环境科学与工程专业毕业论文35028

本科毕业设计说明书盐城工学院东校区污水处理站设计-土建设计41盐城工学院东校区污水处理站设计-土建设计摘 要：盐城工学院东校区污水处理站建设的主要处理对象是东校区校园内所产生的实验室废水、生活污水以及相应流入地下管道的雨水。工艺主要分为三大部分，首先是对于实验室废水的预处理，然后是废水的生物处理，最后是废水的深度处理。实验室废水通过隔油、气浮、化学沉淀、高级氧化、混凝沉淀的预处理后，与生活污水一起进入生物处理工艺，经过处理达到废水回用标准，收集于中水池中。本设计是在前续工作的基础上，对盐城工学院东校区污水处理站进行结构和土建设计。本设计主要内容包括在先前工作的基础上绘制配筋图，并根据具体图纸与工艺尺寸大小计算主要构筑物的土方量、混凝土量和钢筋量来完成土建设计的计算。用以达到最终完成一个整体的污水处理站的设计，达到施工运行的目的。关键字：高校；污水处理站；土建设计。The structural design of the east campus of YanCheng Institute of Technology wastewater treatment station Abstract: Mainly deal with objects of the wastewater treatment station The east campus of Yancheng Institute of Technology is laboratory wastewater, living wastewater and the corresponding inflow rainwater of underground pipes. Process is mainly divided into three parts. The first is the pretreatment of wastewater laboratory, then the biological treatment of wastewater, and finally the advanced treatment of wastewater. Laboratory wastewater will flow into the biological treatment process together with living wastewater after pretreatment by the grease traps, flotation, chemical precipitation, advanced oxidation, coagulation and sedimentation. the water will be collected in the pool when it reached the wastewater reuse standards after treatment.This design is based on the former continued to work and to do a design with the wastewater treatment station of structural and civil engineering. The design includes the reinforcement diagram drawn on the basis of previous work. Then we can calculate the earthwork, concrete volume and reinforcement of the main structures to complete civil engineering design calculations according to specific drawings and process size.Finally, we were able to complete an a whole design of the wastewater treatment station to achieve the purpose of construction and operation.Key words: Colleges and universities; wastewater treatment station; Structural design.目 录第一章文献综述11.1废水概况11.2废水的产生和状况11.3废水排放的特点及其分类21.4污水的处理工艺研究现状31.5环境工程土建的主要任务和内容41.6设计主要内容和研究目的5第二章工程概况72.1盐城工学院东校区概况72.2污水现状72.2总体设计原则8第三章工艺方案与主要构筑物介绍93.1废水预处理工艺介绍93.2 生化处理工艺介绍103.3 工艺流程的介绍113.4主要构筑物尺寸介绍12第四章高程计算简介204.1高程计算的主要原则204.2主要构筑物的高程21第五章主要构筑物的土建设计计算225.1主要构筑物的土方计算225.2混凝土量计算265.3主要构筑物的钢筋量计算28第六章设计总结38参考文献39致 谢41附 录42第一章 文献综述1.1废水概况近年来，随着我校招生比例的大幅增加和科技创新的能力不断提高，我校实验室的教学和科研活动愈加频繁，随之而来的是大量的生活污水和实验室废水的急剧增加。