城污水处理厂的设计

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1、第9章城市污水处理厂的设计9.1 概述9.1.1 城市污水的组成与水质特征城市污水：由城市排水系统汇集的污水城市污水=生活污水+工业废水+部分降水生活污水水质：表 919.1.2 城市污水处理厂的设计水质(1)生活污水BOD5=2035 g/(A.d)SS=3550 g/(人.d)(2)工业废水实测数据或传统数据，可折合人口当量计算。(3)水质浓度S = 10OOas 式中：s mg/L； asg/(人.d)； QsL/(人.d)Qs9.1.3 城市污水处理厂的设计水量平均日流量(m3/d)公称规模：指平均日流量用于计算年抽升电耗与耗药量，产生并处理的污泥总量。(2)设计最大流量(m3/h 或

2、 L/s)进厂水管各处理构筑物(除另有规定外，如曝气池按平均日流量计算)连接管渠 降雨时的设计流量(m3/d或 L/s)包括旱天流量和截流 n倍的初期雨水流量校核初沉池前的处理构筑物和设备(4)分期建设时，按相应各期流量作为设计流量9.1.4 正确处理工业废水与城市污水处理的关系水污染综合防治最有效途径之一：由市政部门建设统一的城市污水处理厂，对生活污 水与工业废水进行综合的处理，中、小型的工业企业的废水都排入城市排水系统。技术路线的优点：1 .建设费用与运行费用较低大型污水处理厂的单位水量的建设投资和运行的处理成本低于小型污水处理厂中、小型的污水处理厂(立),设调节池，投加化学药剂，增大建设

3、投资和运行费用。2 .占地面积小，不影响环境卫生工业企业分散，占地多，给厂区环境带来一些不良影响。城市污水处理厂建于郊区，中间隔以卫生防护带，无碍于城市环境卫生。3 .便于运行管理，节省管理人员污水处理厂备技术水平较高的技术管理人员，单位污水量配备的管理人员数也大大地 低于分散处理。4 .能够保证污水的处理效果工业废水的水质、水量波动大，给运行管理带来困难，并影响处理效果。城市污水处理厂，水质、水量得到均衡，有毒物质得到稀释，能保证污水处理厂保持一定的处理效果。5 .2设计步骤城市污水处理厂的设计步骤，可分为：（1）设计前期工作；（2）初步扩大设计；（3）施工图设计。9.2.1设计的前期工作设

4、计前期工作主要有两项：（1）预可行性研究（项目建议书）；（2）可行性研究（设计任务书）。设计前期工作很重要，要求设计人员具有踏实的专业知识和比较丰富的实际工作经验。要求设计人员充分地掌握与设计有关的原始数据、资料，具有深入地分析、归纳这些数据、 资料，并从中得出非常切合实际结论的能力。1 .预可行性研究我国规定，投资在 3000万元以上的较大的工程项目，应进行预可行性研究。作为建设单位（习惯称甲方）向上级送审的项目建议书的技术附件。须经专家评审，经上级机关审批后，就可以“立项”，就可以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）：是对与本项工程有关的各个方面进行深入调查研究

5、结果进行综合论证的重要文件，它为本项目的建设提供科学依据，保证所建项目在技术上先进、可行；在经济上合理、有利；并具有良好的社会与环境效益。对城市污水处理厂工程来说，可行性研究报告的主要内容是：1概述1. 1编制依据、原则 和范围；2. 2污水水量、水质。2工程方案3. 1城市排水系统；4. 2处理厂位置及用地；2. 3污水处理工艺选择与方案比较、推荐方案；3. 4人员编制、辅助建筑；2. 5处理水的出路。3工程投资估算及资金筹措3. 1工程投资估算原则；3. 2工程投资估算表；3. 3资金筹措。4工程远近期结合问题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9.2.2扩大初步设计可

