城市污水处理工程实践.pptx
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1、1工程基础工程基础水污染防治工程基础与实践水污染防治工程基础与实践工程实践工程实践相关环境法规、标准和技术政策相关环境法规、标准和技术政策第一章第一章 污水物理化学处理工程基础污水物理化学处理工程基础第二章第二章 污水生物处理工程基础污水生物处理工程基础第三章第三章 城市污水处理工程实践城市污水处理工程实践第四章第四章 工业废水处理工程实践工业废水处理工程实践第五章第五章 污水再生利用工程实践污水再生利用工程实践第六章第六章 污水自然净化工程实践污水自然净化工程实践 School of Chemical and Environmental Engineering,Beijing Technol
2、ogy and Business University注册环保工程师专业考试复习教材23.1 污水收集与提升3.2 污水处理厂总设计3.3 污水处理工艺与构(建)筑物设计3.4 污水及污泥处理常用仪表与过程控制系统3.5 污水及污泥处理系统常用设备3.6 污水及污泥处理常用设备第第3章章 城市城市污水水处理工程理工程实践践3.1 3.1 污水收集与提升污水收集与提升33.1.1 排水管网系统的体制排水系统的体制排水系统的体制是指在一个地区内收集和输送废水是指在一个地区内收集和输送废水 的方式,简称排水体制(制度)。的方式,简称排水体制(制度)。它有合流制和分流制两种基本方式。它有合流制和分流制
3、两种基本方式。1 1合流制合流制 所谓合流制是指用同一种管渠收集和输送生活所谓合流制是指用同一种管渠收集和输送生活污水、工业废水和雨水的排水方式。污水、工业废水和雨水的排水方式。根据污水汇集后的处置方式不同,又可把合根据污水汇集后的处置方式不同,又可把合流制分为下列三种情况:流制分为下列三种情况:()()直排式合流制直排式合流制:管道系统的布置就近坡管道系统的布置就近坡向水体,分若干排出口,混合向水体,分若干排出口,混合的污水未经处理直接排入水体,的污水未经处理直接排入水体,我国许多老城市的旧城区大多我国许多老城市的旧城区大多采用的是这种排水体制。采用的是这种排水体制。特点特点:对水体污染严重
4、,系统简单。:对水体污染严重,系统简单。这种直排式合流制系统目前不宜采用。这种直排式合流制系统目前不宜采用。()截流式合流制()截流式合流制:这种系统是在沿河的这种系统是在沿河的岸边铺设一条截流干管,岸边铺设一条截流干管,同时在截流干管上设置溢同时在截流干管上设置溢流井,并在下游设置污水流井,并在下游设置污水处理厂。处理厂。晴天和初降雨时污晴天和初降雨时污水水污水处理厂污水处理厂排入水体或再利用排入水体或再利用当混合污水的流量截流干管的输水能力,特点:特点:比直排式有了较大的改比直排式有了较大的改 进,但在雨天时,仍有部进,但在雨天时,仍有部 分混合污水未经处理而直分混合污水未经处理而直 接排
5、放,成为水体的污染接排放,成为水体的污染 源而使水体遭受污染。源而使水体遭受污染。适用于适用于对老城市的旧合流制对老城市的旧合流制的改造的改造()完全合流制()完全合流制 是将污水和雨水合流于一条管渠,全部送往污是将污水和雨水合流于一条管渠,全部送往污水处理厂进行处理。水处理厂进行处理。特点:卫生条件较好,在街道下,管道综 合也比较方便,但工程量较大,初期投资大,污水厂的运行管理不便。采用者不多。采用者不多。2 2分流制分流制 所谓分流制是指用不同管渠分别收集和输送生活所谓分流制是指用不同管渠分别收集和输送生活污水、工业废水和雨水的排水方式。污水、工业废水和雨水的排水方式。排除生活污水、工业废
