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环保设备设计介绍与选型污bwin必赢水处

作者:小编 时间:2023-02-13 11:09:17 点击:

  11、生活污水处理和工业废水处理工艺及处理站的、生活污水处理和工业废水处理工艺及处理站的设计设计2、污水处理工程中常用设备的选型及计算、污水处理工程中常用设备的选型及计算33、大气污染控制设备设计及计算、大气污染控制设备设计及计算本节教学要求:本节教学要求:了解污水处理厂设计所需的基础资料和开展设计步骤,基了解污水处理厂设计所需的基础资料和开展设计步骤,基本掌握城市(镇)污水处理厂工艺流程选择、平面布臵与本掌握城市(镇)污水处理厂工艺流程选择、平面布臵与高程布臵、工程设计以及工业废水处理站设计等高程布臵、工程设计以及工业废水处理站设计等第第66章章环保设备设计与选型环保设备设计与选型第一节污水处理厂设计的基础资料一、设计基础资料(该部分在前文已经重点介绍)(一)污水处理厂设计依据污水处理厂工程设计主要依据:污水处理厂工程设计主要依据:工程建设单位工程建设单位((甲方甲方))的设计委托书及设计合同的设计委托书及设计合同、、工程可工程可行性研究报告及批准书行性研究报告及批准书、、污水处理厂建设环境影响评价污水处理厂建设环境影响评价、、城城市发展总体规划市发展总体规划、、所在区域水资源状况及其水污染现状所在区域水资源状况及其水污染现状、、受受纳水体的使用功能与水环境质量状况纳水体的使用功能与水环境质量状况、、排水规划与排水系统排水规划与排水系统现状现状、、废水处理设施现状废水处理设施现状、、生活污水与工业废水近远期水质生活污水与工业废水近远期水质水量预测水量预测、、处理后废水再用与污泥利用的可能性与途径处理后废水再用与污泥利用的可能性与途径、、所所在区域城市给水以及渔业在区域城市给水以及渔业、、农业灌溉农业灌溉、、航运等各方面的相关航运等各方面的相关资料等资料等(二)自然条件的资料气象特征资料:气温(年平均、最高、最低)、湿度,气温(年平均、最高、最低)、湿度,降雨量、蒸发量、土壤冰冻以及风向资料降雨量、蒸发量、土壤冰冻以及风向资料水文资料:当地有关河流的水位(最高水位、平均水当地有关河流的水位(最高水位、平均水位与最低水位)、流速、流量(平均流量、保证率为位与最低水位)、流速、流量(平均流量、保证率为95%95%的水文年的最枯月平均流量)资料。若城市位于的水文年的最枯月平均流量)资料。若城市位于海滨则还需要潮汐及洋流资料海滨则还需要潮汐及洋流资料水文地质资料:地下水的资料,特别应注意地下水和地地下水的资料,特别应注意地下水和地面水的相互补给情况和地下水利用情况面水的相互补给情况和地下水利用情况地质资料:厂址地质钻孔柱状图、地基承载能力、地下厂址地质钻孔柱状图、地基承载能力、地下水位与地震资料水位与地震资料地形资料:污水处理厂及附近、排放口的地形图污水处理厂及附近、排放口的地形图《《污水综合排放标准污水综合排放标准》》GB8978GB8978--19961996《《城镇污水处理厂污染物排放标准城镇污水处理厂污染物排放标准》》GB18918GB18918--20022002《《污水排入城市下水道水质标准污水排入城市下水道水质标准》》CJ3082CJ3082--19991999《《室外排水规范室外排水规范》》((GB50014GB50014--20062006))《《污水再生利用工程设计规范污水再生利用工程设计规范》》((GB50335GB50335--20022002))《《建筑给水排水设计规范建筑给水排水设计规范》》((GB50015GB50015--20032003))《《室外给水设计规范室外给水设计规范》》((GB50013GB50013--20062006))《《城镇污水处理厂附属建筑和附属设计标准城镇污水处理厂附属建筑和附属设计标准》》CJJ31CJJ31--8989《《建筑中水设计规范建筑中水设计规范》》((GB50336GB50336--20022002))《《造纸工业水污染物排放标准造纸工业水污染物排放标准》》GB3544GB3544--20012001《《纺织染整工业水污染物排放标准纺织染整工业水污染物排放标准》》GB4287GB4287--9292《《肉类加工工业水污染物排放标准肉类加工工业水污染物排放标准》》GB113457GB113457--9292《《泵站设计规范泵站设计规范》》((GB50265GB50265--20102010))第二节设计步骤城市污水处理厂的设计步骤可分为:设计前期工作城市污水处理厂的设计步骤可分为:设计前期工作、、初步扩初步扩大设计和施工图设计三个阶段大设计和施工图设计三个阶段一、设计前期工作设计前期工作为编制项目建议书设计前期工作为编制项目建议书,,进行工程可行性研究进行工程可行性研究(一)项目建议书是建设单位向国家相关部门提出要求建设某一污水处理厂的建设文件,是建设程序中最初步阶段的工作内容包括:建设污水处理厂的必要性和依据;建设地点内容包括:建设污水处理厂的必要性和依据;建设地点、、规模规模、、采用技术标准采用技术标准、、工艺流程工艺流程、、工程投资估算和资金筹措;项目建工程投资估算和资金筹措;项目建设进度设想和效益估算设进度设想和效益估算(二)可行性研究涉及项目建设的必要性、经济合理性、技术可行性、实施可能性进行综合研究和论证,或对项目规模、选址、工艺运行、投资和效益等工程技术经济性问题进行科学论证和评价,以判断该项目是否可行,为立项决策提供科学依据内容包括:项目背景;项目实施的意义和必要性;污水处理厂项目背景;项目实施的意义和必要性;污水处理厂厂址选择与建厂条件;污水处理厂建设规模厂址选择与建厂条件;污水处理厂建设规模、、排放