第二章污水处理工程总体设计

第二章污水处理厂总体设计一、污水处理厂设计的内容及原则二、污水处理厂厂址的选择三、污水处理厂规模和处理程度的确定四、污水处理工艺流程的确定五、污水处理工程的方案比较一、污水处理厂设计的内容及原则污水处理厂的设计内容

主要包括以下内容：污水处理厂厂址选择处理工艺流程设计说明处理构筑物型式选型说明处理构筑物或设施的设计计算主要辅助构（建）筑物设计计算主要设备设计计算及选择污水处理厂的设计内容污水厂总体（平面和高程）布置及厂区道路、绿化和管线综合布置各处理构（建）筑物、主要辅助构（建）筑物、非标设备设计图绘制编制主要设备及材料表（1）污水处理工程设计应遵循近远期工程规划相结合的原则，进行综合考虑在确定了污水厂的规模、数量、流程与厂址等总体规划后，应结合实际统筹安排；一般宜采取一次设计，分期建设的方法，设计应为今后发展预留改扩建的条件。（2）因地制宜合理发展简易、低耗、高效的污水处理系统如有可利用的池塘、沼泽、山谷、旧河道等废弃土地，可采用稳定塘与土地处理等生态处理系统。2.

污水处理工程设计的基本原则2.

污水处理工程设计的基本原则（3）工业污水必须在厂内进行无害化与必要的预处理达标后排入水体或污水收集系统（4）设计必须符合适用的要求，即保证污水处理后达到排放要求选择的处理工艺流程、构筑物型式、主要设备、设计标准和数据等应最大限度地满足生产需要，以保证达到符合国家排放标准的出水水质。（5）设计所采用各项设计参数必须可靠必须遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数；对于新工艺、新技术，要认真考查，应采用成熟可靠的先进技术（6）设计要符合技术先进、经济合理的原则总体布置与单体设计等应尽可能降低工程造价和运行管理费用；在经济合理的前提下，尽量采用先进可靠的工艺、技术与设备。（7）设计要考虑安全运行的条件如对重要设施应考虑双电路供应，为防止突发事件或雨季影响污水厂正常运行，应适当设置分流设施、超越管线等安全溢流措施。（8）应适当考虑厂区的美观和绿化2.

污水处理工程设计的基本原则二、污水处理厂厂址的选择1、厂址选择依据①当地资源情况②收纳水体功能划分类别、污染物自净情况③城市或企业总体规划④自然条件：气象、地质地形条件

（1）为保证环境卫生防护的要求，厂址与居住点，规划居民区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，要根据具体情况与环保规划部门协商确定，一般应不小于300m

（2）厂址必须位于集中取水水源地的下游，距离不小于500m，并应设在区域或工厂厂区及生活区的主导风向（夏季）的下风侧（3）本着节约用地的原则，应尽可能利用废弃地，少占或不占农田。充分利用地形，特别是有适当坡度的地形，便于污水和污泥处理流程有自流的可能，尽量减少水头损失，降低能耗，减少土方量，降低工程造价及运行费用。

2、厂址选择需遵循的原则

另外，处理后的污水、污泥需回用时，应选择与用户距离较近或交通方便的地方（4）有条件情况下，厂址尽量选择工程地质好，地下水位较低的地方，便于施工和降低工程造价（5）除稳定塘等土地处理工艺外，厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼地；靠近水体的处理厂，要考虑汛期不受洪水的威胁。地下水位较高时应考虑防渗措施，以及构筑物的抗浮设计（6）根据地区或企业总体规划，厂址选择应考虑远期发展的可能性，并留有扩建余地2、厂址选择需遵循的原则三、污水处理厂的规模和处理程度的确定1．污水处理规模的划分

按投资额（元）划分：

ABCDE城市污水厂≥10亿5--10亿1--5亿0.5--1亿≤0.5亿工业污水站≥1000万500--1000万100--500万10--100万≤10万

按处理污水量（m3/d）划分：

ABCDE城市污水厂≥100万50--100万10--50万5--10万≤5万工业污水站≥1万2000--1万1000--2000500--1000≤500Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类50--100万20--50万10--20万5--10万小于5万大规模中规模小规模《城市污水处理工程项目建设标准》中将城市污水处理工程规模划分为：1．污水处理规模的划分2．污水处理规模的确定

污水设计流量的计算方法（以城市污水处理厂为例）

城市污水的主要来源：城市居民生活污水（含公共设施、商业用水）工业生产废水和企业生活污水、淋浴污水地下水的渗入量（地下水位高时应考虑）

污水流量一般不稳定，而且呈逐年增大趋势，要合理确定其流量必须进行充分的调查研究和必要的实地测量，综合考虑各种情况后合理确定。

推荐一组污水量计算公式

（污水厂工艺设计手册）⑴居民生活污水设计最大流量Q1（L/S）

式中

n—生活污水定额（L/d.人）

N—设计人口数，人

Kz—总变化系数Kz=K1*K2（日变化系数*时变化系数）其中，n—生活污水定额（L/d*人），可参考城市规模取值：

特大城市（人口>100万）：180—290（或120—180）大城市（人口50—100万）：160—265（或100—160）中小城市（人口<50万）：145—240（或85—145）注：括号内定额不含公共市政用水，南北方差异较大，南方取高值，北方取低值。

N—设计人口数，可采用以下方法估算：——主要适于人口发展缓慢的特大城市式中，

Pn—n年后的人口数，人

P0—现在的人口数，人

n—现在到设计年限的年数，年

a—每年增长的人数，人/年，

Pt—现在到t年前的人口数，人①等差数列推算法：⑴居民生活污水设计最大流量Q1②等比数列推算法：——适于人口增长速度较快的中小城市式中，r—每年人口的增长比率，其他参数同前③幂函数推算法：式中，A、a均为常数（可用最小二乘法求算）——适于大多数城市（推算值介于前两者之间）⑴居民生活污水设计最大流量Q1K1—日变化系数，一般取1.25~1.43K2—时变化系数，大中城市K2=1.3~1.8

小城市或旅游城市K2=1.5~2.0

Kz也可根据流量选取：平均日流量（L/S）51540701002005001000

Kz2.32.0

1.81.71.61.51.41.3

——流量介于两者之间可用内插法计算KzKz—总变化系数Kz=K1*K2⑴

居民生活污水设计最大流量Q1（2）工业企业生活污水及沐浴污水设计最大流量Q2

采用经验值估算：

一般车间：每班每人污水量定额25L，淋浴污水40L

热车间：每班每人污水量定额35L，淋浴污水60L

采用经验公式计算：（L/S）N1、N2—

分别为一般车间和热车间的最大班职工人数N3、N4—

分别为一般车间和热车间的最大班淋浴人数

T—每个班次的工作小时数式中，（3）工业生产废水最大设计流量Q3

可按单位产品耗水量或万元产值耗水量计算，或按实测排水量计算；若设计区内无用水大户，可按500m3/d.km2估算工业废水量

按单位产品耗水量计算：（L/S）

m—单位产品的废水量定额（L/单位产品），可查表选取M—每天产品数量

T—每日生产小时数Kg

—工业废水量总变化系数式中,冶金化学纺织食品皮革造纸1.0-1.11.3-1.51.5-2.01.5-2.01.5-2.01.3-1.8

Kg=

日变化系数时变化系数其中，日变化系数一般较小，可取1

时变化系数可实测，也可参照下表选取：（3）工业生产废水最大设计流量Q3（5）污水设计最大流量Q

—有些地区要考虑初期雨水量（合流制、半合流制）（4）地下水渗入量Q4（地下水位高时考虑）

①

平均日流量（m3/d）—

表示工厂规模及主要经济指标计算（电耗量、耗药量、总泥量、处理总水量、单位水处理成本）

②

最大日/时流量（m3/h或m3/s）—

管渠尺寸设计、泵站设计、风机选型以及处理厂各构筑物设计计算（水力停留时间大于4~5小时除外）③平均日/时流量（m3/h）—当构筑物的水力停留时间大于4h时，该构筑物及其以后的构筑物按此流量设计计算（通常为二级处理设施以后的部分）（6）城市污水设计流量表示方法

④降雨时设计流量（m3/h）—考虑初期雨水量—用于计算沉淀池及以前设施（此时初沉池的停留时间不小于30min，正常情况下初沉池的停留时间为1~2h）

⑤当污水厂分期建设时，设计流量采用各期设计流量（6）城市污水设计流量表示方法

3．污水处理厂进出水水质的确定

一般城市的综合排水系统，接纳的生活污水约占总污水量的45～60%，因此，城市污水具有生活污水的特征。城市污水的水质随接纳的工业污水量和性质的不同而有所变化。城市污水处理的基本去除对象：BOD5、SS和大肠杆菌，当接纳水体对水质COD、N、NH+4-N、P等指标有要求时（如湖泊、海湾等），也应考虑适当的处理方法。

主要指标高浓度中等浓度低浓度BOD5400200100SS350220100TN854020TP1584典型的生活污水水质指标（mg/L）可参照下表选取：①

生活污水

我国《室外排水设计规范》指出，城市污水的设计水质在无资料时，生活污水BOD5、SS分别按20~35g/人.d、35~55g/人.d计算。（1）设计进水水质②工业废水工业废水的设计水质按企业实际排水水质数据计算，由当地环保或市政部门提供，或按单位产值污染负荷量计算（查表选取）③城市污水厂设计进水水质

根据生活污水和工业废水所占比例加权计算，确定设计进水水质范围，并根据城市污水水质常年监测资料进行对比，参考重点工业企业污染源监测资料，确定污水处理厂设计进水水质范围。（1）设计进水水质（2）出水水质标准

根据处理后的污水所排入的收纳水体不同，或进行回用，应处理到相应的水质标准。常用的出水水质标准有：《污水综合排放标准》（GB8978—1996）《地面水环境质量标准》（GB3838—88）《生活杂用水水质标准》（GJ25.1—89）《农田灌溉水质标准》（GB5084—92）

其中《污水综合排放标准》应用最为广泛，该标准在控制污染物排放浓度基础上，对重点行业增加了排污总量的控制，使污水综合治理更加科学有效。4．污水处理程度的确定可按下式计算：式中，

i—污水某水质项目（如BOD5、SS等）需处理的程度,%Sio—

污水某水质项目进水指标，mg/L

Sie—

污水某水质项目出水指标，mg/L—

污水处理程度的确定，是确定污水处理工艺流程的重要参考依据四、污水处理工艺流程的确定

污水处理工艺流程是指对污水处理所采用的一系列处理单元的组合形式，其排列顺序是先易后难，一般将处理工艺流程分为：一级处理、二级处理和深度处理。通常与厂址选择同时进行，其主要依据是进水水质、处理程度及当地自然条件等

1．确定污水处理流程需要考虑的因素

⑴污水处理程度的要求

一般主要针对BOD5、SS：一级处理+二级生物处理

对N、P有处理要求时：二级处理应采用脱氮除磷工艺

处理水若回用：需进行深度处理⑵处理规模和原污水水质水量的变化规律

某些处理设施（如完全混合曝气池、生物膜法、竖流沉淀池等）只适于水量不大的小型污水厂。因此，处理流程需与处理规模相适应污水水质水量变化很大时，处理流程需考虑对水质水量的调节（如设调节池）或选用抗冲击负荷能力强的处理工艺⑶新工艺、新技术的试验资料或类似污水厂的运行资料

采用新技术，应做到技术上先进可靠，经济上高效节能对于新工艺新技术的设计，应对其设计参数和技术经济指标进行合理精心的选择1．确定污水处理流程需要考虑的因素

⑷工程造价和运行费用采用多方案比较，在满足处理要求的前提下，优先选择基建投资少、运行费用低的工艺流程

⑸当地的自然条件当地的地形、气候、水资源等自然条件，也对废水处理工艺的选择有很大影响如：当地有废弃的旧河道、池塘、洼地、河滩、沼泽地等，可优先考虑造价低廉的稳定塘处理工艺；太冷太热的地区，不适合采用生物滤池和生物转盘工艺。当地的水文地质、建材与电力供应等情况也是需考虑的因素1．确定污水处理流程需要考虑的因素⑹运行管理与施工如采用技术密集、运行管理复杂的处理工艺，对管理人员的技术水平要求高，因此，应充分论证慎重选择地下水位高与地质条件较差的地区不宜选择施工难度大的处理构筑物⑺资金筹措、自控水平、污泥的处理与利用等也是工艺流程选择时不可忽视的因素1．确定污水处理流程需要考虑的因素2．城市污水处理工艺的典型流程原污水→→→→→→→→→→→

生物处理（活性污泥法或生物膜法）

水泵

格栅

沉砂

均化

初沉

二沉

物化处理及生物处理

消毒

排放或回用

消化

脱水

外运

二沉污泥

初雨径流

沉砂处理

栅渣处理

上清液

初沉污泥

回流污泥

一级处理

二级处理

三级处理

初雨径流

城市污水处理工艺典型流程城市污水处理去除的主要污染对象是：BOD5、SS、N、P等其典型工艺流程：

一级处理主要是：格栅、沉砂池、初沉池，去除SS约50%，BOD530%

二级处理主要是：生物处理（活性污泥法或生物膜法）、二沉池去除SS80%，BOD5约90~95%

三级处理主要是：物化处理(混凝、吸附、离子交换、萃取等)、消毒，进一步去除SS和BOD5及回用

其中三级处理一般城市污水厂不设置，只有处理后的污水需回用时才考虑

2．城市污水处理工艺的典型流程3．城市污水处理构筑物的选型（1）一级处理构筑物的选型

格栅按清渣方式分为两种：

机械格栅：自动化程度高、清渣量大、卫生条件好、劳动强度小，但投资大、运行费用高，主要适用于大中型处理厂

人工清渣格栅：操作维护简单、运行费用低，但卫生条件差、劳动强度大，适于小型处理厂，应用较少3．城市污水处理构筑物的选型

按其用途可分为三种：

粗格栅：保护入流设施，截留粗大漂浮物，栅条间距：

50~100mm

中格栅：保护污水提升泵，栅条间距：10~40mm(一般为

25mm)

细格栅：保护曝气扩散器或填料等装置，栅条间距：3~10mm3．城市污水处理构筑物的选型

沉砂池

常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、钟式（旋流式）沉砂池。三者的技术特点及适用条件如下：

平流沉砂池：构造简单，沉砂效果较好且稳定，运行费用低，重力排砂方便。但沉砂中含有机物高，不易脱水，施工相对困难，适用于中小型污水厂

曝气沉砂池：构造简单，沉砂效果较好，沉砂易于脱水，有预曝气作用，机械排砂。但占地面积大，投资大，运行费用较高，主要用于大中型污水厂3．城市污水处理构筑物的选型

钟式（旋流式）沉砂池：沉砂效果较好（重力+离心力沉砂）且可以调节，适应性强，占地少，投资省（有定型系列产品）。但其结构复杂，运行费用高，适用于大、中、小型污水厂

沉淀池常用的沉淀池有平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池和斜板沉淀池。各种沉淀池的性能特点及应用如下：

平流式沉淀池：沉淀效果好，耐冲击负荷，单灰斗造价低；但其配水不易均匀，多斗式构造复杂，造价高，排泥操作麻烦；主要适于地下水位高，大中小型污水厂3．城市污水处理构筑物的选型

辐流式沉淀池：沉淀效果较好，周边配水时容积利用率高，排泥设备成套性能好，管理方便；但中心进水时不易均匀，机械排泥系统复杂，安装要求高，进出配水设施施工困难。适于地下水位高，大中型污水厂

竖流式沉淀池：排泥系统简单，排泥方便，占地面积小；但池高径比大，施工较困难，抗冲击负荷能力差，池径大时布水不均匀；适于地下水位低，小型污水厂

斜板式沉淀池：沉淀效果好，停留时间短，占地面积小，维护方便；结构较复杂，造价较高；适于地下水位低，小型污水厂

3．城市污水处理构筑物的选型（2）二级处理构筑物的选型

城市污水二级处理的主要方法有活性污泥法和生物膜法两类，每类又有很多工艺形式，选用时应根据城市污水的特点及要求充分论证后合理确定。

①活性污泥法活性污泥法的运行工艺有很多形式，常用的有：传统活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、延时曝气活性污泥法（又称氧化沟）四种。其性能特点及适用条件如下：3．城市污水处理构筑物的选型

传统活性污泥法：BOD5去除率高（90~95%），构造简单，管理方便；但占地面积大，投资高，产泥多且稳定性差，抗冲击能力较差，运行费用较高；适于出水要求高的大中型污水厂

吸附再生活性污泥法：占地少，投资省，构造简单，管理维护方便，抗冲击负荷能力较强，运行费用低；但BOD5去除率不高（80~90%），产泥量大且稳定性差；适于悬浮性有机物含量高的大中型污水厂3．城市污水处理构筑物的选型完全混合活性污泥法：抗冲击负荷能力强，运行费用较低，占地不多，投资较省；但BOD5去除率不高（80~90%），结构较复杂，设备维修量大，污泥易膨胀；适于有机物浓度高的中小型污水厂氧化沟法：BOD5去除率高（95%以上），有较高脱氮效果，系统简单，管理方便，产泥量少且稳定性好；但占地面积较大，投资较高，运行费用较高；适于悬浮性BOD5浓度低，需要脱氮的中小型污水厂随着城市污水厂出水中N、P控制标准的提高（为了防止纳污水体富营养化），具有脱氮除磷的处理工艺得到广泛应用。

3．城市污水处理构筑物的选型

常见的脱氮除磷工艺有：

生物脱氮工艺（A1-O法）生物除磷工艺（A2-O法）生物除磷脱氮工艺（A2-O法）

SBR工艺氧化沟工艺3．城市污水处理构筑物的选型

生物脱氮工艺（A1-O法）：该工艺将曝气池分为两段，前段缺氧池A1：DO≤0.5mg/L，水力停留时间0.5~1h，后段好氧池O：DO≥2.0mg/L，水力停留时间2.5~6h；将好氧段出水，部分回流到缺氧段，在微生物作用下使硝态氮还原成N2从水中逸出，完成脱氮。进水格栅沉砂池初沉池缺氧池好氧池二沉池出水

剩余污泥硝化液回流N2基本工艺流程：

处理效果：

BOD5、SS去除率90~95%，

TN去除率70%以上（与回流比及温度有关），适宜温度20—30℃，低温脱氮效果明显下降；

特点：由于反应池停留时间增加，池容增大，增加了内回流系统及搅拌设备，扩大了鼓风曝气系统，从而使基建费用提高，运行费用增加，总用电量提高50%以上。

适用条件：A1-O法主要适用于大中型污水厂3．城市污水处理构筑物的选型

生物除磷工艺（A2-O法）：3．城市污水处理构筑物的选型进水格栅沉砂池初沉池厌氧池好氧池二沉池出水

剩余污泥回流污泥

该工艺将曝气池分为两段，前段厌氧池A2：DO≤0.2mg/L，水力停留时间1~2h，后段好氧池O：DO≥2.0mg/L,水力停留时间2~4h；微生物（聚磷菌）在厌氧条件下将细胞中的磷释放，然后进入好氧状态，能够摄取更多的磷，即利用其对磷的过量摄取能力将含磷污泥以剩余污泥的方式排除，从而降低出水中磷的含量。基本工艺流程：3．城市污水处理构筑物的选型

除磷效果：与剩余污泥量即污泥龄有关，据有关数据显示：

污泥龄为30d时，除磷率为40%

污泥龄为17d时，除磷率为50%

污泥龄为5d时，除磷率为87%污泥龄越短，除磷率越高，因此，污泥龄一般取5~10d特点：比常规活性污泥法池容增大，增加了污泥回流系统及搅拌设备，从而使基建费用提高，运行费用增加。适用条件：

A2-O法主要适用于大中型污水厂3．城市污水处理构筑物的选型

生物除磷脱氮工艺（A2-O法）：进水格栅沉砂池初沉池厌氧池缺氧池好氧池二沉池出水内回流回流污泥

剩余污泥

该工艺将曝气池分为三段，厌氧池+缺氧池+好氧池，为前两种工艺的组合形式，能同时脱氮除磷，其控制参数与前类似。基本工艺流程：3．城市污水处理构筑物的选型

处理效果：BOD5、SS去除率90~95%，

TN去除率70%以上，

TP去除率为90%；

特点及应用：由于其基建费、用电量及运行费用均较高，该工艺主要适于纳污水体对水质要求很高时（包括除磷脱氮）的大型污水处理厂。3．城市污水处理构筑物的选型

SBR工艺：进水格栅沉砂池SBR反应池消毒池出水

污泥浓缩脱水处置

在SBR反应器的一个运行周期（进水、反应、沉淀、排水、待机）中，能够灵活设置厌氧、缺氧和好氧条件，实现除磷脱氮的目的。

处理效果：BOD5、SS去除率95%以上，

TN、TP去除率根据要求和实际操作条件而定；基本工艺流程：3．城市污水处理构筑物的选型

特点：由于该系统流程简化，无需设调节池、初沉池、二沉池及污水污泥回流系统，其基建费、运行费较低，维护管理方便，且其抗冲击负荷能力强，污泥不易膨胀，很有发展前景。

适用条件：多用于中小型污水处理厂。

氧化沟工艺：进水格栅沉砂池氧化沟二沉池出水回流污泥

剩余污泥

机械曝气基本工艺流程：3．城市污水处理构筑物的选型

在氧化沟中，由于采用机械曝气机，沿沟的长度方向DO不断变化，呈现出好氧区缺氧区好氧区缺氧区….的交替变化，具有很高的脱氮效率，并具有一定的除磷效果。

处理效果：BOD5、SS去除率95~99%，

TN去除率90%左右，

TP去除率为50%左右，投加适量铁盐，除磷率可达95%；

特点：由于该系统流程较简单，可省去调节池、初沉池、污泥消化池及污水回流系统，其基建费、运行费较低，维护管理方便，且其抗冲击负荷能力较强，污泥稳定，应用效果较好。

适用条件：广泛用于中小型污水处理厂。3．城市污水处理构筑物的选型②生物膜法—适于小型污水厂或工业污水处理

生物膜法的处理工艺有：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法三种形式。他们在工艺构造、运行管理、要求的水质与环境条件、配套设施等方面均有很大差异，其性能特点及适用条件如下：

生物滤池—污水喷洒流过填料层，自然通风供氧

特点：投资少，运行管理费用低，省电、处理效果好；但占地面积大，卫生条件差，滤料易堵塞，不适于低温环境。

应用：仅适用于低有机物浓度，低悬浮物浓度的小型污水厂3．城市污水处理构筑物的选型

生物转盘—好氧、缺氧、厌氧状态都存在，交替出现，主要去除BOD5，也有一定脱氮除磷效果

特点：构造简单，动力消耗低，抗冲击负荷能力强，操作管理方便，污泥量少且稳定性好，具有生物除磷脱氮的效果；但转盘数量多，材料贵，水深较浅，占地面积大，基建投资大，处理效果易受环境条件影响，卫生条件差。

应用：适于气候温和地区，小水量的污水厂，我国主要用于工业废水处理（化学纤维、石油化工、印染、皮革、煤气发生站等）

生物接触氧化法—填料浸泡在水中，机械鼓风供氧

特点：处理能力较大，占地少，抗冲击负荷能力强，污泥量少且较稳定，不需污泥回流，出水水质较好；但运行费用较高，布水布气不易均匀，填料价格贵，易堵塞。

应用：适用于悬浮性有机物浓度低的中小型污水厂，特别适于城镇、生活小区、别墅、旅游景点等污水处理。3．城市污水处理构筑物的选型

（3）三级处理工艺的选择

城市污水一般经二级处理后达标排放，如要满足更高的要求或进行回用，则需进行三级处理。城市污水三级处理，又称为深度处理，其主要处理目的：

①去除水中残有的悬浮物，脱色脱臭，改善水质②进一步降低BOD5、COD、TOC，使水质稳定

——要达到①②目的要求，可采用过滤、混凝、吸附及臭氧氧化等技术；3．城市污水处理构筑物的选型3．城市污水处理构筑物的选型

③脱氮除磷（二级处理中未考虑的）

——要满足③的要求，通常与二级处理结合起来一起运行④消毒灭菌，去除水中有毒有害物质

——要满足④的要求，可用臭氧氧化、液氯或次氯酸钠消毒、紫外线消毒。

混凝、吸附、过滤方法的技术经济指标比较如下表：

方法SS去除率BOD5去除率COD去除率投资运行成本占地面积管理要求混凝70%40%25%低中大简单吸附90%90%80%高高大复杂过滤65%35%20%中中中复杂3．城市污水处理构筑物的选型3．城市污水处理构筑物的选型

常用消毒方法性能及应用比较：方法优点缺点适用条件液氯消毒效果可靠稳定，设备简单，造价、运行费用低可能形成有害的氯化有机物大中型污水厂漂白粉消毒漂白粉直投设备简单，运行控制简单，造价低含氯量低，用量多小型污水厂臭氧氧化效率高并能降解有机物、色、味等，接触时间短，不受pH和温度影响，不产生有害的副产物设备复杂，投资高，耗电多，运行费用高，须避免残余臭氧纳污水体卫生要求高的大中小型污水厂紫外线消毒效率高，接触时间短，无气味产生，不改变水的物理性质耗电多，运行费用高，照射灯具消耗较高小型污水厂4.工业污水处理工艺及其选择

工业污水的处理目标：

①直接排入受纳水体：应满足《污水综合排放标准》

②排入城市污水系统：应先达到《污水综合排放标准》，参考《污水排入城市下水道水质标准》(GB343—2010)

③重复使用：若作为建筑、道路、绿化杂用水，应符合《生活杂用水标准》，若作为工厂生产循环用水、冷却水，则应达到相应的水质标准。预处理一级处理二级处理三级处理其他利用保护区水体河流工厂城市污水系统回用

工业污水处理的基本工艺路线：

该工艺流程反映出不同的处理水去向及处理程度。当污水处理要求低时，预处理及三级系统可能不需要。确定工业污水处理工艺时，应根据水质指标和处理要求，参考类似企业污水的处理工艺及运行效果，若无类似治理工程可参考，最好通过试验来确定要选的处理工艺。

⑴工业污水一般处理流程

预处理→一级处理→二级处理→三级处理

①

预处理

A.格栅或筛网，捞毛机等：除去悬浮物

B.调节池（均化池）：调节水质水量，必要时增加沉淀作用

C.隔油池或除油池：除去浮油或重油

D.沉砂池或水力旋流分离器：除去砂等密度大的杂质

E.吹脱塔：除去一些易挥发成分，如氨、氰化物等

F.冷却池：降低水温并起沉淀作用

G.加热塔（池）：若一级采用厌氧反应器，需维持较高温度时采用

⑴工业污水一般处理流程

②

一级处理

A.沉淀池或混凝沉淀池：去除悬浮物和胶体

B.中和池或中和沉淀池、中和滤池：主要调节pH，还可去除部分悬浮物

C.化学沉淀池：去除重金属离子、溶解性无机盐、有机物

D.气浮池：去除浓度较高的乳化油，或密度较小的悬浮物

E．厌氧反应装置：主要降解高浓度（BOD5≥1000mg/L）有机污染物，改善污水可生化性。如水解酸化池（有机物浓度相对较低时，去除率30~50%），厌氧反应装置（UASB、UF、UBF等—有机物浓度相对较高时，BOD5≥1000mg/L，去除率90%左右）

⑴工业污水一般处理流程

③二级处理A.好氧生物处理：如活性污泥法或生物膜法，去除低浓度(BOD5＜1000mg/L)的悬浮态，胶态，溶解态的有机污染物。B.过滤、微滤等：进一步去除细小悬浮物和胶体C.化学氧化或还原：如臭氧氧化，电解等。去除一些生物法不能去除的重金属离子和无机盐。

⑴工业污水一般处理流程

④三级处理生物氧化塘，污水土地处理系统：除去可溶性有机物。A-O或A-A-O工艺：对氮和磷有更高处理要求时采用的活性污泥法。化学氧化或还原：如臭氧化，药剂还原，电解等。作用对象同二级处理。离子交换：去除溶解盐（阴、阳离子）吸附：去除可溶性有机物、重金属盐等电渗析、反渗透、超滤等：进一步除去溶解盐、大分子物质和超微细颗粒

⑴工业污水一般处理流程重点介绍四类典型工业废水：

重金属废水、含油废水、无机废水及有机废水①重金属废水的处理重金属废水主要来自于冶金、机械、电镀、化工等生产过程。这类废水会有金属离子、粉尘、细小金属杂质、还可能会有油类。一般金属离子：锌、铁、铜、锡毒性大的重金属离子：铬、镉、汞、钴、砷、铅、镍金属离子

（2）各类工业废水的处理路线该类废水中无机性粉尘或金属杂质，可用沉淀或过滤方法去除金属离子则需要化学法或物化法进行处理重金属废水处理工艺选择时，可考虑如下要点：A.预处理：常采用格栅、隔油沉淀池，主要目的是拦截漂浮物，分离浮油、沉淀去除重油以及大颗粒金属杂质。B.一级处理：常用沉淀、混凝沉淀方法。主要去除悬浮性无机粉尘，细小金属杂质，通过混凝沉淀（如用石灰乳和碱式氯化铝联合混凝）可去除部分重金属离子（如铅、铬、镉、铜等）

（2）各类工业废水的处理路线C.二级处理：常用过滤、化学还原、电解还原方法若还有部分微小悬浮物未去除，可用过滤法除去。一级处理后

溶解性重金属离子若不能由混凝、化学沉淀法去除则可考虑将其还原成低价离子或金属去除：如Cr6+还原法处理

Cu2+及Hg2+的铁屑还原法处理D.三级处理：常用吸附、离子交换、电渗析等方法：去除二级处理未能去除的溶解性重金属离子。

（2）各类工业废水的处理路线

②含油废水的处理

主要来源：石油、石油化工、轻工、钢铁、焦化、机械加工等生产过程石油、石油化工、轻工生产排放的一般为含油有机废水：先除油，再以生化处理方法处理有机废水钢铁、焦化、机械加工排放的一般为含油无机废水，含油浓度不太高，先除油，再按无机废水的处理工艺处理。

（2）各类工业废水的处理路线浮油、分散油：可用隔油池，依靠油自身上浮聚集来去除，也可用气浮法去除。乳化油：首先要破乳（破坏液滴界面上的稳定薄膜，使油水得以分离，如投加破乳剂、搅拌、震荡等方法）消除乳化剂的作用，乳化油可转化为浮油，再用气浮等方法去除。溶解油：一般方法难以去除，但其含量很低（油品在水中的溶解度非常低，通常只有几mg/L）一定要处理时，可用吸附法。

油在水中可能以浮油、分散油、乳化油和溶解油等形式存在。不同形式的油应采取不同方法去除：

（2）各类工业废水的处理路线

③无机废水的处理主要来源：无机化工（化肥、硫酸、氯碱工业等）、机械、建材、木材加工、烟草等行业主要污染物：酸或碱、悬浮物、溶解盐等酸或碱：可用中和法（中和沉淀法）处理，酸或碱浓度高时，应考虑回收利用碱性中和剂：石灰、电石渣、石灰石等，有时也用苛性钠、碳酸钠酸性中和剂：废酸、粗制酸、烟道气中和常用药剂悬浮物或胶体：可用沉淀、混凝、过滤等方法去除溶解盐：主要依靠吸附、离子交换、电渗析、反渗透等法

（2）各类工业废水的处理路线④有机废水的处理有机废水来源广泛，差异很大，常用分类方法有：高浓度有机废水（BOD5≥1000mg/L）低浓度有机废水（BOD5＜1000mg/L)

易生化（BOD5/COD＞0.45)

可生化（0.3＜BOD5/COD＜0.45)

难生化（0.25＜BOD5/COD＜0.3）不可生化（BOD5/COD＜0.25）按浓度分按有机污染物的可生化性分

（2）各类工业废水的处理路线

A.易生化有机废水的处理来源：食品工业、农牧产品加工业（如啤酒、酒精、屠宰、肉类加工、淀粉、制糖加工等）特点：有机污染物浓度较高，有机毒物少，无机盐类少。处理工艺：常用沉淀

厌氧

好氧的工艺流程浓度很高时，需用厌氧装置处理+好氧生物处理浓度很低时，仅用好氧生物处理即可两者之间，可用厌氧水解（酸化）+好氧生物处理

（2）各类工业废水的处理路线

B.可生化有机废水的处理特点：有机污染物浓度较高，可生物降解，但会含有有毒污染物。如制药废水中的抗生素残留物，化工废水中的油、溶媒等基本处理路线：预处理

厌氧

好氧去除一些有害物质改善难降解有机物的可生化性预处理方法：混凝沉淀、气浮、中和、化学氧化、水解酸化等预处理目的

（2）各类工业废水的处理路线例如：制药废水处理的基本工艺流程废水调节池预处理厌氧反应器好氧沉淀后处理出水达标排放生活污水预处理回流水或稀释水污泥处理投药投药曝气某厂抗生素废水治理工艺丁醇废水调节池水解酸化池厌氧UASB接触氧化池混凝沉淀池活性炭吸附塔出水

（2）各类工业废水的处理路线

C.不可生化有机废水的处理不可生化有机废水包括：含可生化成分，但有机、无机有害物质及无机盐比例高。如染料、造纸、制革废水等废水中的有机物无法生物降解，如农药、涂料、草浆黒液等废水染色废水格栅调节池水解酸化池生物接触氧化混凝沉淀脱色排放（生物流化床）（混凝气浮）例如：棉混纺织物染色废水处理工艺之一对于第一类废水，处理路线同B，只是预处理过程需强化吸附臭氧氧化

（2）各类工业废水的处理路线对于第二类废水，应通过化学方法（强氧化、催化氧化）、物化方法（吸附、萃取）和其他方法（湿式氧化、焚烧等）处理例如：甲基1605合成废水处理工艺

废水→沉淀隔油池→酸解反应锅→冷凝、过滤→中和池→废水池→萃取反应锅→调节池→曝气池→排放

含盐染料废水流化焚烧工艺

液碱含盐染料废水贮槽废气洗涤塔喷雾流化造粒床污盐粒流化焚烧炉清水焚烧盐溶盐罐混合卤过滤，除去炭渣、（制成干燥的污盐粒）

（高温碳化）（制成混合卤)清卤再蒸发结晶回收盐浓缩废水

（2）各类工业废水的处理路线五、污水处理工程的方案比较

在确定工艺流程时，在满足预期处理效果的前提下，应至少选择两个处理方案，并进行技术经济比较，推荐最优方案。

1.方案比较的内容

①工程的技术水平比较

污水、污泥处理技术，自控水平是否先进合理出水水质是否达到要求（处理效果），处理后污水污泥的出路及利用价值运行是否稳定，操作管理的复杂程度（运行管理水平要求）

②工程的经济比较工程基建投资（计算方法后面介绍）占地面积运行管理费用和处理成本（后面介绍）③比较范围污水处理厂的污水、污泥处理工程及附属建筑等工程1.方案比较的内容2.污水处理工程设计方案的经济比较方法（1）指标比较法

当几个方案的各项指标计算出来后，将每项指标与其他方案的相应指标逐项进行对比，较小的指标数值即反映了较大的经济效果。这样，全面分析各项指标所体现的经济效果即可选出推荐方案。

设计方案经济效果的比较方法，有指标对比法和经济评价法两种。

指标对比法

—适于大中型基建项目和重要基建项目

经济评价法

—适于小型简单基建项目（2）经济评价法

经济评价是建设项目可行性研究的有机组成部分和重要内容，是项目和方案决策科学化的重要手段。

经济评价的目的是根据国民经济发展规划的要求，在做好需求预测及厂址选择、工艺流程选择等工程技术研究基础上，计算项目的投付费用和产生的效益；通过各种方案比较，对拟建项目的经济可行性和合理性进行论证分析，做出全面的经济评价，经比较后推荐最佳方案，为项目决策提供科学依据

建设项目经济评价包括财务评价和国民经济评价两个部分。污水处理厂企业化后，项目方案的取舍一般取决于国民经济评价的结果。

①财务评价

财务评价是根据现行的财税制度，从财税角度来分析计算项目的费用、效益、盈利状况及借款偿还能力。财务评价只计算项目本身的直接费用和直接效益，即项目的内部效果，以考察项目本身的财务可行性。

财务评价一般是通过财务现金流量计算表，财务平衡表和借款偿还平衡表进行计算。国家计委在《建设项目经济评价方法与参数》一书中，对现金流量表和财务平衡表等基本表式作了统一规定。

污水处理厂财务评价的主要内容包括：A.投资成本及资金来源B.投资分年度用款计划C.污水处理成本的计算

D.单位水量成本及理论污水排污费（实际污水排放收费标准由地区主管部门根据当地经济水平和有关政策确定）

E.编制基本财务报表。包括财务现金流量表、损益表、资金来源与运用表、资产负债表及借款偿还平衡表等

F.计算财务评价的主要评价指标。根据国家计委《建设项目经济评价方法与参数》，主要评价指标：财务内部收益率、投资回收期、固定资产投资借款偿还期。

财务内部收益率应满足国家有关部门规定的基准，污水处理厂一般要求不低于3~5%

投资回收期一般要求15~20年（不包括建设期）

①财务评价

②国民经济评价

国民经济评价是项目经济评价的核心部分。是从国民经济综合平衡的角度分析计算项目需要国家付出的代价和对国家的贡献。国民经济评价除了计算项目本身的直接费用和直接效益外，还应计算间接费用和间接效益，即项目的全部效果。城市污水处理厂的经济效益，除部分可以定量计算外，大部分效益表现为难以用货币量化的社会效益和环境效益。一般可按工程项目实施后，对促进地区经济发展、改善环境、减少国民经济损失，改善人民生活卫生条件、提高人民健康水平，提高社会劳动生产率等方面实现国民经济净增效益来计算。

