典型污水处理系统课件

典型污水處理系統設計水質1.生活污水的BOD5和SS設計值

BOD5=20~35g/（人•d）

SS=30~50g/（人•d）2.工業廢水BOD5和SS值折合成人口當量計算3.設計水質濃度S式中：S——某污染物質在污水中的濃度，mg/L；

as——每人每日對該污染物質排出的總數，g；

Qs——每人每日的排水量，以L計。返回設計水量1.設計最大流量（m3/h或L/s）除曝氣池外各處理構築物與廠內連接管渠的設計採用。當污水處理廠進水用泵提升時，則用組合泵的工作流量作為設計最大流量，但應與設計流量相吻合。2.平均日流量（m3/d）表示污水處理廠的公稱規模，並用於處理總水量，污泥總量、耗藥量、耗電量的計算。3.降雨時的設計流量（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，用於校核初沉池。4.曝氣池容積用最大日平均時流量進行設計。返回設計原則1.工業廢水與城市污水處理的關係工業廢水在廠內進行局部處理，去除城市污水處理廠不能有效去除的有毒有害物質，使工業廢水達到排入城市下水道的水質標準（CJ18-86）以後再與生活污水一起進入城市污水處理廠進行處理。2.設計步驟（1）設計前期工作

a.預可行性研究預可行性研究是建設單位向上級送審的《專案建議書》的技術檔。

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工程遠近期結合的考慮⑤工程效益分析⑥工程進度安排⑦存在問題及建議⑧附圖及附件（2）擴大初步設計

①設計說明書②工程量③材料及設備量④工程概算⑤擴初圖紙（3）施工圖設計返回廠址選擇原則根據城市發展的總體規劃，其廠址應考慮遠期發展規劃和留有擴建的餘地，必須設在集中給水水源的下游、夏季主風向的下風向，並與居民點有300m以上的距離；應儘量少占農田和不占良田；儘量靠近回用水的主要用戶；必須有適當的地土面積；不宜設在受水淹的低窪處，並不受洪水威脅；要充分利用地形，選擇有適當坡度的地區，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；工程造價與運行費用；當地的自然條件；原污水的水量與污水流入工況；施工的難易程度與運行管理的技術條件城市污水處理的典型工藝流程返回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佈置平面佈置的基本原則高程佈置的基本原則

返回平面佈置的基本原則以處理構築物為主體，輔助建築物應服從處理構築物；應滿足功能和水力上的要求；各構築物互相聯繫應考慮日常管理工作的方便；應考慮構築物與建築物之間的相互位置與間距；構築物之間的連接管道應走向簡捷、距離短；土方量要基本平衡；各種管線的理面佈置避免相碰、互相干擾。返回高程佈置的基本原則以距離最長、水頭損失最大的流程進行水力計算；水力計算時以近期的Qmax作為設計流量來計算其水頭損失；涉及遠期流量的管渠和設備時，應以遠期的Qmax計算；控制點：受納污水水體的最高水位，然後逆處理流程向上倒推計算，以使洪水季節能自流排出；污水、污泥流程應配合好，儘量減少需抽升的污泥量；比例：橫向1:500、縱向1:50～1:100水頭損失計算返回水頭損失計算-1a.溝管的沿程水頭損失：按所定的坡度計算b.局部水頭損失：按流速水頭的倍數計算c.堰上水頭按有關堰流公式計算d.自由跌落水頭初沉池、二沉池：0.10m

曝氣池：0.15m

計量堰：0.15～0.20me.集水槽起端水深h0

集水槽為平底均勻集，自由跌水出流，見圖24-2圖24-2沉澱池集水槽水頭損失計算圖

水頭損失計算-2集水槽寬:集水槽起端水深:

式中Q——集水槽設計流量(m3/s)

常對Q再乘以1.2～1.5的安全係數f.明渠出口處水深：起端水深:返回污水處理廠的配水與計量處理構築物之間連接管渠的設計配水設備：要求均勻配水計量設備返回處理構築物之間連接管渠的設計1.一般採用矩形鋼盤混凝土明渠或鋼盤混凝土管，或鑄鐵管2.管渠內流速返回配水設備1.中管式配水井：和倒虹管式配水井常用於圓形構築物的配水，對稱性好，配水效果較好2.倒虹管式配水井3.檔板式配水井4.管道配水：（1）變管道斷面配水（2）對稱式管道配水（3）等斷面管道配水返回中管式集配水井返回計量設備巴氏計量槽優點：水頭損失小，不易發生沉澱，精度高缺點：施工較難薄壁堰

一般設在處理系統之後，比較穩定可靠

電磁流量計結構簡單，安裝方便，工作穩定，但價格昂貴返回污水處理廠的運行管理、水質監控與自動控制運行管理對污水處理廠的運行，要切實做好控制、觀察、記錄與水質分析監測工作水質監控每日對每座處理構築物的水溫、pH值、電導率、溶解氧、COD、BOD、TOD、TOC、氨氮以及曝氣池內混合液(MLSS)等參數進行測定，並進行記錄自動控制採用自動監測、自動記錄、自動操作、調節及集中控制技術返回污水處理廠工藝設計實例實例平面佈置實例高程佈置返回實例平面佈置B市污水處理廠總平面佈置為泵站設於廠外，主要處理構築物有：格柵、曝氣沉砂池、初次沉澱池、曝氣池、二次沉澱池等。該廠未設污泥處理系統，污泥（包括初次沉澱池排出的生污泥和二次沉澱池排出的剩餘污泥），通過污泥泵房直接送往農田作為肥料使用。該廠平面佈置的特點是：佈置整齊、緊湊。兩期工程各自成獨立系統，對設計與運行想互干擾較少。辦公室等建築物均位於常年主風向的上風向，且與處理構築物有一定距離，衛生、工作條件較好。在污水流入初次沉澱池、曝氣池與二次沉澱池時，先後經三次計量，為分析構築物的運行情況創造了條件。利用構築物本身的管渠設立超越管線，既節省了管道，運行又較靈活。第二期工程預留地設在一期工程與廠前區之間，若二期工程改用不同的工藝流程或另選池型時，在平面佈置上將受到一定的限制。泵站在濕污泥池均設於廠外，管理不甚方便。此外，三次計量增加了水頭損失。

某污水處理廠平面圖

返回某污水處理廠平面圖返回實例高程佈置污水處理高程污泥處理高程返回污水處理高程-1

為了降低運行費用和便於維護管理，污水在處理構築物之間的流動，以按重力流考慮為宜（污泥流動不在此例）。為此，必須精確地計算污水流動中的水頭損失，水頭損失包括：

1.污水流經各處理構築物的水頭損失，主要產生在進口和出口和需要的跌水（多在出口處），而流經處理構築物本體的水頭損失則較小。

2.污水流經連接前後兩處理構築物管渠（包括配水設備）的水頭損失。包括沿程與局部水頭損失。污水處理高程-2

在對污水處理廠污水處理流程的高程佈置時，應考慮下列事項：（1）選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進行水力計算。並應適當留有餘地，以保證在任何情況下，處理系統都能夠運行正常。（2）計算水頭損失時，一般應以近期最大流量（或泵的最大出水量）作為構築物和管渠的設計流量；計算涉及遠期流量的管渠和設備時，應以遠期最大流量為設計流量，並酌加擴建時的備用水頭。（3）設置終點泵站的污水處理廠，水力計算常以接納處理後污水水體的最高水位作為起點，逆污水處理流程向上倒推計算，以使處理後污水在洪水季節也能自流排出，而水泵需要的揚程則較小，運行費用也較低。但同時應考慮到構築物的挖土深度不宜過大，以免土建投資過大和增加施工上的困難。還應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）在作高程佈置時還應注意污水流程與污泥流程的配合，儘量減少需抽升的污泥量。在決定污泥幹化場、污泥濃縮池（濕污泥池）、消化池等構築物的高程時，應注意它們的污泥水能自動排入污水入流幹管或其他構築物的可能。污水處理高程-3表24-1污水流經各處理構築物的水頭損失構築物名稱水頭損失(cm)構築物名稱水頭損失(cm)格柵沉砂池沉澱池：平流豎流輻流雙層沉澱池曝氣池：污水潛流入池污水跌水入池10～2510～2520～4040～5050～6010～2025～5050～150生物濾池(工作高度為2m時)：1)裝有旋轉式布水器2)裝有固定噴灑布水器混合流或接觸池污泥幹化場270～280450～47510～30200～350注：本表僅作為初步設計階段水頭損失的估算污水處理高程-4表24-2處理構築物之間連接管道渠水力計算表如下：設計點編號管渠名稱設計流量(L/s)管渠設計參數尺寸D(mm)或B×H(m)h/D水深h(m)i流速v(m/s)長度l(m)123456789⑧～⑦⑦～⑥⑥～⑤⑤～④④～EE～F3′F3′～F3F3～DD～F2F2～③③～②②～CC～F1′F1′～F1F1～①出廠管入灌溉渠出廠管出廠管沉澱池出水總渠沉澱池集水槽沉澱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澱池出水總渠沉澱池集水槽沉澱池入流管計量堰沉澱池配水渠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污水處理高程-5污水處理流程高程計算成果圖如下：返回污泥處理高程設計-1（1）設計原則

