污水处理厂设计与运行 曾科卜秋平陆少鸣主编 化学工业出版社 北京
目录 第一章污水处理工程设计… 第一节污水处理技术及其新发展 第二节污水处理工程的建设程序… 第三节污水处理工程的设计阶段 第四节污水处理工程各设计阶股的内容………… 设计前期的工作 二-、初步设计………… 114555679 三、施工图设计 第五节污水处理工程的设计依据……… 污水处理工程基本情况资料 二、设计任务书或委托书 污水处理工程技术资料 四、污水处理工程设计资料…………… 第二章污水处理工程设计资料 第一节污水处理工程设计基础资料 城市或企业现状和规划资料…… 二、自然资料 供水、供电及交通运输资料 四、污染源资料 五、概算资料 六、其他资料 第二节现场查勘………… 现场查勘的目的与内容 现场查撇的步骤… 三、现场查勒应注意的事项………………… 第三节污染源调查 、污染源调查的目的… 污染源调查的步骤 污染源调查的方法与内容 o001u112222223333445557 第四节现场勘测 、地形测量 工程地质勘察 第三章污水处理系统及其选择 第一节污水处理系统的类型及其组成…
、概述………… 污水处理系统的类型 三、污水处理系统构成设施的分类…… 四、污水处理系统规划设计注意事项 第二节城市污水处理工艺及其选择 一、污水处理工艺方案的内容与方案确定的依据 、城市污水特征与处理程度 城市污水处理工艺的典型流程 四、城市污水处理构筑物的选型… 第三节工业污水处理工艺及其选择 、工业污水特征与欠理目标 工业污水处理方 各类工业废水的夂理 33 第四章污水处理工程的方案比较 第一节污水处理工程方案比较的内容 污水处理工程的方案比较层次……… 、污水处理工程的方案比较内容 第二节污水处理工程的技术经济指标 、污水处理工程的扳术经济指标的内容… 、评价设计方案的挝术经济指标… 笫二节污水处理工程设计方案的经济比较方法…… 指标对比法… 经济评价法……… 第四节污水处理工程的建设投资和经营管理费用 基本建设投资…… 二、可行性研究阶段污水处理工程直接费的计算方法…… 三、经营管理费用 第五章污水处理厂设计 第一节污水厂设计的内容及原则… 污水厂设计内容 二、污水厂设计原则 笔二节污水厂厂址选择 第三节污水处理厂工艺设计 污水处理厂规模 二、进出污水水质… 三、处理工艺选择 四、污水预处理与一级处理 五、厌氧生物处理 556669 六、好氧生物处理………… 七、鼓风机房
、深度处理…… 丸、污泥浓缩… 十、污泥脱水 第节污水厂的总体布置 污水厂总体布置的内容 污水厂的平面布置… 污水厂的商程布置… 第五节工程结构与辅助工程 工程结构… 、电气与自控 、计量与检测 、其他辅助工程 第六节污水处理工程节能设计…… 水处理中的能牦 水处理的节能技术 第六章污水处理工程验收与运行 第…节污水处理工程竣工验收 、工程验收组织与程序 工程验收的准备 工程验收的内容… 四、水池工程验收…… 五、机械设备安装工程验收… 管道安装工程验收 第二节污水处理工程运行管理…… 运行管理概述 二-、沉淀池的运行和管理 活性污泥系统的运行管理 四、生物漢处理系统的运行管理 五、厌氧生物处理装置的运行管理 六、管道与设备的运行管理 第七章污水处理工程课程设计与毕业设计… 第一节污水处理工程课程设计 、课程设计的内容和深度… 污水处理工程课程设计任务书………… 二、污水处理工程课程设计指导书…… 四、污水处理工程课程设计步骤和参考资料…… 第二节污水处理工程毕业设计 污水处理工程毕业设计的目的 二,毕业设计的内容和深度要求 109 三、毕业设计的选题…