标准排放标准、、污水污水处理程度和尾水出路;污泥处理工艺方案选择与评价;推荐方处理程度和尾水出路;污泥处理工艺方案选择与评价;推荐方案的工程设计案的工程设计,,包括设计原则包括设计原则、、设计工艺设计工艺、、建筑建筑、、结构结构、、供电供电、、仪表和自控仪表和自控、、设备设备、、辅助设施辅助设施、、新技术应用以及安全新技术应用以及安全、、卫生卫生、、环保环保、、节能和消防等;项目实施计划和管理;工程投资估算节能和消防等;项目实施计划和管理;工程投资估算、、资金筹措资金筹措、、财务评价和工程效益分析;结论和建议;附图和附财务评价和工程效益分析;结论和建议;附图和附二、初步扩大设计(一)初步设计根据批准的工程可行性研究报告进行其主要任务是明确工程规模其主要任务是明确工程规模、、工作计划工作计划、、设计原则和设计标设计原则和设计标准准,,深化可行性研究报告提出的推荐方案深化可行性研究报告提出的推荐方案,,解决主要工程技解决主要工程技术问题术问题,,提出拆迁提出拆迁、、征地范围和数量征地范围和数量,,以及工程建设主要材以及工程建设主要材 料料、、设备和工程概算 设备和工程概算。。初步设计应满足主要设备订货 初步设计应满足主要设备订货、、工程 工程 招标以及工程施工准备的要求 招标以及工程施工准备的要求 (二)初步设计文件 设计说明书 设计说明书、、设计图纸 设计图纸((包括平面布臵图 包括平面布臵图、、工艺流程图 工艺流程图、、主主 要构筑物布臵图 要构筑物布臵图、、高程布臵图等 高程布臵图等))、、主要工程数量 主要工程数量、、主要材 主要材 料与设备的数量和规格 料与设备的数量和规格、、工程概算 工程概算 设计说明书:设计依据设计依据、、工程相关批复文件和协议资料 工程相关批复文件和协议资料、、 工程设计相关资料 工程设计相关资料、、工程设计 工程设计((含厂址选择 含厂址选择、、污水水质水量及 污水水质水量及 其处理程度 其处理程度、、工艺流程选择 工艺流程选择、、构筑物及其设备数量和型号 构筑物及其设备数量和型号、、处处 理污水和污泥出路 理污水和污泥出路、、厂区辅助设施和道路建设 厂区辅助设施和道路建设、 、绿化设计 绿化设计、、平平 面布臵和高程布臵、、分期建设情况分期建设情况、、存在问题及其解决措施 存在问题及其解决措施)) 工程量:混凝土量 混凝土量、、挖土方量和填土方量等;材料和设备 挖土方量和填土方量等;材料和设备 数量包括工程施工所需的钢材 数量包括工程施工所需的钢材、、木材和水泥的数量 木材和水泥的数量,,工程所需 工程所需 各种设备的规格 各种设备的规格、、数量 数量 建筑与设备:附属建筑物 附属建筑物、、结构 结构、、供电 供电、、仪表和自控 仪表和自控、、通通 信信、、采暖以及安全 采暖以及安全、、卫生 卫生、、环保 环保、、节能和消防等说明 节能和消防等说明 运行管理:人员编制 人员编制、、运行管理 运行管理、、主要材料和设备数量表 主要材料和设备数量表、、 工程概算等 工程概算等 扩大初步设计图纸:总平面图 总平面图、、高程图 高程图、、处理构筑物图等 处理构筑物图等 (三)施工设计图纸包括:平面布臵图(含构筑物一览表、(三)施工设计图纸包括:平面布臵图(含构筑物一览表、 工程量表、图例及说明)、污水和污泥工艺流程图、各处理 工程量表、图例及说明)、污水和污泥工艺流程图、各处理 构筑物工艺施工图、管渠平面布臵及其结构示意图、附属构 构筑物工艺施工图、管渠平面布臵及其结构示意图、附属构 筑物和建筑物的布臵图和结构图、设备安装与自动控制图、 筑物和建筑物的布臵图和结构图、设备安装与自动控制图、 照明和通风等电气控制图等。对于非标准设备还要有设计图 照明和通风等电气控制图等。对于非标准设备还要有设计图 和加工安装说明等 和加工安装说明等 10 第三节 城市(镇)污水处理厂设计 一、厂址选择 根据当地污水水质和水量、受纳水体功能区划和环境容量、 根据当地污水水质和水量、受纳水体功能区划和环境容量、 水体自净状况和水资源情况、城市(镇)总体规划和排水系统 水体自净状况和水资源情况、城市(镇)总体规划和排水系统 布臵、污水出路和自然条件等情况确定。 布臵、污水出路和自然条件等情况确定。 厂址选择一般需考虑以下原则:: (一)要与污水处理工艺流程相适应,要便于污泥的处理与处臵 (一)要与污水处理工艺流程相适应,要便于污泥的处理与处臵 (二)必须位于集中给水水源的下游,并位于城市(镇)和工厂 (二)必须位于集中给水水源的下游,并位于城市(镇)和工厂 厂区夏季主风向的下风向 厂区夏季主风向的下风向 11 ((三三))当处理尾水排放水体时 当处理尾水排放水体时,,则应尽可能靠近水体 则应尽可能靠近水体。。若尾水 回用,,则尽可能靠近用户则尽可能靠近用户 ((四四))要充分利用地形 要充分利用地形,,选择适宜坡度 选择适宜坡度,,以满足构筑物高程布 以满足构筑物高程布 臵的需要 臵的需要,,减少土方工程量和某些构筑物的埋深 减少土方工程量和某些构筑物的埋深,,减少污水和 减少污水和 污泥提升设备 污泥提升设备,,并降低动力运行费用 并降低动力运行费用 ((五五))应考虑远期发展的可能性 应考虑远期发展的可能性,,必要时应留有扩建的余地 必要时应留有扩建的余地 ((六六))厂址尽可能设在地质条件良好的地方 厂址尽可能设在地质条件良好的地方。。