污水處理廠設(shè)計原理與建設(shè)（PPT92頁）

1、第八章 污水處理廠的設(shè)計第一節(jié) 廠址選擇第二節(jié) 廠、站處理方法和流程的選擇第三節(jié) 污水廠的平面布置第四節(jié) 污水廠的高程設(shè)計二、設(shè)計原則1. 工業(yè)廢水與城市污水處理的關(guān)系 工業(yè)廢水在廠內(nèi)進(jìn)行局部處理，去除城市污水處理廠不能有效去除的有毒有害物質(zhì)，使工業(yè)廢水達(dá)到排入城市下水道的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ18-86）以后再與生活污水一起進(jìn)入城市污水處理廠進(jìn)行處理。2. 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可靠、廠址選擇合理、工藝先進(jìn)實用、總體布置考慮周全、避免二次污染、運行管理方便、近期遠(yuǎn)期結(jié)合、滿足安全要求三、 設(shè)計步驟及設(shè)計文件編制 1、設(shè)計前期工作 a. 項目建議書 預(yù)可行性研究是建設(shè)單位向上級送審的項目建議書的技術(shù)文件。 b. 可

2、行性研究 概述 工程方案 工程投資估算及資金籌措 工程遠(yuǎn)近期結(jié)合的考慮 工程效益分析 工程進(jìn)度安排 存在問題及建議 附圖及附件2、初步設(shè)計 設(shè)計說明書 工程量 材料及設(shè)備量 工程概算 初設(shè)圖紙3、施工圖設(shè)計 設(shè)計步驟為加強(qiáng)建設(shè)項目的前期工作，嚴(yán)格按照設(shè)計程序辦事，使建設(shè)項目的確定建立在充分調(diào)查研究、認(rèn)真分析論證的基礎(chǔ)上，努力做到：技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、投資效益顯著，所以在一座廢水處理廠建設(shè)以前，必須先做設(shè)計的前期工作。其內(nèi)容包括：項目建議書；可行性研究。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行下一步的設(shè)計。項目建議書項目建議書是建設(shè)單位向國家提出要求建設(shè)某一具體項目的建議文件，是基建程序中最初階段的工作，是投資決策

3、前對擬建項目的輪廓設(shè)想。項目建議書一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：建設(shè)項目提出的必要性和依據(jù)，需引進(jìn)技術(shù)和進(jìn)口設(shè)備的項目，應(yīng)說明國內(nèi)外技術(shù)差距、概括引進(jìn)和進(jìn)口的理由。項目內(nèi)容范圍，擬建規(guī)模和建設(shè)地點的初步設(shè)想。資源情況、建設(shè)條件、協(xié)作關(guān)系，需引進(jìn)技術(shù)和進(jìn)口設(shè)備的要做出引進(jìn)國別、廠商的初步分析和比較。投資估算和資金籌措設(shè)想，利用外資項目要說明利用外資的理由和可行性，以及償還貸款能力的初步測算。項目建設(shè)進(jìn)度的設(shè)想。經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的初步估算?？尚行匝芯靠尚行匝芯繎?yīng)以批準(zhǔn)的項目建議書和委托書為依據(jù)，研究項目的經(jīng)濟(jì)和社會的可行性，向決策者和主管機(jī)關(guān)審批的上報文件。其主要任務(wù)是：在充分調(diào)查研究、評價預(yù)測和必要的勘

4、查工作基礎(chǔ)上，對項目建設(shè)必要性、經(jīng)濟(jì)合理性、技術(shù)可行性、實施可能性進(jìn)行綜合性的研究和論證，對不同建設(shè)方案進(jìn)行比較，提出推薦建設(shè)方案。可行性研究的工作成果是提出可行性研究報告，批準(zhǔn)后的可行性研究報告是編制設(shè)計任務(wù)書和進(jìn)行初步設(shè)計的依據(jù)。 污水處理廠的基本建設(shè)程序規(guī)劃項目建議書工程可行性研究報告初步設(shè)計擴(kuò)大初步設(shè)計施工圖設(shè)計土建施工設(shè)備安裝設(shè)計院審批批準(zhǔn)評審評審設(shè)計監(jiān)理施工監(jiān)理設(shè)計院調(diào)試運行批準(zhǔn)施工安裝單位一、設(shè)計資料基礎(chǔ)資料：1、設(shè)計依據(jù)： 可研及批準(zhǔn)書、環(huán)評、城市規(guī)劃資料、設(shè)計 委托書及合同、其他資料2、自然條件：氣象、水溫、地質(zhì)、地形3、編制概預(yù)算資料： 建筑工廠綜合預(yù)算定額 安裝工程預(yù)算定