6、水的系统称为排除生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统污水排水系统 排除雨水的系统称为排除雨水的系统称为雨水排水系统雨水排水系统。根据雨水的排除方式不同,分流制又分为下列两种根据雨水的排除方式不同,分流制又分为下列两种情况:情况:生活污水生活污水工业废水工业废水污水厂污水厂排入水体或再利用排入水体或再利用()完全分流制()完全分流制 既有污水管道系统,又有雨水管渠系统既有污水管道系统,又有雨水管渠系统 雨水雨水排入水体排入水体雨水排水系统雨水排水系统污水排水系统污水排水系统特点:比较符合环境保特点:比较符合环境保 护的要求,但对护的要求,但对 城市管渠的一次城市管渠的一次 性投资较大。性投资
7、较大。适用于新建城市。适用于新建城市。()不完全分流制()不完全分流制 这种体制只有污水排水系统,这种体制只有污水排水系统,没有完整的雨水排水系统。各没有完整的雨水排水系统。各种污水通过污水排水系统送至种污水通过污水排水系统送至污水厂,经过处理后排污水厂,经过处理后排 如城镇的地势适宜,不易积水时,或初建城镇和小区可采用不完全分流如城镇的地势适宜,不易积水时,或初建城镇和小区可采用不完全分流制,先解决污水的排放问题,待城镇进一步发展后,再建雨水排水系统,制,先解决污水的排放问题,待城镇进一步发展后,再建雨水排水系统,完成完全分流制的排水系统。这样可以节省初期投资,有利于城镇的逐步完成完全分流制
8、的排水系统。这样可以节省初期投资,有利于城镇的逐步发展。发展。入水体;雨水沿道路边沟,地面明渠和小河,然后进入较入水体;雨水沿道路边沟,地面明渠和小河,然后进入较大的水体。大的水体。(3 3)半分流制:)半分流制:既有污水排水既有污水排水系统,又有雨水系统,又有雨水排水系统。排水系统。初降雨水初降雨水污水厂污水厂排入水体或再利用排入水体或再利用后续雨水后续雨水排入水体排入水体雨水排水系统雨水排水系统雨水跳跃井雨水跳跃井特点:可以更好地保护水特点:可以更好地保护水 环境,但工程费用较大,环境,但工程费用较大,目前使用不多。适用于目前使用不多。适用于污染较严重地区。污染较严重地区。混合制混合制 既
9、有分流制,又有合流既有分流制,又有合流制,这种体制可称为混制,这种体制可称为混合制。合制。新建的城镇和小区宜采用分流制和不完全分流制;新建的城镇和小区宜采用分流制和不完全分流制;老城镇可采用截流式合流制;老城镇可采用截流式合流制;在干旱少雨地区;或街道较窄地下设施较多而修建污水和雨水两条管线在干旱少雨地区;或街道较窄地下设施较多而修建污水和雨水两条管线有困难的地区,也可考虑采用合流制有困难的地区,也可考虑采用合流制。由于工业废水的成分和性质很复杂,在工业企业由于工业废水的成分和性质很复杂,在工业企业 中,一般采用分流制排中,一般采用分流制排水系统。水系统。工厂内废水宜采用分质分流、清污分流等多
10、种管工厂内废水宜采用分质分流、清污分流等多种管 道系统来分别排除不同道系统来分别排除不同性质的废水。性质的废水。排水系统体制的选择,应根据城镇和工业企业规划、当排水系统体制的选择,应根据城镇和工业企业规划、当地降雨情况和排放标准、原有排水设施、污水处理和利用情地降雨情况和排放标准、原有排水设施、污水处理和利用情况、地形和水体等条件,在满足况、地形和水体等条件,在满足环境保护的前提下,全面规环境保护的前提下,全面规划,按近期设计,考虑远期发展,通过技术经济比较,综合划,按近期设计,考虑远期发展,通过技术经济比较,综合考虑而定。考虑而定。3 3排水体制的选择排水体制的选择3.1.2 排水管网布置形