我校人口聚集，生活污水主要来自学生宿舍，这种生活污水不同于城市生活污水，排放量大且污水水质较好，有利于回收，并且相对集中，有利于收集的优势。但在全国高校中真正意义上实现生活污水回用的高校少之又少1。在实验室废水中含有很多危险、有毒的化学物质。大部分高校对实验室污水只是采取了简单的直排或是稀释措施。而这些实验室废水不仅成分复杂，且排放水量及水质具有不确定性、动态性以及重现性差的特点从而造成的危害性也就相对较大2。生活污水和实验室废水是东校区的环境污染中主要的污染物，而实验室废水也是最需要处理的一部分。1.2废水的产生和状况1.2.1废水的产生 化学实验室废水的产生，主要来自高校化学实验和科研实验，实验废水分为高浓度和低浓度的废水，高浓度废水主要是标签脱落后的不明潮解试剂，或者是失效的液态试剂，科研和实验中的衍生物及副产品，剧毒药品实验后的洗涤水，高浓度废水会对环境产生严重的污染，所以应该引起人们的足够重视3。低浓度废水主要是化学实验器皿的洗涤水，一般酸、碱、盐的化学反应产物，低毒的化学废试液和实验用水4,5。生活污水主要是人们生活过程中排放的废水，主要包括冲厕水、洗涤水、浴洗水等。高校生活污水主要包括宿舍、教室、办公楼的粪便水、冲洗水、洗涤水；食堂含油脂废水以及浴室的浴洗水。 1.2.2实验室废水的状况根据化学实验室废水的主要成分，可分为无机废水、有机废水和综合废水。无机废水主要含有重金属（汞、金、铅、铬等）及重金属的络合物，卤素离子，强酸强碱，氰、硫化物以及其它无机离子等，有机废水主要含有酚、苯、硝基化合物、多环芳烃、多氯联苯等致癌物质，综合废水是指废水中既含有机污染物，又含无机污染物，并且两者含量都很大。大多数实验废水是综合废水，处理这些废水，要因水而宜4。1.3废水排放的特点及其分类1.3.1废水排放的特点对于生活污水来说，其排放相对较稳定，废水由管道直接进入地下管道与化粪池，其当放量较大，一般直接排放入附近河道。而实验废水的排放总量一般较少。但随时间变化较大，其排放往往是不连续的；其浓度是多变的；其成份是复杂的，对人和环境的危害性又是多样的。化学实验室使用的试剂和药品，少则近百种，多则上千种。许多试剂及其反应废弃物如各种酸碱、重金属盐及有机物等对环境和人体健康是有害的。他们之有些可以在环境中长期存在，很难降解；有些通过食物链富集进人体而造成毒害作用；有些甚至在降解的过程又造成了二次污染6。 1.3.2实验室废水的分类实验室废水按污染程度可分为高浓度和低浓度实验室废水无污染水等。高浓度实验室废水主要成分为液态的失效试剂（如废洗液，废氰化钾，废有机溶剂等)6，液态的实验废弃产物或中间产物(如各种有机溶剂，离心液，液体副产物等)以及各种洗涤液（产物或中间产物的高浓度洗涤液，仪器或器皿的润洗液和高浓度的洗涤废水等)；低浓度实验室废水主要说的是实验过程中排放的浓度与毒性较低的实验用水，一般来自使用大量水对实验器皿和实验产物进行清洁的洗涤废水，毒性小、浓度低的废试液，以及用作冷却、加热用途的水。根据废水中所含主要污染物性质，可将其分为有机和无机实验室废水两大类7。无机废水主要含有重金属、重金属络合物，酸碱，氰化物，硫化物，卤素离子以及其他无机离子等。而有机废水含有常用的有机溶剂，有机酸，醚类，多氯联苯，有机磷化合物，酚类，石油类，油脂类物质。不过实验室废水往往是既含有无机物又含有机污染物。因此按照废水中所含污染物的主要成分来分类，可以分为含重金属废水、含氰废水、含酚废水、酸性废水、碱性废水、卤素类废水等8。无污染水包括实验中的各种冷冻、冷却用水，水浴、恒温等加热用水，减压抽滤用水和其他清洁水等。1.4污水的处理工艺研究现状1.4.1实验室废水预处理实验室废水不能像工业废水那样采用固定设备、固定流程进行处理. 也不能只回收处理浓度相对较高的实验废水， 更不能随便将它排入下水道中， 否则会使其他废水混合，废水水质变得更加恶劣，加大处理容量，增加处理难度，或造成大范围的污染。预处理的目的是将废水初步浓缩、沉淀、改性， 降低毒性和危险性， 以便储存及后处理。 有些废水经过预处理即可达到排放要求。本次对实验室废水的预处理采用了隔油、气浮、化学反应、高级氧化和絮凝沉淀的工艺流程，去除废水中的油类、颗粒物、强酸强碱、重金属离子等，以确保实验室废水不会影响到接下来得生物处理9。1.4.2生活污水处理工艺研究现状生活污水的主要污染物是有机物，目前国内外采用物化法和生物法处理技术，并以后者为主。随着全球对废水处理技术的发展，许多新技术、新工艺、新设备被引进到我国，如AB法、氧化沟、A/O工艺、A/A/O工艺、SBR法在我国生活污水处理中均得到应用10。