置图46第六章 总结466.1 结论466.2 个人心得47主要参考文献48第一章 设计任务书1.1 设计目的1、通过课程设计，使学生掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握设计说明书的写作规范。2、本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。1.2 设计任务及内容 设计任务：根据已知资料，进行污水处理厂的设计。要求确定污水处理方案和流程，计算各处理构筑物的尺寸和选择设备，布置污水处理厂总平面图和高程图。要求污泥处理工艺采用：“污泥浓缩污泥消化污泥脱水”或“污泥前浓缩污泥消化污泥后浓缩污泥脱水”或“污泥浓缩污泥一级消化污泥二级消化污泥脱水”工艺。设计要求：需上交的设计成果包括1、设计说明书；2、设计图纸（平面图、流程高程图、主要构筑物图）。设计说明书和图纸的具体要求如下：1. 设计说明书主要内容：（1） 说明城市基础资料、设计任务、工程规模、水质水量、工艺流程和选择理由，根据规范选择设计参数、计算主要构筑物的尺寸和个数、确定主要设备（特别是曝气设备及系统的计算和选型）的型号和数量等；（2）要求对各构筑物进行计算各构筑物的计算过程、主要设备（如水泵、鼓风机等）的选取、污水处理厂的高程计算（各构筑物内部的水头损失查阅课本或手册，构筑物之间的水头损失按管道长度计算）等；说明书中应画出构筑物简图、标注计算尺寸。要求：（1）计算步骤要详细，先给出完整的计算公式和列出设计参数，然后带入公式进行认真计算。（2）书写认真、语句通顺。要杜绝字迹潦草的现象。（3）封面及正文用纸规格、格式要符合规定。（4）说明书采用左侧装订（一律用订书机装订）。（5）严禁抄袭。特别提示：对于计算错误、书写不认真、字迹潦草、用纸及装订不规范、不符合要求的说明书，一律要求进行重新计算和重写；对于雷同的说明书全部返回重做。否则不能考核成绩。2. 设计图纸（1）污水处理厂总平面布置图1张（1#图）。 要求以计算或选定尺寸按一定比例绘出全部处理构筑物、及附属建筑物、道路、绿化、厂界。厂区内构筑物布置要合理，可按功能划分成几个区域（如：污水处理区、污泥处理区、办公及辅助区等）。标注构筑物外形尺寸、平面位置（可用相对坐标（x, y）表示，以某点的相对坐标为零点）。 绘出各种管渠、阀门、检查井等（例如：污水管、放空管、排泥管、回流污泥管、超越管、总事故管、空气管、上清液管、沼气管等）。标注管径、渠道尺寸、长度和坡度。 在右上角绘出指北针。 绘制管线等图例 列表说明图中构（建）筑物的名称、数量和尺寸。 图纸布局要美观。（2）污水处理厂高程布置图1张（1#图）。 在污水与污泥处理流程中，要求沿污水、污泥在处理厂中流动的最长路程绘制流程中各处理构筑物、连接管渠的剖面展开图（从污水进厂的粗格栅起，至处理后的排水渠）。 图中要画出设计地面线、构筑物中水面线及标高，标注各构筑物的顶部、底部及水面线标高，标注构筑物名称、连接管的管径。 在图纸左侧画出高程标尺线。 图纸布局要美观。图纸严禁抄袭。对于图面（平面图、流程高程图）雷同的图纸全部返回重做。对于设计错误较多、绘图不认真、不符合要求者要求重画，否则不能考核成绩。（3）选取污水处理厂的一个主要核心构筑物，绘制其平面、立面和剖面图（1#图）。1.3 设计资料1基本情况城市生活垃圾卫生填埋场的渗滤液来自进场垃圾的含水和降雨。渗滤液的水质特点是随不同地区垃圾组成的不同而变化；随季节不同，降水量的大小而变化；随填埋场投入使用年限不同而变化(渗滤液的BOD5/COD由0.6降为0.1左右；COD值由20000 mg/L降为1000 mg/L左右；NH4+-N由1000 mg/L上升至20002500 mg/L左右等)。