第3章城市污水處理工程實踐

第2篇水污染防治工程基礎與實踐授課人：孫迎雪Tel13810284239E-mail:sunyx@1注冊環(huán)保工程師專業(yè)考試復習教材2工程基礎水污染防治工程基礎與實踐工程實踐相關環(huán)境法規(guī)、標準和技術政策第一章污水物理化學處理工程基礎第二章污水生物處理工程基礎第三章城市污水處理工程實踐第四章工業(yè)廢水處理工程實踐第五章污水再生利用工程實踐第六章污水自然凈化工程實踐33.1污水收集與提升3.2污水處理廠總設計3.3污水處理工藝與構（建）筑物設計3.4污水及污泥處理常用儀表與過程控制系統(tǒng)3.5污水及污泥處理系統(tǒng)常用設備3.6污水及污泥處理常用設備第3章城市污水處理工程實踐3.1污水收集與提升43.1.1

排水管網系統(tǒng)的體制排水系統(tǒng)的體制是指在一個地區(qū)內收集和輸送廢水的方式，簡稱排水體制（制度）。它有合流制和分流制兩種基本方式。

1．合流制

所謂合流制是指用同一種管渠收集和輸送生活污水、工業(yè)廢水和雨水的排水方式。根據污水匯集后的處置方式不同，又可把合流制分為下列三種情況：

（１）直排式合流制：

管道系統(tǒng)的布置就近坡向水體，分若干排出口，混合的污水未經處理直接排入水體，我國許多老城市的舊城區(qū)大多采用的是這種排水體制。

特點：對水體污染嚴重，系統(tǒng)簡單。這種直排式合流制系統(tǒng)目前不宜采用。

（２）截流式合流制

：

這種系統(tǒng)是在沿河的岸邊鋪設一條截流干管，同時在截流干管上設置溢流井，并在下游設置污水處理廠。

晴天和初降雨時污水污水處理廠排入水體或再利用

當混合污水的流量>截流干管的輸水能力，

特點：比直排式有了較大的改進，但在雨天時，仍有部分混合污水未經處理而直接排放，成為水體的污染源而使水體遭受污染。

適用于對老城市的舊合流制的改造

（３）完全合流制

是將污水和雨水合流于一條管渠，全部送往污水處理廠進行處理。特點:衛(wèi)生條件較好，在街道下，管道綜合也比較方便，但工程量較大，初期投資大，污水廠的運行管理不便。采用者不多。2．分流制

所謂分流制是指用不同管渠分別收集和輸送生活污水、工業(yè)廢水和雨水的排水方式。排除生活污水、工業(yè)廢水的系統(tǒng)稱為污水排水系統(tǒng)排除雨水的系統(tǒng)稱為雨水排水系統(tǒng)。根據雨水的排除方式不同，分流制又分為下列兩種情況：生活污水工業(yè)廢水污水廠排入水體或再利用（１）完全分流制

既有污水管道系統(tǒng)，又有雨水管渠系統(tǒng)雨水排入水體雨水排水系統(tǒng)污水排水系統(tǒng)特點：比較符合環(huán)境保護的要求，但對城市管渠的一次性投資較大。適用于新建城市。（２）不完全分流制

這種體制只有污水排水系統(tǒng)，沒有完整的雨水排水系統(tǒng)。各種污水通過污水排水系統(tǒng)送至污水廠，經過處理后排

如城鎮(zhèn)的地勢適宜，不易積水時，或初建城鎮(zhèn)和小區(qū)可采用不完全分流制，先解決污水的排放問題，待城鎮(zhèn)進一步發(fā)展后，再建雨水排水系統(tǒng)，完成完全分流制的排水系統(tǒng)。這樣可以節(jié)省初期投資，有利于城鎮(zhèn)的逐步發(fā)展。

入水體；雨水沿道路邊溝，地面明渠和小河，然后進入較大的水體。（3）半分流制：

既有污水排水系統(tǒng)，又有雨水排水系統(tǒng)。初降雨水污水廠排入水體或再利用后續(xù)雨水排入水體雨水排水系統(tǒng)雨水跳躍井特點：可以更好地保護水環(huán)境，但工程費用較大，目前使用不多。適用于污染較嚴重地區(qū)?；旌现?/p>

既有分流制，又有合流制，這種體制可稱為混合制。

新建的城鎮(zhèn)和小區(qū)宜采用分流制和不完全分流制；老城鎮(zhèn)可采用截流式合流制；在干旱少雨地區(qū)；或街道較窄地下設施較多而修建污水和雨水兩條管線有困難的地區(qū)，也可考慮采用合流制。由于工業(yè)廢水的成分和性質很復雜，在工業(yè)企業(yè)中，一般采用分流制排水系統(tǒng)。工廠內廢水宜采用分質分流、清污分流等多種管道系統(tǒng)來分別排除不同性質的廢水。

排水系統(tǒng)體制的選擇，應根據城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃、當地降雨情況和排放標準、原有排水設施、污水處理和利用情況、地形和水體等條件，在滿足環(huán)境保護的前提下，全面規(guī)劃，按近期設計，考慮遠期發(fā)展，通過技術經濟比較，綜合考慮而定。3．排水體制的選擇3.1.2排水管網布置形式

