第9章

城市污水處理廠的設(shè)計(jì)第9章

城市污水處理廠的設(shè)計(jì)9.1

概述9.1.1

城市污水的組成與水質(zhì)特征生活污水1、城市污水

工業(yè)廢水部分雨水2、水質(zhì)

高中低9.1.2

城市污水處理廠BOD5=20-35g/人.d（1）設(shè)計(jì)水質(zhì)SS=35-50g/人.d平均時(shí)流量（m3/d）設(shè)計(jì)最大流量（m3/hL/S）（2）設(shè)計(jì)水量進(jìn)水管各處理構(gòu)筑物管渠曝氣池hrt>6h9.1.3

工業(yè)廢水與城市污水的關(guān)系1、城市污水處理廠的優(yōu)勢:投資運(yùn)行費(fèi)、占地衛(wèi)生、管理、效果2、工業(yè)廢水排放的要求9.2

設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)前期初步擴(kuò)大設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)9.2.1

設(shè)計(jì)的前期工作1、預(yù)可研

（3000萬元以上項(xiàng)目建議書的階段）2、可研（設(shè)計(jì)任務(wù)書）技術(shù)上可行重要文件

經(jīng)濟(jì)上合理社會(huì)效益和環(huán)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(yuǎn)近期結(jié)合問題（5）工程效益分析（6）工程進(jìn)度安排（7）存在問題及建議（8）附加及附圖9.2.2

擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)說明書、工程量、材料與設(shè)備表、工程概算與擴(kuò)初圖紙9.2.3

施工圖設(shè)計(jì)在初步設(shè)計(jì)批準(zhǔn)后，依據(jù)擴(kuò)出圖紙和說明書為依據(jù)。將各污水處理廠構(gòu)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(yīng)符合城市總體規(guī)劃，考慮近遠(yuǎn)期結(jié)合。2、廠址與選定處理工藝相適應(yīng)，穩(wěn)定唐等要選在有閑置空地。3、廠址應(yīng)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(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向與居民區(qū)距離不小于300m。4、利用地形，不易設(shè)在雨季被淹的地方。5、保護(hù)農(nóng)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(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1、污水處理程度

按處理廠所能達(dá)到的程度考慮受納水體自凈能力2、工程造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用3、當(dāng)?shù)氐母黜?xiàng)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(gòu)筑物保持一定的距離管渠的布置2、

超越管（超越構(gòu)筑物，排入水體）其它管線（凈距）3、輔助的構(gòu)筑物9.5.2

高程布置1、確定各構(gòu)筑物和泵房的標(biāo)高2、確定管渠尺寸及標(biāo)高，水面標(biāo)高（1）污水流經(jīng)構(gòu)筑物的水頭損失（2）連接管渠的水頭損失（3）流經(jīng)計(jì)量設(shè)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(jì)量9.6.1

處理構(gòu)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(jì)量設(shè)備1、計(jì)量槽2、薄壁堰3、電磁流量計(jì)9.7

污水處理廠驗(yàn)收、運(yùn)行管理、水質(zhì)監(jiān)測與自動(dòng)控制v

運(yùn)行管理對污水處理廠的運(yùn)行，要切實(shí)做好控制、觀察、記錄與水質(zhì)分析監(jiān)測工作v

水質(zhì)監(jiān)控每日對每座處理構(gòu)筑物的水溫、pH值、電導(dǎo)率、溶解氧、COD、BOD、TOD、TOC、氨氮以及曝氣池內(nèi)混合液(MLSS)等參數(shù)進(jìn)行測定，并進(jìn)行記錄v

自動(dòng)控制采用自動(dòng)監(jiān)測、自動(dòng)記錄、自動(dòng)操作、調(diào)節(jié)及集中控制技術(shù)返回9.8城市污水處理廠的國內(nèi)外實(shí)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(yè)廢水組成高碑店污水處理廠各單元介紹總進(jìn)水泵房項(xiàng)目名稱:污水泵

