污水厂课程设计

95－97
近似糊状
自然干化法 自然干化场、晒砂场
70－80
泥饼状
真空吸滤法 真空转鼓、真空转盘
机 械 压滤法 脱 水 滚压带滤法
板框压滤机 滚压带式压滤机
离心法
离心脱水机
60－80 45－80 78－86 80－85
泥饼状 泥饼状 泥饼状 泥饼状
间歇式污泥重力浓缩池
❖ 间歇式浓缩池具有构造简单，运行可靠，浓缩效 果好的特点，特别适用于中小型污水处理厂。
污泥处理的工艺流程
污泥 浓缩 机械脱水 最终处置 污泥 浓缩 自然干化 堆肥 农肥 污泥 浓缩 消化 自然干化 最终处置 污泥 浓缩 消化 机械脱水 最终处置 污泥 浓缩 消化 机械脱水 干燥焚烧 最终处置
常用污泥脱水方法及效果
脱水方法
脱水装置
脱水后含水率(%) 脱水后状态
浓缩法
重力、气浮、离心
吸附再生
推流式，长方折流廊道形，进水口在曝气池中部某一点，充分 利用活性污泥的初期吸附能力，提高效率，减少体积
A/O工艺
推流式，长方折流廊道形，硝化与反硝化合建，前置脱氮，工 艺简单，A/O = 1/3，A段潜水搅拌，O段曝气，大量内回流
完全混合
完全混合，圆或方形，污泥增长曲线上某一点，曝气池与二沉 池合建，表面曝气
初沉池
二沉池
处理目的沉淀池的去除类SS 型及构回造收活特性污点泥
SS浓度
200-400 mg/L
2000-4000 mg/L
❖
平沉流淀式类沉型 淀池
絮凝沉淀
拥挤沉淀
【斜板（管）沉淀池】
表面负荷
1.5～3.0 m3/m2.h 1.0～1.5 m3/m2.h
❖ 竖流式沉淀池
设计沉速
1.5～3.0 m/h
主要附属建筑物和人员编制
❖ 主要附属建筑物：
❖ 综合楼（办公、化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、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（工艺运行操作，值班警卫，化验）：3班4倒； ❖ 生产辅助人员（水、电、机修，司机，绿化）：1班； ❖ 生产管理人员（厂长，工程师，办公、后勤）：1班。
❖ 营养组合比：BOD5：N：P＝100：5：1 ❖ 典型的水质参数：
BOD5＝150－200 mg/L CODCr＝300－400 mg/L SS＝250－350 mg/L 氨氮＝15－40 mg/L 总磷（以P计）＝4－10 mg/L pH＝6－9
城市污水处理厂的设计水质、水量
❖ 设计人口当量（as）：
曝气沉砂池构造原理示意图
空气管
I=0.1-0.5
曝气头 集砂槽
曝气沉砂池的设计与计算
1. 按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于2； 2. 选定沉砂池水力停留时间(1~3min)，计算总有效容积； 3. 选定沉砂池设计水平流速(0.1m/s)，计算总有效断面积； 4. 选定沉砂池有效水深(2~3m)，计算池长和总宽度； 5. 根据宽深比要求(1~1.5)，确定池数或分格数； 6. 计算沉砂量(0.03L/m3)，校核沉砂斗容积，选择排砂设备； 7. 选定气水比(0.1~0.2)或曝气强度，计算曝气量； 8. 设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。
❖ 城市污水处理厂的占地指标（表2－10－1）
城市污水处理厂工艺流程的确定
❖ 选定处理工艺流程应考虑的因素：
❖ 污水处理程度（排放标准，回用目标）； ❖ 工程造价、运行费用及占地面积； ❖ 当地的自然与工程条件； ❖ 污水的水量规模与污水量日变化程度； ❖ 工程施工和运行管理需要的技术条件。
❖ 典型的城市污水处理厂工艺流程：
1.0～1.5 m/h
❖ 辐沉流淀式时沉间 淀池 1.0～2.0 h
1.5～2.5 h
❖ 三堰种上沉负淀荷 池的特≤点2.及9 L适/s用.m 条件（≤表12.7－L/7s－.m3）
排泥方式
间歇、重力
连续、虹吸
❖ 辐排流泥式机初械 沉池与半二桥式沉刮池泥的机主要全区桥别式刮、吸泥机
污泥含水率
95～97%
主要参考资料和进度安排
❖ 主要参考资料：
❖ 《排水工程》教材 ❖ 《给排水设计手册》
❖ 课程设计的进度安排：