排水管網一般布置成樹狀網，根據地形、豎向規(guī)劃、污水廠的位置、土壤條件、河流情況以及污水種類和污染程度等分為多種形式，以地形為主要考慮因素的布置形式有以下幾種：正交式：在地勢向水體適當傾斜的地區(qū)，各排水流域的干管可以最短距離沿與水體垂直相交的方向布置。特點：干管長度短，管徑小，較經濟，污水排出也迅速。由于污水未經處理就直接排放，會使水體遭受嚴重污染，影響環(huán)境。適用：雨水排水系統(tǒng)。

截流式：沿河岸再敷設主干管，并將各干管的污水截流送至污水廠，是正交式發(fā)展的結果。特點：減輕水體污染，保護環(huán)境。適用：分流制污水排水系統(tǒng)。（3）平行式：在地勢向河流方向有較大傾斜的地區(qū)，可使干管與等高線及河道基本上平行，主干管與等高線及河道成一傾斜角敷設。特點：保證干管較好的水力條件，避免因干管坡度過大以至于管內流速過大，使管道受到嚴重沖刷或跌水井過多。適用：地形坡度大的地區(qū)。

分區(qū)式：在地勢高低相差很大的地區(qū)，當污水不能靠重力流至污水廠時采用。分別在高地區(qū)和低地區(qū)敷設獨立的管道系統(tǒng)。高地區(qū)的污水靠重力流直接流入污水廠，而低地區(qū)的污水用水泵抽送至高地區(qū)干管或污水廠。優(yōu)點：能充分利用地形排水，節(jié)省電力。適用：個別階梯地形或起伏很大的地區(qū)。分散式：當城鎮(zhèn)中央部分地勢高，且向周圍傾斜，四周又有多處排水出路時，各排水流域的干管常采用輻射狀布置，各排水流域具有獨立的排水系統(tǒng)。特點：干管長度短，管徑小，管道埋深淺，便于污水灌溉等但污水廠和泵站（如需設置時）的數量將增多。適用：在地勢平坦的大城市(6)環(huán)繞式：可沿四周布置主干管，將各干管的污水截流送往污水廠集中處理，這樣就由分散式發(fā)展成環(huán)繞式布置。特點：污水廠和泵站（如需設置時）的數量少。基建投資和運行管理費用小。3.1.3污水管網布置主要內容包括：確定排水區(qū)界，劃分排水流域；選定污水廠和出水口的位置；進行污水管道系統(tǒng)的定線；確定需要抽升區(qū)域的泵站位置；確定管道在街道上的位置等。一般按主干管、干管、支管的順序進行布置。1．確定排水區(qū)界、劃分排水流域

排水區(qū)界是污水排水系統(tǒng)設置的界限。它是根據城市規(guī)劃的設計規(guī)模確定的。在排水區(qū)界內，一般根據地形劃分為若干個排水流域。（1）在丘陵和地形起伏的地區(qū)：流域的分界線與地形的分水線基本一致，由分水線所圍成的地區(qū)即為一個排水流域。（2）在地形平坦無明顯分水線的地區(qū)：可按面積的大小劃分，使各流域的管道系統(tǒng)合理分擔排水面積，并使干管在最大合理埋深的情況下，各流域的絕大部分污水能自流排出。

每一個排水流域內，可布置若干條干管，根據流域地勢標明水流方向和污水需要抽升的地區(qū)。2．選定污水廠和出水口位置

現代化的城市，需將各排水流域的污水通過主干管輸送到污水廠，經處理后再排放，以保護受納水體。在污水管道系統(tǒng)的布置時，應遵循如下原則選定污水廠和出水口的位置。

（1）出水口應位于城市河流下游。當城市采用地表水源時，應位于取水構筑物下游，并保持100m以上的距離。（2）出水口不應設在回水區(qū)，以防止回水污染。（3）污水廠要位于河流下游，并與出水口盡量靠近，以減少排放渠道的長度。（4）污水廠應設在城市夏季主導風向的下風向，并與城市、工礦企業(yè)和農村居民點保持300m以上的衛(wèi)生防護距離。（5）污水廠應設在地質條件較好，不受雨洪水威脅的地方，并有擴建的余地。

3．污水管道定線

在城市規(guī)劃平面圖上確定污水管道的位置和走向，稱為污水管道系統(tǒng)的定線。主要原則：采用重力流排除污水和雨水，盡可能在管線最短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。影響因素：城市地形、豎向規(guī)劃、排水體制、污水廠和出水口位置、水文地質、道路寬度、大出水戶位置等。（1）主干管●地形平坦或略有坡度，主干管一般平行于等高線布置，在地勢較低處，沿河岸邊敷設，以便于收集干管來水?！竦匦屋^陡，主干管可與等高線垂直，這樣布置主干管坡度較大，但可設置數量不多的跌水井，使干管的水力條件改善，避免受到嚴重沖刷?！癖荛_地質條件差的地區(qū)（2）干管●盡量設在地勢較低處，以便支管順坡排水；●地形平坦或略有坡度，干管與等高線垂直（減小埋深）●地形較陡，干管與等高線平行（減少跌水井數量）●一般沿城市街道布置。通常設置在污水量較大、地下管線較少、地勢較低一側的人行道、綠化帶或慢車道下，并與街道平行。當街道寬度>40m，可考慮在街兩側設兩條污水管，以減少連接支管的長度和數量。（3）支管取決于地形和街坊建筑特征，并應便于用戶接管排水。布置形式有：1）低邊式：當街坊面積較小而街坊內污水又采用集中出水方式時，支管敷設在服務街坊較低側的街道下。2）周邊式（圍坊式）3）穿坊式當街坊或小區(qū)已按規(guī)劃確定，其內部的污水管網已按建筑物需要設計，組成一個系統(tǒng)時，可將該系統(tǒng)穿過其它街坊，并與所穿街坊的污水管網相連。