11、式 排水管网一般布置成树状网,根据地形、竖向规划、污水厂的位置、土壤条件、河流情况以及污水种类和污染程度等分为多种形式,以地形为主要考虑因素的布置形式有以下几种:(1)正交式:在地势向水体适当倾斜的地区,各排水流域的干管可以最短距离沿与水体垂直相交的方向布置。特点:特点:干管长度短,管径小,较经济,污水排出也迅速。由于污水未经处理就直接排放,会使水体遭受严重污染,影响环境。适用:适用:雨水排水系统。(2)截流式:沿河岸再敷设主干管,并将各干管的污水截流送至污水厂,是正交式发展的结果。特点:减轻水体污染,保护环境。适用:分流制污水排水系统。(3)平行式:在地势向河流方向有较大倾斜的地区,可使干管
12、与等高线及河道基本上平行,主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设。特点:保证干管较好的水力条件,避免因干管坡度过大以至于管内流速过大,使管道受到严重冲刷或跌水井过多。适用:地形坡度大的地区。(4)分区式:在地势高低相差很大的地区,当污水不能靠重力流至污水厂时采用。分别在高地区和低地区敷设独立的管道系统。高地区的污水靠重力流直接流入污水厂,而低地区的污水用水泵抽送至高地区干管或污水厂。优点:能充分利用地形排水,节省电力。适用:个别阶梯地形或起伏很大的地区。(5)分散式:当城镇中央部分地势高,且向周围倾斜,四周又有多处排水出路时,各排水流域的干管常采用辐射状布置,各排水流域具有独立的排水系统。特点:干
13、管长度短,管径小,管道埋深浅,便于污水灌溉等但污水厂和泵站(如需设置时)的数量将增多。适用:在地势平坦的大城市(6)环绕式:可沿四周布置主干管,将各干管的污水截流送往污水厂集中处理,这样就由分散式发展成环绕式布置。特点:污水厂和泵站(如需设置时)的数量少。基建投资和运行管理费用小。3.1.3 污水污水管网布置管网布置主要内容包括:确定排水区界,划分排水流域;选定污水厂和出水口的位置;进行污水管道系统的定线;确定需要抽升区域的泵站位置;确定管道在街道上的位置等。一般按主干管、干管、支管的顺序进行布置。1确定排水区界、划分排水流域 排水区界是污水排水系统设置的界限。它是根据城市规划的设计规模确定的
14、。在排水区界内,一般根据地形划分为若干个排水流域。(1)在丘陵和地形起伏的地区:流域的分界线与地形的 分水线基本一致,由分水线所围成的地区即为一个 排水流域。(2)在地形平坦无明显分水线的地区:可按面积的大小 划分,使各流域的管道系统合理分担排水面积,并 使干管在最大合理埋深的情况下,各流域的绝大部 分污水能自流排出。每一个排水流域内,可布置若干条干管,根据流域地势标明水流方向和污水需要抽升的地区。2选定污水厂和出水口位置 现代化的城市,需将各排水流域的污水通过主干管输送到污水厂,经处理后再排放,以保护受纳水体。在污水管道系统的布置时,应遵循如下原则选定污水厂和出水口的位置。(1)出水口应位于
15、城市河流下游。当城市采用地表水源 时,应位于取水构筑物下游,并保持100 m以上的 距离。(2)出水口不应设在回水区,以防止回水污染。(3)污水厂要位于河流下游,并与出水口尽量靠近,以 减少排放渠道的长度。(4)污水厂应设在城市夏季主导风向的下风向,并与城 市、工矿企业和农村居民点保持300 m以上的卫生防 护距离。(5)污水厂应设在地质条件较好,不受雨洪水威胁的地 方,并有扩建的余地。3污水管道定线污水管道定线 在城市规划平面图上确定污水管道的位置和走向,称为污水管污水管道系统的定线道系统的定线。主要原则主要原则:采用重力流排除污水和雨水,尽可能在管线最 短和埋深较小的情况下,让最大区域的污
