1、第八章 污水處理廠的設計,第一節(jié) 廠址選擇,第二節(jié) 廠、站處理方法和流程的選擇,第三節(jié) 污水廠的平面布置,第四節(jié) 污水廠的高程設計,二、設計原則,1. 工業(yè)廢水與城市污水處理的關系 工業(yè)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(yè)廢水達到排入城市下水道的水質標準（CJ18-86）以后再與生活污水一起進入城市污水處理廠進行處理。 2. 基礎數據可靠、廠址選擇合理、工藝先進實用、總體布置考慮周全、避免二次污染、運行管理方便、近期遠期結合、滿足安全要求,三、 設計步驟及設計文件編制,1、設計前期工作 a. 項目建議書 預可行性研究是建設單位向上級送審的項目建議書的技術

2、文件。 b. 可行性研究 概述 工程方案 工程投資估算及資金籌措 工程遠近期結合的考慮 工程效益分析 工程進度安排 存在問題及建議 附圖及附件 2、初步設計 設計說明書 工程量 材料及設備量 工程概算 初設圖紙 3、施工圖設計,設計步驟,為加強建設項目的前期工作，嚴格按照設計程序辦事，使建設項目的確定建立在充分調查研究、認真分析論證的基礎上，努力做到：技術上先進、經濟上合理、投資效益顯著，所以在一座廢水處理廠建設以前，必須先做設計的前期工作。其內容包括：項目建議書；可行性研究。在此基礎上再進行下一步的設計。,項目建議書,項目建議書是建設單位向國家提出要求建設某一具體項目的建議文件，是基建程序中

3、最初階段的工作，是投資決策前對擬建項目的輪廓設想。 項目建議書一般應包括以下內容： 建設項目提出的必要性和依據，需引進技術和進口設備的項目，應說明國內外技術差距、概括引進和進口的理由。 項目內容范圍，擬建規(guī)模和建設地點的初步設想。 資源情況、建設條件、協作關系，需引進技術和進口設備的要做出引進國別、廠商的初步分析和比較。,投資估算和資金籌措設想，利用外資項目要說明利用外資的理由和可行性，以及償還貸款能力的初步測算。 項目建設進度的設想。 經濟效益和社會效益的初步估算。,可行性研究,可行性研究應以批準的項目建議書和委托書為依據，研究項目的經濟和社會的可行性，向決策者和主管機關審批的上報文件。 其

4、主要任務是：在充分調查研究、評價預測和必要的勘查工作基礎上，對項目建設必要性、經濟合理性、技術可行性、實施可能性進行綜合性的研究和論證，對不同建設方案進行比較，提出推薦建設方案。 可行性研究的工作成果是提出可行性研究報告，批準后的可行性研究報告是編制設計任務書和進行初步設計的依據。,污水處理廠的基本建設程序,規(guī)劃,項目建議書,工程可行性研究報告,初步設計,擴大初步設計,施工圖設計,土建施工設備安裝,設計院,審批,批準,評審,評審,設計監(jiān)理,施工監(jiān)理,設計院,調試運行,批準,施工安裝單位,一、設計資料,基礎資料： 1、設計依據： 可研及批準書、環(huán)評、城市規(guī)劃資料、設計 委托書及合同、其他資料 2

5、、自然條件：氣象、水溫、地質、地形 3、編制概預算資料： 建筑工廠綜合預算定額 安裝工程預算定額 建筑企業(yè)單位工程收費標準 基本建設費率，租地，征地，青苗補償，拆遷補償,一、設計資料,相關設計規(guī)范 室外排水設計規(guī)范 建筑給水排水設計規(guī)范 室外給水設計規(guī)范 污水再生利用工程設計規(guī)范 建筑中水設計規(guī)范 城市污水處理廠附屬建筑和附屬設計標準,一、設計資料,水質排放標準： 污水綜合排放標準 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 污水排入城市下水道水質標準 污水海洋處置工程污染控制標準,設計水質,1. 生活污水的BOD5和SS設計值 BOD5=2035g/（人d） SS=3050g/（人d） 2. 工業(yè)廢水BO

6、D5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； s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。,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筑物與廠內連接管渠的設計采用。 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(guī)模，并用于處理總水量，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，用于校核初沉池。 4. 曝氣池容積用最大日

