第2021章典型污水处理系统

第二十章城市污水处理系统课程内容北京高碑店污水处理厂录象设计水质设计水量设计原则与厂址选择污水处理工艺流程选择污水处理厂的平面与高程布置污水处理厂的配水与计量污水处理厂的运行管理、水质监控与自动控制污水处理厂工艺设计实例污水深度处理与回用污泥的处理与污泥的最终处置思考题习题北京高碑店污水处理厂返回设计水质1.生活污水的BOD5和SS设计值BOD5=20~35g/（人•d）SS=30~50g/（人•d）2.工业废水BOD5和SS值折合成人口当量计算3.设计水质浓度S式中：S——某污染物质在污水中的浓度，mg/L；as——每人每日对该污染物质排出的总数，g；Qs——每人每日的排水量，以L计。ssQvaS1000返回设计水量1.设计最大流量（m3/h或L/s）除曝气池外各处理构筑物与厂内连接管渠的设计采用。当污水处理厂进水用泵提升时，则用组合泵的工作流量作为设计最大流量，但应与设计流量相吻合。2.平均日流量（m3/d）表示污水处理厂的公称规模，并用于处理总水量，污泥总量、耗药量、耗电量的计算。3.降雨时的设计流量（m3/d或L/s）该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.曝气池容积用最大日平均时流量进行设计。返回设计原则1.工业废水与城市污水处理的关系工业废水在厂内进行局部处理，去除城市污水处理厂不能有效去除的有毒有害物质，使工业废水达到排入城市下水道的水质标准（CJ18-86）以后再与生活污水一起进入城市污水处理厂进行处理。2.设计步骤（1）设计前期工作a.预可行性研究预可行性研究是建设单位向上级送审的《项目建议书》的技术文件。b.可行性研究①概述②工程方案③工程投资估算及资金筹措④工程远近期结合的考虑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（2）扩大初步设计①设计说明书②工程量③材料及设备量④工程概算⑤扩初图纸（3）施工图设计返回厂址选择原则根据城市发展的总体规划，其厂址应考虑远期发展规划和留有扩建的余地，必须设在集中给水水源的下游、夏季主风向的下风向，并与居民点有300m以上的距离；应尽量少占农田和不占良田；尽量靠近回用水的主要用户；必须有适当的地土面积；不宜设在受水淹的低洼处，并不受洪水威胁；要充分利用地形，选择有适当坡度的地区，减少土方工程量返回污水处理工艺流程选择工艺流程的选择主要受以下因素的影响：污水处理的程度；工程造价与运行费用；当地的自然条件；原污水的水量与污水流入工况；施工的难易程度与运行管理的技术条件城市污水处理的典型工艺流程返回城市污水处理的典型工艺流程返回污水处理厂的平面与高程布置平面布置的基本原则高程布置的基本原则返回平面布置的基本原则以处理构筑物为主体，辅助建筑物应服从处理构筑物；应满足功能和水力上的要求；各构筑物互相联系应考虑日常管理工作的方便；应考虑构筑物与建筑物之间的相互位置与间距；构筑物之间的连接管道应走向简捷、距离短；土方量要基本平衡；各种管线的平面布置避免相碰、互相干扰。返回污水处理工程设施组成污水处理工程中主要有以下几方面：1、生产性构筑物以处理污水、污泥反应池泵站、鼓风机房，回流机房等2、辅助设施仓库、办公室、车库、机修间、晒砂场、生活区等3、管道、渠超越管道、上清液管，厂区给排水，加药管等4、绿化、道路、路灯不同处理量辅助设施面积表（有参考）高程布置的基本原则以距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算；水力计算时以近期的Qmax作为设计流量来计算其水头损失；涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期的Qmax计算；控制点：受纳污水水体的最高水位，然后逆处理流程向上倒推计算，以使洪水季节能自流排出；污水、污泥流程应配合好，尽量减少需抽升的污泥量；比例：横向1:500、纵向1:50～1:100水头损失计算返回水头损失计算-1a.沟管的沿程水头损失：按所定的坡度计算b.局部水头损失：按流速水头的倍数计算c.堰上水头按有关堰流公式计算d.自由跌落水头初沉池、二沉池：0.10m曝气池：0.15m计量堰：0.15～0.20me.集水槽起端水深h0集水槽为平底均匀流，自由跌水出流，见图20-2g2vh2图20-2沉淀池集水槽水头损失计算图水头损失计算-2集水槽宽:集水槽起端水深:式中Q——集水槽设计流量(m3/s)常对Q再乘以1.2～1.5的安全系数f.明渠出口处水深：起端水深:0.40.9QB1.25Bh0)m(B8.9/)Q5.1(h322k)m(gB/Q73.1h3220返回污水处理厂的配水与计量处理构筑物之间连接管渠的设计配水设备：要求均匀配水计量设备返回处理构筑物之间连接管渠的设计1.一般采用矩形钢盘混凝土明渠或钢盘混凝土管，或铸铁管2.管渠内流速返回配水设备1.中管式配水井：和倒虹管式配水井常用于圆形构筑物的配水，对称性好，配水效果较好2.倒虹管式配水井3.档板式配水井4.渠道配水：（1）变渠道断面配水（2）对称式渠道配水（3）等断面渠道配水返回中管式集配水井返回计量设备巴氏计量槽优点：水头损失小，不易发生沉淀，精度高缺点：施工较难薄壁堰一般设在处理系统之后，比较稳定可靠电磁流量计结构简单，安装方便，工作稳定，但价格昂贵返回污水处理厂的运行管理、水质监控与自动控制运行管理对污水处理厂的运行，要切实做好控制、观察、记录与水质分析监测工作水质监控每日对每座处理构筑物的水温、pH值、电导率、溶解氧、COD、BOD、TOD、TOC、氨氮以及曝气池内混合液(MLSS)等参数进行测定，并进行记录自动控制采用自动监测、自动记录、自动操作、调节及集中控制技术返回污水处理厂工艺设计实例实例平面布置实例高程布置返回实例平面布置B市污水处理厂总平面布置为泵站设于厂外，主要处理构筑物有：格栅、曝气沉砂池、初次沉淀池、曝气池、二次沉淀池等。该厂未设污泥处理系统，污泥（包括初次沉淀池排出的生污泥和二次沉淀池排出的剩余污泥），通过污泥泵房直接送往农田作为肥料使用。