四、毕业设计成果要求 五、毕业设计进度计划和步骤…… 第八章污水处理厂设计买例 113 第…节某城市污水处理厂设计实例… 总论 水处理工艺方案比较 116 三、污水处理工艺设计计算 四!、污水处理厂总体布置… 五、土建与公用工程………… 139 六、投资佔算 七、劳动定员与运行费用· 142 第二节某淀粉厂废水处理工艺设计实例 概述 144 、设计资料 处理工艺方案的确定…… ……44 四、处理工艺构筑物设计 …146 五、污水处理站平面布置和高程布置 六、施工要求 73 第九章污水处理工程设计参考资料………… 175 第一节有关设计的参考资料… ………175 污水综合排放标隹G乃B8978-1996……… ………I75 、常用水质标准索引… 污水排入下水道水质标准 常用设计与施工规范索引 五、常用标准图索引 劳动定员………… 七、附属建筑与设备…… 厂区道路与绿化 九、各种管线允许距弯 标准大气压下不司温度的溶解氧量 十一、消防间距 第二节有关制图的基本知识…………… 图纸幅面与标题拦 图线 四、尺寸注写规则…… 五、栎高… 六、坐标… 88888002222 七、方向标… 八、寨引标志
九、图纸折叠方法 193 附录 194 附图1某城市污水厂氧化沟工艺方案总布置平面图1:1000……………………194 附图2某城市污水厂氧化沟工艺方案工艺流程图 195 附图3某厂污水处理站平面布置图 附图4某厂污水处理站高程图 附图5SR工艺设计图………… 198 附图6辐流沉淀泡工艺设计图 附图7潜污泵房工艺设计图 附图8污泥浓缩池工艺设计图……………………… 209
一亘逅水地理工程设计 第一节污水处理技术及其新发展 中园是一个水资源匮乏的国家,人均水资源占有量仅为世界人均占有量的四分之一,而 且在时空分布上极不均匀,许多地区和约300个城市缺水,其中严重缺水城市有50个。20 世纪80年代以来,人口膨胀、工业的迅猛发展使水体受到严重污染,这就加剧了水资源的 短缺。根据有关资料1997年底数据,全国污水日排放量为1亿m3,全国各类水体82%的河 段受到污染,其中39%的河段已受到严重污染,水质低于Ⅲ类或Ⅳ类标准,结果造成饮用 水水源的污染。据调査,70%的饮用水水源不符合卫生标准,使我国城市供水水源受到严重 威胁。些自来水厂按常规工艺运行已无法确保供水水质符合标准,而被迫关闭或以生物化 学法处理进行改造 20世纪90年代(尤其是1996年)以来,为了适应经济发展和人民生活水平提高的要 求,我国水污染治理工作取得了较大进展。已有一大批城市和工业企业建设了污水处理厂 (站)。“九五”期间,199~1997年治理废水的资金投入为120.2亿元,截至1997年底 共建设污水治理设施43011套,正常运行39501套。目前全国城市建有约160座污水处理 厂,其中近半数采用了二级生物化学处理,还有一大批城市污水处理厂在建设中。但要阻止 水污染加剧的局面和实现全国主要流域水体水质基本变清的目标,尚需5-20年的时间。 1980年以来,随着水污染治理工作的发展,污水处理技术也取得了一定的进展,大量 的新工艺、新设备和新材料在实际中得到应用和发展。 1.污水处理工艺 氧化沟( Oxidation Ditch)技术作为20世纪50年代由荷兰工程师巴斯维尔 ( Passer)发明的一种新型活性污泥法,近年来在我国城市和工业企业污水处理工程中得到 广泛的应用和发展。各种形式的氧化沟得到应用,最普遍的是 CARROUSEL氧化沟,交替 工作的二沟式氧化沟和DE型氧化沟,以及一体化氧化沟。由于该工艺在水流流态和曝气装 置上的特殊性,其处理流程简单、构筑物少,一般情况下可不建初沉池和污泥消化池,某些 情况下还可不建二沉池和污泥回流系统,对于中小型污水处理厂,为节省投资或降低维护管 理难度时,会得到首选。