中國水處理設(shè)計基礎(chǔ)指南-生活污水設(shè)計參數(shù)選擇

中國水處理設(shè)計基礎(chǔ)指南-生活污水設(shè)計參數(shù)選擇
 1、有關(guān)術(shù)語

污水：指在生產(chǎn)與生活活動中排放的水的總稱。

排水量：指在生產(chǎn)過程中直接用于工藝生產(chǎn)的水的排放量。不包括間接冷卻水、廠區(qū)鍋爐、電站排水。

一切排污單位：指本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍所包括的一切排污單位。

其他排污單位：指在某一控制項(xiàng)目中，除所列行業(yè)外的一切排污單位。

BOD：生化需氧量。

COD：化學(xué)需氧量。

TOC：總有機(jī)碳。

TOD：總需氧量。

SS：懸浮物。

TS：總固。

TN：總氮。

TP：總磷。

MLSS：污泥濃度。

SV：污泥沉降比。

SVI：污泥體積指數(shù)。

污泥負(fù)荷：單位時間內(nèi)單位活性污泥所消耗的有機(jī)物的量。

濾料容積負(fù)荷：每方濾料每天所承受進(jìn)水中污染物的能力。

濾料水力負(fù)荷：每方濾料每天通過的污水的體積。

表面負(fù)荷：單位時間單位面積構(gòu)筑物所能承受處理的污水體積。



2、集水井設(shè)計：

容積的確定，按大于日處理量之5分鐘之容積。根據(jù)現(xiàn)場安排尺寸設(shè)置水深，根據(jù)水深度確定截面積。提升泵選擇：選擇流量及數(shù)量應(yīng)滿足一小時排空集水井。

3、調(diào)節(jié)池設(shè)計：

容積的確定，按日處理量之35%～50%確定。底部設(shè)一定坡度（大于0.05）坡向積水坑可設(shè)微孔曝氣，曝氣量確定：按5～6m3/(m2.h)設(shè)計或氣水比4/1確定。容積校驗(yàn)根據(jù)，停留時間：V/Q即有效容積/流量，一般在8小時左右。泵的選擇考慮流量及揚(yáng)程。空氣攪拌氣水比（1～3）：1。消毒池V=30min以上量，鹵消毒5～8mg/L。中水池V日水量之25%～35%。

4、接觸氧化池：

容積的確定：一般按照前調(diào)節(jié)池容積之1/2計，根據(jù)現(xiàn)場確定池深及截面積。容積之校驗(yàn)，有效容積之停留時間T=V/Q一般時間按水之BOD濃度計生活污水按大于等于3小時保險系數(shù)計算。內(nèi)設(shè)半軟性填料，超高按0.3米，具體填料高度可以按照設(shè)計之池子高度確定。長寬比控制在2/1～1/1有效面積不宜大于100m2

校驗(yàn)按照單位體積填料消耗BOD5值來計算（依據(jù)填料之布置計算填料體積）進(jìn)水BOD5值為Amg/l,出水BOD5值取Bmg/l，則BOD5的消減量為：（A-B）*Qkg/d,單位體積填料消耗BOD5值應(yīng)＜1.0kg/d

校驗(yàn)按照填料的容積負(fù)荷：Fr=0.2881×L0.7246應(yīng)＜3㎏/(m3.d)，L為生物接觸氧化系統(tǒng)出水BOD5值。

校驗(yàn)按照污水與填料需要的接觸時間：t=24Lj/(1000Fr),Lj為生物接觸氧化系統(tǒng)進(jìn)水BOD5值。污水與填料的實(shí)際接觸時間t停＝V有效/Q應(yīng)該＞t

接觸氧化池曝氣量的確定：接觸氧化池曝氣強(qiáng)度宜采用10-20m3/(m2.h)，同時參考《建筑中水設(shè)計規(guī)范》（GB50336-2002）可知，接觸氧化池曝氣量可按BOD5的去除負(fù)荷計算，一般為40～80m3/kgBOD5風(fēng)機(jī)風(fēng)壓高于出水層0.5～1米

接觸氧化高度確認(rèn)：由下至上包括構(gòu)造層、填料層、穩(wěn)水層、超高。一般構(gòu)造層高度控制在0.6m～1.2m添料層高度控制在2.5m～3.5m穩(wěn)水層高度控制在0.4m～0.5m超高控制不小于0.5米