2设计依据(1) 废水水量及水质：废水水量：500 m3/dCOD=7000 mg/LBOD5=2000 mg/LSS=6167 mg/LNH4+-N：2000 mg/LCl-=2388 mg/LpH：6.2水温20 oC色度 ：2000倍重金属离子不超标(2) 气象水文资料：风向：春季：南风（东南）夏季：南风（东南、西南）秋季：南风、北风冬季：西北风气温：年平均气温：78 oC最高气温：34 oC最低气温：-10 oC冻土深度：60 cm地下水位：4-5 m地震裂度：6级地基承载力：各层均在120 kPa以上(3) 拟建污水处理厂的场地：为4060平方米的平坦地，位于填埋场人员办公室的南方。渗滤液自流到污水厂边的集水池（V=20 m3,池底较污水厂地平面低6.00 m）。处理后出水管的管底标高比污水厂低5米。3 处理后出水水质要求处理后水质要求：COD150 mg/LBOD560 mg/LSS70 mg/LNH4+-N25 mg/LpH：69色度100倍4. 处理目标要求表1-1渗滤液处理程度 项目(单位)COD（mg/L） BOD5（mg/L）NH3-N（mg/L）SS（mg/L）色度(倍)进水水质70002000200061672000出水水质150602570100去除率97.9%97%98.8%98.9%95%第二章 工艺流程的设计及说明2.1 工艺流程的选择与确定2.1.1 渗滤液处理工艺现状目前，用于废水处理的工艺很多，但由于渗滤液的浓度高和成分复杂，对处理工艺提出了特殊的要求。通常而言，垃圾渗滤液的基本处理工艺在充分利用生化处理的经济优越性的原则上，还需将几个不同的处理工艺单元进行优化组合，从而取得经济和社会生态的双重效益，因为仅仅依靠单一的处理工艺很难达到严格的出水要求或者对产生残余物的再处置要求。工艺方案路线渗滤液处理工艺按流程可分为预处理、生物处理、深度处理和后处理（污泥处理和浓缩液处理）。应根据渗滤液的进水水质、水量及排放标准选择具体的处理工艺组合方式。主要的组合方式有以下几种：1、预处理+生物处理+深度处理+后处理2、预处理+深度处理+后处理3、生物处理+深度处理+后处理预处理包括生物法、物理法、化学法等，处理目的主要是去除氨氮和无机杂质，或改善渗滤液的可生化性。生物处理包括厌氧法、好氧法等，处理对象主要是渗滤液中的有机污染物和氨氮等。深度处理包括纳滤、反渗透、吸附过滤、高级化学氧化等，处理对象主要是渗滤液中的悬浮物、溶解物和胶体等。深度处理应以膜处理工艺为主，具体工艺应根据处理要求选择。后处理包括污泥的浓缩、脱水、干燥、焚烧以及浓缩液蒸发、焚烧等，处理对象是渗滤液处理过程产生的剩余污泥以及纳滤和反渗透产生的浓缩液。2.1.2 渗滤液处理工艺比较由于本设计的废水水质浓度较高，要求污染物去除率高。厌氧生物处理工艺中，分析比较UASB和ABR反应器的性能特点，总的来说，ABR反应器具有构造简单、能耗低、抗冲击负荷能力强、处理效率高等一系列优点。且ABR处理渗滤液应用较广，极适用于处理高浓度废水且工艺较成熟，而且不需设混合搅拌装置，不存在污泥堵塞问题。启动时间短，运行稳定，与SBR工艺的结合运用十分成熟，适合此次渗滤的厌氧处理。好氧生物处理中SBR工艺是现在较为成熟的，且本次设计的设计水量也满足SBR的处理要求，同时SBR对有机物和氨氮都具有很高的去除率。综合考虑，我们选择采用ABRSBR处理工艺。 对厌氧生物处理部分的UASB和ABR法进行比较，如表1-2。表1-2 UASB与ABR的比较工艺UASBABR优点