污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件

典型污水處理系統(tǒng)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)水質(zhì)設(shè)計(jì)水量設(shè)計(jì)原則與廠址選擇污水處理工藝流程選擇污水處理廠的平面與高程布置污水處理廠的配水與計(jì)量污水處理廠的運(yùn)行管理、水質(zhì)監(jiān)控與自動(dòng)控制污水處理廠工藝設(shè)計(jì)實(shí)例污水深度處理與回用污泥的處理與污泥的最終處置思考題習(xí)題設(shè)計(jì)水質(zhì)1.生活污水的BOD5和SS設(shè)計(jì)值BOD5=20~35g/（人?d）SS=30~50g/（人?d）2.工業(yè)廢水BOD5和SS值折合成人口當(dāng)量計(jì)算3.設(shè)計(jì)水質(zhì)濃度S式中：S——某污染物質(zhì)在污水中的濃度，mg/L；as——每人每日對(duì)該污染物質(zhì)排出的總數(shù)，g；Qs——每人每日的排水量，以L計(jì)。返回設(shè)計(jì)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.設(shè)計(jì)步驟（1）設(shè)計(jì)前期工作a.預(yù)可行性研究預(yù)可行性研究是建設(shè)單位向上級(jí)送審的《項(xiàng)目建議書》的技術(shù)文件。b.可行性研究①概述②工程方案③工程投資估算及資金籌措④工程遠(yuǎn)近期結(jié)合的考慮⑤工程效益分析⑥工程進(jìn)度安排⑦存在問(wèn)題及建議⑧附圖及附件（2）擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)①設(shè)計(jì)說(shuō)明書②工程量③材料及設(shè)備量④工程概算⑤擴(kuò)初圖紙（3）施工圖設(shè)計(jì)返回廠址選擇原則根據(jù)城市發(fā)展的總體規(guī)劃，其廠址應(yīng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃和留有擴(kuò)建的余地，必須設(shè)在集中給水水源的下游、夏季主風(fēng)向的下風(fēng)向，并與居民點(diǎn)有300m以上的距離；應(yīng)盡量少占農(nóng)田和不占良田；盡量靠近回用水的主要用戶；必須有適當(dāng)?shù)牡赝撩娣e；不宜設(shè)在受水淹的低洼處，并不受洪水威脅；要充分利用地形，選擇有適當(dāng)坡度的地區(qū)，減少土方工程量返回污水處理工藝流程選擇工藝流程的選擇主要受以下因素的影響：污水處理的程度；工程造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用；當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件；原污水的水量與污水流入工況；施工的難易程度與運(yùn)行管理的技術(shù)條件城市污水處理的典型工藝流程返回污水處理廠的平面與高程布置平面布置的基本原則高程布置的基本原則

返回平面布置的基本原則以處理構(gòu)筑物為主體，輔助建筑物應(yīng)服從處理構(gòu)筑物；應(yīng)滿足功能和水力上的要求；各構(gòu)筑物互相聯(lián)系應(yīng)考慮日常管理工作的方便；應(yīng)考慮構(gòu)筑物與建筑物之間的相互位置與間距；構(gòu)筑物之間的連接管道應(yīng)走向簡(jiǎn)捷、距離短；土方量要基本平衡；各種管線的理面布置避免相碰、互相干擾。返回高程布置的基本原則以距離最長(zhǎng)、水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算；水力計(jì)算時(shí)以近期的Qmax作為設(shè)計(jì)流量來(lái)計(jì)算其水頭損失；涉及遠(yuǎn)期流量的管渠和設(shè)備時(shí)，應(yīng)以遠(yuǎn)期的Qmax計(jì)算；控制點(diǎn)：受納污水水體的最高水位，然后逆處理流程向上倒推計(jì)算，以使洪水季節(jié)能自流排出；污水、污泥流程應(yīng)配合好，盡量減少需抽升的污泥量；比例：橫向1:500、縱向1:50～1:100水頭損失計(jì)算返回圖24-2沉淀池集水槽水頭損失計(jì)算圖