其处理效果好且运行稳定可靠,不仅可满足BOD5和SS的排放标 准,在运行方式合适时还能实现脱氮和除鳞,而不像传统活性污泥法(要脱氮除磷时)需做 大礅改造工作。同时该工艺还具有较强冲击负荷承受能力、剩余污泥量少污泥稳定程度好、 机械设备少等优点。因为存在于污泥中的有机质最终是在氧化沟中部分好氧代谢去除的,氧 化沟艺在节约能耗、降低运行费方面不具有优势 与此同时,AB法、AO或AAO法得到了推广应用。AB法具有对进水负荷变化适 应性强、运行稳定、污泥不易膨胀、较好的脱氮除磷效果等优点,在解决老污水处理厂超负 荷运行而改造时适合采用,在我国山东、深圳、新疆已应用。AO法或A-AO法与传统活
性污泥法比,具有能大大提高脱氮、除磷效果的优点,适用于城市污水处理后排入需防止离 营养化的水体,污水处理后回用,或处理含N量较高工业污水(如化肥厂废水等),但A 法、A()法或A-A法均需增加些构筑物和设施(如曝气池、回流设施等),工程投资要 增川。 相对而育,间歇式活忙污泥法或序批式活性污泥法( Sequencing Batch Reactor Actirat ed Sludge Proeess)作为…项新技术,不论在工业企业还是城市污水处理工程中均得到了史 泛的应用。这主要是该工艺特殊的运行和净化机制,比传统活性污泥法具有更高的污染物 净化效果,尤其对高浓度难生物降解污水,SBR工艺可省去二沉池、污泥回流设施,某些 情况下还可省去调节池和初沉池,因而使整个工程占地减少、投资降低。另外,该工艺还具 有较强的冲击负荷调节能力,污泥不易膨胀、易于沉淀、脱水性能好,可实现脱氮除磷功能 等优点。但该工艺要求配备专用排水装置和自动控制系统,在目前环保资金还比较紧张的条 件下,限制了SBR工艺的髙效稳定运行。由于是间歇运行,该工艺空气扩散器堵塞的可能 性大]传统活性污泥法,砉采用大气泡空气扩散器(也为降低投资),则其节能效果不如传 统活性污泥法。如何按照曝气过程需氧量来自动控制SBR工艺的运行,提高节能效果还有 待进·步研究。 氧化沟技术、AB法、AO法或AAO法及SBR工艺技术,与传统活性污泥法一样, 都是好氧活性污泥法,污水中的有机污染物的去除依靠微生物的好氧代谢来完成,因此县有 能耗大、费用高的缺点,但使人们去研究高效节能的污水处理技术,目前这方面可应用的技 术有自然生物处理系统、生物膜法、厌氧生物处理法 自然生物处理系统是指依靠天然水体或土的自净作用对废水进行处理的系统,污水中有 机污染物的降解是微生物在不进行人工充氧条件下完成的,因此节能效果好,运行费用低 而且投资小、处理效果好。自然生物处理系统主要包括生物稳定塘和土地处理系统,在早期 工程投资成为控制因素时得到广泛应用,但目前受到自身占地面积大、受气候条件影响大的 缺点限制。 生物膜法是微生物附着生长的一类好氧生物处理技术,主要包括生物滤池、生物转盘、 生物接触氧化和生物流化床。与活性污泥法比较,生物膜法具有净化效果好(适合于低浓度 污水)、抗冲击负荷能力强、能耗低(尤其是低浓度污水,采用生物滤池和生物转盘方法处 理时)、污泥量少且易T沉淀分离等优点,在城市污水和,业废水处理中得到了广泛应用 特别是在新型填料开发应用后,中小规模污水处理厂,气候条件较好时合适采用生物接触氧 化法。而生物滤池、生物转盘工艺,在污水浓度较高时,由于(生物滤池)填料易堵塞、影 响环境卫生、占地面积大等缺点应用较少,一些较小工程容易克服以上缺点而采用了生物塔 滤和生物转盘。 与自然生物处理系统和生物膜法比较,厌氧生物处理法在追求高效节能方面具有更强的 优势,因而得到更多的研究和应用。