當街坊面積較大且地勢平坦時，宜在街坊四周的街道下敷設支管。4．泵站位置（1）中途泵站：當管道的埋深超過最大允許埋深時，應設置泵站以提高下游管道的管位；（干管或主干管中途）（2）局部泵站：地形復雜的城市，往往需要將地勢較低處的污水抽升至地勢較高地區(qū)的污水管道中；（局部低洼地區(qū)）（3）總泵站（或終點泵站）：污水管道系統(tǒng)終點的埋深一般都很大，而污水廠的第一個處理構筑物一般埋深較淺，或設在地面以上，這就需要將管道系統(tǒng)輸送來的污水抽升到第一個處理構筑物中。（污水廠起端）

泵站設置的具體位置，應綜合考慮環(huán)境衛(wèi)生、地質、電源和施工條件等因素，并征得規(guī)劃、環(huán)保、城建部門的同意。5．確定污水管道在街道下的具體位置

在城市街道下常有各種管線，如給水管、污水管、雨水管、煤氣管、熱力管、電力電纜、電訊電纜等。此外，街道下還可能有地鐵、地下人行橫道、工業(yè)隧道等地下設施。這就需要在各單項管道工程規(guī)劃的基礎上，綜合規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮，合理安排各種管線在空間的位置，以利施工和維護管理。

由于污水管道為重力流管道，其埋深大，連接支管多，使用過程中難免滲漏損壞。所有這些都增加了污水管道的施工和維修難度，還會對附近建筑物和構筑物的基礎造成危害，甚至污染生活飲用水。因此，污水管道與建筑物應有一定間距，與生活給水管道交叉時，應敷設在生活給水管的下面。污水管道與其它地下管線或構筑物的最小凈距可參照附錄10－1確定。

管線綜合規(guī)劃時，所有地下管線都應盡量設置在人行道、非機動車道和綠化帶下，只有在不得已時，才考慮將埋深大，維修次數較少的污水、雨水管道布置在機動車道下。各種管線在平面上布置的次序一般是，從建筑規(guī)劃線向道路中心線方向依次為：電力電纜——電訊電纜——煤氣管道——熱力管道——給水管道——

雨水管道——污水管道。若各種管線布置時發(fā)生沖突，處理的原則是：未建讓已建的，臨時讓永久的，小管讓大管，壓力管讓無壓管，可彎管讓不可彎管。

在地下設施較多的地區(qū)或交通極為繁忙的街道下，應把污水管道與其它管線集中設置在隧道（管廊）中，但雨水管道應設在隧道外，并與隧道平行敷設。3.1.2污水管網設計與計算

污水管道系統(tǒng)是由污水管道及管道系統(tǒng)上的附屬構筑物組成。污水管（渠）道設計的主要內容包括：

1．劃分排水流域，進行管網定線；

2．劃分設計管段，確定各設計管段的設計流量；

3．進行管（渠）道的水力計算，確定管徑、坡度、流速及埋深等；

4．繪制管（渠）道平面圖及剖面圖。污水設計流量計算污水設計流量是污水管道系統(tǒng)及附屬構筑物設計的依據。設計污水量定額1.居民生活污水定額和綜合生活污水定額居民生活污水定額是指居民每人每日所排出的平均污水量。居民生活污水定額與居民生活用水定額、建筑內給排水設施水平及排水系統(tǒng)普及程度等因素有關。

我國現行《室外排水設計規(guī)范》規(guī)定，可按當地用水定額的80％～90％采用。對給排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按90％計，一般地區(qū)可按80％計。綜合生活污水定額(還包括公共建筑排放的污水)注意：采用平均日污水量定額。2．工業(yè)企業(yè)工業(yè)廢水和職工生活污水和淋浴廢水定額：與給水定額相近，可參考。

污水量的變化

通常用變化系數來反映城鎮(zhèn)污水量的變化程度。變化系數有日變化系數、時變化系數和總變化系數。

日變化系數Kd：在一年中最大日污水量與平均日污水量的比值稱為日變化系數。

時變化系數Kh：最大日中最大時污水量與該日平均時污水量的比值，稱為時變化系數。

總變化系數Kz：最大日最大時污水量與平均日平均時污水量的比值稱為總變化系數。

Kz=Kd·Kh

1．居民生活污水量變化系數總變化系數與平均流量有一定關系，平均流量愈大，總變化系數愈小。生活污水量總變化系數宜按現行《室外排水設計規(guī)范》規(guī)定采用。（1）查表生活污水量總變化系數污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000總變化系數Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3注：1.當污水平均日流量為中間數值時，總變化系數用內差法求得。2.當居住區(qū)有實際生活污水量變化資料時，可按實際數據采用。（2）公式計算該式是我國在多年觀測資料的基礎上進行綜合分析總結出的計算公式。它反映了我國總變化系數與平均流量之間的關系：污水設計流量計算