其他：接觸氧化池底部應(yīng)設(shè)放空管道，布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)于池底

5、二級接觸氧化（參看一級處理）

6、曝氣生物濾池：

容積確定：深度處理根據(jù)濾池表面負(fù)荷設(shè)計一般選擇2～6m3/m2.h(負(fù)荷選取低保險系數(shù)高)舉例：處理量按Q＝10000m3/d，BOD容積負(fù)荷介于0.2～0.3kg/（m3.d）；曝氣生物濾池座數(shù)不宜少于2座，最高座數(shù)以8～12座為宜；曝氣生物濾池單池表面面積以不高于50m2為宜；濾料粒徑以介于3～20mm之間為宜。濾池總面積：416.3/（2～6）＝208～69m2。本工程取144m2即每座平面尺寸：6×6m2，共4座。

容積校驗(yàn)根據(jù)BOD容積負(fù)荷校核：10000×（20-10）/（144×3.3×103）＝0.21kg/（m3.d），在要求范圍內(nèi)。計算結(jié)果：4座平面尺寸為6.0×6.0m濾料高度3.3m的曝氣生物濾池。濾料粒徑取3～5，4～6mm。前者為濾層，高度為2.5m；后者為接觸層，高度為0.8m。濾池高度：配水區(qū)高度1.2m，濾板厚0.1m，承托層高度0.4m，濾料高度3.3m，清水區(qū)高度1.0m，超高0.5m。濾池總高度6.5m。

曝氣量與鼓風(fēng)機(jī)：曝氣生物濾池氣水比宜為（1～3）：1或根據(jù)下面計算在曝氣生物濾池這樣的生物膜法反應(yīng)器中，生物膜耗費(fèi)的溶解氧總量一般為1～3mg/l。為使濾料表面的好氧菌膜維持良好的生物相，通過濾料層后的剩余溶解氧應(yīng)保持在2～3mg/l，這樣要求污水進(jìn)入濾料層前的溶解氧為4～6mg/l左右。微生物需氧量R包括合成用氧量和內(nèi)源呼吸用氧量兩部分，即R=1.46ΔBOD+0.18P＝328kg/d。式中R為微生物膜的需氧量，kg/d；ΔBOD為濾池單位時間內(nèi)去除的BOD量，kg/d；P為活性生物膜數(shù)量。曝氣裝置氧轉(zhuǎn)移效率一般在5％～15％，本工程設(shè)計值選取20％；空氣密度ρ為1.293kg空氣/m3；空氣中氧含有重量OW為0.232kgO2/kg空氣；每天所需空氣量：GS=328/（0.2×0.232×1.293）＝5467m3鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q=GS/（24×60）＝3.8m3/min鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓P＝h1+h2+h3+h4+h5＝2+1+45+8+1.0＝57KPa，本工程鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓選用59KPa。其中h1為空氣管道的沿程損失；h2為空氣管道的局部阻力損失；h3為空氣擴(kuò)散裝置擴(kuò)散深度；h4為空氣擴(kuò)散裝置的阻力；h5為所在地區(qū)大氣壓。每座曝氣生物濾池由一臺鼓風(fēng)機(jī)單獨(dú)供風(fēng)，四座曝氣生物濾池共需四臺鼓風(fēng)機(jī)，一臺鼓風(fēng)機(jī)作為四臺鼓風(fēng)機(jī)的備用風(fēng)機(jī)，即工藝曝氣鼓風(fēng)機(jī)共5臺。

反吹系統(tǒng)：曝氣生物濾池反沖洗時，先氣洗（2倍曝氣量，氣水比3.7：1）5min，反沖線速度宜為0.4～0.8m3/(m2.min)；再氣、水聯(lián)合反洗5min（氣洗反沖線速度宜為0.4～0.8m3/(m2.min)，水洗反沖洗強(qiáng)度為8～16l/(m2.s）..進(jìn)水之1.5-2倍）；最后水洗5min，反沖洗強(qiáng)度為8～16l/(m2.s），完成后進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。曝氣風(fēng)速主管15米/秒，支管25米/秒。