为了处理高浓度难生物降解的工业废水,大批新型厌氧 生物反应器研究开发出来。例如厌氧生物滤池(UF)、升流式厌氧污泥床反应器(UASB) 厌氧接触法、厌氧复合床反应器(UBF)。这些厌氧生物处理装置,均能有效地将系统的污 泥停留时间与水力停留时间相分离,克服了早期普通厌氧生物工艺水力停留时间长(中温消 化般需要20~30天)的缺点。这些新型厌氧生物反应器具有显著优点:第一,适应性强 可处理高浓度有机废水亦可处理低浓度有机废水(一般要求(OD≥100g);可处理易 生物降解的工业废水,亦館处理难生物降解的工业废水;水量大、水质负荷变化小时好处
理,水小、水质负荷变化大时亦可处理。第二,节能效果好。有机污染物的生物降解完全 在无氧条件下进行,不需要充氧,与好氧生物法比较,能节省大最供氧能源;而且厌氧生物 代谢产生的沼气(每去除Ikg(OD产生沼气量为0.3~0.5m3)具有高热值(21000 25000k13),可用十发电或直接作为燃料。第¨,剩余污泥量少。厌氧生物反应系统在水 力停留时间不长的条件下,仍维持很高的污泥停留时间,微生物污泥在系统内进行了一定的 自身代谢。厌氧处理法产生的剩余污泥量约为好氧生物处理法的1/5~1/10,而且这种污泥 有机质含量低,易于脱水,不再需要进行稳定化处理,可降低污泥处理I程投资和运行费 川。第四,处理能力大。表现为厌氧生物处理法容积负荷大,一般是好氧法的5-10倍.这 主要是因为厌氧生物反应器系统或自身构造的原因,能使生物污泥滞留在反应器内,形成很 高的生物固体浓度(絮状污泥浓度可达10~20g、颗粒污泥浓度可达30-40g/1) 污水深度处理技术得到发展。处理后排入需要保护的天然水体,或处理后回用的城市污 水,需要深度处理.进一步去除COD、BO)、TN、P和菌类;为了达到更高的排放标 准.废水须进行深度处理以降低出水的COD、色度、TN等。AO或A-AO法,混凝沉淀 或混凝·过滤工艺,用陶粒或活性炭为载体的生物接触氧化法、吸附、臭氧氧化等深度处理 方法得以应用发展。城市污水的再生回用,困难不在技术上,而是必须解决一个社会系统工 程问题;对于工业废水,如何降低运行成本,是污水深度处理工程正常运行要解决的问题, 如为了降低色度和去除难以生物去除的有机污染物而投加价格髙、酸(碱)度高、成分复杂 的絮凝剂,企业是无法承受的。 2.污水处理设备 我国的污水处理工艺技术在20世纪80年代至90年代期间有了较大发展,已经接近当 代国际水平、然而,与污水处理相关的没备、装甃、材料、仪表的开发研究起步较晚,发展 相对滞后,已经成为污水处理事业发展的制约因素之一ε尽管如此,90年代以来,我国污 水处理设备的设计和制造水平在引进、消化的基础上,亦得到了发展。如离心水泵、潜污泵 等产品引进了德国技术,在经历了一般干式离心污水泵、液下污水泵、自吸式污水泵后,日 前应用的潜污泵具有结构紧凑且系统构成、安装与维护简单,污物通过能力强(某些产品还 带撕裂装置),保护措施多,安全性和可靠性高,易于实现自动控制等优点,在污水处理工 程中正逐渐占据主要地位。二叶和三叶罗茨鼓风机引进了日本和德国技术,改进了机壳与转 子的密封结构与进气、出气口结构,提高了机械加工精度,使产品容积效率提高,单位能耗 降低,机械和气动噪声降低,运转平稳程度提高。带式污泥压滤脱水机引进了法国等国技 术,该种脱水机因为处理能力大,运行连续、平稳且能耗低,机器滤布的偏移、张紧力和带 速可调而得到广泛的应用。氧化沟技术相关设备得以发展,如竖轴式表面曝气机性能有所改 进,例如倒伞型表曝机,引进开发了高效的允氧性能和安装维护性能的卧轴式曝气转刷(电 机立式安装),引进并开发了自动排水堰门,为了改善氧化沟中混合液流动效果引进开发了 水下推进器,与—般潜水搅拌器相比,推进效果更好,而能耗较低。