靠近水体的污水 靠近水体的污水 处理厂 处理厂,,要有防洪措施 要有防洪措施 12 二、工艺流程选择 指在保证处理出水达到所要求的处理程度前提下所采用 指在保证处理出水达到所要求的处理程度前提下所采用 的污水处理技术各单元的有机组合,含污水处理工艺流程 的污水处理技术各单元的有机组合,含污水处理工艺流程 选择、污泥处理工艺选择、除磷剂投加位臵以及除磷剂选 选择、污泥处理工艺选择、除磷剂投加位臵以及除磷剂选 (一)污水处理工艺流程选择与污水水量、污水水质、污水(一)污水处理工艺流程选择与污水水量、污水水质、污水 处理程度、受纳水体环境容量与自净能力、尾水出路以及 处理程度、受纳水体环境容量与自净能力、尾水出路以及 当地社会经济条件等密切相关 当地社会经济条件等密切相关 ((二二))污水处理厂设计应根据进水水量水质 污水处理厂设计应根据进水水量水质、、尾水排放标准 尾水排放标准、、 城镇排水系统 城镇排水系统,,进行城市 进行城市((镇镇))生活污水处理程度计算和 生活污水处理程度计算和 BOD BOD 55 COD COD Cr Cr 、、BOD BOD 55 N::PP计算计算,, 并结合城市 并结合城市( )社会社会 经济现状 经济现状、、接纳水体环境容量 接纳水体环境容量、、城市水资源现状以及当地 城市水资源现状以及当地 人才 人才、、技术条件等综合考虑;同时 技术条件等综合考虑;同时,,结合水量确定水处理 结合水量确定水处理 构筑物池形及其相关设备 构筑物池形及其相关设备((如风机 如风机、、刮泥机 (三三))污泥处理工艺应结合污水处理工艺污泥处理工艺应结合污水处理工艺、、污泥量等进行 污泥量等进行。。 由于污泥处理成本高 由于污泥处理成本高,,且具有二次污染的隐患 且具有二次污染的隐患,,设计中必须 设计中必须 对污泥处理工艺选择给予充分重视 对污泥处理工艺选择给予充分重视 ((四四) )根据是否化学除磷设计除磷剂添加位臵 根据是否化学除磷设计除磷剂添加位臵、、进行除磷剂 进行除磷剂 选择 选择 ((五五) )选择合适的污水处理厂工艺 选择合适的污水处理厂工艺,,不仅可以降低工程投资 不仅可以降低工程投资,, 利于污水处理厂的运行管理 利于污水处理厂的运行管理,,还利于减少污水处理厂的运行 还利于减少污水处理厂的运行 费用 费用, ,保证出水水质 保证出水水质,,因而工艺流程选择成为污水处理厂设 因而工艺流程选择成为污水处理厂设 计的关键 计的关键 14 (六六))工艺流程选择的主要影响因素有:工艺流程选择的主要影响因素有: 污水的水质和水量。水质是工艺流程选择的重要影响因素水质是工艺流程选择的重要影响因素,, 而水量对构筑物选择有很大影响 而水量对构筑物选择有很大影响。。水质含污染物浓度 水质含污染物浓度、、可生化 可生化 性性、、BOD BOD::NN::PP、、BODTN BODTN、、BODTP BODTP、、SS SS、、重金属 重金属、 、油类 油类、、 抗生素以及有毒有害组分 抗生素以及有毒有害组分、、水温等;水量包括总量及其排放规 水温等;水量包括总量及其排放规 出水水质指标和污水处理程度。出水水质指标与污水处理出水水质指标与污水处理 去除率密切相关 去除率密切相关,,其不仅影响工艺流程的选择 其不仅影响工艺流程的选择,,且对工艺技术 且对工艺技术 参数有重要影响 参数有重要影响,,如尾水回用 ,硝化反硝化脱氮工艺的内回流硝化反硝化脱氮工艺的内回流,, 二沉池出水堰的选择等 二沉池出水堰的选择等 15 工程造价和运行维护费用。由于污水处理设施运行周期由于污水处理设施运行周期 较长 较长,,社会经济条件好的地区比较重视工艺的先进性和自动化 社会经济条件好的地区比较重视工艺的先进性和自动化 程度 程度,,以便未来设施能够长期高效 以便未来设施能够长期高效、、正常运行 正常运行,,工艺选择具有 工艺选择具有 超前性;而社会经济条件较差的地区或城市 超前性;而社会经济条件较差的地区或城市, ,需在确保稳定性 需在确保稳定性 的前提下节省投资规模 的前提下节省投资规模、 、降低运行费用 降低运行费用 运行管理与自动化控制要求。仪器设备及其自动化程度仪器设备及其自动化程度 不仅影响运行管理 不仅影响运行管理, ,也对技术人员素质和工程投资等产生很大 也对技术人员素质和工程投资等产生很大 影响 影响, ,如如SBR SBR工艺对在线检测和计算机自动化控制要求很高 工艺对在线检测和计算机自动化控制要求很高。。 污泥处理工艺。污泥处理工艺选择不仅涉及环境保护与污泥处理工艺选择不仅涉及环境保护与 日常的运行管理 日常的运行管理,,还直接影响到工程投资 还直接影响到工程投资、、运行费用 运行费用 气候气象条件、用地、排放水体环境容量与洪水位、城市排水体制等。合流制排水体制涉及初期雨水的处理 合流制排水体制涉及初期雨水的处理,,必要时 必要时 需设计初沉池 需设计初沉池((旱季跳过 旱季跳过) );洪水位高于二沉池出水水位时需 ;洪水位高于二沉池出水水位时需 在出水口设立提升泵站;排放水体水量小 在出水口设立提升泵站;排放水体水量小,,会影响污水处理厂 会影响污水处理厂 的建设规模和尾水排放标准 的建设规模和尾水排放标准 16 三、工艺流程选择的工程案例 某污水处理厂位于南方某工业城市 某污水处理厂位于南方某工业城市,,合流制排水系统 合流制排水系统,, 设计水量 设计水量20 2010 10 44 mm 33 d,,设计处理进设计处理进、、出水水质见下表 出水水质见下表,,污污 水含有部分重金属元素 水含有部分重金属元素,,尾水排入城市取水口下游 尾水排入城市取水口下游,,排放 排放 执行 执行《《城镇污水处理厂污染物排放标准 城镇污水处理厂污染物排放标准((GB GB18918 18918--2002 2002)) 一级 一级BB标准 标准。。河流年平均流量为 河流年平均流量为1260 1260mm 33 s,,最枯月流量最枯月流量164 164mm 33 s,,洪水位高于污水处理厂排放口高程洪水位高于污水处理厂排放口高程。。试选择适宜工艺 试选择适宜工艺 流程 流程 pHSS BOD CODCr NH -NTNTP 进水水质 160120 300 25 333 40 出水水质 2020 60 处理程度875% 833% 80% 68% 75% 表表1 污水处理厂设计进、出水水质污水处理厂设计进、出水水质 17 (一一))污水处理程度计算污水处理程度计算 从本工程案例看 从本工程案例看,,污水要求处理的程度高 污水要求处理的程度高((见表 见表1 1)),,BB OD OD55::N N::PP==100 100::27 2788::3 333,,氮和磷明显高出微生物所需 氮和磷明显高出微生物所需10 10 00::5 1的比例要求的比例要求, ,需要进行脱氮除磷处理 需要进行脱氮除磷处理 ((二二) )用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 评价指标主要有:评价指标主要有:BOD BOD 55 COD COD Cr Cr 、、BOD BOD 55 TN TN和和BOD BOD 55 TP TP BODBOD 55 COD COD Cr Cr 是评价污水可生化性广泛采用的一种最为简易 是评价污水可生化性广泛采用的一种最为简易 的方法 的方法, ,本设计进水水质 本设计进水水质BOD BOD 55 COD COD Cr Cr ==0044,,可生化性好 可生化性好,, 适宜生物处理 适宜生物处理 18 33 BOD BOD 55 TN TN是评价能否采用生物脱氮的主要指标 是评价能否采用生物脱氮的主要指标,,反硝化脱 反硝化脱 氮需要足够碳源 氮需要足够碳源,,才能保证反硝化的顺利进行 才能保证反硝化的顺利进行,,当城市污水 当城市污水BB OD OD 55 TN TN接近于 接近于44,,即可认为污水有足够的碳源供反硝化细菌利 即可认为污水有足够的碳源供反硝化细菌利 用用。。本设计进水 本设计进水TN TN为为33 333 3mgl mgl,,BOD BOD 55 TN= TN=336 6,,接近基本要求 接近基本要求 BODBOD 55 TP TP是评价工艺能否采用生物除磷的主要指标 是评价工艺能否采用生物除磷的主要指标,,进行生 进行生 BOD55 TP= TP=17 17,,本工程 本工程BOD BOD 55 TP= TP=30 30,,能满足 能满足 生物除磷工艺要求 生物除磷工艺要求 19 据此分析,本设计可以采用生物法对污水进行脱氮除磷处理 由于本设计排水系统为合流制污水,需设初沉池。合流制 由于本设计排水系统为合流制污水,需设初沉池。合流制 污水初沉池一般按旱季污水量计算,按合流设计流量校核,校 污水初沉池一般按旱季污水量计算,按合流设计流量校核,校 核的沉淀时间不宜小于 核的沉淀时间不宜小于30min 30min。因此本设计只能按较短沉淀时 。因此本设计只能按较短沉淀时 间设计,旱季时污水不经过初沉池,以确保工艺生物脱氮除磷 间设计,旱季时污水不经过初沉池,以确保工艺生物脱氮除磷 效果 效果 20 (三三))工艺选择工艺选择 生物除磷脱氮涉及厌氧 生物除磷脱氮涉及厌氧、、缺氧 缺氧、、好氧三个不同过程的交替循 好氧三个不同过程的交替循 环环。。根据目前我国大中城市污水处理厂生物脱氮除磷工艺及其 根据目前我国大中城市污水处理厂生物脱氮除磷工艺及其 运行效果 运行效果,, AA 22 O法和前臵厌氧氧化沟法技术较为成熟法和前臵厌氧氧化沟法技术较为成熟,,运行效 运行效 果较好 果较好 O法为空间上的推流式法为空间上的推流式,,原污水首先进入厌氧区 原污水首先进入厌氧区,, 氧的发酵细菌将废水中大分子有机物转化为小分子有机物氧的发酵细菌将废水中大分子有机物转化为小分子有机物。。在在 厌氧条件下 厌氧条件下,,聚磷菌将菌体内积贮的 聚磷菌将菌体内积贮的ATP ATP分解 分解,,所释放的能量 所释放的能量 供专性好氧的聚磷细菌在厌氧的不利环境下维持生存 供专性好氧的聚磷细菌在厌氧的不利环境下维持生存。。随后进 随后进 入缺氧区 入缺氧区,,反硝化细菌利用混合液回流而带的硝酸盐 反硝化细菌利用混合液回流而带的硝酸盐,,以及有 以及有 机物进行反硝化 机物进行反硝化,,达到同时去碳和脱氮的目的 达到同时去碳和脱氮的目的。。污水进入好氧 污水进入好氧 区区,,聚磷菌大量吸收环境中的磷 聚磷菌大量吸收环境中的磷,,并以聚磷酸盐的形式在体内 并以聚磷酸盐的形式在体内 21 贮积起来 贮积起来。 。同时 同时,,异养菌将有机物分解成水和二氧化碳 异养菌将有机物分解成水和二氧化碳。。硝化 硝化 细菌把氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐 细菌把氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,,并通过回流混合液在反 并通过回流混合液在反 硝化区实现生物脱氮 硝化区实现生物脱氮。。混合液进入二沉池后泥水分离 混合液进入二沉池后泥水分离,,通过排 通过排 放剩余污泥实现除磷目的 放剩余污泥实现除磷目的。。由于硝化细菌和聚磷菌的世代显著 由于硝化细菌和聚磷菌的世代显著 不同 不同,,彼此泥龄难以兼顾 彼此泥龄难以兼顾,,泥龄长 泥龄长,,硝化和反硝化效果加强 硝化和反硝化效果加强,, 生物脱氮效果好;反之 生物脱氮效果好;反之,,系统排泥量大 系统排泥量大,,生物除磷效果好 生物除磷效果好。。生物 生物 脱氮和生物除磷难以二者得兼 脱氮和生物除磷难以二者得兼,,当二者处理程度均要求较高时 当二者处理程度均要求较高时,, 一般优先保证生物脱氮效果 一般优先保证生物脱氮效果,,除磷通过化学方法实现 除磷通过化学方法实现。。本设计 本设计 中中,,对脱氮要求很高 对脱氮要求很高,,因此工艺参数要选择较长泥龄 因此工艺参数要选择较长泥龄,,以确保 以确保 生物脱氮效果 生物脱氮效果,,工艺处理后超标的磷则通过投加化学除磷去除 工艺处理后超标的磷则通过投加化学除磷去除 前臵厌氧的改良型氧化沟法工作原理与前臵厌氧的改良型氧化沟法工作原理与AA 22 O法完全相同法完全相同,, 是缺氧区和好氧区整合在一个环形的沟道中是缺氧区和好氧区整合在一个环形的沟道中。。氧化沟的突出优 氧化沟的突出优 点是硝化液回流比高 点是硝化液回流比高,,能达到较高程度的脱氮率 能达到较高程度的脱氮率 22 上述二工艺各有特点 上述二工艺各有特点,,其技术性比较见表 其技术性比较见表22 表表2 方案技术比较表方案技术比较表 项目 前置厌氧氧化沟法处理效果 技术先进性和成熟性先进、成熟、应用较广 先进、成熟、运用广泛 动力效率 工艺流程较复杂 简单 操作、管理及维护 较复杂 简单 运转可靠性和灵活性 较高 占地面积较少 较大 设备数量 较多 较少 23 彼此的运行成本从国内现有污水处理厂的运行看较为接近 彼此的运行成本从国内现有污水处理厂的运行看较为接近。。 前臵厌氧--氧化沟工艺处理效果好氧化沟工艺处理效果好、、出水水质稳定 出水水质稳定、、技术先进 技术先进、、 成熟 成熟、 、运转可靠性和灵活性高 运转可靠性和灵活性高,, 国内有一定应用实例 国内有一定应用实例,,且操作 且操作、、 管理及维护相对简单 管理及维护相对简单。。AA 22 O工艺方案技术虽同样具有处理效工艺方案技术虽同样具有处理效 、出水水质稳定出水水质稳定、、技术先进 技术先进、、成熟 成熟、、国内应用广泛等特点 国内应用广泛等特点,, 且其占地面积小 且其占地面积小,,能耗低 能耗低。 。但该工艺流程较为复杂 但该工艺流程较为复杂,,设备较多 设备较多,, 操作管理较麻烦 操作管理较麻烦,,运转灵活性不如前臵厌氧 运转灵活性不如前臵厌氧--氧化沟工艺 氧化沟工艺 综合上述技术和经济两方面的比较,本设计拟推荐采用前 臵厌氧—氧化沟工艺 24 ((四四))污泥处理工艺选择 污泥处理工艺选择 污泥有机物含量较高 污泥有机物含量较高,,不稳定 不稳定,,易腐化 易腐化,,含有大量病毒及寄 含有大量病毒及寄 生虫,,若不妥善处理处臵会造成二次污染若不妥善处理处臵会造成二次污染,,必须进行处理和处 必须进行处理和处 污泥处理需要根据污水处理工艺污泥处理需要根据污水处理工艺、、污泥量 污泥量、、污泥性质 污泥性质,,选择 选择 适宜的污泥处理方法 适宜的污泥处理方法 污泥含有大量有机物 污泥含有大量有机物,,有较大的肥用价值 有较大的肥用价值,,但本设计中污泥 但本设计中污泥 含有一定量的重金属 含有一定量的重金属,,只宜与城市生活垃圾一起填埋处臵 只宜与城市生活垃圾一起填埋处臵 污泥处理流程有 污泥处理流程有““浓缩 浓缩--脱水 脱水--处臵 处臵””、、““浓缩 浓缩--消化 消化--脱水 脱水--处处 臵臵””。。本设计污水处理工艺采用生物脱氮除磷工艺 本设计污水处理工艺采用生物脱氮除磷工艺,,污泥龄较 污泥龄较 长长,,污泥性质较为稳定 污泥性质较为稳定,,可不进行消化 可不进行消化。。污泥处理工艺拟采用 “浓缩脱水一体化-外运填埋” 25 项目 污泥浓缩脱水一体机 污泥浓缩脱水分体机 设备台套数 较少 较多 设备费用 较少 较多 污泥脱水设备匹配性 较好 一般 污泥浓缩脱水中间过度设施 污泥脱水机房土建尺寸较小 较大 土建投资 较大磷的释放 较少 较多 表表3 污泥浓缩脱水一体机和污泥浓缩-脱水比较污泥浓缩脱水一体机和污泥浓缩-脱水比较 26 ((五五))消毒技术方案 消毒技术方案 生话污水中的病原菌主要来自粪便 生话污水中的病原菌主要来自粪便,,以肠道传染病菌为主 以肠道传染病菌为主。。 常用的消毒方式有加氯消毒 常用的消毒方式有加氯消毒、、臭氧消毒和紫外线消毒三种 臭氧消毒和紫外线; 加氯消毒主要是投加液氯 加氯消毒主要是投加液氯,,其特点是成本低 其特点是成本低、、工艺成熟 工艺成熟、、效 果稳定可靠果稳定可靠。 。但加氯法要求接触时间不少于 但加氯法要求接触时间不少于30 30min min,,按触池容 积较大;氯气是剧毒危险品积较大;氯气是剧毒危险品,,存储氯气的钢瓶属高压容器 存储氯气的钢瓶属高压容器,,液 氯消毒会生成有害有机氯化物氯消毒会生成有害有机氯化物 22 氧化法常用的是臭氧 氧化法常用的是臭氧。 。臭氧消毒杀菌彻底可靠 臭氧消毒杀菌彻底可靠,,危险性较小 危险性较小, 对环境基本无副作用对环境基本无副作用,,接触时间比加氯法小 接触时间比加氯法小。。但基建投资大 但基建投资大, 运行成本高运行成本高 27 33 紫外线消毒法是近年来发展最快的一种方法 紫外线消毒法是近年来发展最快的一种方法。。紫外线消毒是 紫外线消毒是 利用紫外 利用紫外C C波段 波段 波长在 波长在200 200nm nm~~280 280nm nm 破坏污水中各种病毒 破坏污水中各种病毒、 细菌以及其他致病体中的细菌以及其他致病体中的DNA DNA结构 结构 键断裂等 键断裂等,,使其无法自 使其无法自 身繁殖 身繁殖,,达到除去水中致病体以及消毒的目的 达到除去水中致病体以及消毒的目的。。紫外线消毒的 紫外线消毒的 主要优点是灭菌效率高 主要优点是灭菌效率高,,作用时间短 作用时间短,,危险性小 危险性小, ,无二次污染 无二次污染 等等,,并且消毒时间短 并且消毒时间短,,不需建造较大的接触池 不需建造较大的接触池,,建消毒渠即可 建消毒渠即可,, 占地面积和土建费用大大减少 占地面积和土建费用大大减少,,运行费用较低 运行费用较低,,管理维修简单 管理维修简单 ((自动清洗 自动清洗))。。