第十七章 廢水處理廠設計

本文格式為Word版，下載可任意編輯——第十七章廢水處理廠設計第十七章廢水處理廠設計

第一節(jié)設計程序

作為廢水處理工程的基本設施，在進行廢水處理廠的工程設計時，應遵循一定的設計程序。

廢水處理廠的設計一般可分為三個階段：①設計前期工作；②擴初設計：③施工圖設計。如工程規(guī)模大，技術繁雜，應在初步設計之后增加技術設計階段。一、設計前期工作

設計前期工作十分重要，它要求設計人員收集設計所需的所有原始數(shù)據(jù)、資料，并通過對這些數(shù)據(jù)、資料的分析、歸納，得出切合實際的結(jié)論。其工作內(nèi)容主要包括預可行性研究和可行性研究兩項。

我國規(guī)定投資在3000萬元以上的工程項目，應進行預可行性研究，提交可行性研究報告并經(jīng)過專家評審后，作為建設單位向上級送審的《項目建議書》的技術附件。經(jīng)審批同意后，才能進行下一步的可行性研究。

可行性研究是對本建設項目進行全面的技術經(jīng)濟論證，為項目的建設提供科學依據(jù)，保證建設項目在技術上先進、可行；在經(jīng)濟上合理、有利；并具有良好的社會與環(huán)境效益。可行性研究報告是國家控制投資決策、批準設計任務書的重要依據(jù)，它主要包括以下內(nèi)容：（1）項目概況廢水的水量、水質(zhì)、產(chǎn)生工藝、處理要求等。

（2）工程方案處理工藝選擇與多方案比較，選址與用地，人員編制等。（3）投資、資金來源及工程經(jīng)濟效益分析。（4）工程量估算及工程進度安排。（5）存在問題及建議。（6）附圖及附件。二、擴初設計

擴初設計是在可行性研究報告或初步設計得到審批后，進行的具體工程方案設計過程。包括以下幾個部分。1．設計說明書

編制擴初設計說明書是設計工作的重要環(huán)節(jié)，其內(nèi)容視設計對象而定。一般包括如下內(nèi)容。

（1）設計任務書（或設計委托書）批準的文件；與本項目有關的協(xié)議與批件。（2）該地區(qū)（或企業(yè)）的總體規(guī)劃、分期建設規(guī)劃、地形、地貌、地質(zhì)、水文、氣象、道路等自然條件資料。（3）廢水資料、水量、水質(zhì)，包括平均值、高峰值、現(xiàn)狀值、預計值等。（4）說明選定方案的工藝流程、處理效果、投資費用、占地面積、動力及原材料消耗、操作管理等

狀況，論證方案的合理性、先進性、優(yōu)越性和安全性。（5）對系統(tǒng)作物料衡算、熱量衡算、動力及原材料消耗計算，主要設備及構(gòu)筑物工藝尺寸計算，主要工藝管渠的水力計算，高程布置計算等，闡述主要設備及構(gòu)筑物的設計技術數(shù)據(jù)、技術要求和設計說明。（6）廠（站）位置的選擇及工藝布置的說明，從規(guī)劃、工藝布置、施工、操作、安全等方面論述。（7）設計中采用的新技術及技術措施說明。（8）說明對建筑、電氣、照明、自動化儀表、安全施工等方面的要求和協(xié)同。（9）提出運轉(zhuǎn)和使用方面的本卷須知、操作要點及規(guī)程。（10）勞動定員及輔助建筑物。2．工程量

經(jīng)計算列出工程所需要的混凝土量、挖土方量、回填土方量等。3．材料與設備量

列出工程所需要的設備及鋼材、水泥、木材的規(guī)格和數(shù)量。4．工程概算書

根據(jù)當?shù)亟ú摹⒃O備的供應狀況及價格，工程概預算編制定額，及有關租地、征地、拆遷補償、青苗補償?shù)鹊囊?guī)定和方法編制本項目的工程概算書。5．擴初圖紙