水頭損失計(jì)算-2集水槽寬:集水槽起端水深:式中Q——集水槽設(shè)計(jì)流量(m3/s)常對(duì)Q再乘以1.2～1.5的安全系數(shù)f.明渠出口處水深：起端水深:返回污水處理廠的配水與計(jì)量處理構(gòu)筑物之間連接管渠的設(shè)計(jì)配水設(shè)備：要求均勻配水計(jì)量設(shè)備返回配水設(shè)備1.中管式配水井：和倒虹管式配水井常用于圓形構(gòu)筑物的配水，對(duì)稱性好，配水效果較好2.倒虹管式配水井3.檔板式配水井4.渠道配水：（1）變渠道斷面配水（2）對(duì)稱式渠道配水（3）等斷面渠道配水返回中管式集配水井返回計(jì)量設(shè)備巴氏計(jì)量槽優(yōu)點(diǎn)：水頭損失小，不易發(fā)生沉淀，精度高缺點(diǎn)：施工較難薄壁堰

一般設(shè)在處理系統(tǒng)之后，比較穩(wěn)定可靠

電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，工作穩(wěn)定，但價(jià)格昂貴返回污水處理廠工藝設(shè)計(jì)實(shí)例實(shí)例平面布置實(shí)例高程布置返回實(shí)例平面布置B市污水處理廠總平面布置為泵站設(shè)于廠外，主要處理構(gòu)筑物有：格柵、曝氣沉砂池、初次沉淀池、曝氣池、二次沉淀池等。該廠未設(shè)污泥處理系統(tǒng)，污泥（包括初次沉淀池排出的生污泥和二次沉淀池排出的剩余污泥），通過(guò)污泥泵房直接送往農(nóng)田作為肥料使用。該廠平面布置的特點(diǎn)是：布置整齊、緊湊。兩期工程各自成獨(dú)立系統(tǒng)，對(duì)設(shè)計(jì)與運(yùn)行想互干擾較少。辦公室等建筑物均位于常年主風(fēng)向的上風(fēng)向，且與處理構(gòu)筑物有一定距離，衛(wèi)生、工作條件較好。在污水流入初次沉淀池、曝氣池與二次沉淀池時(shí)，先后經(jīng)三次計(jì)量，為分析構(gòu)筑物的運(yùn)行情況創(chuàng)造了條件。利用構(gòu)筑物本身的管渠設(shè)立超越管線，既節(jié)省了管道，運(yùn)行又較靈活。第二期工程預(yù)留地設(shè)在一期工程與廠前區(qū)之間，若二期工程改用不同的工藝流程或另選池型時(shí)，在平面布置上將受到一定的限制。泵站在濕污泥池均設(shè)于廠外，管理不甚方便。此外，三次計(jì)量增加了水頭損失。