7、平均時流量進行設計。,設計圖紙,平面布置圖 污水污泥工藝流程縱斷面圖 豎向布置圖 廠內管渠結構示意圖 廠內各處理構筑物的工藝施工圖，各處理構筑物和管渠附屬設備安裝詳圖 管道綜合圖 泵房、處理構筑物、綜合樓、維修車間、倉庫的建筑圖、結構圖 采暖、通風、照明、室內給排水安裝圖，電氣圖，自動控制圖、非標準機械設備圖等,第一節(jié) 廠 址 選 擇,選擇廠址或站址(在工廠、企業(yè)內，往往將污水處理廠稱為廢水站)時，一般應考慮以下一些問題：,（1） 廠址應選在地質條件較好的地方。地基較好，承載力較大，地下水位較低，便于施工。,（2） 處理廠應盡量少占土地和不占良田。同時，要考慮今后有適當的發(fā)展余地。,（3） 要

8、考慮周圍環(huán)境衛(wèi)生條件。,（4） 處理廠應設在靠近電源的地方，并考慮排水、排泥的方便。,（5） 處理廠應選擇在不受洪水威脅的地方，否則應考慮防洪措施。,選擇廠址或站址(在工廠、企業(yè)內，往往將污水處理廠稱為廢水站)時，一般應考慮以下一些問題：,（1） 位置：水體下游，下風向，衛(wèi)生防護距離 （300m以上距離）,（2） 要求條件：地質，用地，防洪，交通運 輸，電力,（3） 靠近：回用水用戶，受納水體,處理廠占地面積與處理水量、處理方法的選擇有關,污水處理廠所需面積,第二節(jié) 廠、站處理方法和流程的選擇,處理工藝和流程的選擇,以前對于城市污水處理廠來說，主要在一級處理和二級處理之間作選擇，一些小型污水處

9、理廠可以按一級處理設計。但是隨著我國經濟發(fā)展，以及其他經濟發(fā)達國家的經驗，城市污水處理廠一般都采用二級處理工藝。,在選擇處理的工藝路線時，應注意考慮如下基本原則。 合法性 先進性 可靠性 安全性 結合實際情況 簡潔和簡單性 上述六項原則必須在選擇處理工藝路線時全面衡量，綜合考濾。,第三節(jié) 工藝流程選擇確定,工藝流程的選擇主要受以下因素的影響： 污水處理的程度； 污水規(guī)模和水質特點； 工程造價與運行費用； 污水處理控制要求； 污泥處理工藝；,第三節(jié) 常見的污水處理工藝,水質水量調節(jié) 化學 物理 物理化學 生物 生態(tài),一、城鎮(zhèn)污水廠的流程,按照處理效率，污水廠可以分為三級：,一級污水處理廠,一級處

10、理（沉淀法）,一級強化污水處理廠,一級強化處理（混凝沉淀法）,二級生化污水處理廠,高碑店污水處理廠工藝流程圖,邯鄲市東污水處理廠工藝流程圖,城市污水處理廠工藝流程的確定,選定處理工藝流程應考慮的因素： 污水處理程度（排放標準，回用目標）； 工程造價、運行費用及占地面積； 當地的自然與工程條件； 污水的水量規(guī)模與污水量日變化程度； 工程施工和運行管理需要的技術條件。 典型的城市污水處理廠工藝流程：,二、 工業(yè)廢水的處理,在具體確定工廠的廢水處理方案之前，先要調查研究下列各點：,在調查研究的基礎上，順次解決下列各問題：,在解決上述問題后，可研究各分散處理和集中處理的方法和流程。,思考：化工廠廢水處

11、理工藝如何選擇？,化工廠廢水特點：（1）酸堿性，（2）高懸浮物，（3）高揮發(fā)性，（4）對生物有毒有害 。,工藝選擇： 1). 物理處理法。如過濾法、沉淀法。 (2). 物理化學法。如混凝沉淀法。 (3). 生物處理法。,思考：印染廢水工藝？,水質特點：水量大、有機污染物含量高、堿度和pH值變化大、水質變化大；可生化性能差，廢水BOD5/ COD值一般在20%左右；色度高。,工藝選擇： （1）物理化學法。如混凝沉淀法 （2）生物處理法。如：水解酸化UASBSBR ，水解酸化生物接觸氧化，活性污泥接觸氧化 （3）多種方法聯用：混凝水解酸化接觸氧化，二級生物接觸氧化-砂濾-活性生物炭 ，水解-接觸氧

