水污染控制工程課程設(shè)計(jì).?一、課程設(shè)計(jì)背景與目標(biāo)隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加速，水污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。水污染不僅威脅著生態(tài)環(huán)境，還對(duì)人類健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了負(fù)面影響。水污染控制工程課程設(shè)計(jì)旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的水污染控制工程知識(shí)，解決實(shí)際水污染問(wèn)題的能力。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)能夠掌握水污染控制工程的基本原理、工藝流程、設(shè)計(jì)方法和運(yùn)行管理要點(diǎn)，提高工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐能力，為今后從事相關(guān)領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)題目某城市污水處理廠的設(shè)計(jì)三、設(shè)計(jì)資料1.設(shè)計(jì)規(guī)模：該城市污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模為日處理污水量10萬(wàn)立方米。2.進(jìn)水水質(zhì)：進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)如下：化學(xué)需氧量（COD）：400mg/L生化需氧量（BOD?）：200mg/L懸浮物（SS）：250mg/L氨氮（NH?N）：30mg/L總磷（TP）：4mg/L3.出水水質(zhì)：出水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB189182002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)如下：化學(xué)需氧量（COD）：50mg/L生化需氧量（BOD?）：10mg/L懸浮物（SS）：10mg/L氨氮（NH?N）：5mg/L總磷（TP）：0.5mg/L4.廠址條件：廠址位于城市東南部，地勢(shì)平坦，地下水位較高，廠區(qū)周邊有城市污水排放管網(wǎng)，便于污水的收集和輸送。5.氣象條件：該地區(qū)屬于溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫12℃，年平均降水量600mm，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)。四、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟1.污水處理工藝選擇根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和經(jīng)濟(jì)狀況，選擇合適的污水處理工藝。經(jīng)過(guò)分析比較，本設(shè)計(jì)采用"預(yù)處理+生物處理+深度處理"的組合工藝，具體如下：預(yù)處理：采用粗細(xì)格柵和沉砂池，去除污水中的粗大懸浮物和砂粒，以保護(hù)后續(xù)處理設(shè)備。生物處理：采用改良型A2/O工藝，該工藝具有良好的脫氮除磷效果，能夠有效去除污水中的有機(jī)物、氨氮和總磷。深度處理：采用混凝沉淀+過(guò)濾+消毒工藝，進(jìn)一步去除污水中的懸浮物、有機(jī)物和病原體，使出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。2.各處理單元設(shè)計(jì)計(jì)算格柵設(shè)計(jì)格柵類型：選用機(jī)械格柵，柵條間隙為10mm。格柵數(shù)量：根據(jù)設(shè)計(jì)流量和格柵的過(guò)流能力，計(jì)算得出需要設(shè)置2臺(tái)格柵，一用一備。格柵水頭損失：通過(guò)計(jì)算，格柵水頭損失為0.05m。沉砂池設(shè)計(jì)沉砂池類型：采用平流式沉砂池。沉砂池尺寸：根據(jù)設(shè)計(jì)流量和沉砂池的水力停留時(shí)間，計(jì)算得出沉砂池的長(zhǎng)度為30m，寬度為6m，有效水深為2m。沉砂量計(jì)算：根據(jù)進(jìn)水懸浮物濃度和沉砂池的沉砂效率，計(jì)算得出每日沉砂量為15m3。改良型A2/O工藝設(shè)計(jì)厭氧池設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間：根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和工藝要求，厭氧池的水力停留時(shí)間為4h。池體尺寸：計(jì)算得出厭氧池的有效容積為16667m3，池體尺寸為長(zhǎng)×寬×高=50m×30m×5m。污泥回流比：厭氧池的污泥回流比為200%。