❖ 第一周：完成设计计算说明书，绘出设计草图； ❖ 第二周：参观污水处理厂，解决绘图中的悬疑问题； ❖ 第三周：完成所有设计图纸，画1＃图，出3＃图； ❖ 3月25日（周五）下午2：00，答辩； ❖ 每天上午11：00－12：00答疑（办公室）。
城市污水处理厂的工艺设计
❖ 设计水质、水量 ❖ 处理工艺流程的选择与确定 ❖ 工艺设计计算与说明 ❖ 平面布置与工艺平面图 ❖ 高程布置与水力高程图 ❖ 曝气池设计与曝气池工艺图 ❖ 绘制工艺设计图的基本要求和常见问题
典型的城市污水水质
❖ 生物处理构筑物的进水中有害物质浓度不得超过 附录5规定的容许浓度；
99～99.2%
辐流式沉淀池的设计与计算
1. 确定沉淀池个数（不少于2个）； 2. 确定设计流量和表面负荷，计算单池面积； 3. 确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（6～12）； 4. 计算沉淀池总高度（保护高＋有效水深＋缓冲层高＋坡底
落差＋污泥斗高）； 5. 计算污泥量，校核污泥斗容积； 6. 设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统
BOD5：20－35 g/人.d SS：35－50 g/人.d
❖ 设计当量人口（Ｎ）：
N＝Q﹡Sa/as
❖ 平均日污水量：设计规模，成本计算 ❖ 高日高时流量：管渠、物理处理构筑物 ❖ 高日均时流量：生物处理构筑物
城市污水处理厂的厂址选择
❖ 城市污水处理厂厂址选择的考虑因素：
❖ 位于城镇水体和夏季主导风向的下游； ❖ 有良好的工程地质条件； ❖ 少拆迁，少占农田，有一定的卫生防护措施； ❖ 便于污水、污泥的排放和利用，有扩建的可能； ❖ 厂区地形不受水淹，有良好的排水条件； ❖ 有方便的交通运输和水电条件。
课程设计的目的和要求
❖ 课程设计的目的：
❖ 学习城市污水处理厂工艺设计的一般步骤和方法； ❖ 学会使用工具书和参考资料，培养独立进行工艺设计的能力； ❖ 学会使用计算机绘图，掌握CAD绘制工程设计图纸的技能； ❖ 通过课程设计，进一步系统地掌握所学的专业知识。
❖ 课程设计的要求： ❖ 在教师的指导下独立完成，严禁抄袭； ❖ 保质保量完成设计任务书规定的工作内容； ❖ 注重实习环节，将书本知识与工程实践有机结合； ❖ 踊跃答疑，努力工作，劳有所获。
城市污水处理厂的设计步骤
❖ 设计的前期工作
❖ 预可行性研究（工程立项，投资>3000万元） ❖ 可行性研究（设计方案，投资概算，可行性论证）
❖ 初步设计
❖ 设计说明书 ❖ 工程概算 ❖ 初步设计图纸
城市污水处理厂的设计步骤
❖ 施工图设计
❖ 图纸目录 ❖ 设计/施工说明 ❖ 设计图纸
全厂：平面布置、高程图、管网 单体构筑物：平面、剖面 ❖ 设备表、材料表 ❖ 计算书
第二章 工程设计
2.1 设计原则及范围 2.2 设计规模及厂址的选择 2.3 进、出水水质的确定 2.4 处理工艺流程的选择与确定
城市污水处理厂初步设计说明书
2.5 单体工艺设计（按照工艺流程逐项设计，计算，说明） 2.6 主要设备清单（名称，规格型号，技术参数，数量） 2.7 总图设计（平面，高程，道路，绿化，给排水） 2.8 建筑设计（总平面，单体，风格，作法） 2.9 结构设计（地基处理，单体结构，具体作法） 2.10 采暖通风设计（采暖，通风，热力管线） 2.11 电气设计（电源，负荷计算，电力输变，电缆敷设） 2.12 自控仪表设计（控制方式，设备仪表，线路敷设） 2.13 消防报警设计（防护等级，系统设计，设备材料）
接触消毒与计量排放
❖ 接触消毒：
❖ 液氯季节性消毒； ❖ 加氯量10mg/L，选择加氯机，设计加氯间和氯库； ❖ 接触池1池2格，折流廊道形，水面标高与地面平； ❖ 接触时间30min，根据污水量计算接触池容积； ❖ 合理设计接触池工艺尺寸，考虑混合、施工、检修要求。
❖ 计量排放：
❖ 巴氏计量槽； ❖ 液位计传输信号，自动换算流量； ❖ 根据污水流量计算巴氏计量槽工艺尺寸。
细格栅与曝气沉砂池
❖ 细格栅：
❖ 充分发挥格栅的除污作用，泵后设细格栅； ❖ 选用2台以上机械除污细格栅，格栅间隙5－10mm； ❖ 合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修和清渣的要求。
