污水处理厂的设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章污水处理厂的设计,1,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；,2,污水处理厂的基本建设程序,3,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）,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,施工图设计,4,设计步骤,为加强建设项目的前期工作，严格按照设计程序办事，使建设项目的确定建立在充分调查研究、认真分析论证的基础上，努力做到：,技术上先进、经济上合理、投资效益显著,，所以在一座废水处理厂建设以前，必须先做设计的前期工作。其内容包括：,项目建议书；可行性研究,。在此基础上再进行下一步的设计。,5,项目建议书,项目建议书,是建设单位向国家提出要求建设某一具体项目的建议文件，是基建程序中最初阶段的工作，是投资决策前对拟建项目的轮廓设想。,项目建议书一般应包括以下内容：,建设项目提出的必要性和依据，需引进技术和进口设备的项目，应说明国内外技术差距、概括引进和进口的理由。,项目内容范围，拟建规模和建设地点的初步设想。,资源情况、建设条件、协作关系，需引进技术和进口设备的要做出引进国别、厂商的初步分析和比较。,投资估算和资金筹措设想，利用外资项目要说明利用外资的理由和可行性，以及偿还贷款能力的初步测算。,项目建设进度的设想。,经济效益和社会效益的初步估算。,6,可行性研究,可行性研究,应以,批准的项目建议书和委托书,为,依据,，其,主要任务,是：在充分调查研究、评价预测和必要的勘查工作基础上，对项目建设必要性、经济合理性、技术可行性、实施可能性进行综合性的研究和论证，对不同建设方案进行比较，提出推荐建设方案。,可行性研究的工作成果是提出可行性研究报告，批准后的可行性研究报告是编制设计任务书和进行初步设计的依据。,7,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）,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,8,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）,9,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,10,典型的城市污水水质,典型的水质参数：,BOD,5,150,200 mg/L,COD,Cr,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,6,9,11,城市污水处理厂的设计水质、水量,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,工业废水采用最大流量作为设计流量。,12,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。,城市污水处理厂的占地指标,13,处理水量,m,3,/d,一级处理所需面积,10,4,m,2,（公顷）,二级处理所需面积,/10,4,m,2,生物滤池,活性污泥法或高负荷生物滤池,5000,0.5,0.7,2,3,1.0,1.25,10,000,0.8,1.2,4,6,1.5,2.0,20,000,1.2,1.8,8,12,2.2,3.0,30,000,1.6,2.5,12,18,3.0,4.5,50,000,2.5,3.8,20,30,5.0,7.5,1000 000,5.0,6.5,40,60,10.0,12.5,城市污水处理厂的占地指标,14,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,：,15,处理工艺和流程的选择,以前对于城市污水处理厂来说，主要在一级处理和二级处理之间作选择，一些小型污水处理厂可以按一级处理设计。但是随着我国经济发展，以及其他经济发达国家的经验，城市污水处理厂一般都采用二级处理工艺。随着水资源日益紧张，三级处理工艺也变成必须的,在选择处理的工艺路线时，应注意考虑如下基本原则。,合法性,先进性,可靠性,安全性,结合实际情况,简洁和简单性,上述六项原则必须在选择处理工艺路线时全面衡量，综合考滤。,16,思考：化工厂废水处理工艺如何选择？,化工厂废水特点：（,1,）酸碱性，（,2,）高悬浮物，（,3,）高挥发性，（,4,）对生物有毒有害 。,工艺选择：,1).,物理处理法。如过滤法、沉淀法。,(2).,物理化学法。如混凝沉淀法。,(3).,生物处理法。,17,思考：印染废水工艺？,水质特点：水量大、有机污染物含量高、碱度和,pH,值变化大、水质变化大；可生化性能差，废水,BOD,5,/ COD,值一般在,20%,左右；色度高。