缺氧池設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間：缺氧池的水力停留時(shí)間為3h。池體尺寸：計(jì)算得出缺氧池的有效容積為12500m3，池體尺寸為長(zhǎng)×寬×高=40m×30m×5m。內(nèi)回流比：缺氧池的內(nèi)回流比為400%。好氧池設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間：好氧池的水力停留時(shí)間為8h。池體尺寸：計(jì)算得出好氧池的有效容積為33333m3，池體尺寸為長(zhǎng)×寬×高=100m×30m×5m。曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)：采用微孔曝氣器，曝氣強(qiáng)度為5m3/(m2·h)，計(jì)算得出需要安裝曝氣器3000個(gè)。二沉池設(shè)計(jì)二沉池類型：采用周進(jìn)周出輻流式二沉池。池體尺寸：根據(jù)設(shè)計(jì)流量和二沉池的表面負(fù)荷，計(jì)算得出二沉池的直徑為50m，有效水深為4m。污泥回流系統(tǒng)設(shè)計(jì)：采用污泥回流泵，將二沉池底部的污泥回流至厭氧池前端，污泥回流比為50%。深度處理設(shè)計(jì)混凝沉淀設(shè)計(jì)混凝劑選擇：選用聚合氯化鋁（PAC）作為混凝劑。反應(yīng)池設(shè)計(jì)：采用機(jī)械攪拌反應(yīng)池，反應(yīng)時(shí)間為15min，池體尺寸為長(zhǎng)×寬×高=10m×5m×5m。沉淀池設(shè)計(jì)：采用平流式沉淀池，水力停留時(shí)間為1.5h，池體尺寸為長(zhǎng)×寬×高=30m×10m×4m。過(guò)濾設(shè)計(jì)濾池類型：選用V型濾池。濾池尺寸：根據(jù)設(shè)計(jì)流量和濾池的過(guò)濾速度，計(jì)算得出濾池的面積為100m2，濾池尺寸為長(zhǎng)×寬=10m×10m。濾料選擇：采用石英砂作為濾料，濾料粒徑為0.91.2mm。消毒設(shè)計(jì)消毒方式：采用紫外線消毒。消毒設(shè)備選型：根據(jù)設(shè)計(jì)流量和消毒要求，選用紫外線消毒器，消毒劑量為20mJ/cm2。3.污水處理廠平面布置根據(jù)各處理單元的尺寸和工藝流程，進(jìn)行污水處理廠的平面布置。在平面布置中，應(yīng)考慮各處理單元之間的連接順暢、運(yùn)行管理方便、占地面積小等因素。具體平面布置如下：污水處理廠的大門位于廠區(qū)南側(cè)，與城市道路相連，便于污水的進(jìn)廠和污泥的出廠。格柵和沉砂池位于廠區(qū)大門附近，按照工藝流程依次排列。改良型A2/O工藝的厭氧池、缺氧池和好氧池位于廠區(qū)中部，二沉池位于好氧池的北側(cè)。深度處理的混凝沉淀和過(guò)濾單元位于廠區(qū)西側(cè)，消毒單元位于過(guò)濾單元的北側(cè)。污泥處理單元位于廠區(qū)東北側(cè)，包括污泥濃縮池、污泥脫水機(jī)房和污泥堆放場(chǎng)。廠區(qū)內(nèi)設(shè)置道路和綠化，以滿足運(yùn)行管理和環(huán)境保護(hù)的要求。4.污水處理廠高程布置根據(jù)各處理單元的水頭損失和地形條件，進(jìn)行污水處理廠的高程布置。在高程布置中，應(yīng)保證污水能夠自流通過(guò)各處理單元，減少提升設(shè)備的能耗。具體高程布置如下：進(jìn)水管道的高程應(yīng)根據(jù)城市污水排放管網(wǎng)的高程確定，保證污水能夠順利進(jìn)入污水處理廠。格柵和沉砂池的高程應(yīng)略高于進(jìn)水管道，以保證污水能夠自流通過(guò)。改良型A2/O工藝的厭氧池、缺氧池和好氧池的高程應(yīng)依次降低，以保證污水能夠自流通過(guò)。二沉池的高程應(yīng)高于好氧池，以保證污泥能夠自流回流至厭氧池前端。深度處理的混凝沉淀和過(guò)濾單元的高程應(yīng)略高于二沉池，以保證污水能夠自流通過(guò)。消毒單元的高程應(yīng)略高于過(guò)濾單元，以保證消毒后的污水能夠自流排放。污泥處理單元的高程應(yīng)根據(jù)污泥的流向和處理工藝確定，保證污泥能夠順利處理。5.污泥處理與處置污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥主要來(lái)自于格柵、沉砂池、二沉池和污泥處理單元。污泥處理的目的是減少污泥體積，降低污泥含水率，使其達(dá)到無(wú)害化和穩(wěn)定化的要求。本設(shè)計(jì)采用污泥濃縮+污泥脫水+污泥填埋的處理工藝，具體如下：污泥濃縮：采用重力濃縮池，將二沉池排出的污泥進(jìn)行濃縮，使污泥含水率從99%降低至96%。污泥脫水：采用帶式壓濾機(jī)，將濃縮后的污泥進(jìn)行脫水，使污泥含水率降低至80%以下。污泥填埋：將脫水后的污泥運(yùn)至城市垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理。6.電氣與自控設(shè)計(jì)電氣設(shè)計(jì)根據(jù)污水處理廠各處理單元的設(shè)備功率和運(yùn)行要求，進(jìn)行電氣負(fù)荷計(jì)算。選用合適的變壓器和高低壓開(kāi)關(guān)柜，設(shè)計(jì)變配電系統(tǒng)。