第9章

城市污水處理廠的設計第9章

城市污水處理廠的設計9.1

概述9.1.1

城市污水的組成與水質特征生活污水1、城市污水

工業廢水部分雨水2、水質

高中低9.1.2

城市污水處理廠BOD5=20-35g/人.d（1）設計水質SS=35-50g/人.d平均時流量（m3/d）設計最大流量（m3/hL/S）（2）設計水量進水管各處理構筑物管渠曝氣池hrt>6h9.1.3

工業廢水與城市污水的關系1、城市污水處理廠的優勢:投資運行費、占地衛生、管理、效果2、工業廢水排放的要求9.2

設計步驟設計前期初步擴大設計施工圖設計9.2.1

設計的前期工作1、預可研

（3000萬元以上項目建議書的階段）2、可研（設計任務書）技術上可行重要文件

經濟上合理社會效益和環境效益（1）概述（2）工程方案（3）工程投資估算和資金籌措（4）工程遠近期結合問題（5）工程效益分析（6）工程進度安排（7）存在問題及建議（8）附加及附圖9.2.2

擴大初步設計包括設計說明書、工程量、材料與設備表、工程概算與擴初圖紙9.2.3

施工圖設計在初步設計批準后，依據擴出圖紙和說明書為依據。將各污水處理廠構筑物的平面和高程精確地表示在圖紙上，每張圖都按照比例精確繪制，工作量很大。9.3

城市污水處理廠廠址選擇1、應符合城市總體規劃，考慮近遠期結合。2、廠址與選定處理工藝相適應，穩定唐等要選在有閑置空地。3、廠址應位于城市給水水源下游，排污口距水源距離大于500m，和夏季主導風向的下風向與居民區距離不小于300m。4、利用地形，不易設在雨季被淹的地方。5、保護農田9.4

污水處理廠工藝流程的選定9.4.1

處理工藝流程按水體的水質標準1、污水處理程度

按處理廠所能達到的程度考慮受納水體自凈能力2、工程造價與運行費用3、當地的各項條件4、原污水的水量9.5

污水處理廠的平面布置與高程布置9.5.1

平面布置便捷、直通，避免迂回曲折1、處理單元

土方量平衡各構筑物保持一定的距離管渠的布置2、

超越管（超越構筑物，排入水體）其它管線（凈距）3、輔助的構筑物9.5.2

高程布置1、確定各構筑物和泵房的標高2、確定管渠尺寸及標高，水面標高（1）污水流經構筑物的水頭損失（2）連接管渠的水頭損失（3）流經計量設備的水頭損失取一條距離較長，水頭損失最大的流程要注意污水與污泥高程布置的配合9.6

污水處理廠的配水與計量9.6.1

處理構筑物之間的明渠，管道9.6.2

配水中管式配水井倒虹管式配水井9.6.3

計量設備1、計量槽2、薄壁堰3、電磁流量計9.7

污水處理廠驗收、運行管理、水質監測與自動控制v

運行管理對污水處理廠的運行，要切實做好控制、觀察、記錄與水質分析監測工作v

水質監控每日對每座處理構筑物的水溫、pH值、電導率、溶解氧、COD、BOD、TOD、TOC、氨氮以及曝氣池內混合液(MLSS)等參數進行測定，并進行記錄v

自動控制采用自動監測、自動記錄、自動操作、調節及集中控制技術返回9.8城市污水處理廠的國內外實例v二、城市污水處理廠典型流程圖城市廢水處理的一般流程生物處理二次沉淀池三級處理廢水格柵沉砂池沉淀池部分污泥回流二級處理出水三級處理出水一級處理出水垃圾處理沉渣處理污泥處理污泥濃縮沉渣處理城市廢水；生活污水和工業廢水組成高碑店污水處理廠各單元介紹總進水泵房項目名稱:污水泵

pumpingstation技術說明:進水泵3m3/s4臺

2m3/s2臺1,000,000m3/d單位:座

Set數量:1曝氣沉砂池項目名稱:曝氣沉砂池

AeratedGritChamber技術說明:L*B*H=21m*12m*4.3m單位:座

Set數量:4初次沉淀池項目名稱:初沉池

PrimarySedimentationTank技術說明:L*B*H=75m*28m*2.5m單位:座

Set數量:24曝氣池項目名稱:曝氣池

Aerated

Tank技術說明:L*B*H=95m*28m*6m單位:座

Set數量:24二次沉淀池項目名稱:二沉池

FinalsedimentationTank技術說明:直徑50m,有效深度4.0mD=50m,h=4m單位:座

Set數量:24濃縮池項目名稱:污泥濃縮池

Sludge

ThickeningTank技術說明:直徑23.5m,有效深度5.5mD=23.5m,H=5.5m單位:座

Set數量:12上海市污水廠介紹前言v

上海市正在建設三座大型城市污水處理廠，即石洞口、白龍港與竹園第一污水處理廠v

石洞口污水處理廠規模40萬m3/d，采用二級加強生物除磷脫氮處理工藝；污泥采用濃縮、干化、焚燒工藝。v

建設資金來自中央及地方投資、部分亞洲開發銀行貸款。v

白龍港污水處理廠規模120萬m3/d，采用一級加強物化法除磷處理工藝；污泥采用儲泥池、脫水、衛生填埋，最終作綠化介質土。建設資金來自中央及地方投資、部分世界銀行貸款。v

