污水处理厂设计原理与建设

第八章污水处理厂的设计第一节厂址选择第二节厂、站处理方法和流程的选择第三节污水厂的平面布置第四节污水厂的高程设计二、设计原则1.工业废水与城市污水处理的关系工业废水在厂内进行局部处理，去除城市污水处理厂不能有效去除的有毒有害物质，使工业废水达到排入城市下水道的水质标准（CJ18-86）以后再与生活污水一起进入城市污水处理厂进行处理。2.基础数据可靠、厂址选择合理、工艺先进实用、总体布置考虑周全、避免二次污染、运行管理方便、近期远期结合、满足安全要求三、设计步骤及设计文件编制

1、设计前期工作

a.项目建议书预可行性研究是建设单位向上级送审的《项目建议书》的技术文件。

b.可行性研究

①概述②工程方案③工程投资估算及资金筹措④工程远近期结合的考虑⑤工程效益分析⑥工程进度安排⑦存在问题及建议⑧附图及附件2、初步设计

①设计说明书②工程量③材料及设备量④工程概算⑤初设图纸3、施工图设计

设计步骤为加强建设项目的前期工作，严格按照设计程序办事，使建设项目的确定建立在充分调查研究、认真分析论证的基础上，努力做到：技术上先进、经济上合理、投资效益显著，所以在一座废水处理厂建设以前，必须先做设计的前期工作。其内容包括：项目建议书；可行性研究。在此基础上再进行下一步的设计。项目建议书项目建议书是建设单位向国家提出要求建设某一具体项目的建议文件，是基建程序中最初阶段的工作，是投资决策前对拟建项目的轮廓设想。项目建议书一般应包括以下内容：建设项目提出的必要性和依据，需引进技术和进口设备的项目，应说明国内外技术差距、概括引进和进口的理由。项目内容范围，拟建规模和建设地点的初步设想。资源情况、建设条件、协作关系，需引进技术和进口设备的要做出引进国别、厂商的初步分析和比较。投资估算和资金筹措设想，利用外资项目要说明利用外资的理由和可行性，以及偿还贷款能力的初步测算。项目建设进度的设想。经济效益和社会效益的初步估算。可行性研究可行性研究应以批准的项目建议书和委托书为依据，研究项目的经济和社会的可行性，向决策者和主管机关审批的上报文件。其主要任务是：在充分调查研究、评价预测和必要的勘查工作基础上，对项目建设必要性、经济合理性、技术可行性、实施可能性进行综合性的研究和论证，对不同建设方案进行比较，提出推荐建设方案。可行性研究的工作成果是提出可行性研究报告，批准后的可行性研究报告是编制设计任务书和进行初步设计的依据。