設(shè)計(jì)污水處理廠的照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)和電纜敷設(shè)。自控設(shè)計(jì)采用可編程邏輯控制器（PLC）作為污水處理廠的自控核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)各處理單元設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)化控制。設(shè)計(jì)污水處理廠的自動(dòng)化儀表系統(tǒng)，包括流量?jī)x表、水位儀表、水質(zhì)儀表等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)污水處理廠的運(yùn)行參數(shù)。設(shè)計(jì)污水處理廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括進(jìn)水控制、處理單元控制、污泥處理控制、消毒控制等，實(shí)現(xiàn)污水處理廠的自動(dòng)化運(yùn)行。五、設(shè)計(jì)成果1.污水處理工藝流程圖繪制污水處理廠的工藝流程圖，包括各處理單元的設(shè)備和管道連接，標(biāo)注出各處理單元的名稱、尺寸和主要運(yùn)行參數(shù)。2.污水處理廠平面布置圖繪制污水處理廠的平面布置圖，包括各處理單元的位置、尺寸和相互連接關(guān)系，標(biāo)注出廠區(qū)道路、綠化和建筑物的位置。3.污水處理廠高程布置圖繪制污水處理廠的高程布置圖，包括各處理單元的高程、水頭損失和管道連接，標(biāo)注出各處理單元的進(jìn)水口、出水口和水位標(biāo)高。4.各處理單元設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)編寫(xiě)各處理單元的設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，包括格柵、沉砂池、改良型A2/O工藝、深度處理、污泥處理等單元的設(shè)計(jì)依據(jù)、計(jì)算過(guò)程和結(jié)果。5.污水處理廠電氣與自控設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)污水處理廠的電氣與自控設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，包括電氣負(fù)荷計(jì)算、變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)、自動(dòng)化儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。六、課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本次水污染控制工程課程設(shè)計(jì)，我對(duì)污水處理工藝有了更深入的了解和掌握。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我綜合運(yùn)用了所學(xué)的水污染控制工程知識(shí)，結(jié)合設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行了污水處理廠的工藝選擇、各處理單元的設(shè)計(jì)計(jì)算、平面布置和高程布置等工作。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我不僅提高了自己的工程設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力，還培養(yǎng)了自己的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和創(chuàng)新思維能力。同時(shí)，我也認(rèn)識(shí)到了水污染控制工程的重要性和緊迫性，在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我將繼續(xù)努力，為保護(hù)水資源和改善水環(huán)境貢獻(xiàn)自己的力量。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我也遇到了一些問(wèn)題和困難。例如，在污水處理工藝選擇和各處理單元設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，需要考慮的因素較多，計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。通過(guò)查閱資料、請(qǐng)教老師和同學(xué)，我逐漸掌握了設(shè)計(jì)方法和技巧，解決了這些問(wèn)題。此外，在平面布置和高程布置時(shí)，需要考慮地形、地質(zhì)、氣象等因素，合理規(guī)劃各處理單元的位置和高程，以保證污水處理廠的正常運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我也認(rèn)識(shí)到了自己存在的不足之處。例如，在設(shè)計(jì)過(guò)程