12、化-氣浮,工藝路線選擇的基本步驟,收集資料，調查研究 要處理污染物種類、數量、規(guī)模、物理化學性質、其他特性； 國內外處理該污染物的工藝方法、路線； 試驗研究報告； 處理技術先進與否、自動化的高低以及污染物的測試方法； 所需要設備的制造、運輸和安裝情況； 處理項目建設的投資、運行費用、占地面積； 水、汽、電和燃料以及主要基建材料的用量及供應； 廠址、水文、地質、氣象等資料； 車間的位置、環(huán)境和周圍的情況。,設備、設施及儀器的落實 全面比較 全面分析對比的內容很多主要比較以下幾項： 要處理污染物的各種處理工藝路線在國內外應用的狀況及發(fā)展趨勢； 處理效果； 處理數量和規(guī)模； 處理時材料和能源消耗的情

13、況： 工程項目的總投資和處理運行費用情況； 其他特殊情況。,4、處理工藝路線最終的確定 在以上三項的基礎上，綜合各種處理方法的優(yōu)點，減少缺陷，最終確定出最佳的處理工藝路線使該處理工藝路線在技術上，在經濟上都可行。,第三節(jié) 污水廠的平面布置,平面布置的內容,(1) 處理構筑物（污水處理，污泥處理） (2) 輔助構筑物（泵站，配水井） (3) 輔助建筑物（變電站，鼓風機房） (4) 生活管理設施（辦公樓） (4) 管線（雨水，污水，給水，電氣，超越，放空） (5) 道路 (6) 綠化地,主要附屬建筑物和人員編制,主要附屬建筑物： 綜合樓（辦公、化驗、食宿、洗?。?00m2左右； 變電站： 70m

14、2左右； 機修間： 100m2左右； 汽車庫： 70m2左右 鍋爐房： 70m2左右； 門衛(wèi)值班室： 20m2左右 人員編制： 生產人員（工藝運行操作，值班警衛(wèi)，化驗）：4班3倒（5班3倒）； 生產輔助人員（水、電、機修，司機，綠化）：1班； 生產管理人員（廠長，工程師，辦公、后勤）：1班。,中小型污水處理廠輔助建筑面積,平面布置的原則,(1) 布置應緊湊，以減少處理廠占地面積和連接管(溝道)的長度，并應考慮工作人員的方便。,(2) 考慮分期施工和擴建的可能性，留有適當的擴建余地。,(3) 處理構筑物與生活管理設置分區(qū)明確，保持距離，一般按廠前區(qū)、污水區(qū)、污泥區(qū)設置。,(4) 構筑物之間的距離

15、應滿足施工要求，方便操作檢修。,平面布置的原則,(5) 產生臭氣和噪聲的輔助構筑物和輔助建筑物應注意其對周圍環(huán)境的影響。特殊構筑物的距離符合要求。,(6) 各種管線應全面安排，避免相互干擾，可考慮設置管廊。水管避免迂回曲折，做到水流通暢,(7) 道路位置和寬度設置合理，各構筑物和建筑物設置必要通道，滿足物品運輸、日常操作和管理維修需要。,(8) 綠化面積不少于全廠面積30%。,污水廠應設置通向各構筑物和附屬建筑物的必要通道。通道的設計應符合下列要求：,一、主要車行道的寬度：單車道為3.5m，雙車道為67m， 并應有回車道；,二、車行道的轉彎半徑不宜小于6m；,三、人行道的寬度為1.52m。,四

16、、通向高架構筑物的扶梯傾角不宜大于45度。,五、天橋寬度不宜小于1m。,方案比較,可調整各處理構筑物的個數,均勻配水,妥善安排管線,設置計量設備,道路寬度,平面布置圖,(1) 比例尺（1：500-1：1000） (2) 指北針 (3) 風玫瑰圖 (4) 主圖 (4) 圖例 (5) 圖表,辦公樓,化驗室,車庫,配電室,鼓風 機房,接觸氧化,豎流式沉淀池,水解酸化,調節(jié)沉淀池,污水提升泵,格柵,污泥脫水間,濃縮池,貯泥池,平面布置圖,污泥提升泵房,污水處理廠工藝平面圖,1圖紙一張； 比例：1：500； 圖簽：大小、格式統一； 線型：粗：0.6mm，中：0.4mm，細：0.2mm； 字體：不限（本次

