城市污水处理厂的设计

第九章城市污水处理厂设计9.1概述9.1.1城市污水的组成及水质特征城市污水：由城市排水系统收集的污水城市污水=生活污水工业废水部分沉淀生活污水水质：表9-19.1.2城市污水处理厂设计水质(1)生活污水生化需氧量=2035 g/(人d)SS=3550克/(人天)(2)工业废水测量数据或传统数据可以转换成人口当量计算。(3)水质浓度其中：s-mg/l。as-g/(person . d)；Qs-l/(person.d)9.1.3城市污水处理厂设计水量(1)平均日流量(m3/d)名义规模：指平均日流量用于计算每年泵送的电力和药物消耗以及产生和处理的污泥总量。(2)设计最大流量(m3/h或L/s)进水管每个处理结构(除非另有规定，如果曝气池是根据平均日流量计算的)连接管道(3)降雨期间的设计流量(m3/d或L/s)包括干燥天气排放和初期雨水排放的n倍拦截。初沉池前检查处理构筑物和设备(4)分阶段施工时，设计流量以各阶段流量为基础。9.1.4工业废水和城市污水的正确处理综合防治水污染最有效的方法之一是建立统一的城市污水处理厂，综合处理生活污水和工业废水。中小型工业企业的废水排入市政排水系统。技术路线的优势：1.建设成本和运营成本相对较低大型污水处理厂的建设投资和单位水量运行处理成本低于小型污水处理厂。中小型污水处理厂(站)应配备调节池和化学药剂，以增加建设投资和运行成本。2.占地面积小，不影响环境卫生。工业企业分散，占用大量土地，给工厂的环境带来一些不利影响。城市污水处理厂建在郊区，中间有卫生保护区，对城市环境卫生无害。3.便于操作和管理，节省管理人员。污水处理厂配备高技术水平的技术管理人员数量也明显低于分散处理。4.可以保证污水处理效果工业废水的质量和数量波动较大，给运行和管理带来困难，影响处理效果。城市污水处理厂水质水量平衡，有毒物质稀释，可保证污水处理厂保持一定的处理效果。9.2设计步骤城市污水处理厂的设计步骤可分为：(1)初步设计工作；(2)设计的初步扩展；(3)施工图设计。9.2.1设计准备工作初步设计有两个主要任务：(1)预可行性研究(项目建议书)；(2)可行性研究(设计任务书)。前期设计工作非常重要，要求设计师具备扎实的专业知识和丰富的实际工作经验。设计师需要充分掌握与设计相关的原始数据和资料，并有能力对这些数据和资料进行深入分析和总结，从中得出非常实用的结论。1.预可行性研究中国规定对投资超过3000万元的大型项目进行预可行性研究。作为项目建议书的技术附件，由建设单位(通常称为甲方)提交给上级审查。经专家评审和上级批准后，项目可以“批准”，并可以进行下一步的可行性研究。2.可行性研究可行性研究报告(设计任务书):是全面展示本项目各方面深入调查研究成果的重要文件。为该项目的建设提供了科学依据，保证了该项目在技术上的先进性和可行性。它在经济上是合理和有利的；具有良好的社会效益和环境效益。对于城市污水处理厂项目，fe的主要内容3.3融资。4.近期和远期项目组合5工程效益分析6项目进度表7存在的问题及建议8数字和附件9.2.2初步设计的扩展可行性研究报告-扩展初步设计扩展初步设计组成：(1)设计规范；(2)工程数量；(3)材料和设备的数量；(4)项目概算；(5)展开初始图形。1.设计规范(1)设计依据1)可行性研究报告的批准文件；2)项目建设单位(甲方)的设计委托书。(2)其他相关文件：主要是与本项目相关单位签订的协议和文件，如供电、供水、铁路、交通、环保等部门。(3)城市概况和自然条件数据：1)城市现状和总体规划数据。2)自然条件信息。气象特征数据：温度、湿度、降雨量、蒸发数据、土壤冻结数据、风玫瑰图等。