居民生活污水設計流量的確定居民生活污水是指居民日常生活中洗滌、沖廁、洗澡等產生的污水。居民生活污水設計流量可按下式計算：式中Q1——居民生活污水設計流量（L/s）；

q1——居民生活污水定額（L/人·d）；

N1

——設計人口數；

Kz——生活污水量總變化系數。設計管段設計流量的確定每一設計管段的污水設計流量可能包括以下幾種流量。（1）本段流量q1——是從本管段沿線街坊流來的污水量；（2）轉輸流量q2——是從上游管段和旁側管段流來的污水量；（3）集中流量q3——是從工業(yè)企業(yè)或其它產生大量污水的公共建筑流來的污水量。污水管道設計參數1．設計充滿度h/D：在設計流量下，污水管道中的水深h與管道直徑D的比值稱為設計充滿度（或水深比）。當h/D＝１時稱為滿流；當h/D＜1時稱為不滿流。2．污水管道的設計有按滿流和非滿流兩種方法。在我國，按非滿流進行設計。原因是：污水的流量很難精確確定，

而且雨水或地下水可能滲入污水管道增加流量，因此，選用的污水管道斷面面積應留有余地，以防污水溢出；污水管道內沉積的污泥可能分解析出一些有害氣體，需留出適當的空間，以利管道內的通風，排除有害氣體便于管道的疏通和維護管理。3．最大設計充滿度的規(guī)定如下表

最大設計充滿度管徑或渠高（mm）最大設計充滿度200～300350～450500～900≥10000.550.650.700.75

在進行水力計算時，所選用的充滿度，應小于或等于表中所規(guī)定的數值。2.最小管徑1．原因：（1）養(yǎng)護方便：一般在污水管道的上游部分，設計流量很小，若根據流量計算，則管徑會很小，根據養(yǎng)護經驗表明，管徑過小易堵塞，使養(yǎng)護管道的費用增加。而小口徑管道直徑相差一號在同樣埋深下，施工費用相差不多。（2）減小管道的埋深：此外采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。最小管徑可見下表。最小管徑和最小設計坡度污水管道位置最小管徑（mm）最小設計坡度街坊和廠區(qū)內街道2003000.0040.003

不計算管段：在污水管道的上游，由于設計管段服務的排水面積較小，所以流量較小，由此而計算出的管徑也很小。如果某設計管段的設計流量小于在最小管徑、最小設計坡度（最小流速）、充滿度為0.5時管道通過的流量時，這個管段可以不必進行詳細的水力計算，直接選用最小管徑和最小設計坡度，該管段稱為不計算管段。在有沖洗水源時，這些管段可考慮設置沖洗井定期沖洗以免堵塞。3.最小設計坡度相應于管內最小設計流速時的坡度叫做最小設計坡度，即保證管道內污物不淤積的坡度。

不同管徑的污水管道應有不同的最小設計坡度，管徑相同的管道，由于充滿度不同，也可以有不同的最小設計坡度。在表中規(guī)定了最小管徑管道的最小設計坡度。4.污水管道埋設深度在污水管道工程中，管道的埋設深度愈大，工程造價愈高，施工期愈長。

（1）覆土厚度——指管外壁頂部到地面的距離；（2）埋設深度——指管內壁底部到地面的距離。（3）最小埋深確定污水管道最小埋設深度時，必須考慮下列因素：

必須防止管內污水冰凍或土壤冰凍而損壞管道土壤的冰凍深度，不僅受當地氣候的影響，而且與土壤本身的性質有關。所以，不同的地區(qū)，由于氣候條件不同，土壤性質不同，土壤的冰凍深度也各不相同。在污水管道工程中，一般所采用的土壤冰凍深度值，是當地多年觀測的平均值?！裼捎谏钗鬯疁亟谈?，且保持一定的流量不斷地流動，所以污水不易冰凍。由于污水水溫的輻射作用，管道周圍的土壤不會冰凍，所以，在污水管道的設計中，沒有必要將整個管道都埋設在土壤的冰凍線以下。●但如果將管道全部埋在冰凍線以上，則會因土壤凍漲而損壞管道基礎。

現行的《室外排水設計規(guī)范》規(guī)定：無保溫措施的生活污水或水溫與其接近的工業(yè)廢水管道，管底可埋設在土壤冰凍線以上0.15m。有保溫措施或水溫較高或水流不斷、流量較大的污水管道，其管底在冰凍線以上的距離可適當增大，其數值可根據經驗確定。（2）必須保證管道不致因為地面荷載而破壞為保證污水管道不因受外部荷載而破壞，必須有一個覆土厚度的最小限值要求，這個最小限值，被稱為最小覆土厚度。此值取決于管材的強度、地面荷載類型及其傳遞方式等因素?，F行的《室外排水設計規(guī)范》規(guī)定：在車行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于0.7m。在對排水管道采取適當的加固措施后，其最小覆土厚度值可以酌減。（3）必須滿足街坊污水管銜接的要求此值受建筑物污水出戶管埋深的控制。從安裝技術方面考慮，建筑物污水出戶管的最小埋深一般在0.5～0.7m之間，以保證底層建筑污水的排出。所以街坊污水管道的起端埋深最小也應有0.6～0.7m。由此值可計算出街道污水管道的最小埋設深度。