5、額 建筑企業(yè)單位工程收費標(biāo)準(zhǔn) 基本建設(shè)費率，租地，征地，青苗補(bǔ)償，拆遷補(bǔ)償一、設(shè)計資料相關(guān)設(shè)計規(guī)范室外排水設(shè)計規(guī)范建筑給水排水設(shè)計規(guī)范室外給水設(shè)計規(guī)范污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范建筑中水設(shè)計規(guī)范城市污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)一、設(shè)計資料水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)：污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)污水海洋處置工程污染控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計水質(zhì)1. 生活污水的BOD5和SS設(shè)計值 BOD5=2035g/（人d） SS=3050g/（人d）2. 工業(yè)廢水BOD5和SS值折合成人口當(dāng)量計算3. 設(shè)計水質(zhì)濃度S式中：S某污染物質(zhì)在污水中的濃度，mg/L； s每人每日對該污染物質(zhì)排出的總數(shù)

6、，g； Qs每人每日的排水量，以L計。 設(shè)計水量1. 設(shè)計最大流量（m3/h或L/s） 除曝氣池外各處理構(gòu)筑物與廠內(nèi)連接管渠的設(shè)計采用。 當(dāng)污水處理廠進(jìn)水用泵提升時，則用組合泵的工作流量作為設(shè)計最大流量，但應(yīng)與設(shè)計流量相吻合。2. 平均日流量（m3/d） 表示污水處理廠的公稱規(guī)模，并用于處理總水量，污泥總量、耗藥量、耗電量的計算。3. 降雨時的設(shè)計流量（m3/d或L/s） 該流量包括旱天流量和截流n倍的初期雨水流量，用于校核初沉池。4. 曝氣池容積用最大日平均時流量進(jìn)行設(shè)計。 設(shè)計圖紙平面布置圖污水污泥工藝流程縱斷面圖豎向布置圖廠內(nèi)管渠結(jié)構(gòu)示意圖廠內(nèi)各處理構(gòu)筑物的工藝施工圖，各處理構(gòu)筑物和管渠

7、附屬設(shè)備安裝詳圖管道綜合圖泵房、處理構(gòu)筑物、綜合樓、維修車間、倉庫的建筑圖、結(jié)構(gòu)圖采暖、通風(fēng)、照明、室內(nèi)給排水安裝圖，電氣圖，自動控制圖、非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備圖等第一節(jié) 廠 址 選 擇 選擇廠址或站址(在工廠、企業(yè)內(nèi)，往往將污水處理廠稱為廢水站)時，一般應(yīng)考慮以下一些問題： （1） 廠址應(yīng)選在地質(zhì)條件較好的地方。地基較好，承載力較大，地下水位較低，便于施工。 （2） 處理廠應(yīng)盡量少占土地和不占良田。同時，要考慮今后有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地。 （3） 要考慮周圍環(huán)境衛(wèi)生條件。 （4） 處理廠應(yīng)設(shè)在靠近電源的地方，并考慮排水、排泥的方便。 （5） 處理廠應(yīng)選擇在不受洪水威脅的地方，否則應(yīng)考慮防洪措施。 選擇廠址

8、或站址(在工廠、企業(yè)內(nèi)，往往將污水處理廠稱為廢水站)時，一般應(yīng)考慮以下一些問題： （1） 位置：水體下游，下風(fēng)向，衛(wèi)生防護(hù)距離 （300m以上距離） （2） 要求條件：地質(zhì)，用地，防洪，交通運 輸，電力 （3） 靠近：回用水用戶，受納水體處理廠占地面積與處理水量、處理方法的選擇有關(guān)處理水量水量/m3d-1一級處理所需面積/104m2二級處理所需面積/104m2生物濾池活性污泥法或高負(fù)荷生物濾池50000.5-0.72-31.0-1.25100000.8-1.24-61.5-2.0200001.2-1.88-122.2-3.0300001.6-2.512-183.0-4.5500002.5-3.