缺点是一次性设备投资较高 缺点是一次性设备投资较高,,灯管寿命较短 灯管寿命较短 ((一般小于 一般小于10000 10000小时 小时)),,对出水 对出水SS SS浓度有严格要求 浓度有严格要求((要求二 要求二 沉池采用双堰出水 沉池采用双堰出水) 基于工程投资和运行成本两个方面考虑,本设计拟采用紫外线 (六六))化学除磷工艺及其除磷剂选择化学除磷工艺及其除磷剂选择 根据生物除磷原理 根据生物除磷原理,,要使污水处理厂尾水出水磷 要使污水处理厂尾水出水磷l mgLmgL,, 采用生物脱氮除磷工艺完全达标有一定的难度 采用生物脱氮除磷工艺完全达标有一定的难度,,需要进行化 需要进行化 学辅助除磷 学辅助除磷 11 协同除磷本设计初沉池旱季时并不运转本设计初沉池旱季时并不运转,,仅存在采 仅存在采 用协同除磷和后臵除磷的可能性 用协同除磷和后臵除磷的可能性,,化学后臵除磷需要增加后 化学后臵除磷需要增加后 续反应池和三级沉淀池 续反应池和三级沉淀池,,投资明显增加 投资明显增加,,工艺过程复杂 工艺过程复杂。。故故 本设计采用协同除磷方案 本设计采用协同除磷方案 29 常用除磷药剂有常用除磷药剂有硫酸铝、硫酸亚铁、碱式氯化铝和聚合硫 酸铁。形成的沉淀产物分别为磷酸铁和磷酸铝。磷酸铁沉淀 。形成的沉淀产物分别为磷酸铁和磷酸铝。磷酸铁沉淀 物最低溶解度的 物最低溶解度的pH pH为为55 55,磷酸铝沉淀物最低溶解度的 ,磷酸铝沉淀物最低溶解度的pH pH值值 为为65 65,而污水 ,而污水pH pH值一般在 值一般在66~~99,较为适宜铝盐。加之铁盐腐 ,较为适宜铝盐。加之铁盐腐 蚀性强,处理出水色度较高,聚铁对悬浮物的去除效果较差, 蚀性强,处理出水色度较高,聚铁对悬浮物的去除效果较差, 且硫酸亚铁需要氧化预处理(加氧或在曝气池投加)转化成 且硫酸亚铁需要氧化预处理(加氧或在曝气池投加)转化成 高铁,才能发挥絮凝沉淀作用。因此一般采用铝盐和铝、铁 高铁,才能发挥絮凝沉淀作用。因此一般采用铝盐和铝、铁 混合盐。 混合盐。本设计选择铝盐作为化学除磷药剂 30 基于上述分析,得本设计污水处理系统工艺流程 基于上述分析,得本设计污水处理系统工艺流程: 31第四节 平面布臵与高程布臵 一、平面布臵 污水处理厂平面布臵是指厂内各种构筑物 污水处理厂平面布臵是指厂内各种构筑物、、附属设施相对 附属设施相对 位臵的平面空间设计 位臵的平面空间设计。。包括主体构筑物 包括主体构筑物、、附属构筑物 附属构筑物、、连连 接各构筑物的管 接各构筑物的管、、渠以及其它管线 渠以及其它管线、、道路和绿化等 道路和绿化等。。由于 由于 其平面布臵会对污水处理厂的高程布臵 其平面布臵会对污水处理厂的高程布臵、、运行管理和维护 运行管理和维护、、 用地面积 用地面积、、环境卫生等带来影响 环境卫生等带来影响,,因此要求遵循下列原则: 因此要求遵循下列原则: ((一一))设计布臵必须按照 设计布臵必须按照《 《室外排水设计规范 室外排水设计规范》》的相应条款进 的相应条款进 行设计 行设计 ((二二))当分期建设时 当分期建设时,,应根据规划对远期做出合理安排 应根据规划对远期做出合理安排 32 (三)污水处理厂总体布臵应根据各构筑物的功能要求和水力 (三)污水处理厂总体布臵应根据各构筑物的功能要求和水力 要求,结合地形和地质条件、风力与朝向综合考虑,污水处理 要求,结合地形和地质条件、风力与朝向综合考虑,污水处理 构筑物、污泥处理构筑物以及生活、管理设施宜分区集中布臵 构筑物、污泥处理构筑物以及生活、管理设施宜分区集中布臵 (四四))为便于施工为便于施工、、运行管理和检修便利 运行管理和检修便利,,各构筑物之间必须 各构筑物之间必须 留有 留有5 5~~10 10mm的间距;消化池与消化气罐等特殊构筑物的间距 的间距;消化池与消化气罐等特殊构筑物的间距 应按相应规范确定;各构筑物之间的管渠力求直通 应按相应规范确定;各构筑物之间的管渠力求直通、、便捷 便捷,,避 免迂回免迂回 (五)合理布臵超越管,以便事故检修时污水能超越后续构筑 (五)合理布臵超越管,以便事故检修时污水能超越后续构筑 物或直接排放水体;各并联运行构筑物间应设臵配水井;各处 物或直接排放水体;各并联运行构筑物间应设臵配水井;各处 理构筑物宜设臵放空管;对于曝气池和间歇污泥浓缩池,还有 理构筑物宜设臵放空管;对于曝气池和间歇污泥浓缩池,还有 设臵放水管;鼓风机房尽可能靠近曝气池 设臵放水管;鼓风机房尽可能靠近曝气池 33 (六六))污水处理厂内应有配套的雨水管道系统污水处理厂内应有配套的雨水管道系统,,以便及时排 以便及时排 放雨水 放雨水 ((七七))附属设施应远离污泥处理设施 附属设施应远离污泥处理设施,,并位于夏季主导风向 并位于夏季主导风向 的上风向 的上风向。。中控室和值班室应尽量布臵在能够便于观察各处 中控室和值班室应尽量布臵在能够便于观察各处 理设施运行的位臵 理设施运行的位臵 ((八八))必须建设联通各构筑物和附属设施的道路 必须建设联通各构筑物和附属设施的道路,,并使厂区 并使厂区 绿化面积不小于全厂总面积的 绿化面积不小于全厂总面积的30 30%% 34 二、高程布臵 主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高,确定各构 筑物水面标高以及彼此之间连接管渠的尺寸和标高,计算 泵站提升高程,使污水和污泥沿工艺流程或管渠通畅流动。 高程布臵直接影响污水处理厂的工程造价 高程布臵直接影响污水处理厂的工程造价、、运行费用 运行费用、、维维 护管理和运行操作等 护管理和运行操作等。。