6、行性研究报告扩大初步设计扩大初步设计组成：（1）设计说明书；（2）工程量；（3）材料与设备量；（4）工程概算；（5）扩初图纸。1 .设计说明书（1）本设计依据1）可行性研究 报告的批准文件；2）工程建设单位（甲方）的设计委托书。（2）其他有关文件：主要是和与本项工程有关的单位，如供电、供水、铁路、运输以及环 保等部门签订的协议和批件等。（3）城市概况与自然条件资料：1）城市现状与总体规划资料。2）自然条件方面的资料。气象特征数据：气温、湿度、雨量、蒸发 量资料、土壤冰冻资料和风向玫瑰图等；水文资料：当地水体一览表；河流的水位、流速（各特征水位下的平均流速 卜流量资料；潮 汐资料；水文地质资料：

7、地质资料，污水处理厂厂址地区的地 质钻孔柱状图、地基的承载能力、地下水位、地震 等级等资料。3）有关地形资料污水处理厂及其附近1:5000的地形图，处理厂厂址和排放口附近1:2001:1000（一般为 1:500）的地形图。4）现有的排水工程概况与 环境问题。（4）工程设计1）厂址选择：应着重说明在选定厂址时，如何遵循选址的原则（后讲），如何与城市的总体规划相呼应，如何解决防洪与卫生防护问题等。此外还应说明所选厂址的地形、地 质条件以及用地面积等：2）污水的水质、水量：包括污水水质各项指标的数值，污水的平均流量、高峰流量、 现状流量、发展流量等水量资料；3）工艺流程的选择与布置：主要说明所选定

8、的工艺流程的合理性、先进性、科学性、 优越性和安全性等。4）对工艺流程中各处理设备的描述。按流程顺序描述，主要描述内容：处理设备的主 要尺寸、构造、材料与特征等；所选用的附加设备的型号、性能、台数。如采用某项新工 艺、新技术时，应详细地加以说明。5）处理后污水和污泥的出路；6）扼要地对厂内辅助建筑物以及道路等加以说明；7）污水处理厂的总体布置；8）对污水处理厂分期建设的说明；9）存在的问题及对其解决途径的建议。2 .工程量工程量=混凝土量+挖土方量+回填土方量等。3 .材料与设备量钢材、水泥、木材的数量和所需各种设备规格的清单。4 .工程概算书编制工程概算书应掌握：(1)当地建筑材料与各种 设

9、备的供应情况和价格；(2)当地有关施工力量(技术水平、施工设备、劳动 力)的资料；(3)编制概算、预算的定翌霎料，包括地区差价、间接费用定额、运输费等；(4)有关租地、征地、拆迁补偿、青苗补偿等资料。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)构筑物图(1/2001/500)处理构筑物布置图污水处理厂总平面布置图等。6 .2.3施工图设计扩大初步设计被批准后进行施工图设计。以扩大初步设计的图纸和说明书为依据。施工图设计的任务：将污水处理厂各处理构筑物的平面位置和高程，精确地表示在图 纸上；将各处理构筑物的各个节点的构造、尺寸都用图纸表示出来，每

10、张图纸都应按一定 的比例，用标准图例精确绘制，使施工人员能够按照图纸准确施工。施工图设计的图纸量很大，是设计内容的体现。9.3 城市污水处理厂厂址的选择是重要环节，与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置、处理后污水的出路都密切相关。从管道系统、泵站、污水处理厂各处理单元考虑，进行综合的技术、经济比较与最优 化分析，并通过有关专家的反复论证后再行确定。遵循原则：(1)与工艺相适应；(2)少占农田和不占良田；(3)厂址必须位于集中给水水源下游，并 应设在主风向的下风向。(4)靠近处理水的受纳水体(5)考虑防洪。设 在地质条件较好的地方。(6)选择有适当坡度的地区，以 满足污水处理构筑物高程布置