對每一管道來說，從上面三個不同的要求來看，可以得到三個不同的管道埋深。這三個值中，最大的一個即是管道的最小設計埋深。

3．最大埋深管道的最大埋深，應根據設計地區(qū)的土質、地下水等自然條件，再結合經濟、技術、施工等方面的因素確定。一般在土壤干燥的地區(qū)，管道的最大埋深不超過7～8ｍ；在土質差、地下水位較高的地區(qū)，一般不超過5ｍ。當管道的埋深超過了當地的最大限度值時，應考慮設置排水泵站提升，以提高下游管道的設計高程，使排水管道繼續(xù)向前延伸。6.污水管道的銜接1．檢查井設置原則：污水管道在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方及直線管段每隔一定距離。2．污水管道在檢查井中銜接時應遵循兩個原則：（1）盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價；（2）避免上游管段中形成回水而造成淤積。3．管道的銜接方法：主要有水面平接、管頂平接兩種（1）水面平接：是指在水力計算中，上游管段終端和下游管段起端在指定的設計充滿度下的水面相平，即上游管段終端與下游管段起端的水面標高相同。適用于管徑相同時的銜接。（2）管頂平接：是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標高相同。采用管頂平接時，下游管段的埋深將增加。

這對于平坦地區(qū)或埋深較大的管道，有時是不適宜的。這時為了盡可能減少埋深，可采用水面平接的方法。

適用于管徑不相同時的銜接。4．注意：（1）下游管段起端的水面和管內底標高都不得高于上游管段終端的水面和管內底標高。（2）當管道敷設地區(qū)的地面坡度很大時，為調整管內流速所采用的管道坡度將會小于地面坡度。為了保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深，可根據地面坡度采用跌水連接。（3）在旁側管道與干管交匯處，若旁側管道的管內底標高比干管的管內底標高相差1m以上時，為保證干管有良好的水力條件，最好在旁側管道上先設跌水井后再與干管相接。污水管網水力計算污水管道設計計算實例某市一個區(qū)的街坊平面圖。居住區(qū)街坊人口密度為350人/ha，居民生活污水定額為120L/人·d?；疖囌竞凸苍∈业奈鬯O計流量分別為3L/s和4L/s。工廠甲排除的廢水設計流量為25L/s。工廠乙排除的廢水設計流量為6L/s。生活污水和經過局部處理后的工業(yè)廢水全部送至污水廠處理。工廠廢水排出口的管底埋深為2m，該市冰凍深度為1.40m。試進行該區(qū)污水管道系統(tǒng)的設計計算（要求達到初步設計深度）。1)污水泵站的工程設計①污水泵站的特點②泵房的設計內容及一般規(guī)定泵房的形式、常用引水設備、格柵、集水池、機器間、泵站儀表及計量設備、泵站的自動控制③選泵常用水泵的種類、軸功率的計算、水泵工作的特性曲線、管路的特性曲線④水泵全揚程計算62三、

污水泵站及污泥泵站的工程設計1)污泥泵站的工程設計①污泥泵站的特點及一般規(guī)定污泥泵站的特點是提升的介質為粘稠度比污水大的污泥。②污泥泵站的設計要點集泥池容積計算、選泵63三、

污水泵站及污泥泵站的工程設計首先必須確保處理后污水符合水質要求；采用的各項設計參數必須可靠；應做到經濟合理、力求技術先進、安全運行；必須注意近遠期結合；注意環(huán)境保護、綠化和美觀。64污水處理廠設計原則原始資料一、有關廢水性質、水量和處理方面的資料(1)確定廢水的水質水量工(企)業(yè)的性質、規(guī)模、生產工藝、原材料，金元期的規(guī)劃等等都需要了解透徹(2)確定處理廠的處理工藝一般需小試。大廠要中試(生產的1/10規(guī)模)二、有關氣象和水文地質的資料(1)收集有關的氣象資料：歷年最熱(冷)的平均氣溫；最大冷凍程度；多年平均風向，風向玫瑰圖。(2)有關水體的資料：河流：百年一遇的最大洪水水量、水位；枯水期的

95%的保證量；水流速，污染情況。水庫、湖泊：容量多大。海：潮汛資料。水體的利用情況：養(yǎng)殖業(yè)、航行。(3)地下水的情況三、有關地形、工程地質的資料(1)地形廠區(qū)：1/5000地圖廠至排放口：1/500地圖。

(2)地質資料四、有關編制概算、預算、施工組織方面的資料(1)當地建材、設備供應及價格(2)施工力量、技術水平(3)概算、預算的定額、差價、運輸費(4)租地、征地、補償、拆遷水污染的綜合防治1、產生污染管理