污水处理厂的基本建设程序规划项目建议书工程可行性研究报告初步设计扩大初步设计施工图设计土建施工设备安装设计院审批批准评审评审设计监理施工监理设计院调试运行批准施工安装单位一、设计资料基础资料：1、设计依据：可研及批准书、环环评、城市规划资资料、设计委托书及合同、其其他资料2、自然条件：气象象、水温、地质、、地形3、编制概预算资料料：《建筑工厂综合预算算定额》《安装工程预算定额额》《建筑企业单位工程程收费标准》基本建设费率，租租地，征地，青苗苗补偿，拆迁补偿偿一、设计资料相关设计规范《室外排水设计规范范》《建筑给水排水设计计规范》《室外给水设计规范范》《污水再生利用工程程设计规范》《建筑中水设计规范范》《城市污水处理厂附附属建筑和附属设设计标准》一、设计资料水质排放标准：《污水综合排放标准准》《城镇污水处理厂污污染物排放标准》《污水排入城市下水水道水质标准》《污水海洋处置工程程污染控制标准》设计水质1.生活污水的BOD5和SS设计值BOD5=20~35g/（人•d）SS=30~50g/（人•d）2.工业废水BOD5和SS值折合成人口当量量计算3.设计水质浓度S式中：S——某污染物质在污水水中的浓度，mg/L；αs——每人每日对该污染染物质排出的总数数，g；Qs——每人每日的排水量量，以L计。设计水量1.设计最大流量（m3/h或L/s）除曝气池外各处理理构筑物与厂内连连接管渠的设计采采用。当污水处理厂进水水用泵提升时，则则用组合泵的工作作流量作为设计最最大流量，但应与与设计流量相吻合合。2.平均日流量（m3/d）表示污水处理厂的的公称规模，并用用于处理总水量，，污泥总量、耗药药量、耗电量的计计算。3.降雨时的设计流量量（m3/d或L/s）该流量包括旱天流流量和截流n倍的初期雨水流量量，用于校核初沉沉池。4.曝气池容积用最大大日平均时流量进进行设计。设计图纸平面布置图污水污泥工艺流程程纵断面图竖向布置图厂内管渠结构示意意图厂内各处理构筑物物的工艺施工图，，各处理构筑物和和管渠附属设备安安装详图管道综合图泵房、处理构筑物物、综合楼、维修修车间、仓库的建建筑图、结构图采暖、通风、照明明、室内给排水安安装图，电气图，，自动控制图、非非标准机械设备图图等第一节厂厂址选择选择厂址或站址(在工厂、企业内，，往往将污水处理理厂称为废水站)时，一般应考虑以以下一些问题：（1）厂址应选在地地质条件较好的地地方。地基较好，，承载力较大，地地下水位较低，便便于施工。（2）处理厂应尽量量少占土地和不占占良田。同时，要要考虑今后有适当当的发展余地。（3）要考虑周围环环境卫生条件。（4）处理厂应设在在靠近电源的地方方，并考虑排水、、排泥的方便。（5）处理厂应选择择在不受洪水威胁胁的地方，否则应应考虑防洪措施。。选择厂址或站址(在工厂、企业内，，往往将污水处理理厂称为废水站)时，一般应考虑以以下一些问题：（1）位置：水体下下游，下风向，卫卫生防护距离（300m以上距离）（2）要求条件：地地质，用地，防洪洪，交通运输，电力（3）靠近：回用水水用户，受纳水体体处理厂占地面积与与处理水量、处理理方法的选择有关关处理水量水量/m3·d-1一级处理所需面积/104m2二级处理所需面积/104m2生物滤池活性污泥法或高负荷生物滤池50000.5-0.72-31.0-1.25100000.8-1.24-61.5-2.0200001.2-1.88-122.2-3.0300001.6-2.512-183.0-4.5500002.5-3.820-305.0-7.51000005.0-6.540-6010.0-12.5污水处理厂所需面面积第二节厂厂、站处理方法和和流程的选择处理工艺和流程的的选择以前对于城市污水水处理厂来说，主主要在一级处理和和二级处理之间作作选择，一些小型型污水处理厂可以以按一级处理设计计。但是随着我国国经济发展，以及及其他经济发达国国家的经验，城市市污水处理厂一般般都采用二级处理理工艺。在选择处理的工艺艺路线时，应注意意考虑如下基本原原则。