竹園第一污水處理廠規模170萬m3/d，采用一級加強生物化學絮凝處理工藝，污泥采用濃縮、脫水、衛生填埋，最終作綠化介質土。建設資金來自民營投資。v

三座污水處理廠處理城市污水量約330萬m3/d，與2020年中心城規劃污水量基本相等。在工程布置中，已考慮白龍港與竹園第一污水處理廠處理程度可以進一步提高。石洞口竹園白龍港上海三座大型城市污水處理廠之一介紹--上海石洞口污水處理廠1?簡況v

1.1?工程規模設計平均日污水量40萬m3/d，現狀污水量19～24萬m3/d。v

1.2?污水水質污水性質：分流制污水，其中工業廢水約占40%，生活污水占60%，經污水處理廠處理后，尾水達到一級排放標準后，采用岸邊水下排放方式，排入長江。COD(mg/L)

BOD(mg/L)

SS(mg/L)

NH3-N(mg/L)

TP(mg/L)進水

400出水

≤60200250≤2030≤14.5≤20≤11.3?污泥處理及處置?采用濃縮、脫水、干化、焚燒方案，焚燒后灰外運填埋。2?污水、污泥處理工藝v

2.1?污水處理工藝流程2.2?污水處理主要技術參數v

污水處理主體構筑物為一體化反應池，即曝氣/沉淀均在同一座水池中，生物除磷脫氮主要參數如下：?污泥負荷：0.11kgBOD/(kgMLSS·d)；?污泥濃度：4kg/m3；?水力停留時間：15.9h

；?反硝化率：0.047kgNO3--N/(kgMLSS·d)；?供氧量：133000kgO2/d；?氣水比：1∶7.3。v

沉淀部分的水力負荷：1.13m3/(m2·h)(斜板)；出水堰負荷1.24L/(s·m)。2.4?污泥處理v

污泥處理量：干泥64

t/d，采用污泥處理與處置工藝，見圖3。v

污泥處理工藝主要設計參數如下。v

2.4.1?污泥濃縮機?

選用螺旋壓榨式污泥濃縮機6臺(5用1備)，單臺工作能力60～100m3/h，功率3kW，工作16h/d，另帶投藥系統。v

2.4.2?污泥脫水機?

經比較選用帶壓榨機構的濾布固定式凹板型壓濾機2套(1用1備)，濾板尺寸1.5m×1.5m，過濾面積409m2，工作能力105m3/h，進泥含水率97%，出泥含水率75%以下，另有投藥系統。工作時間22h/d。v

2.4.3?污泥干化與焚燒處理?

污泥干化方式，采用流化床干化法，或盤式干化塔法，均系成套系統組成。主要由濕污泥進料及儲存系統，濕污泥輸送裝置，破碎加料機，流化床干燥器或盤式干化塔，干污泥輸送裝置，干污泥儲存器，混合器，惰性氣體循環凈化系統，以及蒸汽供應，冷凝水回收系統等組成。若以流化床干燥器為例，其技術規格為：水分蒸發能力9.4t/h，供應蒸汽參數為1.2MPa飽和蒸汽12.8t/h。v

2.4.4?污泥水處理?

污泥濃縮、脫水產生的污泥水約7744m3/d，采用投加石灰、沉淀處理工藝，污泥水處理工藝流程見圖4。v

2.5?處理廠回用水處理工藝v

處理廠回用水量80m3/h，回用水水質及工藝如下。?回用水水質項目CODBODSSNH3-N

TPpH臭二級處理出水

60回用水水質?

≤502020101.0

6～9?≤10

≤10≤8--6.5～7.2

無不快感覺v

3.1?工程造價初步設計工程造價8.7327億元(包括污泥處理和前期費用)，噸投資成本2183元；單位處理成本0.76元/m3(包括污泥處理)。上海在建的三座大型城市污水處理廠介紹之二--上海白龍港污水處理廠1?工程簡況v

1.1?工程規模?

近期(本期設計)：平均旱流污水量120萬m3/d；?

旱季高峰污水量18.06m3/s，?

旱季最小污水量8.33m3/s，?

雨季流量21.85m3/s，?

現狀污水量80萬～100萬m3/d。v

?按照2001年上海市污水規劃，本廠遠期：污水設計流量為旱季平均210萬m3/d，旱季高峰30.6m3/s，雨季流量33.6m3/s。v

1.2?污水水質v

?本系統為部分合流制，部分分流制，進處理廠污水水質與出廠水質見表1。v

表1?污水處理廠進出水水質?項目COD(mg/L)

BOD(mg/L)

SS(mg/L)

NH3-N(mg/L)

TP(mg/L）?進水

320

130?出水

≤180

≤70170305≤40

≤30≤1v

1.3

污泥處理及處置目標v

采用儲泥池、脫水、衛生填埋，最終作綠化介質土，達到綜合利用目的。2?污水、污泥處理工藝v

2.1?污水處理工藝(見圖1)v

2.2

污水處理主要技術參數v為滿足近期以除磷為目標的污水處理要求，同時考慮遠期達到國家規定的二級排放標準，經方案比較推薦采用近期物化法，遠期再增加曝氣生物濾池工藝。由于處理廠用地面積有限，故物化法選用高效沉淀池布置方案。把混合、絮凝、沉淀3個工序合并在一個構筑物內，其主要參數如下。?