2、處理后水的出路：達標后，直接排放；初步處理，城市下水道；直接排入下水道。廠址的選擇原則：1、少占農田2、設在給水水源的下游居民區(qū)100米以上3、在夏季主導風的下風口4、充分利用地形，選有坡的地方5、選擇地質條件較好，不宜在低洼處6、要考慮留有發(fā)展流程的選擇1、綜合利用2、工藝改革3、再考慮處理一級BOD5去除率<30%；二級70~90%，出水<20~30ppm；三級硝化脫氮、除磷、去色度、回用；考慮：1、技術上必須合理先進，不造成二次污染2、經濟上節(jié)約3、有一定的適應水量水質變化狀態(tài)的能力4、當地具體條件對流程的影響70平面布置與高程布置1、平面布置(1)布置緊湊、節(jié)約用地(2)利用地形、減少土方量(3)運轉管理方便(4)施工地基的影響，遠期發(fā)展的可能(5)干凈的構筑物可放在夏季主導風向的上方2、高程布置(1)確定各個構筑物處于自然流；(2)水利計算選擇泵的大小，以阻力損失最大為計，并考慮擴建水頭；(3)給水管線以經濟流速計算管徑，廢水排出按自凈流速(≤0.5m/s)，反沖洗排水1~1.2m/s；(4)高程布置圖橫向比例尺與平面圖相同，縱向1:50~1:100，標出構筑物頂部、底部標高，水面標高及管渠標高，管渠太長可用斷線斷開；1)水力流程設計原則及規(guī)定①考慮遠期發(fā)展，水量增加的預留水頭。②避免處理構筑物之間跌水等浪費水頭的現象，充分利用地形高差，實現自流。③在計算并留有余量的前提下，力求縮小全程水頭損失及提升泵站的流程，以降低運行費用。④需要排放的處理水，常年大多數時間里能夠自流排放水體。73污水處理廠水力流程設計原則和方法1)水力流程設計計算①處理構筑物的水頭損失計算格柵水頭損失計算、集水槽水頭損失計算、處理構筑物集、配水渠道的水頭損失計算。②連接管渠的水頭損失計算沿程水頭損失計算、局部水頭損失計算、連接管渠的設計規(guī)定③計量設備的水頭損失計算74污水處理廠水力流程設計原則和方法3.3污水處理工藝與構（建）筑物設計7576生活污水是城市污水的主要組成部分，其主要污染物是耗氧性有機污染物、顆粒和膠體性懸浮物以及營養(yǎng)性污染物。重要的污染指標是：BOD5，CODcr，SS，氨氮，總磷等。其它排入城市下水道的污水應滿足《污水排入城市下水道水質標準》（CJ3082-1999）的規(guī)定，生物處理構筑物的進水中有害物質不得超過規(guī)定的容許濃度。3.3污水處理工藝與構（建）筑物設計773.3.1污水一級處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法3.3.2污水二級處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法3.3.3污水深度處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法3.3.4污泥處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法3.3.5熟悉各個處理單元的基本結構與建筑形式3.3污水處理工藝與構（建）筑物設計1)污水處理工藝流程①污水設計水質②城市污水處理工藝流程2)污水處理程度確定的原則和方法①確定污水處理程度的原則根據受納水體的稀釋自凈能力、根據城市污水工藝技術來確定、根據國家規(guī)定和地方的要求確定②城市污水處理程度計算式78污水處理工藝流程及污水處理程度的確定1)格柵①格柵的作用及設置②設計運行工藝參數

柵前流速、過柵流速、過柵水頭損失、柵渣量。③格柵的設計計算793.3.1污水一級處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法2)沉砂池

①作用與設計規(guī)定沉砂池的功能及種類：去除污水中比重較大的無機顆粒，主要包括無機性的砂粒、礫石和少量較重的有機物質。沉砂池的種類：按流態(tài)分為平流沉砂池、豎流沉砂池、旋流式沉砂池等。一般規(guī)定：沉砂池的格數不應少于2個，并應接并聯(lián)系列設計。803.3.1污水一級處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法2)沉砂池②沉砂池的設計參數及方法平流沉砂池、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池設計參數設計內容計算公式參見給排水設計手冊設計例題813.3.1污水一級處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法3)沉淀池①沉淀池的種類及特性比較沉淀池主要去除懸浮于污水中的可沉淀的固體物質。初次沉淀池的作用是對污水中的以無機物為主體的比重大的固體懸浮物進行沉淀分離。二次沉淀池的作用是對污水中的以微生物為主體的生物固體懸浮物進行沉淀分離。沉淀池的種類按其水流方向分，有平流式、豎流式、輻流式3種形式。每種沉淀池均包含五個區(qū)，即進水區(qū)、沉淀區(qū)、緩沖區(qū)、污泥區(qū)和出水區(qū)。823.3.1污水一級處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法3)沉淀池②設計參數及一般規(guī)定設計流量；沉淀池的設計參數；沉淀池的一般規(guī)定③沉淀池的設計要點平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池設計參數計算公式參見給排水設計手冊設計例題833.3.1污水一級處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法