某污水處理廠平面圖

返回某污水處理廠平面圖返回污水處理高程-1為了降低運(yùn)行費(fèi)用和便于維護(hù)管理，污水在處理構(gòu)筑物之間的流動(dòng)，以按重力流考慮為宜（污泥流動(dòng)不在此例）。為此，必須精確地計(jì)算污水流動(dòng)中的水頭損失，水頭損失包括：1.污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失，主要產(chǎn)生在進(jìn)口和出口和需要的跌水（多在出口處），而流經(jīng)處理構(gòu)筑物本體的水頭損失則較小。2.污水流經(jīng)連接前后兩處理構(gòu)筑物管渠（包括配水設(shè)備）的水頭損失。包括沿程與局部水頭損失。污水處理高程-2在對(duì)污水處理廠污水處理流程的高程布置時(shí)，應(yīng)考慮下列事項(xiàng)：（1）選擇一條距離最長(zhǎng)，水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算。并應(yīng)適當(dāng)留有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)都能夠運(yùn)行正常。（2）計(jì)算水頭損失時(shí)，一般應(yīng)以近期最大流量（或泵的最大出水量）作為構(gòu)筑物和管渠的設(shè)計(jì)流量；計(jì)算涉及遠(yuǎn)期流量的管渠和設(shè)備時(shí)，應(yīng)以遠(yuǎn)期最大流量為設(shè)計(jì)流量，并酌加擴(kuò)建時(shí)的備用水頭。（3）設(shè)置終點(diǎn)泵站的污水處理廠，水力計(jì)算常以接納處理后污水水體的最高水位作為起點(diǎn)，逆污水處理流程向上倒推計(jì)算，以使處理后污水在洪水季節(jié)也能自流排出，而水泵需要的揚(yáng)程則較小，運(yùn)行費(fèi)用也較低。但同時(shí)應(yīng)考慮到構(gòu)筑物的挖土深度不宜過(guò)大，以免土建投資過(guò)大和增加施工上的困難。還應(yīng)考慮到因維修等原因需將池水放空而在高程上提出的要求。（4）在作高程布置時(shí)還應(yīng)注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需抽升的污泥量。在決定污泥干化場(chǎng)、污泥濃縮池（濕污泥池）、消化池等構(gòu)筑物的高程時(shí)，應(yīng)注意它們的污泥水能自動(dòng)排入污水入流干管或其他構(gòu)筑物的可能。污水處理高程-5污水處理流程高程計(jì)算成果圖如下：返回污泥處理高程設(shè)計(jì)-1（1）設(shè)計(jì)原則a.高程計(jì)算從控制點(diǎn)開(kāi)始，一般從污泥脫水反推至消化池的最高泥面標(biāo)高，然后從沉淀池推算到消化前污泥投配池的最低泥位標(biāo)高，最后確定污泥控制室污泥泵所需的揚(yáng)程。b.污泥管道的水頭損失hf（m）式中：L——管長(zhǎng)（m）v——污泥流速（m/s）D——管徑（m）CH——哈森—威廉姆斯系數(shù)c.二級(jí)消化池的泥面標(biāo)高是撇去上清液的泥面標(biāo)高，而不是正常運(yùn)行時(shí)的池內(nèi)泥面標(biāo)高。污泥處理高程設(shè)計(jì)-2（2）設(shè)計(jì)計(jì)算a.二沉池排出的剩余污泥由污泥泵站打入初沉池b.初沉池污泥重力流入污泥投配池的水頭損失hf（管長(zhǎng)L=300m，管徑D=0.3m，流速v=1.5m/s）初沉池至投配池的污泥排出自由水頭取1.5m。則進(jìn)投配池進(jìn)泥管道中心標(biāo)高為：6.7-（1.20+1.50）=4.0mc.投配池污泥有效水深為2.0m，則投配池最低泥位標(biāo)高為2.0md.由河中運(yùn)泥船的最高標(biāo)高確定貯泥池排泥管管中心標(biāo)高為3.0me.貯泥池有效水深取2.0m，則貯泥池泥面標(biāo)高為5.0mf.消化池至貯泥池的水頭損失hf：鑄鐵管長(zhǎng)L=70m，管徑D=200mm，管內(nèi)流速v=1.5m/s，所以有消化池排至貯泥池的自由水頭取1.5m消化池采用間歇排泥運(yùn)行方式，一次排泥后泥面下降0.5m，所以排泥結(jié)束時(shí)消化池內(nèi)泥面標(biāo)高為式中0.1為進(jìn)貯泥池的管道半徑，即貯泥池設(shè)計(jì)泥面與進(jìn)泥管管底相平。開(kāi)始排泥時(shí)泥面標(biāo)高：7.8+0.5=8.3mg.據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，該廠污泥處理流程的高程圖如下圖（圖24-5）：污泥處理流程高程圖返回污水深度處理與回用原因去除二級(jí)處理水中殘存SS的方法去除二級(jí)處理水中殘存溶解性有機(jī)物的方法去除二級(jí)處理水中溶解性無(wú)機(jī)鹽的方法消毒物化法脫氮除磷返回原因處理出水中仍含有相當(dāng)數(shù)量的污染物BOD5：20～30

mg/L；COD：60～100mg/L；SS：20～30

mg/L；NH3-N：15～25mg/L（城市污水未處理前NH3-N：30～40mg/L；城市污水活性污泥工藝ηNH3-N=20～40%）P：6～10mg/L（城市污水中P=8～15mg/L；其二級(jí)處理去除率一般ηP=(5～20)%）返回去除二級(jí)處理水中殘存SS的方法（1）混凝沉淀：去除處理水中的SS和膠體?；炷齽┯昧看螅?/p>