合法性先进性可靠性安全性结合实际情况简洁和简单性上述六项原则必须须在选择处理工艺艺路线时全面衡量量，综合考滤。第三节工艺流程程选择确定工艺流程的选择主主要受以下因素的的影响：污水处理的程度；；污水规模和水质特特点；工程造价与运行费费用；污水处理控制要求求；污泥处理工艺；第三节常见的污污水处理工艺水质水量调节化学物理物理化学生物生态一、城镇污水厂的的流程按照处理效率，污污水厂可以分为三三级：一级处理厂沉淀法二级处理厂生物处理法一级加强处理厂化学混凝沉淀法化学生物絮凝处理生物处理法一级污水处理厂一级处理（沉淀法法）一级强化污水处理理厂一级强化处理（混混凝沉淀法）二级生化污水处理理厂高碑店污水处理厂厂工艺流程图邯郸市东污水处理理厂工艺流程图城市污水处理厂工工艺流程的确定选定处理工艺流程程应考虑的因素：：污水处理程度（排排放标准，回用目目标）；工程造价、运行费费用及占地面积；；当地的自然与工程程条件；污水的水量规模与与污水量日变化程程度；工程施工和运行管管理需要的技术条条件。典型的城市污水处处理厂工艺流程：二、工业废水的的处理(1)本厂工业废水的特点，包括污染环境的是有毒物、有机物，还是特殊物质(如油、酸、碱、悬浮物等)，水量多少，变化如何；(2)循环给水和压缩废水量的可能性；(3)回收利用废水中的有用物质的方式方法；(4)废水排入城市沟道的可能性；(5)生活污水情况。在具体确定工厂的的废水处理方案之之前，先要调查研研究下列各点：(1)确定废水的处理要求；(2)经过处理后的废水是循环使用、灌溉农田、排入城市沟道，还是排放入天然水体；(3)哪些废水就地(车间)解决，哪些废水集中处理，哪些废水就地进行预处理后再集中处理，哪些废水能同本厂生活污水一起处理。在调查研究的基础础上，顺次解决下下列各问题：在解决上述问题后后，可研究各分散散处理和集中处理理的方法和流程。。思考：化工厂废水水处理工艺如何选选择？化工厂废水特点：：（1）酸碱性，（2）高悬浮物，（3）高挥发性，（4）对生物有毒有害害。工艺选择：1).物理处理法。如过过滤法、沉淀法。。(2).物理化学法。如混混凝沉淀法。(3).生物处理法。思考：印染废水工工艺？水质特点：水量大大、有机污染物含含量高、碱度和pH值变化大、水质变变化大；可生化性性能差，废水BOD5/COD值一般在20%左右；色度高。工艺选择：（1）物理化学法。如如混凝沉淀法（2）生物处理法。如如：水解酸化—UASB—SBR，水解酸化—生物接触氧化，活活性污泥—接触氧化（3）多种方法联用：：混凝—水解酸化—接触氧化，二级生生物接触氧化-砂滤-活性生物炭，水水解-接触氧化-气浮工艺路线选择的基基本步骤收集资料，调查研研究①要处理污染物种类类、数量、规模、、物理化学性质、、其他特性；②国内外处理该污染染物的工艺方法、、路线；③试验研究报告；④处理技术先进与否否、自动化的高低低以及污染物的测测试方法；⑤所需要设备的制造造、运输和安装情情况；⑥处理项目建设的投投资、运行费用、、占地面积；⑦水、汽、、电和燃燃料以及及主要基基建材料料的用量量及供应应；⑧厂址、水水文、地地质、气气象等资资料；⑨车间的位位置、环环境和周周围的情情况。设备、设设施及仪仪器的落落实全面比较较全面分析析对比的的内容很很多．主主要比较较以下几几项：①要处理污污染物的的各种处处理工艺艺路线在在国内外外应用的的状况及及发展趋趋势；②处理效果果；③处理数量量和规模模；④处理时材材料和能能源消耗耗的情况况：⑤工程项目目的总投投资和处处理运行行费用情情况；⑥其他特殊殊情况。。4、处理工工艺路线线最终的的确定在以上三三项的基基础上，，综合各各种处理理方法的的优点，，减少缺缺陷，最最终确定定出最佳佳的处理理工艺路路线．使使该处理理工艺路路线在技技术上，，在经济济上都可可行。