污水处理厂设计原理与建设(壹)

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、、环评、城市规规划资料、设计计委托书及合同、、其他资料2、自然条件：气气象、水温、地地质、地形3、编制概预算资资料：《建筑工厂综合预预算定额》《安装工程预算定定额》《建筑企业单位工工程收费标准》基本建设费率，，租地，征地，，青苗补偿，拆拆迁补偿一、设计资料相关设计规范《室外排水设计规规范》《建筑给水排水设设计规范》《室外给水设计规规范》《污水再生利用工工程设计规范》《建筑中水设计规规范》《城市污水处理厂厂附属建筑和附附属设计标准》一、设计资料水质排放标准：：《污水综合排放标标准》《城镇污水处理厂厂污染物排放标标准》《污水排入城市下下水道水质标准准》《污水海洋处置工工程污染控制标标准》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值折合成人口当当量计算3.设计水质浓度S式中：S——某污染物质在污污水中的浓度，，mg/L；αs——每人每日对该污污染物质排出的的总数，g；Qs——每人每日的排水水量，以L计。设计水量1.设计最大流量（（m3/h或L/s）除曝气池外各处处理构筑物与厂厂内连接管渠的的设计采用。当污水处理厂进进水用泵提升时时，则用组合泵泵的工作流量作作为设计最大流流量，但应与设设计流量相吻合合。2.平均日流量（m3/d）表示污水处理厂厂的公称规模，，并用于处理总总水量，污泥总总量、耗药量、、耗电量的计算算。3.降雨时的设计计流量（m3/d或L/s）该流量包括旱旱天流量和截截流n倍的初期雨水水流量，用于于校核初沉池池。4.曝气池容积用用最大日平均均时流量进行行设计。设计图纸平面布置图污水污泥工艺艺流程纵断面面图竖向布置图厂内管渠结构构示意图厂内各处理构构筑物的工艺艺施工图，各各处理构筑物物和管渠附属属设备安装详详图管道综合图泵房、处理构构筑物、综合合楼、维修车车间、仓库的的建筑图、结结构图采暖、通风、、照明、室内内给排水安装装图，电气图图，自动控制制图、非标准准机械设备图图等第一节厂厂址选选择选择厂址或站站址(在工厂、企业业内，往往将将污水处理厂厂称为废水站站)时，一般应考考虑以下一些些问题：（1）厂址应选选在地质条件件较好的地方方。地基较好好，承载力较较大，地下水水位较低，便便于施工。（2）处理厂应应尽量少占土土地和不占良良田。同时，，要考虑今后后有适当的发发展余地。（3）要考虑周周围环境卫生生条件。（4）处理厂应应设在靠近电电源的地方，，并考虑排水水、排泥的方方便。（5）处理厂应应选择在不受受洪水威胁的的地方，否则则应考虑防洪洪措施。选择厂址或站站址(在工厂、企业业内，往往将将污水处理厂厂称为废水站站)时，一般应考考虑以下一些些问题：（1）位置：水水体下游，下下风向，卫生生防护距离（300m以上距离）（2）要求条件件：地质，用用地，防洪，，交通运输，电力（3）靠近：回回用水用户，，受纳水体处理厂占地面面积与处理水水量、处理方方法的选择有有关处理水量水量/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污水处理厂所所需面积第二节厂厂、站处处理方法和流流程的选择处理工艺和流流程的选择以前对于城市市污水处理厂厂来说，主要要在一级处理理和二级处理理之间作选择择，一些小型型污水处理厂厂可以按一级级处理设计。。但是随着我我国经济发展展，以及其他他经济发达国国家的经验，，城市污水处处理厂一般都都采用二级处处理工艺。在选择处理的的工艺路线时时，应注意考考虑如下基本本原则。合法性先进性可靠性安全性结合实际情况况简洁和简单性性上述六项原则则必须在选择择处理工艺路路线时全面衡衡量，综合考考滤。第三节工艺艺流程选择确确定工艺流程的选选择主要受以以下因素的影影响：污水处理的程程度；污水规模和水水质特点；工程造价与运运行费用；污水处理控制制要求；污泥处理工艺艺；第三节常见见的污水处理理工艺水质水量调节节化学物理物理化学生物生态一、城镇污水水厂的流程按照处理效率率，污水厂可可以分为三级级：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理厂一级处理（沉沉淀法）一级强化污水水处理厂一级强化处理理（混凝沉淀淀法）二级生化污水水处理厂高碑店污水处处理厂工艺流流程图邯郸市东污水水处理厂工艺艺流程图城市污水处理理厂工艺流程程的确定选定处理工艺艺流程应考虑虑的因素：污水处理程度度（排放标准准，回用目标标）；工程造价、运运行费用及占占地面积；当地的自然与与工程条件；；污水的水量规规模与污水量量日变化程度度；工程施工和运运行管理需要要的技术条件件。