平流式沉淀池的設計與計算①池子的總表面積沉淀池功能設計的內容包括：沉淀池的只數、沉淀區(qū)的尺寸和污泥區(qū)尺寸等。設計時應根據需達到的去除效率，確定沉淀池的表面水力負荷、沉淀時間以及污水在池內的平均流速等。最大設計流量，m3/s表面水力負荷，m3/m2.h，初沉池一般取1.5～3，二沉池一般取1～2。表示單位面積的沉淀池在單位時間內通過的流量。和單位有關系，注意單位?、诔恋韰^(qū)有效水深沉淀時間，初沉池一般取1～2h，二沉池一般取1.5～2.5h，沉淀區(qū)有效水深通常取2～3m③沉淀區(qū)有效容積④沉淀池長度最大設計流量時的水平流速，mm/s，初沉池一般取5-7，二沉池一般取5長深比一般采用8-12，長寬比以3-5為宜

q和t彼此約束⑤沉淀池的總寬度⑥沉淀池的只數每只沉淀池的寬度平流式沉淀池的長度一般為30～50m，為了保證污水在池內分布均勻，池長與池寬比不小于4，以4～5為宜。⑦污泥區(qū)所需容積每人每天的污泥量，0.3-0.8L/(人.d)設計人口數污泥儲存時間，d，初沉池一般采用2d，二沉池可按2h考慮，機械排泥初沉池和生物膜法處理后的二沉池可按4h考慮進水懸浮顆粒濃度（kg/m3）出水懸浮顆粒濃度（kg/m3）污泥容重，kg/m3，＝1000kg/m3污泥含水率生活污水變化系數，＝1.51如果已知污水懸浮物濃度與去除率，污泥量可按下式計算：⑧沉淀池的總高度沉淀池超高，m；一般取0.3m沉淀區(qū)的有效深度，m緩沖層高度，m，一般取：無機械刮泥設備時為0.5m，有機械刮泥設備時，其上緣應高出刮板0.3m污泥區(qū)高度，m泥斗高度，m梯形高度，m⑨污泥斗的體積泥斗的上口面積，m2泥斗的下口面積，m2⑩污泥斗以上梯形部分污泥容積梯形上下底邊長，m0.3h40.50.2932.510.010.30.5L=32.4L總=33.23.93.40.560°h2=33.4Example:已知某城市污水處理廠的最大設計流量為2200m3/h，設計人口330000人，采用鏈帶式刮泥機，求平流式沉淀池各部分尺寸。①沉淀池的表面積設沉淀池表面水力負荷為2m3/(m2.h)，池子總表面積為：②沉淀區(qū)有效水深設沉淀時間t=1.5h初沉池一般取1.5～3，初沉池一般取1～2h③池長設最大設計流量時的水平流速為6mm/s，沉淀池的長度為：長深比為：④沉淀池的總寬度初沉池一般取5-7⑥池子個數（或分格數）設10個池子，每個池子寬為：長寬比為：⑦污泥區(qū)泥斗需要的體積設T=4h（機械排泥）,S=0.5L/(人.d)每個池子所需要的容積為：⑧污泥斗容積污泥斗底采用0.5*0.5，上口采用3.4*3.4，污泥斗斜壁與水平的夾角為60度，污泥斗的高度

方斗⑨污泥區(qū)以上梯形部分污泥容積設池底坡度為0.01，梯形部分高度為：污泥斗以上部分污泥容積為：⑩污泥斗和梯形部分污泥容積11.池子總高度：緩沖層高度取0.512.池子總寬度：普通活性污泥法

的設計氧化溝工藝處理單元的設計間歇式活性污泥法（SBR）工藝處理單元的設計AB法工藝處理單元的設計生物脫氮除磷工藝處理單元的設計生物濾池工藝處理單元的設計二沉池的設計973.3.2污水二級處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法例題：某居住區(qū)擬采用活性污泥法處理生活污水，日污水量8000m3，進入曝氣池的BOD5為300mg/L，時變化系數為1.4。要求處理后出水中的BOD5為20mg/L。計算曝氣池的主要尺寸和設計曝氣系統(tǒng)采用普通活性污泥法。污泥負荷Fw為0.3kgBOD5/kg污泥?d，混合液污泥濃度x為3g/L,污泥回流比r為50％。

例題：（1）曝氣池

處理效率＝（300－20）/300＝93.3%

據公式：，求污泥指數：SI＝(106×1.2×0.5)/3000(1+0.5）＝133，在50～150之間，符合要求。

∴V=So×Q×24/Fw×X×1000=300×8000/0.3×3×1000=2667m3取水深H=2.7m,設兩組曝氣池，每組池面積為：

A=V/nH=2667/2×2.7=494m2取池寬B=4.5m,B/H=4.5/2.7=1.66,在1～2之間，符合要求，則池長為：

L=A/B=494/4.5=110,設曝氣池為三廊道式，每廊道長為：

L’=L/3=113/3=37m

取超高0.5m，故總高Ht=2.7+0.5=3.2m

為了使曝氣池在運行中具有靈活性，在進水方式上設計成：既可集中從池首進水，按普通活性污泥法運行，又可沿配水槽分散多點進水，還可以沿配水槽集中從池中部某點進水，按吸附再生法運行。

（2）曝氣系統(tǒng)

采用鼓風曝氣系統(tǒng)。

①平均需氧量

取a’

＝

0.53，b’＝0.11

污泥中揮發(fā)分占比例75%，則＝1847kg/d=77kg/h②最大需氧量，時變化系數為1.4O2最大=0.53×8000×1.4×(300-20)/1000