第三节污污水厂厂的平面面布置平面布置置的内容容(1)处理构筑筑物（污污水处理理，污泥泥处理））(2)辅助构筑筑物（泵泵站，配配水井））(3)辅助建筑筑物（变变电站，，鼓风机机房）(4)生活管理理设施（（办公楼楼）(4)管线（雨雨水，污污水，给给水，电电气，超超越，放放空）(5)道路(6)绿化地主要附属属建筑物物和人员员编制主要附属属建筑物物：综合楼（（办公、、化验、、食宿、、洗浴））：300m2左右；变电站：：70m2左右；机修间：：100m2左右；汽车库：：70m2左右锅炉房：：70m2左右；门卫值班班室：20m2左右人员编制制：生产人员员（工艺艺运行操操作，值值班警卫卫，化验）：4班3倒（5班3倒）；生产辅助助人员（（水、电电、机修修，司机机，绿化化）：1班；生产管理理人员（（厂长，，工程师师，办公公、后勤勤）：1班。中小型污污水处理理厂辅助助建筑面面积名称面积/m2化验室25－35器皿与药品贮藏室10－15办公室20－40机修间20－30仓库20－30平面布置置的原则则(1)布置应紧紧凑，以以减少处处理厂占占地面积积和连接接管(沟道)的长度，，并应考考虑工作作人员的的方便。。(2)考虑分期期施工和和扩建的的可能性性，留有有适当的的扩建余余地。(3)处理构筑筑物与生生活管理理设置分分区明确确，保持持距离，，一般按按厂前区区、污水水区、污污泥区设设置。(4)构筑物之之间的距距离应满满足施工工要求，，方便操操作检修修。平面布置置的原则则(5)产生臭气气和噪声声的辅助助构筑物物和辅助助建筑物物应注意意其对周周围环境境的影响响。特殊殊构筑物物的距离离符合要要求。(6)各种管线线应全面面安排，，避免相相互干扰扰，可考考虑设置置管廊。。水管避避免迂回回曲折，，做到水水流通畅畅(7)道路位置置和宽度度设置合合理，各各构筑物物和建筑筑物设置置必要通通道，满满足物品品运输、、日常操操作和管管理维修修需要。。(8)绿化面积积不少于于全厂面面积30%。污水厂应应设置通通向各构构筑物和和附属建建筑物的的必要通通道。通通道的设设计应符符合下列列要求：：一、主要要车行道道的宽度度：单车车道为3.5m，双车道道为6～7m，并应应有回车车道；二、车行行道的转转弯半径径不宜小小于6m；三、人行行道的宽宽度为1.5～2m。四、通向向高架构构筑物的的扶梯倾倾角不宜宜大于45度。五、天桥桥宽度不不宜小于于1m。注意事项方案比较较可调整各各处理构构筑物的的个数均匀配水水妥善安排排管线设置计量量设备道路宽度度平面布置置图(1)比例尺（（1：500---1：1000）(2)指北针(3)风玫瑰图(4)主图(4)图例(5)图表办公楼化验室车库配电室鼓风机房接触氧化竖流式沉淀池池水解酸化调节沉淀池污水提升泵格栅污泥脱水间浓缩池贮泥池平面布置图污泥提升泵房房污水处理厂工工艺平面图1＃图纸一张；；比例：1：500；图签：大小、、格式统一；；线型：粗：0.6mm，中：0.4mm，细：0.2mm；字体：不限（（本次设计不不限）字高：3mm，4.5mm，7.5mm；标注：建筑标标注格式，格格式、符号、、字体统一；；平面图形完整整，道路、分分区、平面布布局合理顺畅畅，构、建筑筑物编号，编编制构建筑物物一览表；主要工艺管线线完整准确，，管线区分明明确，走向合合理厂区给排水管管线，图纸设设计说明；第四节污污水厂的的高程设计水头损失为两两构筑物之间间的水面高差差。如进水沟道和和出水沟道之之间的水位差差大于整个处处理厂需要的的总水头，则则厂内就不需需设置废水提提升泵站；反反之，就必须须设置泵站。。污水厂的高程布置就是确定各构筑物的高程。水头损失包括括：1、污水流经各各处理构筑物物的水头损失失2、污水流经连连接前后两处处理构筑物管管渠的水头损损失3、污水流经水水设备的水头头损失高程布置一般般原则：水力计算时，，应选择一条条距离最长、、水头损失最最大的流程进进行计算，应应适当留有余余地。原则上应以最最大设计流量量计算，对大大中型的处理理厂，按设计计平均流量计计算，应留有有充分的池面面超高，同时时构筑物之间间的联结管渠渠应按最大设设计流量设计计。高程计算时，，经常以受纳纳水体的最高高水位或下游游用水的水位位要求作为起起点，由下游游倒推向上游游计算，以使使处理后的废废水在洪水季季节也能够自自流排出，使使总提升泵房房的扬程最小小。