9、820-305.0-7.51000005.0-6.540-6010.0-12.5污水處理廠所需面積第二節(jié) 廠、站處理方法和流程的選擇處理工藝和流程的選擇以前對于城市污水處理廠來說，主要在一級處理和二級處理之間作選擇，一些小型污水處理廠可以按一級處理設(shè)計。但是隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以及其他經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，城市污水處理廠一般都采用二級處理工藝。在選擇處理的工藝路線時，應(yīng)注意考慮如下基本原則。合法性先進(jìn)性可靠性安全性結(jié)合實際情況簡潔和簡單性 上述六項原則必須在選擇處理工藝路線時全面衡量，綜合考濾。第三節(jié) 工藝流程選擇確定工藝流程的選擇主要受以下因素的影響： 污水處理的程度； 污水規(guī)模和水質(zhì)特點； 工

10、程造價與運行費用； 污水處理控制要求； 污泥處理工藝； 第三節(jié) 常見的污水處理工藝水質(zhì)水量調(diào)節(jié)化學(xué)物理物理化學(xué)生物生態(tài) 一、城鎮(zhèn)污水廠的流程 按照處理效率，污水廠可以分為三級：一級處理廠沉淀法二級處理廠生物處理法一級加強(qiáng)處理廠化學(xué)混凝沉淀法化學(xué)生物絮凝處理生物處理法一級污水處理廠一級處理（沉淀法）一級強(qiáng)化污水處理廠一級強(qiáng)化處理（混凝沉淀法）二級生化污水處理廠高碑店污水處理廠工藝流程圖邯鄲市東污水處理廠工藝流程圖城市污水處理廠工藝流程的確定 選定處理工藝流程應(yīng)考慮的因素：污水處理程度（排放標(biāo)準(zhǔn)，回用目標(biāo)）；工程造價、運行費用及占地面積；當(dāng)?shù)氐淖匀慌c工程條件；污水的水量規(guī)模與污水量日變化程度；工程

11、施工和運行管理需要的技術(shù)條件。典型的城市污水處理廠工藝流程：二、 工業(yè)廢水的處理 (1) 本廠工業(yè)廢水的特點，包括污染環(huán)境的是有毒物、有機(jī)物，還是特殊物質(zhì)(如油、酸、堿、懸浮物等)，水量多少，變化如何； (2) 循環(huán)給水和壓縮廢水量的可能性； (3) 回收利用廢水中的有用物質(zhì)的方式方法； (4) 廢水排入城市溝道的可能性； (5) 生活污水情況。 在具體確定工廠的廢水處理方案之前，先要調(diào)查研究下列各點： (1) 確定廢水的處理要求； (2) 經(jīng)過處理后的廢水是循環(huán)使用、灌溉農(nóng)田、排入城市溝道，還是排放入天然水體； (3) 哪些廢水就地(車間)解決，哪些廢水集中處理，哪些廢水就地進(jìn)行預(yù)處理后再集

12、中處理，哪些廢水能同本廠生活污水一起處理。 在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，順次解決下列各問題： 在解決上述問題后，可研究各分散處理和集中處理的方法和流程。思考：化工廠廢水處理工藝如何選擇？化工廠廢水特點：（1）酸堿性，（2）高懸浮物，（3）高揮發(fā)性，（4）對生物有毒有害 。工藝選擇：1). 物理處理法。如過濾法、沉淀法。 (2). 物理化學(xué)法。如混凝沉淀法。 (3). 生物處理法。 思考：印染廢水工藝？ 水質(zhì)特點：水量大、有機(jī)污染物含量高、堿度和pH值變化大、水質(zhì)變化大；可生化性能差，廢水BOD5/ COD值一般在20%左右；色度高。 工藝選擇：（1）物理化學(xué)法。如混凝沉淀法（2）生物處理法。如：水解酸