＋0.11×3000×0.75×2667/1000=2322kg/d=97kg/h∴O2最大/O2=97/77=1.26374.54.54.54.54.54.513.513.527③供氣量

采用穿孔管，安裝距池底0.2m，故淹沒深度為2.5m,最高水溫30oC,此時氧飽和溶解度7.6mg/L,而Cs(20)為9.2mg/L。

穿孔管出口絕對Cs(30)為壓力：

Pb=1.033+2.5×100/1000=1.283kg/cm2

Ot=21(1-EA)/79+21(1-EA)×100%=20%，EA＝6％（穿孔管）

∴

Csm(30)=Cs(30)(Pb/2.066+Ot/42)=7.6(1.283/2.066+20/42)=8.36mg/L

Csm(20)=10.1mg/L

取α＝0.8,β=0.9,ρ=1,C=1.5mg/L

∴Ro=77×10.1/0.8[0.9×8.36-1.5]×1.02430-20=127kg/h

相應最大需氧量時的吸氧量：Ro最大＝160kg/h

供氣量：Gs=Ro/0.3EA=127/0.3×6%=7056m3/h

相應最大供氣量：Gs最大=Ro最大

/0.3EA=160/0.3×6%=8889m3/h

取提升回流污泥的空氣量為回流量的5倍，取最大回流比r=100％

∴空氣量提升＝5×8000/24=1667m3/h

∴總供氣量＝8889＋1667＝10556m3/h④空氣管計算，省略⑤鼓風機壓頭計算，省略深度處理的主要內容是：

去除處理水中殘存的懸浮物、脫色、除臭，使水進一步澄清；降低BOD、COD、TOC等指標，使處理水水質進一步穩(wěn)定；脫氮、除磷，消除能夠導致水體富營養(yǎng)化的因素；去除水中的有毒、有害物質等。1023.3.3污水深度處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法深度處理后的污水能夠達到：排放入具有較高經濟價值水體及緩流水體在內的任何水體，補充地面水源；回用于農田灌溉、市政雜用，如澆灌城市綠地、沖洗街道、車輛、補充景觀用水等；居民小區(qū)中水回用于沖洗廁所；作為冷卻水和工藝用水的補充用水，回用于工業(yè)企業(yè)。1033.3.3污水深度處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法格柵沉砂池初沉池生物處理工藝二沉地濾池殺菌貯水池。格柵沉砂池初沉池生物處理工藝二沉地混凝沉淀濾池殺菌貯水池。格柵沉砂池初沉池生物處理工藝二沉池生物膜法處理設備沉淀池濾池殺菌貯水池。格柵沉砂池初沉池生物處理工藝二沉池混凝沉淀濾池活性炭吸附殺菌貯水池。格柵沉砂池初沉池生物處理工藝二沉池生物膜法處理設備濾池臭氧活性炭吸附殺菌貯水池。格柵沉砂池初沉池生物處理工藝二沉池膜分離法殺菌貯水池。城市污水深度處理的基本工藝流程城市污水深度處理的技術及設計要點城市污水深度處理的技術及設計要點懸浮物的去除技術及設計要點混凝沉淀過濾技術溶解性有機物的去除技術及設計要點活性炭吸附臭氧氧化處理的設計參數溶解性無機鹽類的去除技術及設計要點反滲透及設計參數電滲析及設計要點離子交換及設計要點污水的常用消毒方法

城市二級污水處理廠中，污泥的來源主要是初沉池和二沉池。初沉池污泥中固體成分有兩部分：有機固體和無機固體，其含水率一般在95%-97%之間。二沉池污泥中固體成分主要為有機生物體，其含水率一般在99.2%-99.6%之間。污泥含水率高，體積大，不便運輸；同時，污泥中還會有大量易腐化發(fā)臭的有機物，以及毒害物質（如寄生蟲卵、病原微生物、重金屬離子等），所以需經過有效的處理。1073.3.4污泥處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法污泥處理工藝的類型

污泥濃縮：采用的方法為濃縮，當污泥含水率從97.5%降低到95%時，其體積可減少一半。污泥消化：污泥穩(wěn)定采用的工藝為消化工藝，其又分為好氧消化和厭氧消化。污泥機械脫水常見的污泥脫水機械有：折帶式真空轉鼓過濾機、自動板框壓濾機、滾壓帶式壓濾機、離心脫水機。1083.3.4污泥處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法污泥處理的工藝流程

1093.3.4污泥處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法污泥處理工藝的主要設計內容一般污泥總量應是初沉池污泥量與二沉池剩余污泥量之和。初沉池污泥量確定與計算二沉池污泥量（即剩余污泥量）確定與計算總污泥量確定1103.3.4污泥處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法污泥處理工藝與構筑物設計

污泥濃縮污泥濃縮的方法有：重力濃縮和氣浮濃縮、機械濃縮三種。污泥污泥脫水厭氧消化1113.3.4污泥處理單元的類型、功能、設計原則及計算方法3.4污水及污泥處理常用儀表與過程控制系統(tǒng)112進行技術經濟分析考察儀表設備的可靠性與穩(wěn)定性了解儀表的功能與特性注意處理系統(tǒng)的分階段