11、的需要，减少土方工程量。应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。表9-2,采用活性污泥法的用地指标9.4 污水处理工艺流程的选定9.4.1 处理工艺流程选定应考虑的因素污水理厂的工艺流程：指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。依据：1 .污水的处理程度这是污水处理工艺流程选定的主要依据，而污水的处理程度又主要取决于处理水的出 路、去向。当处理水排放水体时，污水处理程度可考虑用以下几种方法进行确定：(1)按水体的水质标准确定(2)按城市污水处理厂所能达到的处理程度(二级处理技术)确定(3)考虑受纳水体的稀释自净能力(4) 处理水回用时，在进行深度处理之前

12、，城市污水必须经过完整的二级处理。回用水要达到回用标准。2 .工程造价与运行费用在保证处理水达到水质标准时，要尽可能地降低工程造价和运行费用。这样，以原污 水的水质、水量及其他自然状况为已知条件，以处理水应达到的水质指标为制约条件，而 以处理系统最低的总造价和运行费用为目标函数，建立三者之间的相互关系。减少占地面积也是降低建设费用的重要措施。3 .当地的各项条件当地的地形、气候当地的原材料与电力供应如当地拥有农业开发利用价值不大的旧河道、洼地、沼泽 地等，就可以考虑采用稳定塘、 土地处理等污水的自然生物 处理系统，在寒冷地区应当采用在采取适当的技 术措施后，在低 温季节也能够正常运行，并保证取

13、得达标水质的工艺，而且处理构筑物都建在露天，以减少 建设与运行费用。4 .原污水的水量与污水流入工况水质、水量变化较大，选用承受冲击负荷能力较强的处理工艺，如完全混合型曝气池 等，某些处理工艺，如塔式滤池和竖流式沉淀池只适用于水量不大的小型污水处理厂。工程施工的难易程度和运行管理需要的技 术条件也是选定处理工艺流程需要考虑的 因素，地下水位高，地质条件较差的地方，不宜选用深度大、施工难 度高的处理构筑物。总之，污水处理工艺流程的选定是一项比较复杂的系统工程，必须对上述各项因素 加以综合考虑，进行多种方案的经济技术比较，必要时应当进行深入的调查研究和试验研 究工作，这样才有可能选定技术可行、先进

14、，经济合理的污水处理工艺流程。9.4.2城市污水处理工艺的典型流程图2-25所示为城市污水处理厂的典型工艺流程。该流程是由完整的二级处理系统和 污泥处理系统所组成。一级处理：格栅一一沉砂池一一初次沉淀池作用：去除污水中的固体污染物质，从大块垃圾到颗粒粒径为数mm的悬浮物(非溶解性的和溶解性的)。污水的BOD值，通过一级处理能够去除 20%30%。 二级处理：活性污泥法、生物膜法以及自然生物处理技术作用：去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物(以BOD或COD表示)。BOD5可降至2030mg/L。污泥：厌氧消化、好氧氧化、脱水、干化9.5污水处理厂的平面布置与高程布置9.5.1污水处理厂的平面

15、布置内容：各处理单元构筑物；连通各处理构筑物之间的管、渠及其他管线；辅助性建筑物； 道路以及绿地等。原则：1.各处理单元构筑物的平面布置(1)各处理构筑物之间的管、渠要便捷、直通，避免迂回曲折；2 2) 土方量基本平衡。(3)处理构筑物之间，间距可取值510m(4)平面布置要紧凑。3 .管、渠的平面布置(1)各处理构筑物之间设管、渠。应设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠， 当某一处理构筑物因故停止工作时，使其后接处理构筑物，仍能够保持正常的运行。（2）应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。（3）在厂区内还设有：给水管、空气管、消化气管、蒸汽管以及输配电线路。（4）应有完善的排雨水管道系统。4 .辅助建筑物辅助建筑物：泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机 修、仓库、食堂等。鼓风机房应设于曝气池附近，以节省管道与动力；变电所宜设