16、水能 自流排出。影响因素:影响因素:城市地形、竖向规划、排水体制、污水厂和出水口位置、水文地质、道路宽度、大出水户位置等。(1)主干管 地形平坦或略有坡度,主干管一般平行于等高线 布置,在地势较低处,沿河岸边敷设,以便于收 集干管来水。地形较陡,主干管可与等高线垂直,这样布置主 干管坡度较大,但可设置数量不多的跌水井,使 干管的水力条件改善,避免受到严重冲刷。避开地质条件差的地区(2)干管 尽量设在地势较低处,以便支管顺坡排水;地形平坦或略有坡度,干管与等高线垂直(减小埋 深)地形较陡,干管与等高线平行(减少跌水井数量)一般沿城市街道布置。通常设置在污水量较大、地 下管线较少、地势较低一侧的人
17、行道、绿化带或慢 车道下,并与街道平行。当街道宽度40m,可考虑 在街两侧设两条污水管,以减少连接支管的长度和 数量。(3)支管 取决于地形和街坊建筑特征,并应便于用户接管排水。布置形式有:1)低边式:当街坊面积较小而街坊内污水又采用集中出水方式时,支管敷设在服务街坊较低侧的街道下。2)周边式(围坊式)3)穿坊式 当街坊或小区已按规划确定,其内部的污水管网已按建筑物需要设计,组成一个系统时,可将该系统穿过其它街坊,并与所穿街坊的污水管网相连。当街坊面积较大且地势平坦时,宜在街坊四周的街道下敷设支管。4泵站位置泵站位置(1)中途泵站中途泵站:当管道的埋深超过最大允许埋深时,应设置泵站以提高下游管
18、道的管位;(干管或主干管中途)(2)局部泵站:局部泵站:地形复杂的城市,往往需要将地势较 低处的污水抽升至地势较高地区的污 水管道中;(局部低洼地区)(3)总泵站(或终点泵站)总泵站(或终点泵站):污水管道系统终点的埋深一般都很大,而污水厂的第一个处理构筑物一般埋深较浅,或设在地面以上,这就需要将管道系统输送来的污水抽升到第一个处理构筑物中。(污水厂起端)泵站设置的具体位置,应综合考虑环境卫生、地质、电源和施工条件等因素,并征得规划、环保、城建部门的同意。5确定污水管道在街道下的具体位置 在城市街道下常有各种管线,如给水管、污水管、雨水管、煤气管、热力管、电力电缆、电讯电缆等。此外,街道下还可
19、能有地铁、地下人行横道、工业隧道等地下设施。这就需要在各单项管道工程规划的基础上,综合规划,统筹考虑,合理安排各种管线在空间的位置,以利施工和维护管理。由于污水管道为重力流管道,其埋深大,连接支管多,使用过程中难免渗漏损坏。所有这些都增加了污水管道的施工和维修难度,还会对附近建筑物和构筑物的基础造成危害,甚至污染生活饮用水。因此,污水管道与建筑物应有一定间距,与生活给水管道交叉时,应敷设在生活给水管的下面。污水管道与其它地下管线或构筑物的最小净距可参照附录101确定。v 管线综合规划时,所有地下管线都应尽量设置在人行 道、非机动车道和绿化带下,只有在不得已时,才考 虑将埋深大,维修次数较少的污
20、水、雨水管道布置在 机动车道下。v 各种管线在平面上布置的次序一般是,从建筑规划 线向道路中心线方向依次为:电力电缆 电讯电 缆 煤气管道 热力管道 给水管道 雨水管道 污水管道。v 若各种管线布置时发生冲突,处理的原则是:未建让 已建的,临时让永久的,小管让大管,压力管让无压 管,可弯管让不可弯管。v 在地下设施较多的地区或交通极为繁忙的街道下,应把污水管道与其它管线集中设置在隧道(管廊)中,但雨水管道应设在隧道外,并与隧道平行敷设。3.1.2 污水管网设计与计算 污水管道系统是由污水管道及管道系统上的附属构污水管道系统是由污水管道及管道系统上的附属构筑物组成。筑物组成。污水管(渠)道设计的