pumpingstation技術(shù)說明:進(jìn)水泵3m3/s4臺

2m3/s2臺1,000,000m3/d單位:座

Set數(shù)量:1曝氣沉砂池項(xiàng)目名稱:曝氣沉砂池

AeratedGritChamber技術(shù)說明:L*B*H=21m*12m*4.3m單位:座

Set數(shù)量:4初次沉淀池項(xiàng)目名稱:初沉池

PrimarySedimentationTank技術(shù)說明:L*B*H=75m*28m*2.5m單位:座

Set數(shù)量:24曝氣池項(xiàng)目名稱:曝氣池

Aerated

Tank技術(shù)說明:L*B*H=95m*28m*6m單位:座

Set數(shù)量:24二次沉淀池項(xiàng)目名稱:二沉池

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

Set數(shù)量:24濃縮池項(xiàng)目名稱:污泥濃縮池

Sludge

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

Set數(shù)量:12上海市污水廠介紹前言v

上海市正在建設(shè)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(guī)模40萬m3/d，采用二級加強(qiáng)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(shè)資金來自中央及地方投資、部分亞洲開發(fā)銀行貸款。v

白龍港污水處理廠規(guī)模120萬m3/d，采用一級加強(qiáng)物化法除磷處理工藝；污泥采用儲(chǔ)泥池、脫水、衛(wèi)生填埋，最終作綠化介質(zhì)土。建設(shè)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(guī)模170萬m3/d，采用一級加強(qiáng)生物化學(xué)絮凝處理工藝，污泥采用濃縮、脫水、衛(wèi)生填埋，最終作綠化介質(zhì)土。建設(shè)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(guī)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(jìn)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(guī)模設(shè)計(jì)平均日污水量40萬m3/d，現(xiàn)狀污水量19～24萬m3/d。v

1.2?污水水質(zhì)污水性質(zhì)：分流制污水，其中工業(yè)廢水約占40%，生活污水占60%，經(jīng)污水處理廠處理后，尾水達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(yùn)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(shù)參數(shù)v

污水處理主體構(gòu)筑物為一體化反應(yīng)池，即曝氣/沉淀均在同一座水池中，生物除磷脫氮主要參數(shù)如下：?污泥負(fù)荷：0.11kgBOD/(kgMLSS·d)；?污泥濃度：4kg/m3；?水力停留時(shí)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(fù)荷：1.13m3/(m2·h)(斜板)；出水堰負(fù)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(shè)計(jì)參數(shù)如下。v

2.4.1?污泥濃縮機(jī)?

選用螺旋壓榨式污泥濃縮機(jī)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(tǒng)。v

2.4.2?污泥脫水機(jī)?

經(jīng)比較選用帶壓榨機(jī)構(gòu)的濾布固定式凹板型壓濾機(jī)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(jìn)泥含水率97%，出泥含水率75%以下，另有投藥系統(tǒng)。工作時(shí)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(tǒng)組成。主要由濕污泥進(jìn)料及儲(chǔ)存系統(tǒng)，濕污泥輸送裝置，破碎加料機(jī)，流化床干燥器或盤式干化塔，干污泥輸送裝置，干污泥儲(chǔ)存器，混合器，惰性氣體循環(huán)凈化系統(tǒng)，以及蒸汽供應(yīng)，冷凝水回收系統(tǒng)等組成。若以流化床干燥器為例，其技術(shù)規(guī)格為：水分蒸發(fā)能力9.4t/h，供應(yīng)蒸汽參數(shù)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(chǎn)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(zhì)及工藝如下。?回用水水質(zhì)項(xiàng)目CODBODSSNH3-N

TPpH臭二級處理出水

60回用水水質(zhì)?

≤502020101.0

6～9?≤10

≤10≤8--6.5～7.2

無不快感覺v

3.1?工程造價(jià)初步設(shè)計(jì)工程造價(jià)8.7327億元(包括污泥處理和前期費(fèi)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(guī)模?

近期(本期設(shè)計(jì))：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(xiàn)狀污水量80萬～100萬m3/d。v

?按照2001年上海市污水規(guī)劃，本廠遠(yuǎn)期：污水設(shè)計(jì)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(zhì)v

?本系統(tǒng)為部分合流制，部分分流制，進(jìn)處理廠污水水質(zhì)與出廠水質(zhì)見表1。v

表1?污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)?項(xiàng)目COD(mg/L)

BOD(mg/L)

SS(mg/L)

NH3-N(mg/L)

TP(mg/L）?進(jìn)水

320

130?出水

≤180

≤70170305≤40

≤30≤1v

1.3

污泥處理及處置目標(biāo)v

采用儲(chǔ)泥池、脫水、衛(wèi)生填埋，最終作綠化介質(zhì)土，達(dá)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(shù)參數(shù)v為滿足近期以除磷為目標(biāo)的污水處理要求，同時(shí)考慮遠(yuǎn)期達(dá)到國家規(guī)定的二級排放標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)方案比較推薦采用近期物化法，遠(yuǎn)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(gè)工序合并在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)，其主要參數(shù)如下。?