一般為50-100mg/LAl2（SO4）3（2）過(guò)濾：>1μm的懸浮物。應(yīng)采用氣水反沖洗。（3）反滲透：去除1000A°～幾A°的顆粒。（4）微濾機(jī)：去除幾百A°～幾+μm的顆粒。返回去除二級(jí)處理水中殘存溶解性有機(jī)物的方法溶解性有機(jī)物一般是丹寧、木質(zhì)素、黑腐酸等難降解的有機(jī)物。（1）活性炭吸附（2）臭氧氧化處理返回去除二級(jí)處理水中溶解性無(wú)機(jī)鹽的方法一般采用的處理方法：（1）反滲透：應(yīng)首先對(duì)二級(jí)處理水進(jìn)行過(guò)濾和活性炭吸附進(jìn)行前處理。（2）電滲析：應(yīng)進(jìn)行過(guò)濾預(yù)處理，其溶解性有機(jī)物對(duì)電滲析影響較小。（3）離子交換：應(yīng)進(jìn)行過(guò)濾預(yù)處理，適合于含鹽量100~300mg/L小水量的場(chǎng)合。返回點(diǎn)擊此處觀看電滲析裝置工作過(guò)程消毒（1）液氯：5-10mg/L點(diǎn)擊此處觀看液氯消毒工作過(guò)程（2）臭氧：[0]初生態(tài)氧的氧化能力僅小于氟。點(diǎn)擊此處觀看臭氧消毒工作過(guò)程及臭氧與污水的混合反應(yīng)器（3）次氯酸鈉。（4）紫外線：2500～3600A°殺菌能力強(qiáng)，消毒快、效率高，不影響水的物理性質(zhì)和化學(xué)成份，操作簡(jiǎn)單。但不能解決消毒后管網(wǎng)中再污染的問(wèn)題，電耗較大返回物化法脫氮除磷（1）物化法脫氮吹脫除氨：氨氣脫除塔，NH4+和NH3存在比例。當(dāng)二級(jí)處理出水NH3-N為25～35mg/L，則氨氣脫除塔出水的NH3-N為5～9mg/L，其去除率為（75～85）%，并對(duì)BOD、COD、SS、濁度都有一定去除。（2）物化法除磷①金屬鹽混凝沉淀除磷。鋁鹽除磷：Al2（SO4）3；聚合氯化鋁（PAC）鋁酸鈉（NaAlO2）。生成難溶的AlPO4。鐵鹽除磷：FeSO4、FeCL3、Fe2(SO4)3生成難溶的FePO4。②石灰混凝除磷點(diǎn)擊此處觀看氨氣脫除塔工作過(guò)程返回污泥的處理設(shè)計(jì)重力濃縮池設(shè)計(jì)

點(diǎn)擊此處觀看連續(xù)式重力濃縮池工作過(guò)程氣浮濃縮池設(shè)計(jì)

矩形氣浮池與回流加壓溶氣氣浮工藝流程污泥厭氧消化設(shè)計(jì)