21、主要内容包括:污水管(渠)道设计的主要内容包括:1 1划分排水流域,进行管网定线;划分排水流域,进行管网定线;2 2划分设计管段,确定各设计管段的设计流划分设计管段,确定各设计管段的设计流 量;量;3 3进行管(渠)道的水力计算,确定管径、坡度、进行管(渠)道的水力计算,确定管径、坡度、流速及埋深等;流速及埋深等;4 4绘制管(渠)道平面图及剖面图。绘制管(渠)道平面图及剖面图。污水设计流量计算 污水设计流量是污水管道系统及附属构筑物设计的依据。设计污水量定额1.居民生活污水定额和综合生活污水定额居民生活污水定额是指居民每人每日所排出的平均污水量。居民生活污水定额与居民生活用水定额、建筑内给排
22、水设施水平及排水系统普及程度等因素有关。我国现行室外排水设计规范规定,可按当地用水定额的8090采用。对给排水系统完善的地区可按90计,一般地区可按80计。综合生活污水定额(还包括公共建筑排放的污水)注意:采用平均日污水量定额。2工业企业工业废水和职工生活污水和淋浴废水定额:与给水定额相近,可参考。污水污水量的变化量的变化 通常用变化系数来反映城镇污水量的变化程度。通常用变化系数来反映城镇污水量的变化程度。变化系数有日变化系数、时变化系数和总变化系数。变化系数有日变化系数、时变化系数和总变化系数。日变化系数日变化系数KdKd:在一年中最大日污水量与平均在一年中最大日污水量与平均日污水量的比值称
23、为日变化系数。日污水量的比值称为日变化系数。时变化系数时变化系数KhKh:最大日中最大时污水量与该日最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值,称为时变化系数。平均时污水量的比值,称为时变化系数。总变化系数总变化系数KzKz:最大日最大时污水量与平均日最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值称为总变化系数。平均时污水量的比值称为总变化系数。Kz=Kd KhKz=Kd Kh 1 1居民生活污水量变化系数居民生活污水量变化系数总变化系数与平均流量有一定关系,平均流量愈大,总变总变化系数与平均流量有一定关系,平均流量愈大,总变化系数愈小。生活污水量总变化系数宜按现行化系数愈小。生活污水量总变化
24、系数宜按现行室外排水室外排水设计规范设计规范规定采用。规定采用。(1 1)查表)查表生活污水量总变化系数生活污水量总变化系数 污水平均污水平均日流量日流量(L/s)51540701002005001000总变化系总变化系数数Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3注:注:1.1.当污水平均日流量为中间数值时,总变化系当污水平均日流量为中间数值时,总变化系 数用内差法求数用内差法求得。得。2.2.当居住区有实际生活污水量变化资料时,可按实际数据采当居住区有实际生活污水量变化资料时,可按实际数据采用。用。(2 2)公式计算)公式计算 该式是我国在多年观测资料的基础上进行综合分析总结该式
25、是我国在多年观测资料的基础上进行综合分析总结出的计算公式。它反映了我国总变化系数与平均流量出的计算公式。它反映了我国总变化系数与平均流量之间的关系:之间的关系:污水设计流量计算 居民居民生活污水设计流量的确定生活污水设计流量的确定 居民生活污水是指居民日常生活中洗涤、冲厕、洗澡等产居民生活污水是指居民日常生活中洗涤、冲厕、洗澡等产生的污水。生的污水。居民生活污水设计流量可按下式计算:居民生活污水设计流量可按下式计算:式中 Q1 居民生活污水设计流量(L/s);q1 居民生活污水定额(L/人d);N1 设计人口数;Kz生活污水量总变化系数。设计设计管段设计流量的确定管段设计流量的确定 每一设计管
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