a.高程計算從控制點開始，一般從污泥脫水反推至消化池的最高泥面標高，然後從沉澱池推算到消化前污泥投配池的最低泥位標高，最後確定污泥控制室污泥泵所需的揚程。

b.污泥管道的水頭損失hf（m）式中：L——管長（m）v——污泥流速（m/s）

D——管徑（m）CH——哈森—威廉姆斯係數

c.二級消化池的泥面標高是撇去上清液的泥面標高，而不是正常運行時的池內泥面標高。污泥處理高程設計-2

（2）設計計算

a.二沉池排出的剩餘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。則進投配池進泥管道中心標高為：

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高為2.0md.由河中運泥船的最高標高確定貯泥池排泥管管中心標高為3.0me.貯泥池有效水深取2.0m，則貯泥池泥面標高為5.0mf.消化池至貯泥池的水頭損失hf：鑄鐵管長L=70m，管徑D=200mm，管內流速v=1.5m/s，所以有消化池排至貯泥池的自由水頭取1.5m

消化池採用間歇排泥運行方式，一次排泥後泥面下降0.5m，所以排泥結束時消化池內泥面標高為式中0.1為進貯泥池的管道半徑，即貯泥池設計泥面與進泥管管底相平。開始排泥時泥面標高：7.8+0.5=8.3mg.據以上計算結果，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處理水中殘存SS的方法去除二級處理水中殘存溶解性有機物的方法去除二級處理水中溶解性無機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數量的污染物

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；其二級處理去除率一般ηP=(5～20)%）返回去除二級處理水中殘存SS的方法（1）混凝沉澱：去除處理水中的SS和膠體。混凝劑用量大：

一般為50-100mg/LAl2（SO4）3（2）過濾：>1μm的懸浮物。應採用氣水反沖洗。（3）反滲透：去除1000A°～幾A°的顆粒。（4）微濾機：去除幾百A°～幾+μm的顆粒。返回去除二級處理水中殘存溶解性有機物的方法

溶解性有機物一般是丹寧、木質素、黑腐酸等難降解的有機物。（1）活性炭吸附（2）臭氧氧化處理返回去除二級處理水中溶解性無機鹽的方法一般採用的處理方法：（1）反滲透：應首先對二級處理水進行過濾和活性炭吸附進行前處理。（2）電滲析：應進行過濾預處理，其溶解性有機物對電滲析影響較小。（3）離子交換：應進行過濾預處理，適合於含鹽量100~300mg/L小水量的場合。返回點擊此處觀看電滲析裝置工作過程消毒（1）液氯：5-10mg/L點擊此處觀看液氯消毒工作過程（2）臭氧：[0]初生態氧的氧化能力僅小於氟。點擊此處觀看臭氧消毒工作過程及臭氧與污水的混合反應器（3）次氯酸鈉。（4）紫外線：2500～3600A°殺菌能力強，消毒快、效率高，不影響水的物理性質和化學成份，操作簡單。但不能解決消毒後管網中再污染的問題，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。當二級處理出水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）%，並對BOD、COD、SS、濁度都有一定去除。（2）物化法除磷①金屬鹽混凝沉澱除磷。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石灰混凝除磷點擊此處觀看氨氣脫除塔工作過程返回污泥的處理設計重力濃縮池設計