擴初圖紙主要包括處理廠總平面布置圖、工藝流程圖、高程布置圖、管道溝渠布置圖、主要設備及構(gòu)筑物平、立、剖面圖等。三、施工圖設計

施工圖是在擴初設計被批準后，以擴初圖紙和說明書為依據(jù)所繪制的建筑施工和設備加工的正式詳圖。包括各構(gòu)筑物、管渠、設備在平面及高程上的確鑿位置及尺寸、各部分的細部詳圖、工程材料、施工要求等。

其次節(jié)流程選擇

一、流程選擇影響因素

處理工藝流程選擇，一般需考慮以下因素。（一）廢水處理程度

這是廢水處理工藝流程選擇的主要依據(jù)，而廢水處理程度又主要取決于廢水的水質(zhì)特征、處理后水的去向。廢水的水質(zhì)特征，表現(xiàn)為廢水中所含污染物的種類、形態(tài)及濃度，它直接影響廢水處理程度及工藝流程。各種受納水體對處理后水的排放要求各不一致，由各種水質(zhì)標準規(guī)定，它也決定了廢水處理廠對廢水的處理程度。（二）建設及運行費用

考慮建設與運行費用時，應以處理水達到水質(zhì)標準為前提條件。在此前提下，工程建設及運行費用低的工藝流程應得到重視。此外，減少占地面積也是降低建設費用的重要措施。（三）工程施工難易程度

工程施工的難易程度也是選擇工藝流程的影響因素之一。如地下水位高，地質(zhì)條件差的地方，就不適合選用深度大、施工難度高的處理構(gòu)筑物。（四）當?shù)氐淖匀缓蜕鐣l件

當?shù)氐牡匦?、氣候等自然條件也對廢水處理流程的選擇具有一定影響。如當?shù)貧夂蚝?，則應采用在采取適當?shù)募夹g措施后，在低溫季節(jié)也能夠正常運行，并保證取得達標水質(zhì)的工藝。

當?shù)氐纳鐣l件如原材料、水資源與電力供應等也是流程選擇應當考慮的因素。（五）廢水的水量

除水質(zhì)外，廢水的水量也是影響因素之一。對于水量、水質(zhì)變化大的廢水，應選用耐沖擊負荷能力強的工藝，或考慮設立調(diào)理池等緩沖設備以盡量減少不利影響。

總之，廢水處理流程的選樣應綜合考慮各項影響因素，進行多種方案的技術經(jīng)濟比較才能得出結(jié)論。

城市生活污水特征較規(guī)律，處理要求也較統(tǒng)一，主要是降低污水的生化需氧量和懸浮固體，已形成了較完整的典型處理流程。而工業(yè)廢水則種類繁多，不可能提出規(guī)范的處理流程．因此，只能進行個別分析，最好通過試驗確定工藝流程。在具體確定工廠的廢水處理流程前，首先要調(diào)查以下各點：①所含污染物種類及源強。②循環(huán)給水及壓縮廢水量的可能性。③回收利用廢水中有毒物質(zhì)的方式方法。④廢水排入城市下水道的可能性。二、工業(yè)廢水與城市污水共同處理

工業(yè)廢水與城市污水共同處理是經(jīng)濟有效地解決工業(yè)廢水與城市污水污染問題的一種途徑。其方針應當是：首先由各工廠分別處理各自的特別水質(zhì)，再排入下水道，然后送往城市污水處理廠與城市污水共同處理。在排入下水道以前，應處理達到一定的排放標準，使廢水水質(zhì)盡量與城市污水水質(zhì)基本一致，這樣即不會損壞下水道，又不會影響微生物的活動。共同處理首先能節(jié)省建設費用和運行費用。因廢水處理廠規(guī)模越大，其單位處理能力的基建費用和運行費用就越低。其次，工業(yè)廢水的水量、水質(zhì)波動得到了城市污水的緩和，有害物質(zhì)的影響也由于城市污水的稀釋得到減弱，因此，只要管理得當，共同處理大多都能得到較好的處理效果。