为了节省提升设备与运行费用 为了节省提升设备与运行费用,,尽尽 可能使废水与污泥在各构筑物间按重力流动或减少提升次 可能使废水与污泥在各构筑物间按重力流动或减少提升次 数数, ,必须精确计算其流动过程中的水头损失 必须精确计算其流动过程中的水头损失,,避免不必要 避免不必要 的跌水 的跌水 注意事项: 注意事项: ((一一))水力计算时 水力计算时,,应选择一条距离最长 应选择一条距离最长、、水头损失最大的流 水头损失最大的流 程进行较准确的计算 程进行较准确的计算,,并适当留有余地 并适当留有余地 ((二二) )计算水头损失时 计算水头损失时, ,以最大流量作为构筑物与管渠的设计 以最大流量作为构筑物与管渠的设计 流量 流量。。涉及远期流量的管渠与设备 涉及远期流量的管渠与设备,,按远期最大流量考虑 按远期最大流量考虑,, 并适当预留备用水头 并适当预留备用水头 35 (三三))高程计算时高程计算时,,以受纳水体的最高水位作为起点 以受纳水体的最高水位作为起点,,逆处 理流程向上倒推计算理流程向上倒推计算,,以使处理后废水在洪水季节也能自流 以使处理后废水在洪水季节也能自流 排出 排出,,并且水泵需要的扬程较小 并且水泵需要的扬程较小。。如果洪水位高出相应设计 如果洪水位高出相应设计 高度 高度,,应在污水处理厂排放口前设臵提升泵站 应在污水处理厂排放口前设臵提升泵站,,在水体水位 在水体水位 过高时开启泵站提升排放 过高时开启泵站提升排放 ((四四))如果污水处理厂处理出水用于灌溉 如果污水处理厂处理出水用于灌溉,,应尽可能保证自 应尽可能保证自 流至灌区 流至灌区,,否则应 否则应则采取抽升措施 则采取抽升措施 ((五五))注意污水与污泥工艺流程的匹配 注意污水与污泥工艺流程的匹配,,尽量减少污泥提升 尽量减少污泥提升,, 污泥处理设施排出的废水应自流至泵站集水池或其他处理构 污泥处理设施排出的废水应自流至泵站集水池或其他处理构 ((六六))在绘制高程图时在绘制高程图时,,横向与总平面图采用的比例尺相同 横向与总平面图采用的比例尺相同 36 根据计算结果,绘制污水处理流程高程布臵图 37 案例一 某污水处理厂设计 一、设计资料 (一)废水水质水量资料 (一)废水水质水量资料 某市临近北部湾,以海产养殖、水产品加工、海洋运输 某市临近北部湾,以海产养殖、水产品加工、海洋运输 为主,工业发展速度较慢。根据该市中长期发展规划, 为主,工业发展速度较慢。根据该市中长期发展规划,2010 2010 年城市人口 年城市人口20 20万万, 2015 2015年城市人口年城市人口28 28万。目前城市居民平均 万。目前城市居民平均 用水 用水400L 400L人人d d,日排放工业废水 ,日排放工业废水2210 10 44 mm 33 d,主要为有机,主要为有机 废水,具体水质资料如下: 废水,具体水质资料如下: 城市生活污水:COD COD Cr Cr 400mgL 400mgL,,BOD BOD 55 200mgL 200mgL,,SS 200mgL, SS 200mgL, NH NH 44 40mgL,,TP8mgL TP 8mgL,,pH 工业废水:CODCOD Cr Cr 800mgL 800mgL,,BOD BOD 55 350mgL 350mgL,,SS 400mgL SS 400mgL,, NH NH 44 80mgL,,TP12mgL TP 12mgL,,pH 38为保护环境,防止海洋污染,污水处理厂出水执行 为保护环境,防止海洋污染,污水处理厂出水执行《《城镇 城镇 污水处理厂污染物排放标准 污水处理厂污染物排放标准》》GB18918 GB18918--2002 2002 一级 一级BB标准,其 标准,其 主要指标见下表 主要指标见下表:: 污染物 指标 COD cr BOD SSTN NH TP色度 pH 大肠菌 排放浓度mgL 60 20 20 20 (二二))气象 气象、、水文与工程地质资料 水文与工程地质资料 该市气候温和 该市气候温和,,年平均 年平均21 21,,最高月平均 最高月平均25 25, ,最低 最低10 10。。 常年主导风向为东南风和西北风 常年主导风向为东南风和西北风。。夏季平均风速 夏季平均风速118 8ms, ms,冬季 冬季 115 污水处理厂靠近城市西侧污水处理厂靠近城市西侧,,地势平坦 地势平坦,,地质条件良好 地质条件良好,, 地表土层厚度一般在 地表土层厚度一般在10 10 mm以上 以上,,主要为亚砂土 主要为亚砂土、、亚粘土 亚粘土、、砂 卵石组成卵石组成,,地基承载力为 地基承载力为1122 22。。污水管道 污水管道DN DN1600 1600,,进水 进水 口管道标高 口管道标高122 12200 00m, m,污水处理厂地面标高为 污水处理厂地面标高为128 12800 00mm,,附近河 附近河 流最高水位为 流最高水位为126 12640 40mm 40 (三三))设计依据 设计依据 污水处理厂工程设计委托书; 污水处理厂工程设计委托书; XX XX省发改厅 省发改厅““关于 关于XX XX市市XX XX污水处理工程的批复 污水处理工程的批复””;; ““XX XX市市XX XX污水处理工程项目环境影响报告 污水处理工程项目环境影响报告””的批复; 的批复; XX XX市市XX XX污水处理工程岩土工程勘察报告; 污水处理工程岩土工程勘察报告; XX XX市市XX XX污水处理工程用水及其排水情况 污水处理工程用水及其排水情况 41 二、污水处理厂设计 (一一))进水水质水量计算 进水水质水量计算 居民平均用水量: 居民平均用水量:280000 280000400 40010 10 --33 ==112000 112000 mm 33 d=1296129630 30 得生活污水量总变化系数得生活污水量总变化系数KKZZ ==113 设计水量为:设计生活污水量设计水量为:设计生活污水量+ +工业废水 工业废水==145600 