该厂平面布置的特点是：布置整齐、紧凑。两期工程各自成独立系统，对设计与运行想互干扰较少。办公室等建筑物均位于常年主风向的上风向，且与处理构筑物有一定距离，卫生、工作条件较好。在污水流入初次沉淀池、曝气池与二次沉淀池时，先后经三次计量，为分析构筑物的运行情况创造了条件。利用构筑物本身的管渠设立超越管线，既节省了管道，运行又较灵活。第二期工程预留地设在一期工程与厂前区之间，若二期工程改用不同的工艺流程或另选池型时，在平面布置上将受到一定的限制。泵站在湿污泥池均设于厂外，管理不甚方便。此外，三次计量增加了水头损失。某污水处理厂平面图返回某污水处理厂平面图返回实例高程布置污水处理高程污泥处理高程返回污水处理高程-1为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜（污泥流动不在此例）。为此，必须精确地计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：1.污水流经各处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水（多在出口处），而流经处理构筑物本体的水头损失则较小。2.污水流经连接前后两处理构筑物管渠（包括配水设备）的水头损失。包括沿程与局部水头损失。污水处理高程-2在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：（1）选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。（2）计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。污水处理高程-2（3）设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。还应考虑到因维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求。（4）在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。在决定污泥干化场、污泥浓缩池（湿污泥池）、消化池等构筑物的高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其他构筑物的可能。污水处理高程-3表20-1污水流经各处理构筑物的水头损失构筑物名称水头损失(cm)构筑物名称水头损失(cm)格栅沉砂池沉淀池：平流竖流辐流双层沉淀池曝气池：污水潜流入池污水跌水入池10～2510～2520～4040～5050～6010～2025～5050～150生物滤池(工作高度为2m时)：1)装有旋转式布水器2)装有固定喷洒布水器混合流或接触池污泥干化场270～280450～47510～30200～350注：本表仅作为初步设计阶段水头损失的估算污水处理高程-4表20-2处理构筑物之间连接管道渠水力计算表如下：设计点编号管渠名称设计流量(L/s)管渠设计参数尺寸D(mm)或B×H(m)h/D水深h(m)i流速v(m/s)长度l(m)123456789⑧～⑦⑦～⑥⑥～⑤⑤～④④～EE～F3′F3′～F3F3～DD～F2F2～③③～②②～CC～F1′F1′～F1F1～①出厂管入灌溉渠出厂管出厂管沉淀池出水总渠沉淀池集水槽沉淀池入流管计量堰曝气池出水总渠曝气池集水槽计量堰曝气池配水渠往曝气池配水渠沉淀池出水总渠沉淀池集水槽沉淀池入流管计量堰沉淀池配水渠60060030015075/2150①150600150300300②300150150/2150150150100010006000.6×1.00.30×0.53③4500.84×1.00.6×0.550.84×0.856000.6×1.00.35×0.534500.8×1.50.80.80.750.80.80.450.35～0.25④0.38③0.64～0.420.26⑤0.62～0.540.35～0.250.440.48～0.460.0010.00350.00280.00240.00281.011.370.941.070.943901002828104827528113污水处理高程-5污水处理流程高程计算成果图如下：56.3055.5255.3755.2555.2055.1054.6554.3354.6353.7653.6653.4453.2252.6450.8452.3852.1651.7551.4451.7450.9450.8450.4950.4450.2050.0549.25点8点7点6点5点4（灌溉渠）二次沉淀池43.74F3曝气池点3点246.63初次沉淀池F1曝气沉沙池格栅点153.3050.00图24-B市污水处理厂污水处理流程高程布置图返回污泥处理高程设计-1（1）设计原则a.高程计算从控制点开始，一般从污泥脱水反推至消化池的最高泥面标高，然后从沉淀池推算到消化前污泥投配池的最低泥位标高，最后确定污泥控制室污泥泵所需的扬程。b.污泥管道的水头损失hf（m）式中：L——管长（m）v——污泥流速（m/s）D——管径（m）CH——哈森—威廉姆斯系数c.二级消化池的泥面标高是撇去上清液的泥面标高，而不是正常运行时的池内泥面标高。85.117.1))((49.2HfCvDLh污泥处理高程设计-2（2）设计计算a.二沉池排出的剩余污泥由污泥泵站打入初沉池b.初沉池污泥重力流入污泥投配池的水头损失hf（管长L=300m，管径D=0.3m，流速v=1.5m/s）初沉池至投配池的污泥排出自由水头取1.5m。则进投配池进泥管道中心标高为：6.7-（1.20+1.50）=4.0mc.投配池污泥有效水深为2.0m，则投配池最低泥位标高为2.0md.由河中运泥船的最高标高确定贮泥池排泥管管中心标高为3.0me.贮泥池有效水深取2.0m，则贮泥池泥面标高为5.0mf.消化池至贮泥池的水头损失hf：铸铁管长L=70m，管径D=200mm，管内流速v=1.5m/s，所以有消化池排至贮泥池的自