13、化UASBSBR ，水解酸化生物接觸氧化，活性污泥接觸氧化 （3）多種方法聯(lián)用：混凝水解酸化接觸氧化，二級生物接觸氧化-砂濾-活性生物炭 ，水解-接觸氧化-氣浮 工藝路線選擇的基本步驟收集資料，調(diào)查研究要處理污染物種類、數(shù)量、規(guī)模、物理化學(xué)性質(zhì)、其他特性；國內(nèi)外處理該污染物的工藝方法、路線；試驗研究報告；處理技術(shù)先進(jìn)與否、自動化的高低以及污染物的測試方法；所需要設(shè)備的制造、運輸和安裝情況；處理項目建設(shè)的投資、運行費用、占地面積；水、汽、電和燃料以及主要基建材料的用量及供應(yīng)；廠址、水文、地質(zhì)、氣象等資料；車間的位置、環(huán)境和周圍的情況。設(shè)備、設(shè)施及儀器的落實全面比較 全面分析對比的內(nèi)容很多主要比較

14、以下幾項：要處理污染物的各種處理工藝路線在國內(nèi)外應(yīng)用的狀況及發(fā)展趨勢；處理效果；處理數(shù)量和規(guī)模；處理時材料和能源消耗的情況：工程項目的總投資和處理運行費用情況；其他特殊情況。4、處理工藝路線最終的確定 在以上三項的基礎(chǔ)上，綜合各種處理方法的優(yōu)點，減少缺陷，最終確定出最佳的處理工藝路線使該處理工藝路線在技術(shù)上，在經(jīng)濟(jì)上都可行。第三節(jié) 污水廠的平面布置平面布置的內(nèi)容 (1) 處理構(gòu)筑物（污水處理，污泥處理） (2) 輔助構(gòu)筑物（泵站，配水井） (3) 輔助建筑物（變電站，鼓風(fēng)機(jī)房） (4) 生活管理設(shè)施（辦公樓） (4) 管線（雨水，污水，給水，電氣，超越，放空） (5) 道路 (6) 綠化地主要

15、附屬建筑物和人員編制 主要附屬建筑物：綜合樓（辦公、化驗、食宿、洗?。?00m2左右；變電站： 70m2左右；機(jī)修間： 100m2左右；汽車庫： 70m2左右鍋爐房： 70m2左右；門衛(wèi)值班室： 20m2左右人員編制：生產(chǎn)人員（工藝運行操作，值班警衛(wèi)，化驗）：4班3倒（5班3倒）；生產(chǎn)輔助人員（水、電、機(jī)修，司機(jī)，綠化）：1班；生產(chǎn)管理人員（廠長，工程師，辦公、后勤）：1班。中小型污水處理廠輔助建筑面積 名稱面積/m2化驗室2535器皿與藥品貯藏室1015辦公室2040機(jī)修間2030倉庫2030平面布置的原則 (1) 布置應(yīng)緊湊，以減少處理廠占地面積和連接管(溝道)的長度，并應(yīng)考慮工作人員的

16、方便。 (2) 考慮分期施工和擴(kuò)建的可能性，留有適當(dāng)?shù)臄U(kuò)建余地。 (3) 處理構(gòu)筑物與生活管理設(shè)置分區(qū)明確，保持距離，一般按廠前區(qū)、污水區(qū)、污泥區(qū)設(shè)置。 (4) 構(gòu)筑物之間的距離應(yīng)滿足施工要求，方便操作檢修。平面布置的原則 (5) 產(chǎn)生臭氣和噪聲的輔助構(gòu)筑物和輔助建筑物應(yīng)注意其對周圍環(huán)境的影響。特殊構(gòu)筑物的距離符合要求。 (6) 各種管線應(yīng)全面安排，避免相互干擾，可考慮設(shè)置管廊。水管避免迂回曲折，做到水流通暢 (7) 道路位置和寬度設(shè)置合理，各構(gòu)筑物和建筑物設(shè)置必要通道，滿足物品運輸、日常操作和管理維修需要。 (8) 綠化面積不少于全廠面積30%。污水廠應(yīng)設(shè)置通向各構(gòu)筑物和附屬建筑物的必要通道

17、。通道的設(shè)計應(yīng)符合下列要求： 一、主要車行道的寬度：單車道為3.5m，雙車道為67m， 并應(yīng)有回車道； 二、車行道的轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于6m； 三、人行道的寬度為1.52m。四、通向高架構(gòu)筑物的扶梯傾角不宜大于45度。五、天橋?qū)挾炔灰诵∮?m。注意事項方案比較可調(diào)整各處理構(gòu)筑物的個數(shù)均勻配水妥善安排管線設(shè)置計量設(shè)備道路寬度平面布置圖 (1) 比例尺（1：500-1：1000） (2) 指北針 (3) 風(fēng)玫瑰圖 (4) 主圖 (4) 圖例 (5) 圖表 辦公樓化驗室車庫配電室鼓風(fēng) 機(jī)房接觸氧化豎流式沉淀池水解酸化調(diào)節(jié)沉淀池污水提升泵格柵污泥脫水間濃縮池貯泥池平面布置圖污泥提升泵房污水處理廠工藝平面圖

18、 1圖紙一張；比例：1：500；圖簽：大小、格式統(tǒng)一；線型：粗：0.6mm，中：0.4mm，細(xì)：0.2mm；字體：不限（本次設(shè)計不限）字高：3mm，4.5mm，7.5mm；標(biāo)注：建筑標(biāo)注格式，格式、符號、字體統(tǒng)一；平面圖形完整，道路、分區(qū)、平面布局合理順暢，構(gòu)、建筑物編號，編制構(gòu)建筑物一覽表；主要工藝管線完整準(zhǔn)確，管線區(qū)分明確，走向合理廠區(qū)給排水管線，圖紙設(shè)計說明；第四節(jié) 污水廠的高程設(shè)計 水頭損失為兩構(gòu)筑物之間的水面高差。 如進(jìn)水溝道和出水溝道之間的水位差大于整個處理廠需要的總水頭，則廠內(nèi)就不需設(shè)置廢水提升泵站；反之，就必須設(shè)置泵站。污水廠的高程布置就是確定各構(gòu)筑物的高程。水頭損失包括：1、

19、污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失2、污水流經(jīng)連接前后兩處理構(gòu)筑物管渠的水頭損失3、污水流經(jīng)水設(shè)備的水頭損失高程布置一般原則：水力計算時，應(yīng)選擇一條距離最長、水頭損失最大的流程進(jìn)行計算，應(yīng)適當(dāng)留有余地。原則上應(yīng)以最大設(shè)計流量計算，對大中型的處理廠，按設(shè)計平均流量計算，應(yīng)留有充分的池面超高，同時構(gòu)筑物之間的聯(lián)結(jié)管渠應(yīng)按最大設(shè)計流量設(shè)計。高程計算時，經(jīng)常以受納水體的最高水位或下游用水的水位要求作為起點，由下游倒推向上游計算，以使處理后的廢水在洪水季節(jié)也能夠自流排出，使總提升泵房的揚(yáng)程最小。高程布置和平面布置時，都應(yīng)注意廢水處理流程與污泥流程的相互協(xié)調(diào)，應(yīng)盡量減少提升的污泥量。縱斷高程圖所采用的比例：縱

20、向1:100，橫向1:500-1:1000。6 污水流經(jīng)處理構(gòu)筑物的水頭損失，主要產(chǎn)生在進(jìn)口、出口和需要的跌水處，而流經(jīng)處理構(gòu)筑物本身的水頭損失則較小。7 避免處理構(gòu)筑物之間跌水等浪費水頭的現(xiàn)象，充分利用地形高差，實現(xiàn)自流。8 在計算并留有余量的前提下，力求縮小全程水頭損失及提升泵站的揚(yáng)程，以降低運行費用。9 考慮遠(yuǎn)期發(fā)展，水量增加的預(yù)留水頭10計量設(shè)施的水頭損失： 一般污水處理廠進(jìn)、出水管上計量儀表中水頭損失可按0.2m計算。構(gòu)筑物連接管（渠）的水頭損失，包括沿程與局部水頭損失，可按下列公式計算確定：式中： h1沿程水頭損失，m； h2局部水頭損失，m； i單位管長的水頭損失(水力坡度)，根

21、據(jù)流量、管徑和流速等查閱給水排水設(shè)計手冊獲得； L連接管段長度，m； 局部阻力系數(shù)，查閱給水排水設(shè)計手冊獲得； g重力加速度，m/s2； v一連接管中流速，m/s。 污水處理構(gòu)筑物的水頭損失 構(gòu)筑物水頭損失cm格柵10-25沉砂池10-25沉淀池豎流式40-50平流式20-40輻流式50-60生物濾池濾床高2米回轉(zhuǎn)布水器池270-280固定噴嘴布水系統(tǒng)池450-475曝氣池廢水潛流入池25-50廢水跌流入池50-100消毒接觸池20-50污泥干化場200-350處理構(gòu)筑物之間連接管道渠水力計算表如下：設(shè)計點編號管渠名稱設(shè)計流量(L/s)管渠設(shè)計參數(shù)尺寸D(mm)或BH(m)h/D水深h(m)i

22、流速v(m/s)長度l(m)123456789EEF3F3F3F3DDF2F2CCF1F1F1F1出廠管入灌溉渠出廠管出廠管沉淀池出水總渠沉淀池集水槽沉淀池入流管計量堰曝氣池出水總渠曝氣池集水槽計量堰曝氣池配水渠往曝氣池配水渠沉淀池出水總渠沉淀池集水槽沉淀池入流管計量堰沉淀池配水渠60060030015075/2150150600150300300300150150/2150150150100010006000.61.00.300.534500.841.00.60.550.840.856000.61.00.350.534500.81.50.80.80.750.80.80.450.350.250

23、.380.640.420.260.620.540.350.250.440.480.460.0010.00350.00280.00240.00281.011.370.941.070.943901002828104827528113高程 布置圖 (1) 構(gòu)筑物 (2) 池底、池頂、水面、地面高程 (3) 比例尺（橫向1：500-1：1000，縱向1：50-1：100） 連接溝道的水力計算污水處理廠的設(shè)計和計算一、 確定污水處理廠的設(shè)計水質(zhì)二、確定污水處理廠的設(shè)計水量 平均日流量（m3/d）： 這種流量一般用于表示污水處理廠的公稱規(guī)模，用以表示處理總水量。 計算污水處理廠的年抽升電耗和耗藥量。 計算產(chǎn)生并處理的污泥總量。設(shè)計最大流量（m3/h或L/s）： 污水處理廠的進(jìn)水管的設(shè)計用此流量。當(dāng)污水處理廠的進(jìn)水是用水泵抽升時，則用組合水泵的工作流量作為設(shè)計最大流量，但應(yīng)與設(shè)計流量相吻合。 污水處理廠的各處理構(gòu)筑物（除另有規(guī)定外）及廠內(nèi)連接各處理構(gòu)筑物的管渠，都應(yīng)滿足設(shè)計最大水量的要求。 考慮到最大設(shè)計流量持續(xù)時間較短，當(dāng)曝氣池的設(shè)計反應(yīng)時間在6小時以上時，可采用時平均流量為曝氣池的設(shè)計流量。降雨時的設(shè)計流量（m3/h或L/s） 這一流量包括旱天流量和截留n倍的初雨水流量。用這一流量校核初沉池以前的處理構(gòu)筑物和設(shè)備。