高程布置和平平面布置时，，都应注意废废水处理流程程与污泥流程程的相互协调调，应尽量减减少提升的污污泥量。纵断高程图所所采用的比例例：纵向1:100，横向1:500-1:1000。6污水流经处理理构筑物的水水头损失，主主要产生在进进口、出口和和需要的跌水水处，而流经经处理构筑物物本身的水头头损失则较小小。7避免处理构筑筑物之间跌水水等浪费水头头的现象，充充分利用地形形高差，实现现自流。8在计算并留有有余量的前提提下，力求缩缩小全程水头头损失及提升升泵站的扬程程，以降低运运行费用。9考虑远期发展展，水量增加加的预留水头头10计量设施的水水头损失：一一般污水处处理厂进、出出水管上计量量仪表中水头头损失可按0.2m计算。⑧构筑物连接管管（渠）的水水头损失，包包括沿程与局局部水头损失失，可按下列列公式计算确确定：式中：h1－沿程水头损损失，m；h2－局部水头损损失，m；i－单位管长的的水头损失(水力坡度)，根据流量、、管径和流速速等查阅《给水排水设计计手册》获得；L－连接管段长长度，m；ξ－局部阻力系系数，查阅《给水排水设计计手册》获得；g－重力加速度度，m/s2；v一连接管中流流速，m/s。污水处理构筑筑物的水头损损失构筑物水头损失cm格栅10-25沉砂池10-25沉淀池竖流式40-50平流式20-40辐流式50-60生物滤池滤床高2米回转布水器池270-280固定喷嘴布水系统池450-475曝气池废水潜流入池25-50废水跌流入池50-100消毒接触池20-50污泥干化场200-350处理构筑物之之间连接管道道渠水力计算算表如下：设计点编号管渠名称设计流量(L/s)管渠设计参数尺寸D(mm)或B×H(m)h/D水深h(m)i流速v(m/s)长度l(m)123456789⑧～⑦⑦～⑥⑥～⑤⑤～④④～EE～F3′F3′～F3F3～DD～F2F2～③③～②②～CC～F1′F1′～F1F1～①出厂管入灌溉渠出厂管出厂管沉淀池出水总渠沉淀池集水槽沉淀池入流管计量堰曝气池出水总渠曝气池集水槽计量堰曝气池配水渠往曝气池配水渠沉淀池出水总渠沉淀池集水槽沉淀池入流管计量堰沉淀池配水渠60060030015075/2150①150600150300300②300150150/2150150150100010006000.6×1.00.30×0.53③4500.84×1.00.6×0.550.84×0.856000.6×1.00.35×0.534500.8×1.50.80.80.750.80.80.450.35～0.25④0.38③0.64～0.420.26⑤0.62～0.540.35～0.250.440.48～0.460.0010.00350.00280.00240.00281.011.370.941.070.943901002828104827528113高程布置图图(1)构筑物(2)池底、池顶、、水面、地面面高程(3)比例尺（横向1：500---1：1000，纵向1：50---1：100）连接沟道的水水力计算污水处理厂的的设计和计算算一、确定污水处理理厂的

设计计水质二、确定污水水处理厂的设设计水量平均日流量（（m3/d）：这种流量一般般用于表示污污水处理厂的的公称规模，，用以表示处处理总水量。。计算污水处理理厂的年抽升升电耗和耗药药量。计算产生并处处理的污泥总总量。设计最大流量量（m3/h或L/s）：污水处理厂的的进水管的设设计用此流量量。当污水处处理厂的进水水是用水泵抽抽升时，则用用组合水泵的的工作流量作作为设计最大大流量，但应应与设计流量量相吻合。污水处理厂的的各处理构筑筑物（除另有有规定外）及及厂内连接各各处理构筑物物的管渠，都都应满足设计计最大水量的的要求。考虑到最大设设计流量持续续时间较短，，当曝气池的的设计反应时时间在6小时以上时，，可采用时平平均流量为曝曝气池的设计计流量。降雨时的设计计流量（m3/h或L/s）这一流量包括括旱天流量和和截留n倍的初雨水流流量。用这一一流量校核初初沉池以前的的处理构筑物物和设备。三、选择厂址址1、厂址必须位位于集中给水水源源下游，并应设在城城镇