,工艺选择：,（,1,）物理化学法。如混凝沉淀法,（,2,）生物处理法。如：水解酸化,UASBSBR,，,水解酸化,生物接触氧化，活性污泥,接触氧化,（,3,）多种方法联用：混凝,水解酸化,接触氧化，二级生物接触氧化,-,砂滤,-,活性生物炭 ，水解,-,接触氧化,-,气浮,18,对于工业废水，在具体确定工厂的废水处理方案之前还应调查一下下面几点：,本厂工业废水特点，包括水中主要成分、水量、变化情况等等；,循环给水和压缩废水量的可能性；,回收利用废水中的有用物质的方式方法；,废水排入城市沟道的可能性；,生活污水情况,在调查的基础上，还应该解决以下几个问题：,确定废水的处理要求,经处理后的废水用途，如循环使用、灌溉农田、排入城市沟道还是排放天然水体。,哪些废水就地解决，哪些废水集中处理，哪些废水就地进行预处理后在集中处理，那些废水能同本厂生活污水一起处理等等。,19,工艺路线选择的基本步骤,收集资料，调查研究,要处理污染物种类、数量、规模、物理化学性质、其他特性；,国内外处理该污染物的工艺方法、路线；,试验研究报告；,处理技术先进与否、自动化的高低以及污染物的测试方法；,所需要设备的制造、运输和安装情况；,处理项目建设的投资、运行费用、占地面积；,水、汽、电和燃料以及主要基建材料的用量及供应；,厂址、水文、地质、气象等资料；,车间的位置、环境和周围的情况。,20,设备、设施及仪器的落实,全面比较,全面分析对比的内容很多主要比较以下几项：,要处理污染物的各种处理工艺路线在国内外应用的状况及发展趋势；,处理效果；,处理数量和规模；,处理时材料和能源消耗的情况：,工程项目的总投资和处理运行费用情况；,其他特殊情况。,4,、处理工艺路线最终的确定,在以上三项的基础上，综合各种处理方法的优点，减少缺陷，最终确定出最佳的处理工艺路线使该处理工艺路线在技术上，在经济上都可行。,21,3污水处理厂平面布置,污水处理厂,生产性构筑物,辅助性构筑物,曝气池、沉淀池、,泵站、鼓风机房、,药剂间、化验室等,修理间,仓库,办公室,值班室等,道路、室外照明、美化绿化,22,主要附属建筑物和人员编制,主要附属建筑物：,综合楼（办公、化验、食宿、洗浴）：,300m,2,左右；,变电站：,70m,2,左右；,机修间：,100m,2,左右；,汽车库：,70m,2,左右,锅炉房：,70m,2,左右；,门卫值班室：,20m,2,左右,人员编制：,生产人员（工艺运行操作，值班警卫，,化验,）：,4,班,3,倒（,5,班,3,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。,23,中小型污水处理厂辅助建筑面积,名称,面积,/m,2,化验室,25,35,器皿与药品贮藏室,10,15,办公室,20,40,机修间,20,30,仓库,20,30,24,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，注重厂前区的环境建设,厂区道路的布置：区域分割，安全便捷,25,污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道。通道的设计应符合下列要求：,一、主要车行道的宽度：单车道为,3.5m,，双车道为,6,7m,， 并应有回车道；,二、车行道的转弯半径不宜小于,6m,；,三、人行道的宽度为,1.5,2m,。,四、通向高架构筑物的扶梯倾角不宜大于,45,度。,五、天桥宽度不宜小于,1m,。,26,为了使平面布置更经济合理，应遵循下列原则：,平面布置必须按照,室外排水设计规范,所规定的各项条款进行设计。,若有远期规划，应按远期规划布局，作出分期建设的安排,总体布置应根据厂内建筑物和构筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气候与地质条件等因素，并考虑便于施工、操作与运行管理，通过技术经济比较来确定。,生活设施与生产管理建筑物宜集中布置，各构筑物布置应紧凑，同时应考虑管线布设，以及今后运行、操作、检修距离，构筑物之间必须有,5-10,米的净距。,各处理构筑物与附属建筑的位置关系，应根据安全、运行管理方便与节能的原则来确定，如：变电站应设在耗电大的构筑物附近，鼓风机房应尽量靠近曝气池，办公室与化验室应远离车间并应由隔离带。,废水厂区内应有一定的绿化面积，其比例不应小于全厂总面积的,30%,。,27,污水处理厂工艺平面图,1,图纸一张；,比例：,1,：,500,；,图签：大小、格式统一；,线型：粗：,0.6mm,，,中：,0.4mm,，,细：,0.2mm,；,字体：不限（本次设计不限）,字高：,3mm,，,4.5mm,，,7.5mm,；,标注：建筑标注格式，格式、符号、字体统一；,平面图形完整，道路、分区、平面布局合理顺畅，构、建筑物编号，编制构建筑物一览表；,主要工艺管线完整准确，管线区分明确，走向合理,厂区给排水管线，图纸设计说明；,28,4 污水处理厂的高程布置,污水厂内，各处理构筑物之间，水流一般是依靠重力流动的，前面构筑物中的水位应高于后面构筑物的水位，两构筑物之间的水面高差即为流程中的水头损失，水头损失包括构筑物本身、连结管道、计量设备如细腰槽（巴氏槽）、细腰管（文氏管）等的水头损失。如果进水沟道和出水沟道之间的水位差大于整个处理厂需要的总水头，处理厂内可以不设废水提升设备。反之，必须设置泵站。水头损失应通过计算确定，并留有余地。,29,城市污水处理厂高程布置的原则,一次提升，自流排水；,构筑物间水头损失计算要精确，为水量变化（雨水、事故）留有余地；,考虑规模发展水量增加的预留水头；,精确计算，合理选择，避免水头浪费；,力求减小污水提升扬程，减少运行费用。,30,高程布置一般原则：,水力计算时，应选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行计算，应适当留有余地。,原则上应以最大设计流量计算，对大中型的处理厂，按设计平均流量计算，应留有充分的池面超高，同时构筑物之间的联结管渠应按最大设计流量设计。,高程计算时，经常以受纳水体的最高水位或下游用水的水位要求作为起点，由下游倒推向上游计算，以使处理后的废水在洪水季节也能够自流排出，使总提升泵房的扬程最小。,高程布置和平面布置时，都应注意废水处理流程与污泥流程的相互协调，应尽量减少提升的污泥量。,纵断高程图所采用的比例：纵向,1:100,，横向,1:500-1:1000,。,31,污水处理构筑物的水头损失,构筑物,水头损失,cm,格栅,10-25,沉砂池,10-25,沉淀池,竖流式,40-50,平流式,20-40,辐流式,50-60,生物滤池,滤床高,2,米,回转布水器池,270-280,固定喷嘴布水系统池,450-475,曝气池,废水潜流入池,25-50,废水跌流入池,50-100,消毒接触池,20-50,污泥干化场,200-350,32,污水处理厂工艺高程图,1,图纸一张,；,比例：横向,1,：,500,，纵向,1,：,100,；,图签：大小、格式统一；,线型：粗：,0.6mm,，,中：,0.4mm,，,细：,0.2mm,；,字体：本次设计不限,字高：,3mm,，,4.5mm,，,7.5mm,；,标注：建筑标注格式，格式、符号、字体统一；,图形完整，标注准确，高程布置合理；,主要工艺管线完整准确，埋深一致，走向合理；,污水一次提升，自流排入水体，曝气池控制高程；,图纸设计说明；,33,34,35,36,37,38,39,40,41,具体要求,环工,1,班,环工,2,班,42,最终成果,1,、可研报告,1,份（纸板,+,电子版）,2,、,PPT1,份（电子版）,3,、时间：,3,周,43,确定水量、水质,工业废水和生活污水区别，可生化性,初步选择工艺,工艺流程，主要构筑物计算或者叙述（每个表都要有）,工程投资,成本分析,最终比较,经济效益分析,44,确定进水水量、水质,没有依据，必须根据人口来确定，水质根据城市特点来确定，分清工业废水、生活废水、污水,第一个是一个城市的废水,45,工业废水和生活污水区别，可生化性,可生化意味着什么。什么样的废水可生化性差。废水的可生化性要采取什么样的工艺,46,初步选择工艺,不能瞎选，必须融入起码的环境工程知识，有一个初步判断,选择的工艺稍微有点区别，有一个层次上的递进,如果有其他已经实现的工程以及工程运行效果来作为判断是最好的,可生化性是主要指标；废水中,COD,、,BOD,浓度也是参考标准；出水要求；,47,工艺流程，主要构筑物计算或者叙述（每个表都要有）,工艺流程太简单，泥和水的线路没有标清楚；,主要的计算不明确，计算的格式、质量太差,没有两个工艺的设备表,其他的辅助设施的表没有,设备表参数太差。,48,工程投资,设备投资,设施的土建投资,安装费,管道的费用,其他的费用,49,成本分析,电费：哪些设备的电费，设备的功率和,水费：哪些地方需要用水,药剂费：哪些地方需要药剂，絮凝剂、阻垢剂,人工费,回用的利益费,50,最终比较,各方面的比较：工艺、设备、投资、成本,51,经济效益分析：,经济效益、环境效益、社会效益,52,出现问题：,（,1,）格式太混乱；,（,2,）抄袭他人、网上资料严重,（,3,）废水水质指标估计不正确,（,4,）无工程概算，或者不完全，投资分析太过随意,（,5,）工程选择没有依据,（,6,）无经济效益分析,53,课程设计中的常见问题,抄袭现象严重，不能独立完成，学无所获；,设计说明书不完整，公式、草图缺失；,设计计算结果与图纸不符，不能自圆其说；,心中无数，图纸不完整，错误百出；,比例选择不当，图面布局失调；,线型不区分，字体不统一，图面质量差；,图面粗糙，细部表达不清，达不到工艺制图要求；,特别注意管道、轴线、防水套管、弯头、法兰、闸阀、进出水井、走道板、护栏、爬梯等细部表达；,特别注意平、剖面图的投影关系，虚、实线之间的关系，视图不准确，表达不完整。,54,