17、設計不限） 字高：3mm，4.5mm，7.5mm； 標注：建筑標注格式，格式、符號、字體統一； 平面圖形完整，道路、分區(qū)、平面布局合理順暢，構、建筑物編號，編制構建筑物一覽表； 主要工藝管線完整準確，管線區(qū)分明確，走向合理 廠區(qū)給排水管線，圖紙設計說明；,第四節(jié) 污水廠的高程設計,水頭損失為兩構筑物之間的水面高差。,如進水溝道和出水溝道之間的水位差大于整個處理廠需要的總水頭，則廠內就不需設置廢水提升泵站；反之，就必須設置泵站。,水頭損失包括： 1、污水流經各處理構筑物的水頭損失 2、污水流經連接前后兩處理構筑物管渠的水頭損失 3、污水流經水設備的水頭損失,高程布置一般原則： 水力計算時，應選擇

18、一條距離最長、水頭損失最大的流程進行計算，應適當留有余地。 原則上應以最大設計流量計算，對大中型的處理廠，按設計平均流量計算，應留有充分的池面超高，同時構筑物之間的聯結管渠應按最大設計流量設計。 高程計算時，經常以受納水體的最高水位或下游用水的水位要求作為起點，由下游倒推向上游計算，以使處理后的廢水在洪水季節(jié)也能夠自流排出，使總提升泵房的揚程最小。 高程布置和平面布置時，都應注意廢水處理流程與污泥流程的相互協調，應盡量減少提升的污泥量。 縱斷高程圖所采用的比例：縱向1:100，橫向1:500-1:1000。,6 污水流經處理構筑物的水頭損失，主要產生在進口、出口和需要的跌水處，而流經處理構筑物

19、本身的水頭損失則較小。 7 避免處理構筑物之間跌水等浪費水頭的現象，充分利用地形高差，實現自流。 8 在計算并留有余量的前提下，力求縮小全程水頭損失及提升泵站的揚程，以降低運行費用。 9 考慮遠期發(fā)展，水量增加的預留水頭 10計量設施的水頭損失： 一般污水處理廠進、出水管上計量儀表中水頭損失可按0.2m計算。,構筑物連接管（渠）的水頭損失，包括沿程與局部水頭損失，可按下列公式計算確定： 式中： h1沿程水頭損失，m； h2局部水頭損失，m； i單位管長的水頭損失(水力坡度)，根據流量、管徑和流速等查閱給水排水設計手冊獲得； L連接管段長度，m； 局部阻力系數，查閱給水排水設計手冊獲得； g重力

20、加速度，m/s2； v一連接管中流速，m/s。,污水處理構筑物的水頭損失,處理構筑物之間連接管道渠水力計算表如下：,高程 布置圖,(1) 構筑物 (2) 池底、池頂、水面、地面高程 (3) 比例尺（橫向1：500-1：1000，縱向1：50-1：100）,連接溝道的水力計算,污水處理廠的設計和計算,一、 確定污水處理廠的設計水質,二、確定污水處理廠的設計水量,平均日流量（m3/d）： 這種流量一般用于表示污水處理廠的公稱規(guī)模，用以表示處理總水量。 計算污水處理廠的年抽升電耗和耗藥量。 計算產生并處理的污泥總量。,設計最大流量（m3/h或L/s）： 污水處理廠的進水管的設計用此流量。當污水處理廠的進水是用水泵抽升時，則用組合水泵的工作流量作為設計最大流量，但應與設計流量相吻合。 污水處理廠的各處理構筑物（除另有規(guī)定外）及廠內連接各處理構筑物的管渠，都應滿足設計最大水量的要求。 考慮到最大設計流量持續(xù)時間較短，當曝氣池的設計反應時間在6小時以上時，可采用時平均流量為曝氣池的設計流量。,降雨時的設計流量（m3/h或L/s） 這一流量包括旱天流量和截留n倍的初雨水流量。用這一流量校核初沉池以前的處理構筑物和設備。,三、選擇廠址,1、廠址必須位于集中給水水源下游，并應設在城鎮(zhèn)、工廠廠區(qū)及生活區(qū)的下游和夏季風向的下風向，為保證衛(wèi)生要求，廠址應與城鎮(zhèn)、工廠的