❖ 曝气沉砂池：
❖ 1池2格，地上钢筋混凝土结构； ❖ 与细格栅间合建，利用进、出水井作结构支撑； ❖ 方形断面，曝气旋流，摩擦碰撞，强化分离； ❖ 水流正交，挡板隔渣； ❖ 坡底、边槽集砂，移动式机械刮吸排砂
❖厌氧消化池的基本池型：
❖ 圆柱形 ❖ 卵形
污泥的厌氧消化
❖ 厌氧消化池的设计要点：
设消化池体积:
污泥量：初沉池污泥，剩余污泥，含水率 投配率：3－5％（一般5％） 挥发性固体容积负荷：0.6－1.5kgVSS/m3.d(一般取<1.0) 投配与排泥：间歇式，连续式 混合搅拌设备:（循环，搅拌，沼气，联合） 加热保温设备：（体外热交换间接加热） 沼气收集利用设备：（沼气柜，沼气锅炉）
城市污水处理厂平面布置的原则
❖ 总图布置：功能分区，远近期结合，充分绿化 ❖ 处理单元构筑物的平面布置：紧凑合理，间距适
当，避免迂回，减少损失，土方平衡 ❖ 管、渠的平面布置：主次有别，避免矛盾 ❖ 污泥处理构筑物的布置：独立区域，确保安全 ❖ 辅助建筑物的布置：利于生产，安全环保，注重
❖ 间歇式浓缩池的主要设计参数是浓缩时间，时间 太短，则不能保证浓缩效果；时间太长，池容增 大且可能由于污泥厌氧而破坏浓缩过程。一般， 浓缩时间取10－12小时。
间歇式污泥重力浓缩池
❖ 间歇式污泥重力浓缩池示意图
进泥
排泥
上清液
连续式污泥重力浓缩池
❖ 连续式污泥重力浓缩池的池型类同于污水处理中 的二次沉淀池，一般采用竖流式或辐流式，适用 于大型污水处理厂。
❖ 浓缩池高度：一般采用4m。 ❖ 浓缩池水力停留时间：一般采用10－16小时。 ❖ 固体通量：30－60 kg/m2.d ❖ 水力负荷：0.2-0.4 m3/m2.h （剩余污泥）
连续式污泥重力浓缩池
❖ 连续式污泥重力浓缩池工况示意图
Q0C0
QeCe
上清液区
i
i
u
QuCu
阻滞区
压缩区 固体浓度
污泥的厌氧消化
粗格栅与提升泵房
❖ 粗格栅：
❖ 进厂污水道埋深大，应采用机械格栅； ❖ 粗格栅保护水泵，格栅间隙20－25mm； ❖ 选用2台以上机械格栅，便于检修切换； ❖ 合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修和清渣的要求。
❖ 提升泵房：
❖ 半地下，与集水井合建，矩形或圆形； ❖ 采用自灌式污水泵或潜水泵，水泵台数考虑流量匹配； ❖ 可考虑单泵单管出水方式，与出水井匹配，流量调节； ❖ 泵房布置考虑泵的检修、拆卸，室内排水、通风、值班。
活性污泥处理系统的基本流程
预处理后的污水
空气
曝气池
二沉池
处理水
回流污泥
回流污泥泵
剩余污泥
活性污泥法常用运行方式和 主要工艺特征
类别
主要工艺特征
普通曝气
推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线上某一段，曝气池与 二沉池分建，鼓风曝气
阶段曝气
推流式，长方折流廊道形，多点进水或渐减曝气，改善传统活 性污泥法存在的负荷不均和需氧--供氧失调的弊端
施工图
城市污水处理厂的设计步骤
❖ 国外工程设计阶段划分
❖ Conceptual Design —— 概念设计
❖ Basic Design
—— 基本设计
❖ Detail Design
—— 详细设计
城市污水处理厂初步设计说明书
第一章 概述
1.1 项目名称与建设单位 1.2 设计依据（设计委托书，相关文件，标准规范） 1.3 区域概况（现状，规划，气象，水文，地质，地形）
完全混合，圆或方形，时间推流排序，工艺简单，无需二沉池
活性污泥处理系统的工艺设计
1. 选定处理工艺及流程 2. 确定主要工艺设计参数 3. 曝气池容积计算与工艺设计 4. 需氧量、供气量及曝气系统的计算与工艺设计 5. 回流污泥量、剩余污泥量及污泥回流系统的计
算与工艺设计 6. 二沉池池型的选定、容积的计算与工艺设计
城市污水处理厂初步设计说明书
第三章 运行维护及组织管理
3.1 运行维护措施 3.2 组织管理及人员编制
第四章 项目建设的管理与实施（管理机构，实施计划） 第五章 工程风险分析（风险预测，安全措施） 第六章 环境保护与劳动安全卫生（危害，防范措施） 第七章 节能与防腐（节能措施，防腐措施） 第八章 工程效益分析（环境，社会，经济） 第九章 结论和建议