主要内容包括：A.减轻水质污染对工业产品质量的影响，促进地区工业经济的发展。河道水质的严重污染，不仅影响工业产品的质量，而且威胁到某些工厂的生存，制约了工业经济的进一步发展，污水处理后可改变投资环境，促进工业项目的建设和工业产值的增加。这方面的效益可按获得最优等效替代工程所需的年折算费用计算，或按因水体污染使工业生产遭受的损失计算。B.农业灌溉用水的污染，对农作物的产量和质量均造成不良影响。通过污水治理改善了耕植条件，提高粮食蔬菜等作物的产量和质量

②国民经济评价C.污水治理后，水产养殖业减少了污染并提高了产量D.由于环境条件改善而使地价增值。本项效益计算时只限于实施本项目后所产生的增量效益E.减少疾病，增进健康，提高城市卫生水平，减少医疗卫生费用，提高劳动生产率F.改善河湖水质状况，改变城市卫生面貌，增添自然风光，提高旅游收入G.工业污水处理过程中，通过综合利用所产生的国民经济净增值

②国民经济评价（1）基本建设投资及其估算

①基建投资的组成基本建设投资是指一个建设项目从筹集、设计、施工、试生产到正式投入运行所需的全部资金。由工程建设费用、其他基本建设费用、工程预备费、设备材料价差预备费、建设期利息等五部分组成。在估算和概算阶段通常称工程建设费用为第一部分费用

其他基本建设费用为第二部分费用按时间因素分为静态投资：前三项

动态投资：后两项3.污水处理工程的建设投资和处理成本计算

A.第一部分费用——工程建设费用

a.建筑工程费用由直接费、间接费、计划利润和税金组成。建筑工程项目包括一切构筑物（如各种水池、渠、井等）建筑物、设备和管道的土方与基础工程，场地准备、厂区整理、道路和绿化等

工程建设费用

建筑工程费用

设备购置费用

安装工程费用（同上三项）

工器具及生产用具购置费直接费

间接费

计划利润和税金①基建投资的组成

b.设备购置费用由设备本身价值和设备运杂费组成，指一切需要安装与不需安装的设备。

c.安装工程费用由直接费、间接费、计划利润和税金组成。指需要安装的设备和管道的装配、安装制作工程；被安装设备的绝缘、保温和油漆等工程；为测定设备安装工程质量对单个设备进行试车的费用等。

d.工器具及生产用具购置费为设备购置费与规定费率的乘积。指车间、实验室等的应配备的各种工具、器具、仪器及生产用具的购置费。①基建投资的组成

B.第二部分费用——其他基本建设费用

其他基本建设费用是根据有关规定应列入投资的一些费用。包括土地、青苗等补偿和安置费，建设单位管理费，研究试验费，生产职工培训费，办公和生活家具购置费，联合试运转费，勘察设计费，供电贴费，施工机械迁移费，引进技术和进口设备的其他费用等

C.工程预备费——工程可能增加的费用

指建设项目在建设过程中批准的建设投资范围内，修改设计的增加的费用；由于一般自然灾害所造成的损失和预防自然灾害所采取的措施费用；在上级部门组织竣工验收时为鉴定工程质量必须开挖和修复隐蔽工程的费用。①基建投资的组成

D.

设备材料价差预备费指价格浮动引起的造价变化。此项费用根据建设周期，物价上涨指数和建设进度综合计算。

E.建设期利息指项目的借贷资金在建设期的利息。生产期的利息不计入投资之内。

①基建投资的组成粗略估算A.指标估算法

B.造价公式估算法

C.主要造价构成估算法

D.参照同类工程的造价或根据概算定额进行估算

E.分项详细估算法详细估算②

基建投资的估算方法

采用国家或部门、地区指定的技术经济指标为估算依据，或以已经建设的同类工程的造价指标为基础，结合工程的具体条件，考虑时间、地点、材料差价等可变因素做必要的调整。参照1996年建设部颁发的《全国市政工程投资估算指标》和2000年《给水排水设计手册·第10册·技术经济》，并结合近年来各地市政设施建设项目的实际施工工程投资结算情况，对基本建设投资进行估算，列于下页表中，供项目建议书或预可研阶段估算时参考。A.指标估算法规模104m3/d单位投资元/m3主要材料钢材kg水泥kg木材kg金属管kg非金属管kg一级污水处理厂20以上650-75012-1490-950.013-0.0153-56-910-20750-85014-1695-1050.015-0.0185-69-115-101000-115016-18105-1150.018-0.0226-711-122-51150-130018-20115-1300.022-0.0257-812-151-220-22130-3500.025-0.0308-1215-25二级污水处理厂20以上950-110016-1995-1150.013-0.0159-114-610-201100-125018-22115-1400.015-0.01811-156-85-101250-145020-24135-1600.018-0.02215-178-92-51450-175024-28150-1800.022-0.02517-239-121-21750-200028-32180-2400.025-0.03023-4012-22污泥处理20以上350-4006-730-45