第三節(jié)廢水處理廠平面及高程布置

一、平面布置

廢水處理廠的建筑組成包括生產(chǎn)性處理構(gòu)筑物、輔助建筑物和連接各建筑物的管渠。對其進行平面規(guī)劃布置時，應考慮的原則有如下幾條。

①布置應盡量緊湊，以減少處理廠占地面積和連接納線的長度。

②生產(chǎn)性處理構(gòu)筑物作為處理廠的主體建筑物，在作平面布置時，必需考慮各構(gòu)筑物的功能要求和水力要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，合理布局，以減少投資并使運行便利。③對于輔助建筑物，應根據(jù)安全、便利等原則布置、如泵房、鼓風機房應盡量靠近處理構(gòu)筑物，變電所應盡量靠近最大用電戶，以節(jié)省動力與管道；辦公室、分析化驗室等均應與處理構(gòu)筑物保持一定距離，并處于它們的上風向，以保證良好的工作條件；貯氣罐、貯油罐等易燃易爆建筑的布置應符合防爆、防火規(guī)程；廢水處理廠內(nèi)的道路應便利運輸?shù)鹊?。④廢水管渠的布置應盡量短，避免曲折和交織．此外，還必需設置事故排水渠和超越管，以便發(fā)生事故或進行檢修時，廢水能超越該處理構(gòu)筑物。

⑤廠區(qū)內(nèi)給水管、空氣管、蒸汽管以及輸配電線路的布置，應避免相互干擾，即要便于施工和維護管理，又要占地緊湊。當很難鋪設在地上時，也可敷設在地下或架空敷設。⑥耍考慮擴建的可能，留有適當?shù)臄U建余地，并考慮施工便利。

應當指出，在工藝設計計算時，就應考慮到平面布置，相應的，平面布置時，如發(fā)現(xiàn)不妥，也可根據(jù)狀況重新調(diào)整工藝設計?？傊?，廢水處理廠的平面設計，除應滿足工藝設計上的要求外，還必需符合施工、運行上的要

求。對于大、中型處理廠，還應作多方案比較，以便找出最正確方案。

為更好地理解平面布置原則，圖17-1列出了某市污水處理廠總平面布置圖。二、高程布置

高程布置的目的是為了合理處理各構(gòu)筑物在高程上的相互關系。具體地說，就是通過水頭損失的計算，確定各處理構(gòu)筑物的標高，以及連接構(gòu)筑物間的管渠尺寸和標高，從而使廢水能夠按處理流程在處理構(gòu)筑物間順利滾動。

高程布置最主要的兩條原則：一是盡量利用地形特點使構(gòu)筑物接近地面高程布置，以減少施工量，儉約基建費用；二是使廢水和污泥盡量利用重力自流，以儉約運行動力費用。

為達到重力自流的目的，必需確切計算廢水滾動中的水頭損失。水頭損失包括：（1）流經(jīng)處理構(gòu)筑物的水頭損失，它包括進出水管渠的水頭損失，在作初步設計時，可參照表17-1所列數(shù)據(jù)；（1）流經(jīng)管渠的水頭損失，包括沿程和局部水頭損失；（3）流經(jīng)量水設備

的水頭損失，按所選類型計算。

高程布置時應考慮的因素如下。

①初步確定各構(gòu)筑物的相對高差，只要選定某一構(gòu)筑物的絕對高程，其他構(gòu)筑物的絕對高程亦確定。

②進行水力計算時，要選擇一條距離最長、水頭損失最大的流程，按遠期最大流量計算。同時還應留有余地，以保證系統(tǒng)出故障或處于不良工況下，仍能正常運行。③當廢水及污泥不能同時保證重力自流時，出污泥量少，可考慮用泵提升污泥。

④高程布置應保證出水能排入接納水體。廢水處理廠

一般以廢水水體的最高水位作為起點，送廢水處理流程向上倒推計算，以使處理后廢水在洪水季節(jié)也能自流排出，如設立泵站，則可使泵站所需揚程較小。