消化池頂俯視圖及沼氣攪拌消化池工藝流程污泥機(jī)械脫水

帶式壓濾機(jī)及離心脫水機(jī)返回重力濃縮池設(shè)計(jì)池型：帶有刮泥機(jī)及攪動(dòng)?xùn)诺倪B續(xù)式重力濃縮池設(shè)計(jì)參數(shù)與要求：（1）初沉池污泥含水率95%~97%，一般不經(jīng)過(guò)重力濃縮，直接進(jìn)入下一污泥處理工藝處理（2）固體通量：剩余活性污泥：30~60Kg/（m2·d）（3）濃縮后污泥含水率：剩余污泥為97%~98%（4）濃縮時(shí)間大于12h，小于16h（5）有效水深一般取4m，但不小于3m（6）濃縮后上清液應(yīng)返回水處理流程進(jìn)行處理（7）設(shè)計(jì)公式返回重力濃縮池設(shè)計(jì)公式濃縮池面積：A=QC/G，Q—污泥流量，m3/d；C—污泥固體濃度，g/L；G—設(shè)計(jì)固體通量，kg/（m2·d）單池面積：A1=A/n，n—池座數(shù)濃縮池直徑：D=（4A1/π）0.5濃縮池工作部分高度：h1=TQ/（24A），T—設(shè)計(jì)濃縮時(shí)間，h濃縮池圓筒部分高度：H=h1+h2+h3，h2—超高；h3—緩沖層高度濃縮池總高度：H總=H+H錐體+H泥斗濃縮后污泥體積：V2=Q（1-P1）/（1-P2），P1—進(jìn)泥濃度；P2—出泥濃度返回氣浮濃縮池設(shè)計(jì)當(dāng)用氣浮濃縮剩余活性污泥時(shí)，一般采用出水部分回流加壓溶氣的流程設(shè)計(jì)參數(shù)與要求：（1）氣浮濃縮池面積不投加化學(xué)混凝劑，表面負(fù)荷q=1.8m3/（m2·h），污泥固體負(fù)荷G=5.0kg/（m2·h），氣浮后污泥含水率為95%~97%混凝氣浮，表面負(fù)荷與固體負(fù)荷均可提高50%~100%，氣浮后污泥含水率為94%~96%混凝劑投加量一般為2%~3%（干污泥重）（2）池容按水力停留2h核算（含反應(yīng)時(shí)間）（3）進(jìn)泥的含水率≤99.5%（包括回流）（4）池型單座池處理污泥量<100m3/h，一般采用矩形氣浮池，長(zhǎng)寬比為3：1~4：1，深寬比≥0.3，有效水深3~4m，水平流速4~10mm/s單座池處理污泥量>100m3/h，一般采用圓形輻流式氣浮池，但每座池的處理能力小于1000m3/h，池深大于3m（5）氣固比一般為0.03~0.04（重量比）（6）加壓溶氣裝置（7）溶氣罐容積按加壓水停留時(shí)間1~3min確定，溶氣效率取50%，溶氣罐壓力2.94x105~4.9x105Pa（8）設(shè)計(jì)公式返回氣浮濃縮池設(shè)計(jì)公式（1）氣浮池表面積A（m2）A=QC0/G，Q—污泥量（m3/d），C0—污泥濃度（kg/m3），G—固體通量（kg/（m2·d））（2）加壓水回流量Qc（m3）P—溶氣罐壓力（Pa），A/S—?dú)夤瘫?，η—溶氣效率?0%，Cs—空氣溶解度，γ—空氣容重（3）回流比RR=Qc/Q（4）總流量QT=Q+RQ=Q（1+R）（5）過(guò)水?dāng)嗝娣eω=QT/v，v—水平流速（m/s）（6）氣浮池高度HH=h1+h2+h3，h1—分離區(qū)高度，由過(guò)水?dāng)嗝娣eω計(jì)算（m），h2—濃縮區(qū)高度，采用池寬的3/10，h3—死水區(qū)高度，一般采用0.1m（7）校核水力負(fù)荷q=QT/A（m3/（m2·h））停留時(shí)間T=AH/QT（h）返回污泥厭氧消化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）污泥厭氧消化采用二級(jí)消化，一級(jí)消化池與二級(jí)消化池的容積比可采用1：1、1：2或3：2；（2）生污泥包括初沉池污泥和剩余活性污泥，進(jìn)消化池污泥含水率為96%~97%，二級(jí)消化后的污泥含水率一般為92%左右；（3）中溫消化溫度為33℃~35℃，消化池容積按污泥投配率3%~5%確定，即污泥在消化池內(nèi)停留時(shí)間為20~30d；（4）消化池內(nèi)污泥一般采用氣通式（多路曝氣管式）沼氣攪拌，攪拌用氣量取5~7m3/（1000m3池容·min），在采用沼氣攪拌時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)計(jì)水射式攪拌，以便于消化池啟動(dòng)時(shí)的污泥攪拌；（5）消化池宜用池外加熱法，通常采用套管式泥水熱交換器；（6）沼氣的產(chǎn)量與收集沼氣的產(chǎn)量可按8~12倍污泥量計(jì)算（投入的污泥含水率為96%）沼氣貯氣柜容積可按平均日氣產(chǎn)量地25%~40%，即6~10h的平均產(chǎn)氣量來(lái)計(jì)算，常用低壓浮筒式濕式貯氣柜。計(jì)算公式返回計(jì)算公式（1）生污泥量為初沉池污泥與剩余污泥經(jīng)濃縮后的污泥量之和（2）消化池容積V（m3）V=100V’/PV’—每日投加生污泥量（m3

/d），P—污泥投配率（%）每座消化池有效容積V0（m3）：V0

=V/n，n—一級(jí)消化池座數(shù)每座二級(jí)消化池容積同一級(jí)消化池（3）污泥消化耗熱量Q（w）Q=Q1+Q2+Q3Q1—提高生污泥溫度的耗熱量（w），Q2—池體耗熱量（w），Q3—管道與套管式熱交換器等散發(fā)的熱量（w）應(yīng)分別計(jì)算出平均耗熱量和最大耗熱量Qmax（4）套管式熱交換器長(zhǎng)度L（m）L=1.2Qmax/（πDK△Tm）D—內(nèi)管的外徑（m），K—傳熱系數(shù)，△Tm—平均溫度的對(duì)數(shù)，℃返回污泥機(jī)械脫水城市污水一般采用帶式壓濾脫水和離心脫水帶式壓濾機(jī)要求進(jìn)尼的含水率≤97%，一般投加2‰的AMP絮凝劑（以污泥干重計(jì)），濾液應(yīng)返回處理，帶式壓濾機(jī)生產(chǎn)能力