混合時間：64s,投藥量PAC86mg/L,PAM0.5mg/L；?

絮凝時間：14min；?

高效沉淀池：表面負荷17m3/(m2·h)，停留時間50min，污泥回流比4%。?

產生污泥量197t/d，含水率97%，污泥量6930m3/d。v

3.3?高效沉淀池v?高效沉淀池近期設3組，每組6只池。遠期增加2組。每組處理水量約42萬

m3/d(見圖2)。v

2.4?污泥處理與處置v

?近期污泥處理量為197t/d，經方案比較后采用污泥儲存→脫水→衛生填埋+綜合利用方案(近期實施物化法)見圖1。v

主要污泥處理構筑物：?(1)污泥儲存池。?

(2)污泥脫水機房。?(3)污泥堆棚。?(4)污泥填埋場。v

2.5?中水回用v

?本廠經一級加強處理后的污水，確定2500m3/d規模作為中水回用，采用曝氣生物濾池工藝，處理后達到中水水質標準，供廠內使用。3.工程造價v

?初設工程投資概算61586.15萬元，噸水投資成本為513元，單位處理成本0.28元/m3。上海在建的三座大型城市污水處理廠介紹

(三)

--上海市竹園第一污水處理廠工程1?工程簡況1.1?處理廠位置??

化學生物絮凝工藝流程

上海市竹園第一污水處理廠位置在浦東新區高東鎮，已建合流污水竹園排放口預留污水處理廠廠址范圍內。該地區在合流污水輸水箱涵管南側，海徐路、航津路以及長江大堤所圍地區，占地33.79hm2。1.2?污水收集系統??污水來自兩個收集系統：一部分是已建合流污水一期總管收集系統，該系統為合流制，晴天時污水量140萬

m3/d，雨天時合流污水量45m3/s，這部分合流污水，經預處理廠處理，即經粗、細格柵與沉砂池處理后，再由泵房提升，經壓力輸水箱涵送至處理廠；另一部分是外高橋地區分流制排水系統，污水量為30萬

m3/d，由泵提升進污水處理廠。??這兩部分污水量，晴天時總計為170萬

m3/d，雨天時總計49.32m3/s，服務面積190km2，人口293萬。1.3?處理廠尾水排放點??經污水處理廠處理后尾水，達到排放標準后排入長江邊已建高位井，經2根直徑4.2m,距岸邊1.45km擴散管，多點排入長江。2?工程規模與技術標準2.1?工程規模??設計晴天平均污水量170萬

m3/d，高峰污水量25.04

m3/s，雨天時設計流量49.32

m3/s，現狀污水量130萬

m3/d。2.2?污水水質??污水大部分為合流制污水，其中生活污水占70%。進出污水處理廠水質見表1。??

表1?污水處理廠進出水水質NH3-N(mg/L)項目

COD(mg/L)

BOD(mg/L)

SS(mg/L)TP(mg/L)進水

250120≤60150≤4030304出水

≤150≤12.3?污泥處理及處置??采用濃縮、脫水后用汽車外運約18

km至白龍港污泥填埋場處置。3.1?污水處理工藝??加藥間及藥房鼓風機房絮凝劑合流一期污水入流井匯流井1#切換井

混合反應池沉淀池格柵+旋流閥門井沉砂池外高橋地區污水濃縮池污泥泵房污泥調節池3#切換井

2#切換井排放口高位井遠期處理廠

脫水機房衛生填埋化學生物絮凝污水處理工藝??本工程由兩部分來水，合流一期污水已經過粗細格柵及沉砂處理，外高橋地區污水先經格柵、沉砂池后與合流一期污水匯合，進化學生物絮凝處理工藝；雨天時，部分合流污水經切換井溢流外排。3.3?工藝描述??本工程為一組加強處理，向污水中加藥后先進入快速混合池，用空氣混合，停留60s，然后進入化學生物絮凝池，采用空氣供氧與攪拌，并從沉淀池回流進水量20%～50%的污泥，與進水混合，加助凝劑。投加混凝劑量為120mg/L

PAC(液體聚合鋁)，助凝劑為0.5mg/L聚丙烯酰胺(PAM)。絮凝池供氣量分3段，即各1/3長度，第一段供氣較多，第二段次之，第三段較少，總停留時間0.62h。絮凝池后接平流式沉淀池，內設鏈板刮泥機，污泥部分回流，剩余污泥排出。經過化學生物絮凝處理后的污水通過出水泵房提升后排入長江。3.4?污泥處理??經計算化學絮凝處理產生污泥量為255t/d(干泥)，經污泥調節池，停留時間1h，由泵提升后進污泥機械脫水機房。采用6套(5用1備)