本设计中经过对比，选择使用了SBR工艺11：SBR 工艺是序批式活性污泥法，进水、反应、沉淀、排放和闲置顺序在一池中完成，周期运行。其特点为：（1）无二沉池和污泥回流设备，产生剩余污泥量少；（2）结构简单，运转灵活，可随时调整运行计划；（3）自控要求高。SBR的代表型有UNITANK 工艺，由比利时史格斯公司于20 世纪90年代推出。其特点为：（1）用固定堰代替SBR的滗水器，池深加大；（2）自控要求低，管理方便；（3）池壁共用，投资减少处理工艺流程为先经过简单分离把废水中的有机相分离出来。1.5环境工程土建的主要任务和内容1.5.1环境工程土建的主要任务和内容环境工程土建是用土建工程原理和工程措施，实现环境工程建设的土建任务，为环境工程治理达标提供构筑物和装置保证。因此，环境工程土建随环境工程的出现而诞生，随环境工程的发展而发展，是一门与环境整治密不可分的新兴学科。而环境工程土建概论则是用简略的篇幅，深人浅出地介绍和讲述环境工程土建的全貌。1.5.2土建设计的主要内容环境工程土建是随环境污染治理工程的产生而出现的。是用土建工程的设计、施工、材料、措施、方法去完成环境工程的任务，环境工程土建的范围包括环境工程中处理污染的工艺过程所需的土建工程.也包括工业厂房及其辅助用房的土建工程等。因此，主要王要包拈下述内容:（1）环境工程上建的演变过程。概述环境污染及其治理状况及环境工程土建的产生、发展。（2）环境工程土建所需的基本理论知识。概述土建工程常用的拉、压、弯、剪等的力学知识;材料、构筑物等本身及与周围环境介质经常发生的化学反应及其变化，如酸、碱等中和反应，酸、碱、盐的置换反应，氧化还原反应，以及反应后产生的建(构)筑物的物理变化，如热胀冷缩，材料腐蚀引起的建(构)筑物剥离断裂等现象。还介绍一些与环境工程土建有关的物理知识，如垃圾填埋经一定时间要产生下沉，从而造成隔水层的破坏等。（3）环境工程土建所用的基本建筑材料。概述了粘土砖瓦、石灰、石膏、水泥等胶凝材料及混凝土、砂浆、钢材、钢筋混凝土、木材、塑料、沥青、玻璃纤维、玻璃毡等材料，并对建筑材料的基本性能进行了介绍。（4）建筑识图。概述了不同建(构)筑物的基本组成和表示方法，介绍了施工图的编制、绘图标准，以及施工图的组成和图纸内容。（5）环境工程土建设计。概述了环境工程土建设计的类型，包括工艺流程的池、槽、塔及烟囱等，也包括了工业建筑的厂房及输助用房，以及民用住宅等，还包括厂区规划及道路、景观等。介绍了环境工程土建设计特点和要求，以及总平面设计对平面设计的影响和平面设计与工艺流程的关系，并简介了泵房、贮水池、管道沟、垃圾填埋场和烟囱等构(建)筑物的设计。（6）环境工程土建构造。主要概述地基基础、墙、房屋顶、楼板层及泵房、水塔、烟囱、管道沟和贮水池等构造，它们可以是砖木结构、砖混结构、钢筋混凝土结构，还可以是钢-钢筋凝土结构和钢结构等。（7）基本建设程序。初步设计和施工图设计、施工过程和质量保证要求。1.6设计主要内容和研究目的1.6.1设计主要内容（1）查阅资料，了解生活污水和实验室废水的水质情况。（2）查阅资料，了解生活污水和实验室废水的处理工艺并比较各种处理工艺的优缺点（处理效果、安全性、经济性）。大分子有机物如何处理，重金属离子如何处理，无机酸减如何处理。（3）选择什么生物处理工艺。该工艺是否同时适合生活污水和实验室废水。（4）查阅相关资料，了解个主要处理构筑物的设计参数，设计依据和设计方法。选定工艺，制作工艺流程，根据工艺流程计算相关的尺寸大小。（5）根据选择工艺绘制工艺平面布置图，计算相关高程。并将相关工艺图用AutoCAD绘制出来。（6）查阅相关资料，根据工艺图对主要构筑物的配筋、土方等进行计算，并将配筋图用AutoCAD绘制出来。（7）了解有关设备的选型。选定管道、弯头、阀门、相关设备等，总计造价。1.6.2设计目的与意义本次设计让我们了解废水处理的方法和方式，并提出相应的解决方案。盐城工学院东校区现有博雅学院、材料工程学院、纺织服装学院、环境科学与工程学院、化学与生物工程学院五个二级学院，有材料、化工、服装、环境等实验室。如果实验室废水不经处理直接排入市政管网或直接外派会造成极大的环境污染。并且盐城工学院东校区有师生8500余人每天产生大量生活废水，建设污水处理站可以有效缓解市政管道和城市污水处理厂的压力和保护学校周边环境。第二章 工程概况2.1盐城工学院东校区概况东校区占地600余亩，学校分为博雅学院、材料工程学院、纺织服装学院、环境科学与工程学院、化学与生物工程学院，五个二级学院共有师生8500余人。所有人每天的生活用水极大，所产生的生活污水量也相当大。目前，我校东校区现有的实验中心主要包括：基础化学实验中心、化工实验中心、材料实验中心、纺织实验中心、分析测试中心以及拟建设的环境科学与工程实验中心。实验中心主要承担我校基础化学实验教学、各相关学院的基础实验、专业实验、毕业论文以及我校教室的科研任务。我校东校区所有实验中心均分布在东校区化工楼和知达楼。由于东校区所有实验中心的功能不同，各个实验室和各个实验人员从事的实验项目都不尽相同，同一实验人员的实验内容也常常更换。