微孔曝气器吸收了芬兰 等国技术,目前巳有刚玉与膜片式橡胶、盘式与管式(包括可胀孔软管形式)的微孔曝气 器,充氧效率达到15%~25%,比大气泡空气扩散器可节能50%左右。二次沉淀池排泥装 置有了发展,由于二次沉淀池池底污泥为密度很小的活性污泥,不能像初次沉淀池污泥那样 刮除,因此开发了吸刮泥凯,刮板和吸泥管同时利用,污泥通过虹吸至池液面的排泥槽中排 除。通过吸收美国技术,开发了新型吸泥机,该机具有中心传动、池底单管吸泥、结构简单 紧凑、调节方便等优点,与传统的管槽式吸刮泥机相比,质量和传动功率大大降低
目前还有大量先进污水处理设备正在研制开发和试用中,如单级高速离心鼓风机、阶梯 式格棚、无轴螺旋输送机或螺杆压榨机、旋流式或螺旋式除砂设备、带式或离心式污泥浓缩 杋、离心式污泥脱水机和伸缩管式撤水器。 3.污水处理工程材料 污水处理工程设施材料方面,开发应用了多种形式的生物接触氧化池填料,使生物接触 氧化技术普及推广应用。如髙炉炉渣填料、蜂窝填料、立体波纹填料、球形填料、纤维软性 填料、半软性填料、弹性立体填料和改进型弹性立体填料。其中弹性立体填料由多层的放射 状弹性丝构成,不像蜂窝和波纹填料,水气直上直下,可以连续不断使气水混合液多次受到 剧烈地碰撞和切割作用,提高了氧转移速度,也不像纤维软性填料和球形填料,容易断丝或 结球。还有多种用于污水深度处理的新型滤料开发成功并应用,如陶粒、纤维球、果壳滤 料、砂滤料等 4.污水处理工程过程控制 污水处理厂的自动控制,经历了…个从零升始不断发展的过程。目前,不仅单一工艺过 程可以实现自动控制,而且可以对整个污水处理厂全过程、各单元实现多级自动控制。如通 过中央控制窒内计算机和大型模拟屏进行全厂集中监视和自动控制,亦可通过分级现场控制 站分别对污水预处理、污水生物处理、污泥消化系统和污泥脱水系统的生产过程进行控制。 叮实现对流量、液位、水质(如pH值、溶解氧、化学需氧量)和污泥浓度的在线自动监 测,并通过水质等参数监测值自动调节设备的运行,以保证好的处理效果,低的能源消耗。 第二节污水处理工程的建设程序 污水处理工程是城市市政建设、工业企业建设或排污达标治理的一个重要部分,其建设 须按国家基本建设程序进行,现行的基本建设程序一般分编制项目建议书、项目可行性研 究、项目工程设计、工程和设备招投标、工程施工、竣工验收、运行调试和达标验收几个 步骤 这些建设步骤基本包括了项目建设的全过程,它们也可划分为三个阶段。 第一阶段项目立项阶段。该阶段需根据堿市市政规划或环境保护部门要求,分析项目 建设的必要性和可行性。本阶段以确定项目为中心,一般由建设单位或其委托的设计研究单 位编制项目建议书和项目可行性研究报告,通过国家计划部门、投资银行或企业计划部门论 证便可获得立项,对于某些小规模项目,只编制污水处理工程方案设计,并通过投资部门的 论证便可立项。 第∷阶段工程建设阶段。包括工程设计、工程和设备招投标、工程施工、竣工验收等 过程。 ①工程设计,项目立项后,设计单位根据审批的可行性研究报告进行施工图设计,其 任务是将可行性研究报告确定的设计方案的具体化,要将污水处理厂(站)区、各处理构 (建)筑物、辅助构(建)筑物等的平面和竖向布置,精确地表达在图纸上,其设计深度应 能满足施工、安装、加工及施工预算编制要求。在施工图设计之前,可能还需进行扩大初步 设计,进一步论证技术的可靠性,经济合理性和投资的准确性 ②工程设备招投标,是经过比较投标方的能力、技术水平、工程经验、报价等,来选 定工程施工单位和设备供应单位的过程,该过程是保证工程质量和节省工程投资的基础。 ,送:
