第十八章高程.ppt

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1、第十七章第十七章污水处理厂的设计污水处理厂的设计第一节第一节 概述概述一、城市污水的组成与水质特征一、城市污水的组成与水质特征 1、组成、组成 组成组成居民的居民的生活污水生活污水位于城区位于城区内的工业内的工业企业企业排放的排放的工业废水工业废水部分的部分的降水降水2、特征、特征典型的生活污水水质典型的生活污水水质序号指标浓度（mg/L)高中低12345678910总固体（TS)溶解性固体非挥发性固体挥发性固体悬浮物（SS)非挥发性挥发性可沉降物（mL/L)生化需氧量（BOD5)溶解性120085052532535075275204007205003002002205516510200350

2、2501451051002080511121314悬浮性总有机碳（TOC)化学需氧量（COD)溶解性二、城市污水处理厂设计水质二、城市污水处理厂设计水质(1)生活污水生活污水BOD=2035g/人人.d，SS=3550g/人人.d(2)工业废水工业废水不同类型的工业的实测及数据或传统数据确定不同类型的工业的实测及数据或传统数据确定(3)水质浓度水质浓度 S=1000as/QS S某污染物在污水中的浓度，某污染物在污水中的浓度，mg/L As每人每日对该污染物排出的量，每人每日对该污染物排出的量，g QS每人每日的排水量，每人每日的排水量，L三、城市污水处理厂的设计水量三、城市污水处理厂的设计水

3、量（1）平均日流量）平均日流量(米米3日日)表示处理总水量；计算污水处理厂的年抽升电耗与表示处理总水量；计算污水处理厂的年抽升电耗与耗药量；产生并处理的污泥总量。耗药量；产生并处理的污泥总量。(2)设计最大流量设计最大流量(米米3/小时或升小时或升/秒秒)进厂水管及各处理构筑物（除另有规定外）及厂进厂水管及各处理构筑物（除另有规定外）及厂内连接各处理构筑物的管渠，都应满足设计最大流量内连接各处理构筑物的管渠，都应满足设计最大流量的要求。用泵抽升时组合的工作泵流量代替设计最大的要求。用泵抽升时组合的工作泵流量代替设计最大流量。流量。（3）降雨时的设计流量）降雨时的设计流量(米米3/小时或升小时或

4、升/秒秒)校核初沉池前的处理构筑物和设备，这一流校核初沉池前的处理构筑物和设备，这一流量包括旱天流量和截流量包括旱天流量和截流n倍的初期雨水流量倍的初期雨水流量（4）城市污水处理厂分期建设时，以相应各期）城市污水处理厂分期建设时，以相应各期的流量作为设计流量的流量作为设计流量（5）最大流量持续时间较短，当曝气池的设计）最大流量持续时间较短，当曝气池的设计反应时间在反应时间在6h以上时，用时平均流量作为曝气以上时，用时平均流量作为曝气池的设计流量。池的设计流量。第二节第二节 厂址的选择厂址的选择选址原则：选址原则：1、应与选定的污水处理工艺相适应（如面积问题）。、应与选定的污水处理工艺相适应（如

5、面积问题）。2、尽量少占农田和不占良田。、尽量少占农田和不占良田。3、考虑周围环境卫生，必须位于集中给水水源下游、考虑周围环境卫生，必须位于集中给水水源下游500外，并应设在城镇、工厂厂区及生活区（外，并应设在城镇、工厂厂区及生活区（300米左右）米左右）的下游和夏季主风向的下风向。的下游和夏季主风向的下风向。4、当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂、当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近，或便于运输；当处理水排放时，址应考虑与用户靠近，或便于运输；当处理水排放时，应与受纳水体靠近。应与受纳水体靠近。5、厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处，否则防洪，、厂址不宜

6、设在雨季易受水淹的低洼处，否则防洪，低下水位也不宜太高，方便施工、降低造价。低下水位也不宜太高，方便施工、降低造价。6、要充分利用地形，选有适当坡度的地方，满足高、要充分利用地形，选有适当坡度的地方，满足高程布置。程布置。7、根据城市总体发展规划，厂址要考虑远期发展的、根据城市总体发展规划，厂址要考虑远期发展的可能性，有扩建余地。可能性，有扩建余地。8、应考虑交通运输和水电供应。、应考虑交通运输和水电供应。第三节第三节 污水处理流程的选定污水处理流程的选定 一、工艺流程的选择主要受以下因素的影响一、工艺流程的选择主要受以下因素的影响 1、污水的处理程度（一、二、三级处理）、污水的处理程度（一、

7、二、三级处理）2、工程造价与运行费用、工程造价与运行费用3、当地的各项条件、当地的各项条件4、原污水的水量与污水流入工况、原污水的水量与污水流入工况5、施工的难易程度和运行管理需要（典型流程）、施工的难易程度和运行管理需要（典型流程）第四节第四节 污水厂的平面布置污水厂的平面布置 包括处理构筑物的布置，办公、化验室及其他辅包括处理构筑物的布置，办公、化验室及其他辅助建筑物的布置，各种管道、道路、绿化的布置助建筑物的布置，各种管道、道路、绿化的布置.比例比例1：2001：1000，一般，一般1：500。布置原则：布置原则：1、处理构筑物的布置应紧凑，节约用地，便于管理。、处理构筑物的布置应紧凑，

8、节约用地，便于管理。（1）池形的选择应考虑占地多少及经济因素。）池形的选择应考虑占地多少及经济因素。（2）池数应根据处理厂规模及池子对整个流程的关系）池数应根据处理厂规模及池子对整个流程的关系来确定。来确定。2、处理构筑物应尽可能按处理顺序来布置，防止管道、处理构筑物应尽可能按处理顺序来布置，防止管道迂回，同时充分利用地形，减少土方量。迂回，同时充分利用地形，减少土方量。3、经常有人工作的构筑物应放在夏季主风向的上方。、经常有人工作的构筑物应放在夏季主风向的上方。4、考虑充分的绿化地带。、考虑充分的绿化地带。5、考虑分期施工和扩建的可能性，留有适当的扩建余、考虑分期施工和扩建的可能性，留有适当

9、的扩建余地。地。6、构筑物之间应考虑铺设管渠的位置，间距一般、构筑物之间应考虑铺设管渠的位置，间距一般510米，连接管道应走向简捷、距离短米，连接管道应走向简捷、距离短。（设置走。（设置走廊适当加宽）廊适当加宽）7、污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的区域，以保、污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的区域，以保安全，方便管理。（消化池离初沉池稍近，缩短管线，安全，方便管理。（消化池离初沉池稍近，缩短管线，离其他构筑物离其他构筑物20米以上）米以上）7、各种管线的平面布置应避免相碰、互相干扰：、各种管线的平面布置应避免相碰、互相干扰：a.应使构筑物能独立运行；应使构筑物能独立运行；b.应设置超越管道：

10、越越整个流程和超越二级处理；应设置超越管道：越越整个流程和超越二级处理；c.各处理构筑物应设置放空管；各处理构筑物应设置放空管；d.应设有应设有计量设备计量设备：一般总处理水量的计量设备安装：一般总处理水量的计量设备安装点：在沉砂池与初沉池之间或厂的总出水管渠上。点：在沉砂池与初沉池之间或厂的总出水管渠上。e.其管线应妥善考虑、合理安排；其管线应妥善考虑、合理安排；f.可集中设置电气管线槽。可集中设置电气管线槽。巴巴氏氏流流量量计计该系列流量计测量原理是明渠排水经过巴氏计量槽时，该系列流量计测量原理是明渠排水经过巴氏计量槽时，产生一定的水位落差，通过测量该水位高度，根据选择巴氏槽产生一定的水位

11、落差，通过测量该水位高度，根据选择巴氏槽的集合尺寸计算出排水流量。计量槽分为三段：进水收缩段、的集合尺寸计算出排水流量。计量槽分为三段：进水收缩段、中间喉渠和出水扩大段。中间喉渠和出水扩大段。在明渠直线段上，在巴氏计量槽的上游应有在明渠直线段上，在巴氏计量槽的上游应有2B1的的直线段，在其下游应有直线段，在其下游应有4B1的直线段（的直线段（B1为渠道为渠道宽）在自由流条件宽）在自由流条件(H20.7H1，反之为淹没流，反之为淹没流)时时下，计量槽的流量下，计量槽的流量Q：Q=0.372b(3.28H1)1.569b0.026式中式中 b喉宽，喉宽，m H1上游水深，上游水深，m否则为淹设流，

12、流量否则为淹设流，流量Q=f(H1,H2)，流量是巴氏槽上、，流量是巴氏槽上、下游水位下游水位H1、H2的函数，则测量麻烦。的函数，则测量麻烦。三角堰明渠流量计三角堰明渠流量计 当当=60=60时时 当当=90=90时时 H堰顶水深堰顶水深(m)原水在澄清池中由下向上流动原水在澄清池中由下向上流动,澄清池中有一层呈悬浮状态的泥渣澄清池中有一层呈悬浮状态的泥渣,泥渣层由于重力泥渣层由于重力作用在上升水流中处于动态平衡状态作用在上升水流中处于动态平衡状态;当原水中的悬浮颗粒与混凝剂作用而形成的微小当原水中的悬浮颗粒与混凝剂作用而形成的微小絮凝体随水流通过泥渣层时絮凝体随水流通过泥渣层时,在运动中与

13、泥渣层相对较大的泥渣接触碰撞就被吸附在泥在运动中与泥渣层相对较大的泥渣接触碰撞就被吸附在泥渣颗粒表面而迅速除去渣颗粒表面而迅速除去,使水获得澄清使水获得澄清;清水经由澄清池上部的清水槽被收集排出。混清水经由澄清池上部的清水槽被收集排出。混凝、沉淀、吸附一体。凝、沉淀、吸附一体。Unitank工艺工艺第五节第五节 高程的布置高程的布置比例，纵向比例，纵向1：501：100，横向比例同平面图，横向比例同平面图目的：确定各构筑物及水位标高，使污水靠重力流目的：确定各构筑物及水位标高，使污水靠重力流 能通畅流动。能通畅流动。一、几个参数一、几个参数1、充满度（、充满度（h/D）h/D=1为满流，为满流

14、，1为不满流为不满流(一般为不满流一般为不满流)污水流量时刻变化，留有余地污水流量时刻变化，留有余地管道内沉积污泥可分解出有害气体，留出排气管道内沉积污泥可分解出有害气体，留出排气管道部分充满时，管内流速比满流时大一些管道部分充满时，管内流速比满流时大一些D=300mmD=300mm时，时，h/D=0.5=0.5；D=300500mmD=300500mm时，时，h/D=0.6=0.6D=500600mmD=500600mm时，时，h/D=0.7=0.7；D=900mmD=900mm时，时，h/D=0.8=0.82 2、流速、流速为为0.65m/s,0.65m/s,一般为一般为1m/s1m/s左

15、右左右过小，污水中杂质会下沉，淤积过小，污水中杂质会下沉，淤积过大，污水会产生冲刷，损坏管道过大，污水会产生冲刷，损坏管道3 3、坡度、坡度保证管道不发生淤积，保证自重流保证管道不发生淤积，保证自重流4 4、管径、管径200mm，太小会堵塞，太小会堵塞设计设计点点编编号号管渠名称管渠名称设计设计流量流量(L/s)管渠管渠设计设计参数参数尺寸尺寸D(mm)或或BH(m)h/D水深水深h(m)i流速流速v(m/s)长长度度l(m)123456789EEF3F3F3F3DDF2F2CCF1F1F1F1出厂管入灌出厂管入灌溉溉渠渠出厂管出厂管出厂管出厂管沉淀池出水沉淀池出水总总渠渠沉淀池集水槽沉淀池集

16、水槽沉淀池入流管沉淀池入流管计计量堰量堰曝气池出水曝气池出水总总渠渠曝气池集水槽曝气池集水槽计计量堰量堰曝气池配水渠曝气池配水渠往曝气池配水渠往曝气池配水渠沉淀池出水沉淀池出水总总渠渠沉淀池集水槽沉淀池集水槽沉淀池入流管沉淀池入流管计计量堰量堰沉淀池配水渠沉淀池配水渠60060030015075/2150150600150300300300150150/2150150150100010006000.61.00.300.534500.841.00.60.550.840.856000.61.00.350.534500.81.50.80.80.750.80.80.450.350.250.380.64

17、0.420.260.620.540.350.250.440.480.460.0010.00350.00280.00240.00281.011.370.941.070.943901002828104827528113粗糙系数粗糙系数 粗糙系数 二、注意事项二、注意事项 （1）水头损失）水头损失=构筑物损失构筑物损失+管道损失管道损失(沿程沿程+局部局部)+计量设备；计量设备；（2）高程一般逆流算起；）高程一般逆流算起；（3）算水头损失时，用最大流量；）算水头损失时，用最大流量；（4）一般初始进水管在地面以下，需提升泵提升）一般初始进水管在地面以下，需提升泵提升(留留有备用水头有备用水头0.020

18、.03MPa)；（5）提升泵尽量在流程的最前和最后，中间不宜会）提升泵尽量在流程的最前和最后，中间不宜会打碎生物污泥沉淀；打碎生物污泥沉淀；当提升泵在中间时高程损失当提升泵在中间时高程损失后部：逆流算后部：逆流算前部：顺流算前部：顺流算（6）构筑物尽量往地下放，地面上费用高；但若地下水）构筑物尽量往地下放，地面上费用高；但若地下水位高时，则往地面上建位高时，则往地面上建（7）当地形有利，厂区有自然坡度时，充分利用减少填、）当地形有利，厂区有自然坡度时，充分利用减少填、挖土方量，甚至不用泵站挖土方量，甚至不用泵站（8）污泥处理构筑物高程和主体流程构筑物高程分开，）污泥处理构筑物高程和主体流程构筑

19、物高程分开，并加回流和污泥提升泵并加回流和污泥提升泵（9）选择一条距离最长，水头损失最大的流程计算，并）选择一条距离最长，水头损失最大的流程计算，并留有备用水头留有备用水头（10）管道尽量在地下走）管道尽量在地下走（11）调节池调节池 废水流量和污染物含量是随时间变化的。废水流量和污染物含量是随时间变化的。一般设一般设在在一级处理（如格栅、沉砂池）之后，二级处理之一级处理（如格栅、沉砂池）之后，二级处理之前，前，可以减少污泥和浮渣的问题。如果把调节池设在可以减少污泥和浮渣的问题。如果把调节池设在初级初级处理之前处理之前，就必须考虑设置足够的，就必须考虑设置足够的混合和搅拌设备混合和搅拌设备以防

20、止以防止固体沉淀，同时应设置曝气设备以防止产生气味。固体沉淀，同时应设置曝气设备以防止产生气味。调节池容积可按流量和浓度比较大的连续调节池容积可按流量和浓度比较大的连续48h48h的的污水水量计算。若水质水量变化大时，可取污水水量计算。若水质水量变化大时，可取1012h1012h的的流量，甚至采取流量，甚至采取24h 24h 的流量计算。的流量计算。u调节的目的调节的目的调调节节的的目目的的是是减减少少和和控控制制废废水水水水质质（污污染染物物浓浓度度）及流量的波动，以便为后续处理提供最佳条件。及流量的波动，以便为后续处理提供最佳条件。调节水量；调节水量；均和水质；均和水质；u调节池其它作用：

21、调节池其它作用：调整调整pHpH值；值；降低水温；降低水温；临时贮存事故排水。临时贮存事故排水。生物预处理（如预曝气）生物预处理（如预曝气）按调节池的作用分类按调节池的作用分类均量池均量池均质池均质池均化池均化池调节水量调节水量调节水质调节水质调节水量调节水量和水质和水质u调节的方式（水量调节）调节的方式（水量调节）调节的主要设备是设置废水调节池。调节的主要设备是设置废水调节池。水量调节池水量调节池水量调节池：是一座变水量调节池：是一座变水位的贮水池，来水重水位的贮水池，来水重力流，出水用泵抽，贮力流，出水用泵抽，贮存盈余，补充短缺。存盈余，补充短缺。池中最高水位不高于进池中最高水位不高于进水

22、管的设计水位，最低水管的设计水位，最低水位为死水位（水深水位为死水位（水深1 1米），有效水深一般为米），有效水深一般为2 23m3m。满水位应自动满水位应自动启动水泵启动水泵,其最低水位也其最低水位也应自动停止水泵。应自动停止水泵。水质调节池水质调节池 不仅要求有足够的池容，而且要求不同时段流不仅要求有足够的池容，而且要求不同时段流入池内的废水都能达到完全混合。入池内的废水都能达到完全混合。混合方式混合方式动力混合动力混合水力混合水力混合水泵搅拌、混合空气搅拌、水泵搅拌、混合空气搅拌、混合机械搅拌混合混合机械搅拌混合利用外加动力而进行的强制调节，利用外加动力而进行的强制调节，构造简单，效果较

23、好，能防止构造简单，效果较好，能防止悬浮物沉积于池内，并兼有吹脱悬浮物沉积于池内，并兼有吹脱有害气体的作用，但运行费用高。有害气体的作用，但运行费用高。采用异程式均质池，它使同时采用异程式均质池，它使同时进入池内的每一质点的进入池内的每一质点的水流流程长短都不相同，水流流程长短都不相同，使前后进入池内的水流在使前后进入池内的水流在池内得以相互混合，池内得以相互混合，取得随机均质的作用。取得随机均质的作用。混合空气搅拌混合空气搅拌水力混合调节池构造：水力混合调节池构造：出水槽沿池的对角线方出水槽沿池的对角线方向设置。向设置。池内设有若池内设有若干纵向隔板。干纵向隔板。废水走向：经左右两侧废水走向

24、：经左右两侧的水槽进入池内。同时的水槽进入池内。同时进入池内的废水，停留进入池内的废水，停留时间不同。出水槽内，时间不同。出水槽内，同一废水不同时刻流入同一废水不同时刻流入池内的，在槽中相遇并池内的，在槽中相遇并混合，实现水质均一混合，实现水质均一配水槽设许多孔口溢流，分散地头配到调节池的前后各个位置上配水槽设许多孔口溢流，分散地头配到调节池的前后各个位置上（不同的折流板之间），从而使某一时刻的出水包含不同时刻流（不同的折流板之间），从而使某一时刻的出水包含不同时刻流入的废水，使废水在池内得到混合和均衡。入的废水，使废水在池内得到混合和均衡。水量调节池按位置分类水量调节池按位置分类在线调节在线

25、调节离线调节离线调节（1）废水的在线调节示意图）废水的在线调节示意图 在线调节在线调节进水一般采用重力流，出水用泵提升。进水一般采用重力流，出水用泵提升。流程可以大幅流程可以大幅度地调节废水的成分和流量，但能源消耗大。度地调节废水的成分和流量，但能源消耗大。（2）废水离线调节示意图）废水离线调节示意图调节池设在旁路上，当废水流量过高时，多余废水用泵打入调节池设在旁路上，当废水流量过高时，多余废水用泵打入调节池，当流量低于设计流量时，在从调节池回流到集水池。调节池，当流量低于设计流量时，在从调节池回流到集水池。集水池集水池 泵泵房房 调节池调节池去处理设备去处理设备泵泵线外水量调节池线外水量调节

26、池 废水废水(3(3）实际调节池布置示意图（在线）实际调节池布置示意图（在线）调节池水位变化以调节池水位变化以适应来水量的变化适应来水量的变化出水量保出水量保持不变持不变u调节池体积的确定调节池体积的确定 按最不利情况计算，即浓度和流量都在高峰时的区按最不利情况计算，即浓度和流量都在高峰时的区间来计算。计算步骤间来计算。计算步骤 1）先在一天内分时段测定废水的平均流量，如每小时测）先在一天内分时段测定废水的平均流量，如每小时测定一次；定一次；2）经过一定时间后的平均浓度用下式计算。）经过一定时间后的平均浓度用下式计算。C1q1t1+c2q2t2+c3q3t3q1+q2+qnC=C24小时废水平

27、均浓度，小时废水平均浓度，mg/L；c1，c2cn废水在各时间段废水在各时间段t1，t2tn内的内的平均浓度平均浓度mg/L；q1，q2qn废水在各时间段废水在各时间段t1，t1tn内内的平均流量的平均流量m3/h；t1，t2tn时间段时间段(h)总和等于总和等于24小时；小时；Q24小时内平均废水量小时内平均废水量废水流量测定数据表废水流量测定数据表时段时段/点钟点钟0-1 1-22-33-44-523-24流量流量/m3/sq1q2q3q4q5q24浓度浓度/mg/Lc1c2c3c4c5c243）所需调节池的容积：）所需调节池的容积：V=qT=q1t1+q2t2+qntn对角线式调节池：对

28、角线式调节池：Vqt1.4 1.4经验参数。经验参数。4）例：某化工厂酸性废水的日平均流量为）例：某化工厂酸性废水的日平均流量为1000m3/d，污水流量及盐酸浓度见表和图，计算，污水流量及盐酸浓度见表和图，计算6h的平均浓度和调节池容积？的平均浓度和调节池容积？解：在进行调节池的容积计算时，按最不利的情况，解：在进行调节池的容积计算时，按最不利的情况，即浓度和流量在高峰时的区间来计算，调节时间即浓度和流量在高峰时的区间来计算，调节时间越长，水质越均匀。越长，水质越均匀。已知，污水流量和浓度较高的时段在已知，污水流量和浓度较高的时段在12h18h之内，此之内，此6h的污水平均浓度为：的污水平均

29、浓度为：c=（570037+470068+300040+350064+530040+420040）/（37+68+40+64+40+40）=4350 mg/L采用对角线式调节池采用对角线式调节池容积按下式计算：容积按下式计算：V=（37+68+40+64+40+40)/1.4 =206m3（12）配水设备：要求均匀配水）配水设备：要求均匀配水 废水处理站的同类型构筑物往往成组设置。废水处理站的同类型构筑物往往成组设置。能否将来水均匀地分配给每个处理构筑物，对处能否将来水均匀地分配给每个处理构筑物，对处理效果影响很大。例如，有两个一组的沉砂池，理效果影响很大。例如，有两个一组的沉砂池，如配水不均

30、，势必使某个池子的水量大，而另一如配水不均，势必使某个池子的水量大，而另一池子的水量小。若差异很大，则大流量通过的池池子的水量小。若差异很大，则大流量通过的池子中流速大，泥砂沉不下子中流速大，泥砂沉不下 来，给沉淀池的工作来，给沉淀池的工作造成困难；流量小的池子将有过多的有机物沉造成困难；流量小的池子将有过多的有机物沉下，给沉淀处理造成困难。为了实现均匀配水，下，给沉淀处理造成困难。为了实现均匀配水，应在成组的处理构筑物前设置配水设备。应在成组的处理构筑物前设置配水设备。配水井配水井中管式中管式配水井配水井中央管进水，中央管进水，四周设配水管四周设配水管 倒虹管式倒虹管式配水井配水井倒虹吸管中央进水，倒虹吸管中央进水，四周设配水管，四周设配水管，类似中管式类似中管式 溢流式溢流式配水井配水井在配水管在配水管前加溢流板前加溢流板渠道渠道配水配水（简易配水槽）简易配水槽）易建，价低易建，价低不均匀不均匀 集配水井集配水井集水井集水井+配水井配水井 倒虹吸和虹吸一样还是利用高低水位压力差 通过连通管 高位容器中的液体将流向低位容器，只不过这个连通管不是像彩虹一样向上拱，而是向下拱的，所以叫倒虹吸。