因此，各类实验废水的排放总量一般较少，但随时间变化较大，其排放往往是不连续的；其浓度是多变的；其成份较为复杂。其中，部分实验室对实验废水不经处理直接倒入下水管中，对周围水体环境造成极大的污染。2.2污水现状2.2.1 污水水质的调查1）生活污水水质高校生活污水主要以食堂污水、浴室洗浴污水、教学楼厕所冲洗废水和宿舍厕所冲洗废水和洗涤污水。表1 生活污水进水水质表名称数值BOD5200mg/LCOD350mg/LSS250mg/LNH3-N25mg/LTP4mg/L2）实验室废水水质表2 本设计进出水水质水量汇总表 单位 mg/L废水来源废水量m3/dCODCrSSBOD5TNTP高浓度实验室废水210002002004030低浓度实验室废水583001601603062.2总体设计原则2.2.1 确定污水处理方案的原则（1）污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高；（2）污水处理站的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理；（3）为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；（4）污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水；（5）提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；（6）查阅相关的资料确定其方案。2.2.2 最佳的处理方案要体现以下优点（1）保证处理效果，运行稳定；（2）基建投资省，耗能低，运行费用低；（3）占地面积小，泥量少，管理方便。第三章 工艺方案与主要构筑物介绍3.1废水预处理工艺介绍3.1.1高浓度废水的预处理工艺选择据调查我校东校区实验室废水以酸碱、无机废水，有机废水和含有重金属的废水为主。根据调查结果拟对高浓度废水采用以下方法进行处理。1）隔油池高浓度废水里含有油脂废水通过隔油池去除里面的油脂。2）气浮池气浮池可以去除废水中悬浮物。3）化学反应沉淀池废水中含有一些重金属离子通过化学反应沉淀池加入一些化学试剂可以是大部分的重金属离子形成沉淀而去除。4）高级氧化池高浓度废水里里含有一些大分子有机物，这些物质不容易降解，不容易去除。废水通过高级氧化池可以将废水中的大分子有机物降解成小分子有机物从而可以容易去除。高级氧化池采用芬顿高级氧化池。5）混凝沉淀池在经过以上的处理工艺后废水经过混凝沉淀池。废水中不易沉淀的悬浮物在絮凝剂的作用下形成沉淀除去。经过以上的处理工艺处理后的高浓度废水已经可以进入生化处理工艺。3.1.2 低浓度废水的预处理工艺介绍低浓度实验室废水指实验室过程中排放的浓度与毒性较低的实验用水, 以及各种洗涤液( 产物或中间产物的洗涤液, 仪器或器具的润洗液和洗涤废水等) , 毒性小, 浓度低的废试液, 以及用作冷却、加热用途的水。这种水中含有的有毒有害物质量少、浓度低，只需要进行简单的预处理提高其可生化性就可以进入生化处理工艺。为提高废水的可生化性采用铁碳微电解工艺对废水进行处理。3.1.3 生活污水的预处理生活污水经过格栅后和高浓度与低浓度废水一同进入综合和调节池，再经过初沉池和水解酸化池进入生化反应池。3.2 生化处理工艺介绍为了满足环境学院环境工程专业实践教学的需要，长期为学生提供实习机会，设计一套生化工艺流程。这套工艺流程包含三种工艺，工艺之间可以切换运行。采用常见的生化处理工艺。这里主要介绍下SBR工艺。SBR 是一个间歇运行的污水处理工艺，该工艺不需调节池和二沉池等构筑物。工艺流程简单、构筑物少、占地省、造价低、设备及运行管理费用低。SBR反应器内，虽然混合液呈完全混合状态，但底物浓度随着污水在池内反应时间的延长由高到低， 即在时间上是一个推流状态。根据活性污泥动力学理论，生物反应速度与基质浓度成正比；在理想的推流装置中，不存在返混作用， 因此该工艺单位容积处理效率高、反应速率快、底物去除率高；为了不同的净化目的SBR工艺可通过不同的控制手段灵活地运行。由于在时间上的灵活控制， 为其实现脱氮除磷提供了有利的条件。SBR工艺在反应阶段，由于时间上的理想推流状态，使得底物浓度梯度大，而且因为进水与反应阶段的缺氧或厌氧与好氧状态的交替，既能抑制专性好氧丝状菌的过量繁殖，防止污泥膨胀，又不会对多数微生物产生不利影响SBR法虽然对于时间来说是一个理想的推流过程，但是就反应器本身的混合状态仍属典型的完全混合式，因此，该工艺具有更强的耐冲击负荷和处理有毒或高浓度有机废水的能力12。3.3 工艺流程的介绍高浓度废水收集池隔油池气浮池化学反应池高级氧化池混凝沉淀池综合调节池水解酸化池污泥浓缩池沉砂池格栅中水池生化反应系统砂滤池消毒池活性炭吸附塔生活污水低浓度实验室废水铁碳微电解系统干化排泥污水路污泥路图1 污水站工艺流程图3.4主要构筑物尺寸介绍3.4.1格栅尺寸（1）设计说明格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成的框架设备。被安装在污水管道、泵房集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，减轻后续处理构筑物的处理负荷，保护后续处理设施13。（2）工艺主要数据表3 格栅栅条数n槽宽B/m过栅水头损失h1/m栅前槽高H1/m栅后槽高H2/m格栅总长度L/m每日栅渣量W/（m3/d）100.290.210.71.011.80.073.4.2 调节池工艺尺寸（1）设计说明调节池，亦称调节均化池，是用以尽量减少污水进水水量和水质对整个污水处理系统影响的处理构筑物。（2）工艺主要数据表4 调节池有效容积V/m3池宽B/m池长L/m池高H/m有效水深h/m停留时间t/h125555.5523.4.3 水解酸化池工艺尺寸（1）设计说明在水解酸化阶段，通过缺氧降解，使水中大分子有机物分解为易生化的小分子有机物，从而提高废水的可生化性，保证后续生化处理效果。水解酸化沉淀池实际上是水解和酸化两个过程(酸化也可能不十分彻底)。在水解阶段，固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；在酸化阶段，碳水化合物降解为脂肪酸。水解和酸化进行得较快。难于把它们分开，此阶段的主要微生物是水解菌和产酸菌。在此阶段中，由于产氨细菌的活动使氨浓度增加，氧化还原电势降低，pH上升。酸性阶段后期的副产物还有H2S、吲哚、粪臭素和硫醇等带有不良气味的产物，水解池是把反应控制在第二阶段完成以前。a. 水解酸化沉淀池的构造与竖流沉淀池有相似之处。水解酸化沉淀池一般表面负荷q取0.81.5m3/(m2h)，停留时间为2.5h，采用底部均匀布水，其构造如图；b. 进水装置位于池底部，采用竖管布水或者穿孔管布水，每个布水孔口的服务面积为0.52m2，每个孔口的流向不同，流速采用0.41.5m/s；c. 出水装置采用池顶部平行出水堰汇集出水，出水堰的间距为23 m；d. 排泥管的直径为150200mm，排泥流速大于0.7m/s，排泥时间大于10min。（2）工艺主要数据表5 水解酸化池有效容积V/m3有效水深h/m池长L/m池宽B/m池高H/m水里停留时间t/h156.263.75764.22.53.4.4 沉砂池工艺尺寸（1）设计说明沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度良好较大的无机颗粒污染物，如泥沙，煤渣等，他们的相对密度约为2.65。城市污水厂一般均应设置沉砂池。因本次设计的设计流量不大，拟采用竖流式沉淀池。（2）工艺主要数据表6 沉砂池总高度H/m有效水深h/m直径D/m沉砂容积V/m3沉砂高度h/m最大停留时间t/s2.551.51.10.110.5303.4.5 初沉池工艺尺寸（1）设计说明初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除单位质量BOD或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处理。（2）工艺主要数据表7初沉池池数n直径D/m池高H/m有效水深h/m沉淀容积V/m3沉淀面积A/m225.75.462.1628.31253.4.6 SBR反应池工艺尺寸（1）设计说明SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统14。表8 进水水质表序号名称数值1BOD5140mg/L2COD300mg/L3SS125mg/L4NH3-N25mg/L5TP4mg/L表9 出水水质表14序号名称数值1BOD520mg/L2COD60mg/L3SS20mg/L4NH3-N5.0mg/L5TP0.5mg/L（2）工艺主要数据表10 SBR反应池曝气时间t/h污泥处理负荷kgBOD5/(kgMLSS.d)池有效容积V总/m3产泥量Qs/(m3/d)需氧量R/(kgO2/h)供气量Gs/(m3空气/min)30.34804.87.516.743.4.7污泥浓缩池工艺尺寸（1）设计说明间歇式污泥浓缩池是一种圆形水池，底部有污泥斗。间歇式污泥浓缩池在工作时，先将污泥充满浓缩池，经静置沉降，浓缩压密后，池内形成上清液区，沉降区和污泥区。然后，从侧面分层排出上清液，浓缩后的污泥从底部泥斗排出。间歇污泥浓缩池用来污泥量较小的系统。在投入污泥前必须先排除浓缩池已澄清的上清液，腾出池容，故在浓缩池不同高度上应设多个上清液排出管。（2）工艺主要数据表11 污泥浓缩池池面积A/m2直径D/m总高H/m污泥浓缩时间t/h泥斗体积V/m3污泥量Q/(m3/d)3.62.24.53123.517.253.4.8消毒池工艺尺寸（1）设计说明设计采用液氯消毒，接触池出水设溢流堰16。（2）工艺主要数据表12 消毒池容积V总/m3池数n单格池长L/m单格池宽B/m单格池深H/m加氯量G/(kg/h)接触时间t/min31.2526310.45153.4.9中水池工艺尺寸表13 活性炭吸附塔面积A总/m2塔数n直径D/m炭层容积V/m3炭层高度h/m处理水量Q/t活性炭再生周期t/d7.822.215.64750423.4.10活性炭吸附塔工艺尺寸（1）设计说明处理水量62.5m3/h、原水COD平均60mg/L、出水COD=30mg/L、活性炭的吸附量q=0.14gCOD/g炭、活性炭与水接触的时间30min、污水在塔中下降的流速V=8m/h、反冲洗水的线速度28m/h、反冲洗时间6min、反冲洗间隔时间80h、炭层冲洗膨胀率45%、水力输炭管道流速0.8m/s、水力输炭水量与炭量体积比例10：1、炭层密度=0.43t/m3。（2）工艺主要数据表14 中水池有效容积V/m3面积A/m2池长L/m池宽B/m有效水深h/m水里停留时间t/h25050105543.4.11高（低）浓度废水收集池工艺尺寸表15 高（低）浓度废水收集池有效容积V/m3池长L/m池宽B/m池高H/mHRT/h102.522.343.4.12铁碳微电解工艺尺寸（1）设计说明为解决传统铁碳微电解在工程运行过程中易结块而出现短流或沟流、易堵塞、更换铁屑难度大，污泥产量高、反应速度控制难度大等问题，采用新型微电解技术。以新配比材料制作铸铁板块载体代替传统的铁屑和碳粒。由于载体堆叠孔隙率高，通过曝气扰动可以减少表面的沉积产生的钝化以及防止结块堵塞。（2）主要工艺参数表16 铁碳微电解池固定床横截面积A/m2固定床层高H1/m布水承托层高H2/mHRT/h外体直径D/m池总高度h/m0.62540.21153.4.13隔油池工艺尺寸表17 隔油池池长L/m池宽B/m池高H/m斜板长度L/m处理时间t/h进水含油量(mg/L)出水含油量(mg/L)1.611.80.82不限30-603.4.14气浮池工艺尺寸表18 气浮池池长L/m池宽B/m池高H/mHRT/min处理水量(m3/h)2.522.73053.4.15化学反应池工艺尺寸表19 化学反应池有效容积V/m3池长L/m池宽B/m池高H/mHRT/h1022.5223.4.16混凝沉淀池工艺尺寸表20 混凝沉淀池混凝反应区沉淀区有效容积W/m3面积F/m2尺寸(m)：LB有效容积V/m3处理能力m3/h尺寸(m)：LBH2.11.51.51.013.554.21.323.23.4.17芬顿反应器工艺尺寸（1）设计说明（a）污水流量Qmax=5m3/h；要达到预期处理效果水力停留时间HRT=3h；该装置设置了外回流管；（b）有效容积，取池的长L=2.5m；宽B=2m；则A=5m2。（2）工艺主要数据表21 芬顿反应器有效容积V/m3池长L/m池宽B/m有效水深h/m反应器总高H/mHRT/h布水承托层高h/m152.5233.730.13.4.18集水井1工艺尺寸（1）设计说明集水井1和调节池合建，集水井1的长取和调节池的宽相同即L=5m。（2）工艺主要数据表22 集水井1有效容积V/m3有效水深h/m池长L/m池宽B/m池高H/m62.5552.55.53.4.19集水井2工艺尺寸（1）设计说明砂滤池所需水压较高需要2次提升，为满足要求需建集水井2，集水井2和砂滤池合建，集水井2的长取和砂滤池的相同即L=5.6m。（2）工艺主要数据表23 集水井2有效容积V/m3有效水深h/m池长L/m池宽B/m池高H/m62.555.62.35.5第四章 高程计算简介污水处理工程的污水流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接灌渠的尺寸及其标高；通过计算确定各部位的水面标高，从而使污水能够处理构筑物之间畅通地流动，保证污水处理工程的正常运行。4.1高程计算的主要原则污水处理工程的高程布置一般应遵守如下原则：a. 认真计算管道沿程损失，局部损失，各处理构筑物，计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。b. 考虑远期发展，水量增加的预留水头。c. 避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。d. 在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。e. 需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。f. 应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。4.2主要构筑物的高程表24 主要构筑物高程名称流量/(L/s)管径/mm沿程损失/m局部损失/m中水池到活性炭滤池26.041500.1330.56活性炭滤池到消毒池131500.10.487消毒池到砂滤池26.042000.1310.734砂滤池到集水井20.0350.057集水井2到SBR反应池6.51000.1890.851SBR反应池到水解酸化池26.042000.1330.959水解酸化池到初沉池131500.1561.185初沉池到沉砂池131500.1680.591沉砂池到综合调节池17.352000.070.457综合调节池到集水井10.0380.57综合调节池到混凝沉淀池1.39500.4920.568混凝沉淀池到高级氧化池0.3860.568高级氧化池到化学反应沉淀池0.3310.368化学反应沉淀池到气浮池0.2390.268气浮池到隔油池0.230.268隔油池到高浓度废水收集池0.2580.068综合调节池到微电解池0.69401.020.362微电解池到低浓度废水收集池0.4280.054第五章 主要构筑物的土建设计计算土建设计是经过工艺设计后，依据环境工程工艺设计时对土建工程的设计要求进行，也就是建设构筑物以及工艺流程而进行结构设计和施工图设计。环境工程土建就是将设计者的细想、意图和构思转化为现实工程17。5.1主要构筑物的土方计算在土石方工程施工前，必须计算土石方的工程量。但各施工项目的土石方工程的形体有时很复杂，并且极其不规则。一般情况下，应该将其分为一定的几何形体，采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算，常有的计算方法主要有：基坑沟槽土方量计算、场地平整土方量的计算与平衡调配等。土方开挖前必须做好相应准备工作：（1）拆除或搬迁施工区域内所有障碍施工的障碍物；（2）设置排水防洪设施，在有地下水的区域，应有妥善的明沟排水或人工降低地下水位的设施；（3）按确定的弃土场地修建运输道路和土方机械的运行道路；（4）修建临时供水、供电、供气管线以及设施，搭设必要的临时工棚、仓库等；（5）做好挖土、运输车辆及各种辅助设备的维修检查、试运转和进场工作；（6）雨期和冬期施工应遵守国家相关现行标准；（7）施工过程中应检查平面位置、水平标高、边坡坡度、压实度、排水、降低地下水位系统，并随时观察周围环境的变化。本设计采用机械操作，放坡系数为0.25。公式方法：设原所需挖的土方量为，放坡以后所需挖的土方量为。注：，、分别为原构造物所需挖的长、宽、深度，、分别为放坡以后构造物所需挖的长、宽、深度18。其中： ；。注：尺寸由主要构筑物工艺设计计算得到，尺寸为第四章计算结果，具体标高见工艺图纸。5.1.1集水井1（1座），放坡以后 5.1.2SBR池（4座），放坡以后5.1.3集水井2（1座），放坡以后5.1.4砂滤池（1座），放坡以后5.1.5初沉池（2座），堆土放坡以后5.1.6水解酸化池（1座），堆土放坡以后5.1.7消毒池（2座），堆土放坡以后5.1.8活性炭滤池（2座），放坡以后5.1.9中水池（1座），放坡以后5.1.10综合调节池（1座），堆土放坡以后表25 土方量序号构筑物名称 数量/座 V挖/m3V填/m31集水井1 1135.29767.7972SBR池 4233.26842.2283集水井2 158.66520.0254砂滤池 113.491.265初沉池 2 27.2156水解酸化池 116.4347消毒池 2123.0328活性炭滤池211.8372.7149中水池 1187.87534.87510综合调节池 1 52.1985.2混凝土量计算混凝土工程包括混凝土的制备、运输、浇筑捣实和养护等施工过程，混凝土工程是刚劲混凝土工程中的主要部分，他的施工质量好坏将直接影响钢筋混凝土结构的承载力、耐久性和整体性。给排水工程中的混凝土，大部分用在构筑物上，气特点是薄壁多筋，并有抗渗、抗冻要求，尤其应防止开裂。对此，从原材料、配合比、搅拌、运输、浇筑、养护等各环节，均应采取恰当的施工方法和保障措施，以确保使用功能18。公式方法：混凝土量=伐板体积+垫层体积+墙壁体积，其中， 注：垫层比伐板四边各宽100mm19。5.2.1中水池（1座）中混凝土量计算5.2.2 消毒池（2座）中混凝土量计算5.2.3水解酸化池（1座）中混凝土量计算5.2.4综合调节池（1座）中混凝土量计算5.2.5集水井1、格栅间（1座）中混凝土量计算5.2.6 集水井2（1座）中混凝土量计算5.2.7初沉池（2座）中混凝土量计算 5.2.8 污泥浓缩池（1座）中混凝土量计算5.2.9 SBR池（4座）中混凝土量计算 表26 混凝土量 序号构筑物名称 数量/座 V混凝土/m31集水井1 157.212SBR池 4217.73集水井2 137.734污泥浓缩池 19.05初沉池 262.66水解酸化池 166.27消毒池 256.788中水池 182.839综合调节池 151.995.3主要构筑物的钢筋量计算20在给排水工程中，常用的钢筋除了热轧钢筋外，还有很多种其他的钢筋，钢筋的选用根据实际中的运用来选择。钢筋主要计算对象为横筋、竖筋以及主要构件，并以配筋图作为计算依据，分别将底座、墙体的钢筋量计算得到。5.3.1集水井1、格栅间（1座）钢筋量计算（1）16mm HPB235：（2）12mm HPB235：5.3.2综合调节池（1座）钢筋量计算（1）16mm HPB235：（2）12mm HPB235：5.3.3中水池（1座）钢筋量计算（1）16mm HPB235：（2）12mm HPB235：5.3.4SBR池（4座总）钢筋量计算（1）16mm HPB235：（2）12mm HPB235：5.3.5消毒池（2座总）钢筋量计算（1）16mm HPB235：（2）12mm HPB235：5.3.6水解酸化池（1座）钢筋量计算（1）16mm HPB235：（2）12mm HPB235：5.3.7集水井2（1座）钢筋量计算（1）16mm HPB235：（2）12mm HPB235：5.3.8初沉池（2座）钢筋量计算16mm HPB235：上层横筋：斜坡中：因为最外圈D=5700mm，斜坡上间距150mm在水平面上的投影为96.48mm，所以：下层横筋：底座中，因为最外圈D=3040mm，所以斜坡中，因为最外圈D=6500mm，斜坡上间距150mm在水平面上的投影为76.84mm，所以上层竖筋：斜坡中： 下层竖筋：斜坡中： 墙壁中：5.3.9污泥浓缩池（1座）钢筋量计算16mm HPB235：上层横筋：底座中，因为最外圈D=500mm，所以：斜坡中：因为最外圈D=2500mm，斜坡上间距150mm在水平面上的投影为75.07mm，所以：下层横筋：底座中：因为，所以：斜坡中：因为，斜坡上间距150mm在水平面上的投影为44.71mm，所以：上层竖筋：斜坡中： 下层竖筋：斜坡中： 墙壁中，表27 钢筋量（16mm HPB235）序号构筑物名称数量/座需要长度/m1集水井11 6175.12SBR池4188503集水井213563.14初沉池23324.785水解酸化池15781.96消毒池24158.97中水池165108综合调节池14683.79污泥浓缩池1 1347.78表28 钢筋量（12mm HPB235）序号构筑物名称数量/座需要长度/m1集水井11415.42SBR池4655.63集水井2 1147.44水解酸化池1134.45消毒池2966中水池1163.97综合调节池1163.9表28 其他钢筋量钢筋8mm钢筋10mm钢筋14mm钢筋）需要长度/m315.3212.9456.4第六章 设计总结 盐城工学院东校区的废水不仅有大量的生活污水，而且综合性实验室的废水也排入同一地下管道。含有多种重金属和各类有机污染物的废水，同生活污水混合后，增加了废水的不确定性和复杂性，同时加大了废水处理难度，在环境中污染更加容易扩散，带来很大的危害。因此我们此次设计就是针对东校区废水制定的一个管理方案，将废水进行处理，达标后进行排放或者回用，从而解决东校区水污染问题。在这个过程中，实验室废水的处理难度相对较大，只有在解决实验室废水处理的基础上，才能进而解决整个校区的废水问题。这套工艺流程中，高浓度废水选用隔油装置去除水中的油类，然后经过气浮池，去除实验室废水中的颗粒物，再通过化学反应池、高级氧化池、混凝沉淀池去除水中的强酸强碱、重金属离子和螯合物；低浓度废水通过铁碳微电解系统；生活污水经过格栅与实验室废水一起进入综合调节池调节废水后进入沉砂池，去除水中颗粒物质，再由水解酸化池调节水中有机物浓度和SS，从而提高生物处理的容积负荷，提高去除率；然后流入SBR工艺，进行处理后能达到废水排放标准；为了能将废水进行回用，我们又增加了砂虑池、消毒池、活性炭吸附塔对处理后废水进行深度处理，并将出水收集于中水池中待用。 在这个设计过程中，经过方案制定后，总结出一套理想的工艺流程。在设计计算主要构筑物的尺寸之后，我们进行了平面布置，将工艺设备合理的摆放，进而又进行了高程计算，得到所有构筑物之间的位置关系。在这些工艺设计的基础上，对各个主要构筑物进行了土建计算，将其的土方量、混凝土量、钢筋量计算出来，并用AutoCAD将配筋图绘制出来，这样就得到了一个完整的土建设计，进而成为施工的依据。参考文献1梁平. 高校生活污水处理的现状及对策J. 安全与环境,2007(15):26.2杨志毅, 彭丽, 李跃华, 黄毕生, 杨时哲. 高校实验室废水的调查及处理方法J. 大理学院学报,2010,10(10):32-34.3罗赛珍, 金明, 屈芸. 高校化学实验室废水处理J. 江西化工, 2005, 4: 32-34.4李铁龙, 金朝晖, 宣晓梅, 周玲, 李胜业, 孙雁. 实验室废水处理初探J.环境卫生工程,2004.6(2):73-76.5Belgin Koyak. Cr() reduction in aqueous solution by using copper smelter slagJ. Waste Management, 1999(19):333-338. 6 蔡成翔, 沈文闻, 凌绍明. 高校化学实验废水的处理J. 广西民族学院学报,2001,11(4):269-273. 7Shui WaiLin. An innovative method for removing Hg2+ and Pb2+ in ppm concentrations from aqueous mediaJ. Chemosphere, 1999.39(11):1809-1817.8 高强. 高校化学实验室废水处理G. 科学大众,2009(9):113-114.9颜翠平, 王成端, 张明星.实验室废水处理研究进展J. 实验