混合時(shí)間：64s,投藥量PAC86mg/L,PAM0.5mg/L；?

絮凝時(shí)間：14min；?

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

產(chǎn)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(shè)3組，每組6只池。遠(yuǎn)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(jīng)方案比較后采用污泥儲(chǔ)存→脫水→衛(wèi)生填埋+綜合利用方案(近期實(shí)施物化法)見圖1。v

主要污泥處理構(gòu)筑物：?(1)污泥儲(chǔ)存池。?

(2)污泥脫水機(jī)房。?(3)污泥堆棚。?(4)污泥填埋場。v

2.5?中水回用v

?本廠經(jīng)一級加強(qiáng)處理后的污水，確定2500m3/d規(guī)模作為中水回用，采用曝氣生物濾池工藝，處理后達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，供廠內(nèi)使用。3.工程造價(jià)v

?初設(shè)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(xué)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(qū)高東鎮(zhèn)，已建合流污水竹園排放口預(yù)留污水處理廠廠址范圍內(nèi)。該地區(qū)在合流污水輸水箱涵管南側(cè)，海徐路、航津路以及長江大堤所圍地區(qū)，占地33.79hm2。1.2?污水收集系統(tǒng)??污水來自兩個(gè)收集系統(tǒng)：一部分是已建合流污水一期總管收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)為合流制，晴天時(shí)污水量140萬

m3/d，雨天時(shí)合流污水量45m3/s，這部分合流污水，經(jīng)預(yù)處理廠處理，即經(jīng)粗、細(xì)格柵與沉砂池處理后，再由泵房提升，經(jīng)壓力輸水箱涵送至處理廠；另一部分是外高橋地區(qū)分流制排水系統(tǒng)，污水量為30萬

m3/d，由泵提升進(jìn)污水處理廠。??這兩部分污水量，晴天時(shí)總計(jì)為170萬

m3/d，雨天時(shí)總計(jì)49.32m3/s，服務(wù)面積190km2，人口293萬。1.3?處理廠尾水排放點(diǎn)??經(jīng)污水處理廠處理后尾水，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排入長江邊已建高位井，經(jīng)2根直徑4.2m,距岸邊1.45km擴(kuò)散管，多點(diǎn)排入長江。2?工程規(guī)模與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.1?工程規(guī)模??設(shè)計(jì)晴天平均污水量170萬

m3/d，高峰污水量25.04

m3/s，雨天時(shí)設(shè)計(jì)流量49.32

m3/s，現(xiàn)狀污水量130萬

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

表1?污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)NH3-N(mg/L)項(xiàng)目

COD(mg/L)

BOD(mg/L)

SS(mg/L)TP(mg/L)進(jìn)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(yùn)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(fēng)機(jī)房絮凝劑合流一期污水入流井匯流井1#切換井

混合反應(yīng)池沉淀池格柵+旋流閥門井沉砂池外高橋地區(qū)污水濃縮池污泥泵房污泥調(diào)節(jié)池3#切換井

2#切換井排放口高位井遠(yuǎn)期處理廠

脫水機(jī)房衛(wèi)生填埋化學(xué)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(jīng)過粗細(xì)格柵及沉砂處理，外高橋地區(qū)污水先經(jīng)格柵、沉砂池后與合流一期污水匯合，進(jìn)化學(xué)生物絮凝處理工藝；雨天時(shí)，部分合流污水經(jīng)切換井溢流外排。3.3?工藝描述??本工程為一組加強(qiáng)處理，向污水中加藥后先進(jìn)入快速混合池，用空氣混合，停留60s，然后進(jìn)入化學(xué)生物絮凝池，采用空氣供氧與攪拌，并從沉淀池回流進(jìn)水量20%～50%的污泥，與進(jìn)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(shí)間0.62h。絮凝池后接平流式沉淀池，內(nèi)設(shè)鏈板刮泥機(jī)，污泥部分回流，剩余污泥排出。經(jīng)過化學(xué)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(jīng)計(jì)算化學(xué)絮凝處理產(chǎn)生污泥量為255t/d(干泥)，經(jīng)污泥調(diào)節(jié)池，停留時(shí)間1h，由泵提升后進(jìn)污泥機(jī)械脫水機(jī)房。采用6套(5用1備)