城市污水处理厂初步设计教学教程.ppt

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,*,*,城市污水处理厂初步设计,排水工程课程设计,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。,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,11,日（周五）下午,2,：,00,，答辩；,每周二、四下午,2,：,30,5,：,30,答疑（办公室）。,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,施工图设计,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）,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）,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,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；,营养组合比,：,BOD,5,：,N,：,P,100,：,5,：,1,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,城市污水处理厂的设计水质、水量,设计人口当量（,a,s,）：,BOD,5,：,20,35 g/,人,.d,SS,：,35,50 g/,人,.d,设计当量人口（）：,N,Q,S,a,/a,s,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。,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,：,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,20,25,mm,；,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。,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,5,10,mm,；,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,曝气沉砂池构造原理示意图,空气管,曝气头,集砂槽,I=0.1-0.5,曝气沉砂池的设计与计算,按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于,2,；,选定沉砂池水力停留时间,(13min),，计算总有效容积；,选定沉砂池设计水平流速,(0.1m/s),，计算总有效断面积；,选定沉砂池有效水深,(23m),，计算池长和总宽度；,根据宽深比要求,(11.5),，确定池数或分格数；,计算沉砂量,(0.03L/m,3,),，校核沉砂斗容积，选择排砂设备；,选定气水比,(0.10.2),或曝气强度，计算曝气量；,设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。,沉淀池的类型及构造特点,平流式沉淀池,【斜板（管）沉淀池,】,竖流式沉淀池,辐流式沉淀池,三种沉淀池的特点及适用条件（,表,2,7,3,）,辐流式初沉池与二沉池的主要区别,初沉池,二沉池,处理目的,去除,SS,回收活性污泥,SS,浓度,200-400 mg/L,2000-4000 mg/L,沉淀类型,絮凝沉淀,拥挤沉淀,表面负荷,1.5,3.0 m,3,/m,2,.h,1.0,1.5 m,3,/m,2,.h,设计沉速,1.5,3.0 m/h,1.0,1.5 m/h,沉淀时间,1.0,2.0 h,1.5,2.5 h,堰上负荷,2.9 L/s.m,1.7 L/s.m,排泥方式,间歇、重力,连续、虹吸,排泥机械,半桥式刮泥机,全桥式刮、吸泥机,污泥含水率,95,97%,99,99.2%,浮渣挡板,必须设,可不设,辐流式沉淀池的设计与计算,确定沉淀池个数（不少于,2,个）,；,确定设计流量和表面负荷，计算单池面积；,确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（,6,12,）；,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）；,计算污泥量，校核污泥斗容积；,设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统,活性污泥处理系统的基本流程,回流污泥,剩余污泥,预处理后的污水,曝气池,空气,二沉池,处理水,回流污泥泵,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,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,SBR,完全混合，圆或方形，,时间推流排序,，,工艺简单，无需二沉池和污泥回流设备,，污泥浓度高，处理效果好，自动化程度高,氧化沟,推流式，环状沟渠形，,循环曝气,，污泥负荷低，污泥龄长，剩余污泥量少而稳定，可省却初沉池和二沉池,活性污泥处理系统的工艺设计,选定处理工艺及流程,确定主要工艺设计参数,曝气池容积计算与工艺设计,需氧量、供气量及曝气系统的计算与工艺设计,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,二沉池池型的选定、容积的计算与工艺设计,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。,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,自然干化,最终处置,消化,污泥,浓缩,机械脱水,最终处置,消化,污泥,浓缩,机械脱水,干燥焚烧,消化,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,95,97,近似糊状,自然干化法,自然干化场、晒砂场,70,80,泥饼状,机械脱水,真空吸滤法,真空转鼓、真空转盘,60,80,泥饼状,压滤法,板框压滤机,45,80,泥饼状,滚压带滤法,滚压带式压滤机,78,86,泥饼状,离心法,离心脱水机,80,85,泥饼状,干燥法,各种干燥设备,10,40,粉状、粒状,焚烧法,各种焚烧设备,0,10,灰渣状,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。,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/m,2,.d,水力负荷：,0.2-0.4 m,3,/m,2,.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,上清液区,阻滞区,固体浓度,压缩区,Q,e,C,e,Q,0,C,0,Q,u,C,u,u,i,i,污泥的厌氧消化,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/m,3,.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）,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）：,300,m,2,左右；,变电站：,70,m,2,左右；,机修间：,100,m,2,左右；,汽车库：,70,m,2,左右,锅炉房：,70,m,2,左右；,门卫值班室：,20,m,2,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。,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,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：,0.2,mm,；,字体：,HZTXT,，,FS64F.shx,字高：,3,mm,，,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；,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。,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：,0.2,mm,；,字体：,HZTXT,，,FS64F.shx,字高：,3,mm,，,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；,曝气池工艺设计图,1,图纸两张，一平两剖；,比例：,1,：,50,或,1:100,；,图签：大小、格式统一；,线型：粗：,0.6mm,，中：,0.4mm,，细：,0.2,mm,；,字体：,HZTXT,，,FS64F.shx,字高：,3,mm,，,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，尺寸标注清楚准确，设备材料编号，编制设备材料表，设计说明；,剖面图形投影准确，折剖位置选择适当，标高、尺寸标注清楚完整，设计说明；,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。,