水文数据：当地水体清单；河流的水位、流速(各特征水位下的平均流速)和流量数据；潮汐数据；水文地质数据：地质资料、污水处理厂场地面积地质钻孔柱状图、地基承载力、地下水位、地震等级等资料。3)相关地形数据1: 5000污水处理厂及其附近地形图，1:200 1:1000(一般为1: 500)厂区及排污口附近地形图。4)现有排水工程概况及环境问题。(4)工程设计1)选址：重点是如何遵循选址原则(稍后讨论)，如何与城市总体规划相协调，如何解决防洪和卫生保护等问题。此外，还应说明所选厂址的地形、地质条件和土地面积：2)污水水质水量：包括污水水质各项指标的数值，污水平均流量、峰值流量、当前流量、开发流量等水量数据；3)工艺流程的选择和安排：主要说明所选工艺流程的合理性、先进性、科学性、优越性和安全性。4)工艺流程中各加工设备的描述。根据流程顺序描述，主要描述内容：主要尺寸、结构、材料和加工设备的特点等。所选附加设备的类型、性能和数量。如果采用新的工艺或技术，应详细说明。5)处理后的污水和污泥的出口；6)简要说明工厂内的辅助建筑和道路；7)污水处理厂总平面布置图；8)污水处理厂分期建设说明；9)存在的问题及解决建议。2.工作数量工程数量=混凝土数量土方开挖数量回填土方数量等。3.材料和设备数量钢材、水泥和木材的数量清单以及所需的各种设备规格。4.项目预算书准备项目预算提案应掌握：(1)当地建筑材料和各种设备的供应情况和价格；(2)当地施工力量信息(技术水平、施工设备、劳动力)；(3)编制概算，下一刻的预算，包括地区差价、间接费用定额、运输费用等。(4)土地租赁、征地、拆迁补偿、青苗补偿等信息。5.图纸扩大初步设计的图纸主要包括：污水处理工艺系统图(1/5000 1/10000)结构图(1/200 1/500)处理结构的布局污水处理厂总平面布置等。9.2.3施工图设计初步设计批准后，进行施工图设计。根据扩大初步设计的图纸和规范。施工图设计的任务是在图纸上准确表示污水处理厂各处理构筑物的平面位置和标高。每个处理结构的每个节点的结构和尺寸如图所示。每张图纸都应按照一定的比例和标准图例准确绘制，以便施工人员能根据图纸准确施工。施工图设计中有大量的图纸，这是de的体现考虑管道系统、泵站和污水处理厂的各处理单元，进行综合技术、经济比较和优化分析，由相关专家反复论证后确定。遵循以下原则：(1)适应技术；(2)耕地少，良田少；(3)厂区必须位于集中供水水源的下游，并应位于主风向的下风方向。(4)靠近处理水的接收水体(5)考虑防洪。它位于一个地质条件良好的地方。(6)选择坡度合适的区域，以满足污水处理构筑物立面布置的需要，减少土方量。(7)应考虑长期发展的可能性，并有扩大的余地。表9-2，活性污泥法土地利用指标9.4污水处理工艺的选择9.4.1选择处理工艺时应考虑的因素污水处理厂工艺流程：指在保证处理后的水达到要求的处理程度的前提下，污水处理工艺各单元的有机结合。基础：1.污水处理的程度这是选择污水处理工艺的主要依据，污水处理的程度主要取决于处理水的排放。路，目的地。当处理后的水排入水体时，污水处理程度可通过以下方法确定：(1)根据水体水质标准(2)根据城市污水处理厂能达到的处理程度(二级处理技术)(3)考虑受纳水体的稀释和自净能力(4)处理后的水回用时，城市污水必须经过完全的二级处理后才能进行深度处理。回用水应符合回用标准。2.项目成本和运营成本在保证处理后的水达到水质标准时，应尽可能降低工程成本和运行成本。这样，以原污水的水质、水量等自然条件为已知条件，以处理后的水要达到的水质指标为约束条件，以处理系统的最低总成本和运行成本为目标函数，建立三者之间的相互关系。减少占地面积也是降低建设成本的重要措施。3.当地条件当地的地形和气候当地原材料和电力供应例如，如果有对农业开发和利用价值不大的老河流、洼地和沼泽，可以考虑污水的自然生物处理系统，如稳定塘和土地处理。在寒冷地区，应采用能在低温季节正常运行并保证水质达标的技术，处理构筑物应建在露天，以降低建设和运行成本。4.原污水量和污水流入情况水质和水量相差很大，因此处理工艺具有很强的冲击负荷承受能力，如完全混合曝气池等。有些处理工艺，如塔式过滤器和立式沉淀池，只适用于水量较小的小型污水处理厂。工程建设的难度和运行管理所需的技术条件也是选择处理工艺时需要考虑的因素。对于地下水位高、地质条件差的地方，不宜选择深度大、施工难度大的处理构筑物。总之，污水处理工艺的选择是一项相对复杂的系统工程。以上因素必须综合考虑，对各种方案进行经济技术比较，必要时进行深入调查和实验研究。只有这样，才有可能选择一种技术上可行、先进、经济合理的污水处理工艺。9.4.2城市污水处理工艺的典型流程图2-25显示了城市污水处理厂的典型工艺流程。该工艺包括一个完整的二级处理系统和一个污泥处理系统。初级处理：格栅-沉砂池-初级沉淀池功能：去除污水中的固体污染物，从大块垃圾到粒径为几毫米的悬浮固体(不溶和可溶)。污水罐的生化需氧量值内容：各处理单元的结构；连接各种处理结构的管道、运河和其他管道；辅助建筑；道路和绿地等。原则：1.每个处理单元的结构布局(1)各种处理构筑物之间的管道和沟渠应方便直接，避免曲折；(2)土方量基本平衡。(3)加工结构之间的间距可为5 10m(4)布局应紧凑。2.管道和运河的布局(1)各处理构筑物之间应设置管道和沟渠。应提供管道和沟渠，使每个处理结构能够独立运行。当处理结构由于某种原因停止工作时，后续的处理结构仍能保持正常运行。(2)设置天桥管道，直接将水排放到所有处理构筑物之外。(3)厂区内还有供水管、空气管、消化管、蒸汽管和输变电线路。(4)应有完善的雨水排水管道系统。3.辅助建筑辅助建筑：泵房、鼓风机房、办公室、集控室、水质分析实验室、变电站、机修、仓库、食堂等。鼓风机房应位于曝气池附近，以节省管道和电力。变电站应位于高能耗等结构附近。实验室应远离机房和污泥干燥场。办公室、实验室等。应与处理结构保持适当的距离，并应位于处理结构夏季主风向的上风处。修路、植树、绿化和美化厂区。根据规定，污水处理厂的绿化面积不得低于30%。总平面图：1: 200 1: LOOO比例尺，常用1: 500。图9-1显示了城市污水处理厂的总体布局。主要处理构筑物：机械除污格栅、曝气沉砂池、一沉池和二沉池(均为斜板)、鼓风式深水中间曝气池、消化池等。和几栋辅助建筑。平面布局特点：流线清晰，布局紧凑。鼓风机房和回流污泥泵房位于曝气池和二沉池的一侧，节省了管道和动力成本，便于操作和管理。污泥消化系统结构靠近四氯化碳生产厂(即处理厂西侧)，使消化气体和蒸汽输送管道更短，节省了建设投资。办公室、起居室和加工结构、鼓风机房、泵房、消化池等。应保持一定的距离，有良好的卫生条件和工作条件。就管道布局而言，一根管道应尽可能用于多种用途。例如，溢流管和处理水输送管都通过雨水管排入附近的水体，而剩余污泥、污泥水和各种结构的排气管都与工厂的污水管汇合，流入泵房集水坑。然而，由于土地使用的限制(工厂的东西两侧都是河流和小溪)，仍然没有足够的长期发展空间。图9-2为b市污水处理厂总平面图。主要处理构筑物：格栅、曝气沉砂池、一沉池、曝气池、二沉池等。平面布局特点：布局整洁紧凑。项目的两个阶段是独立的系统，对设计和运行的干扰较小。办公楼等建筑位于常年主风向的上风方向，与处理构筑物有一定距离，卫生和工作条