145600++20000 20000 ==165600 165600 mm 33 取设计水量取设计水量17 1710 10 44 mm 33 由于包含了生活污水由于包含了生活污水、、工业废水二种不同水质 工业废水二种不同水质,,需要计算平 需要计算平 均进水浓度 均进水浓度 42 COD COD Cr Cr = 400++20000 20000800 800 132000 132000==461 461 mgL mgL BOD BOD 55 = 200++20000 20000350 350 132000 132000==223 223 mgL mgL SS= SS=112000 112000200 200++20000 20000400 400 132000 132000==230 230 mgL mgL NH NH 44 N=040 40++20000 2000080 80132000 132000==46 461 mgLmgL TP= TP=((112000 11200088++20000 2000012 12)) 132000 132000==886 mgLmgL pH pH 66~~88 ((二二) )处理程度计算 处理程度计算 BOD BOD 55 去效率: 去效率: COD COD Cr Cr 的去除效率 的去除效率 SS SS的去除效率 的去除效率 100223 20 223 100461 60 461 100230 20 230 43氨氮的去除效率 氨氮的去除效率 总磷的去除效率 总磷的去除效率 由于 由于BOD BOD 55 、、COD COD Cr Cr 、、SS SS、、TP TP、、 NH NH 44 --NN去除率均较高去除率均较高,,需 44((三三))采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 可生化性:可生化性:BODCOD= BODCOD=223 223461 461==00 48 48,,易生化处理 需要生化去除需要生化去除BOD BOD::223 223--20 20==203 203 mgL mgL 据据BOD BOD::NN::P= P=100 100::5 1,,去除203mgLBOD同时同化去除的N和 P分别为N:102 mgL,P:203 mgL 根据排放标准根据排放标准,,允许排放的 允许排放的TN TN::8 mgLmgL,,TP TP::1 mgLmgL 故需去除的氮磷浓度:N=461-102-8=279 、P=86-203-1 =557 mgL BODBOD 55 TN TN是评价能否采用生物脱氮的主要指标 是评价能否采用生物脱氮的主要指标 本设计进水TN为461mgL,BOD5TN=48,达到碳源要求 BODBOD 55 TP TP是评价工艺能否采用生物除磷的主要指标 是评价工艺能否采用生物除磷的主要指标 本工程 本工程BOD TP=26,能满足生物除磷工艺要求据此,本设计可以采用生物法对污水进行脱氮除磷处理 45 三、进水水质特点 设计进水量约 设计进水量约17 1710 10 44 mm 33 d,,为中等规模为中等规模。。由于城市排水 由于城市排水 管网具有巨大调蓄 管网具有巨大调蓄、、混合作用 混合作用,,加之进水主要为生活污水 加之进水主要为生活污水,, 进入污水处理厂的水量 进入污水处理厂的水量、、水质较为平稳 水质较为平稳、、均匀;工业废水 均匀;工业废水 主要为海产养殖 主要为海产养殖、、水产品加工等有机工业废水 水产品加工等有机工业废水,,可生化性 可生化性 好好, ,无有毒有害污染物 无有毒有害污染物,,水质 水质、、水量的不均匀程度较低 水量的不均匀程度较低。。 46 四、污水处理工艺选择 鉴于污水需脱氮除磷 鉴于污水需脱氮除磷,,故工艺选择只能限于较为成熟的生 故工艺选择只能限于较为成熟的生 ((一一))SBRSBR工艺 工艺 SBR SBR工艺具有节省占地 工艺具有节省占地、、不需要混合液回流和污泥回流量 不需要混合液回流和污泥回流量 等优点 等优点,,但多池集约化控制需要较高的自动化程度 但多池集约化控制需要较高的自动化程度, ,适宜 适宜 较小规模污水处理厂 较小规模污水处理厂 ((二二))氧化沟 氧化沟 氧化沟 氧化沟 水力停留时间长 水力停留时间长,,有机负荷和氨氮负荷低 有机负荷和氨氮负荷低,,且缺氧 且缺氧、、 好氧交替进行 好氧交替进行,,利于发生硝化反硝化和碱度回收 利于发生硝化反硝化和碱度回收 47 (三三))AA22 O工艺工艺 AA 22 O工艺具有工艺流程简单工艺具有工艺流程简单,,能有效抑制丝状菌 能有效抑制丝状菌,,改善 改善 污泥沉降性能等特点;其脱氮效果受混合液回流比的影响 污泥沉降性能等特点;其脱氮效果受混合液回流比的影响,, 除磷效果受进水 除磷效果受进水BOD BOD浓度 浓度、、回流污泥夹带的溶解氧和硝态氮 回流污泥夹带的溶解氧和硝态氮 含量的影响 含量的影响 三种工艺技术经济性比较表 三种工艺技术经济性比较表 工艺类型 SBR 氧化沟 氮磷去除效果很好 很好 很好 适宜规模 小规模 中等规模 大中型规模 技术成熟性 技术成熟 技术成熟 技术成熟 构筑物数量与设备 较少,但大水量需多组并联运行 一般 一般 操作、管理及维护 无污泥回流,操作方便 操作管理便利 操作管理较为复杂 占地面积 占地面积小 相对较大 占地面积较小 投资 较高较高 运行成本 较低 成本较高 成本较高 48 五、工艺技术方案选择 基于上表的对比分析,以及设计水量水质、污染物去除率 基于上表的对比分析,以及设计水量水质、污染物去除率

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