典型的城市污污水处理厂工工艺流程：二、工业废废水的处理(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。在具体确定工工厂的废水处处理方案之前前，先要调查查研究下列各各点：(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。在调查研究的的基础上，顺顺次解决下列列各问题：在解决上述问问题后，可研研究各分散处处理和集中处处理的方法和和流程。思考：化工厂厂废水处理工工艺如何选择择？化工厂废水特特点：（1）酸碱性，（（2）高悬浮物，，（3）高挥发性，，（4）对生物有毒毒有害。工艺选择：1).物理处理法。。如过滤法、、沉淀法。(2).物理化学法。。如混凝沉淀淀法。(3).生物处理法。。思考：印染废废水工艺？水质特点：水水量大、有机机污染物含量量高、碱度和和pH值变化大、水水质变化大；；可生化性能能差，废水BOD5/COD值一般在20%左右；色度高高。工艺选择：（1）物理化学法法。如混凝沉沉淀法（2）生物处理法法。如：水解解酸化—UASB—SBR，水解酸化—生物接触氧化化，活性污泥泥—接触氧化（3）多种方法联联用：混凝—水解酸化—接触氧化，二二级生物接触触氧化-砂滤-活性生物炭，，水解-接触氧化-气浮工艺路线选择择的基本步骤骤收集资料，调调查研究①要处理污染物物种类、数量量、规模、物物理化学性质质、其他特性性；②国内外处理该该污染物的工工艺方法、路路线；③试验研究报告告；④处理技术先进进与否、自动动化的高低以以及污染物的的测试方法；；⑤所需要设备的的制造、运输输和安装情况况；⑥处理项目建设设的投资、运运行费用、占占地面积；⑦水、汽、电和和燃料以及主主要基建材料料的用量及供供应；⑧厂址、水文、、地质、气象象等资料；⑨车间的位置、、环境和周围围的情况。设备、设施及及仪器的落实实全面比较全面分析对比比的内容很多多．主要比较较以下几项：：①要处理污染物物的各种处理理工艺路线在在国内外应用用的状况及发发展趋势；②处理效果；③处理数量和规规模；④处理时材料和和能源消耗的的情况：⑤工程项目的总总投资和处理理运行费用情情况；⑥其他特殊情况况。4、处理工艺路路线最终的确确定在以上三项的的基础上，综综合各种处理理方法的优点点，减少缺陷陷，最终确定定出最佳的处处理工艺路线线．使该处理理工艺路线在在技术上，在在经济上都可可行。第三节污污水厂的的平面布置平面布置的内内容(1)处理构筑物（（污水处理，，污泥处理））(2)辅助构筑物（（泵站，配水水井）(3)辅助建筑物（（变电站，鼓鼓风机房）(4)生活管理设施施（办公楼））(4)管线（雨水，，污水，给水水，电气，超超越，放空））(5)道路(6)绿化地主要附属建筑筑物和人员编编制主要附属建筑筑物：综合楼（办公公、化验、食食宿、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；门卫值班室：：20m2左右人员编制：生产人员（工工艺运行操作作，值班警卫卫，化验）：4班3倒（5班3倒）；生产辅助人员（水水、电、机修，司司机，绿化）：1班；生产管理人员（厂厂长，工程师，办办公、后勤）：1班。中小型污水处理厂厂辅助建筑面积名称面积/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平面布置的原则(1)布置应紧凑，以减减少处理厂占地面面积和连接管(沟道)的长度，并应考虑虑工作人员的方便便。(2)考虑分期施工和扩扩建的可能性，留留有适当的扩建余余地。(3)处理构筑物与生活活管理设置分区明明确，保持距离，，一般按厂前区、、污水区、污泥区区设置。(4)构筑物之间的距离离应满足施工要求求，方便操作检修修。平面布置的原则(5)产生臭气和噪声的的辅助构筑物和辅辅助建筑物应注意意其对周围环境的的影响。特殊构筑筑物的距离符合要要求。(6)各种管线应全面安安排，避免相互干干扰，可考虑设置置管廊。水管避免免迂回曲折，做到到水流通畅(7)道路位置和宽度设设置合理，各构筑筑物和建筑物设置置必要通道，满足足物品运输、日常常操作和管理维修修需要。(8)绿化面积不少于全全厂面积30%。污水厂应设置通向向各构筑物和附属属建筑物的必要通通道。通道的设计计应符合下列要求求：一、主要车行道的的宽度：单车道为为3.5m，双车道为6～7m，并应有回车道道；二、车行道的转弯弯半径不宜小于6m；三、人行道的宽度度为1.5～2m。四、通向高架构筑筑物的扶梯倾角不不宜大于45度。五、天桥宽度不宜宜小于1m。