點擊此處觀看連續式重力濃縮池工作過程氣浮濃縮池設計

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計

消化池頂俯視圖及沼氣攪拌消化池工藝流程污泥機械脫水

帶式壓濾機及離心脫水機返回重力濃縮池設計池型：帶有刮泥機及攪動柵的連續式重力濃縮池設計參數與要求：（1）初沉池污泥含水率95%~97%，一般不經過重力濃縮，直接進入下一污泥處理工藝處理（2）固體通量：剩餘活性污泥：30~60Kg/（m2·d）（3）濃縮後污泥含水率：剩餘污泥為97%~98%

（4）濃縮時間大於12h，小於16h

（5）有效水深一般取4m，但不小於3m

（6）濃縮後上清液應返回水處理流程進行處理（7）設計公式返回重力濃縮池設計公式濃縮池面積：A=QC/G，Q—污泥流量，m3/d；C—污泥固體濃度，g/L；G—設計固體通量，kg/（m2·d）單池面積：A1=A/n，n—池座數濃縮池直徑：D=（4A1/π）0.5濃縮池工作部分高度：h1=TQ/（24A），T—設計濃縮時間，h濃縮池圓筒部分高度：H=h1+h2+h3，h2—超高；h3—緩衝層高度濃縮池總高度：H總=H+H錐體+H泥鬥濃縮後污泥體積：V2=Q（1-P1）/（1-P2），P1—進泥濃度；P2—出泥濃度返回氣浮濃縮池設計當用氣浮濃縮剩餘活性污泥時，一般採用出水部分回流加壓溶氣的流程設計參數與要求：（1）氣浮濃縮池面積不投加化學混凝劑，表面負荷q=1.8m3/（m2·h），污泥固體負荷G=5.0kg/（m2·h），氣浮後污泥含水率為95%~97%混凝氣浮，表面負荷與固體負荷均可提高50%~100%，氣浮後污泥含水率為94%~96%混凝劑投加量一般為2%~3%（幹污泥重）（2）池容按水力停留2h核算（含反應時間）（3）進泥的含水率≤99.5%（包括回流）（4）池型單座池處理污泥量<100m3/h，一般採用矩形氣浮池，長寬比為3：1~4：1，深寬比≥0.3，有效水深3~4m，水準流速4~10mm/s單座池處理污泥量>100m3/h，一般採用圓形輻流式氣浮池，但每座池的處理能力小於1000m3/h，池深大於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間1~3min確定，溶氣效率取50%，溶氣罐壓力2.94x105~4.9x105Pa（8）設計公式返回氣浮濃縮池设计公式（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—氣固比，η—溶氣效率取50%，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）過水斷面積ω=QT/v，v—水準流速（m/s）（6）氣浮池高度HH=h1+h2+h3，h1—分離區高度，由過水斷面積ω計算（m），h2—濃縮區高度，採用池寬的3/10，h3—死水區高度，一般採用0.1m（7）校核水力負荷q=QT/A（m3/（m2·h））停留時間T=AH/QT（h）返回污泥厭氧消化設計設計參數與設計要點（1）污泥厭氧消化採用二級消化，一級消化池與二級消化池的容積比可採用1：1、1：2或3：2；（2）生污泥包括初沉池污泥和剩餘活性污泥，進消化池污泥含水率為96%~97%，二級消化後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，即污泥在消化池內停留時間為20~30d；（4）消化池內污泥一般採用氣通式（多路曝氣管式）沼氣攪拌，攪拌用氣量取5~7m3/（1000m3池容·min），在採用沼氣攪拌時，應同時設計水射式攪拌，以便於消化池啟動時的污泥攪拌；（5）消化池宜用池外加熱法，通常採用套管式泥水熱交換器；（6）沼氣的產量與收集沼氣的產量可按8~12倍污泥量計算（投入的污泥含水率為96%）沼氣貯氣櫃容積可按平均日氣產量地25%~40%，即6~10h的平均產氣量來計算，常用低壓浮筒式濕式貯氣櫃。計算公式返回計算公式（1）生污泥量為初沉池污泥與剩餘污泥經濃縮後的污泥量之和（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—一級消化池座數每座二級消化池容積同一級消化池（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的熱量（w）應分別計