注意事项方案比较可调整各处理构筑筑物的个数均匀配水妥善安排管线设置计量设备道路宽度平面布置图(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污水处理厂工艺平平面图1＃图纸一张；比例：1：500；图签：大小、格式式统一；线型：粗：0.6mm，中：0.4mm，细：0.2mm；字体：不限（本次次设计不限）字高：3mm，4.5mm，7.5mm；标注：建筑标注格格式，格式、符号号、字体统一；平面图形完整，道道路、分区、平面面布局合理顺畅，，构、建筑物编号号，编制构建筑物物一览表；主要工艺管线完整整准确，管线区分分明确，走向合理理厂区给排水管线，，图纸设计说明；；第四节污污水厂的高程设计计水头损失为两构筑筑物之间的水面高高差。如进水沟道和出水水沟道之间的水位位差大于整个处理理厂需要的总水头头，则厂内就不需需设置废水提升泵泵站；反之，就必必须设置泵站。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：1、污水流经各处理理构筑物的水头损损失2、污水流经连接前前后两处理构筑物物管渠的水头损失失3、污水流经水设备备的水头损失高程布置一般原则则：水力计算时，应选选择一条距离最长长、水头损失最大大的流程进行计算算，应适当留有余余地。原则上应以最大设设计流量计算，对对大中型的处理厂厂，按设计平均流流量计算，应留有有充分的池面超高高，同时构筑物之之间的联结管渠应应按最大设计流量量设计。高程计算时，经常常以受纳水体的最最高水位或下游用用水的水位要求作作为起点，由下游游倒推向上游计算算，以使处理后的的废水在洪水季节节也能够自流排出出，使总提升泵房房的扬程最小。高程布置和平面布布置时，都应注意意废水处理流程与与污泥流程的相互互协调，应尽量减减少提升的污泥量量。纵断高程图所采用用的比例：纵向1:100，横向1:500-1:1000。6污水流经处理构筑筑物的水头损失，，主要产生在进口口、出口和需要的的跌水处，而流经经处理构筑物本身身的水头损失则较较小。7避免处理构筑物之之间跌水等浪费水水头的现象，充分分利用地形高差，，实现自流。8在计算并留有余量量的前提下，力求求缩小全程水头损损失及提升泵站的的扬程，以降低运运行费用。9考虑远期发展，水水量增加的预留水水头10计量设施的水头损损失：一般污水水处理厂进、出水水管上计量仪表中中水头损失可按0.2m计算。⑧构筑物连接管（渠渠）的水头损失，，包括沿程与局部部水头损失，可按按下列公式计算确确定：式中：h1－沿程水头损失，，m；h2－局部水头损失，，m；i－单位管长的水头头损失(水力坡度)，根据流量、管径径和流速等查阅《给水排水设计手册册》获得；L－连接管段长度，，m；ξ－局部阻力系数，，查阅《给水排水设计手册册》获得；g－重力加速度，m/s2；v一连接管中流速，，m/s。污水处理构筑物的的水头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处理构筑物之间连连接管道渠水力计计算表如下：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(1)构筑物(2)池底、池顶、水面面、地面高程(3)比例尺（横向1：500---1：1000，纵向1：50---1：100）连接沟道的水力计计算污水处理厂的设计计和计算一、确定污水处理厂的的

设计水质二、确定污水处理理厂的设计水量平均日流量（m3/d）：这种流量一般用于于表示污水处理厂厂的公称规模，用用以表示处理总水水量。计算污水处理厂的的年抽升电耗和耗耗药量。计算产生并处理的的污泥总量。设计最大流量（m3/h或L/s）：污水处理厂的进水水管的设计用此流流量。当污水处理理厂的进水是用水水泵抽升时，则用用组合水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。污水处理厂的各处处理构筑物（除另另有规定外）及厂厂内连接各处理构构筑物的管渠，都都应满足设计最大大水量的要求。考虑到最大设计流流量持续时间较短短，当曝气池的设设计反应时间在6小时以上时，可采采用时平均流量为为曝气池的设计流流量。降雨时的设计流量量（m3/h或L/s）这一流量包括旱天天流量和截留n倍的初雨水流量。。用这一流量校核核初沉池以前的处处理构筑物和设备备。三、选择厂址1、厂址必须位于集中给水水源下游游，并应设在城镇、、工厂厂区及生活活区的下游和夏季季风向的下风向，为保证卫生要求，，厂址应与城镇、、工厂的厂区及农农村居民点保持300m以上的距离，但也也不宜太远，以免免增加管道长度，，提高造价。2、当处理后的污水水或污泥用于农业业、