7、SBR池設(shè)計計算公式：

A、反應(yīng)池數(shù)及排出比（1/m）：池數(shù)一般大于2個當(dāng)設(shè)計水量小于500m3/d時可以設(shè)1座，排出比取1/m=1/2~1/5。

B、設(shè)計負(fù)荷Ls及污泥濃度MLSS(X)：標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷選取0.2~0.4kgBOD5/kgMLSS.d，延時負(fù)荷選取0.05~0.1kgBOD5/kgMLSS.d，污泥濃度選取2000~5000mg/l，X的選取與負(fù)荷成反比。反應(yīng)池水深4~6米。

C、容積及周期的確定：總?cè)莘eV=QS/LsEX式中Q為最大日處理量（m3/d）。S為進(jìn)入SBR池的BOD5濃度（mg/l），Ls為設(shè)計負(fù)荷，E為曝氣反應(yīng)比=(nTA)/24其中n為每日周期數(shù)，TA為曝氣時間。X為污泥濃度。曝氣時間的確定TA=（24S）/（LsXm）式中m為排出比倒數(shù)。沉淀及排泥時間分別各取1小時。容積確定V=mQ/n

D、需氧量的確定：經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷選取0.5~1.5kg氧氣/kgBOD,延時負(fù)荷取1.5~2.5。曝氣量的確定，供氧量一般為需氧量的1.4倍。

E、產(chǎn)泥量的確定：污泥干固體量（kg/d）=Q*SS*Y/1000式中Q污水流量m3/d，SS進(jìn)水懸浮物含量mg/l,Y產(chǎn)率，高負(fù)荷（0.2~0.4kgBOD5/kgMLSS.d）取Y=1.0；低負(fù)荷（0.05~0.1kgBOD5/kgMLSS.d）取Y=0.75.

8、電解槽的工藝設(shè)計：

根據(jù)廢水流量及污染物種類和濃度，選定的板水比、極距、電流密度、電解時間等參數(shù)確定電解槽尺寸及整流器的容量。

有效容積根據(jù)設(shè)計流量及停留時間確定V=Q*T，T電解時間的確定，對于連續(xù)電解一般取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)停留20～30分鐘，對于間歇操作，T為輪換周期，包括注水時間沉淀排空時間和電解時間，一般為2～4小時。

陽電極面積A可由選定的板水比和已求出的電解槽有效容積推得，也可由選定的電流密度i和電流I推得。

電流I應(yīng)根據(jù)廢水情況和要求的處理程度由試驗(yàn)確定。對六價Cr廢水，也可用下式計算：I=KQC/S式中K——每克六價鉻還原成3價鉻所需的電量一般取4.5Ah/gCr左右，C——廢水含六價鉻濃度，mg/l，S——電極串聯(lián)數(shù)，在數(shù)值上等于串聯(lián)電極板數(shù)減1。

電壓V電解槽的槽電壓等于極間電壓和導(dǎo)線上的電壓降之和，V=SV1+V2式中V1——極間電壓，一般3～7.5V。V2導(dǎo)線上的電壓降，一般為1～2V。

選擇整流器設(shè)備時，電流和電壓值應(yīng)分別比計算值大30%～40%，用以補(bǔ)償極板的鈍化和腐蝕等原因引起的整流器效率降低。

電解槽長寬比取5～6：1，深寬比取1～1.5：1。電解槽進(jìn)出水端要設(shè)配水和穩(wěn)流措施，以均勻布水并維持良好流態(tài)。內(nèi)置空氣攪拌，空氣量為0.1～0.3方/分鐘�？諝馊氤厍耙�除油。

陽極在氧化劑和電流作用下，會形成一層鈍化膜，可以通過投加適量的Nacl，整加水流速度或采用機(jī)械去膜以及電極定期換向等方法防止鈍化。

9、反滲透設(shè)備的部分國家標(biāo)準(zhǔn)：

該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)水要求含鹽率小于10000mg/l。

反滲透膜：用特定的高分子材料制成，具有選擇性半透性能的薄膜，能在一定壓力作用下使水溶液中的水分子和某些組分透過，以達(dá)到純化、濃縮目的。

反滲透組件：按一定技術(shù)要求將反滲透膜元件與外殼等其他部分組裝在一起的組合構(gòu)件。

脫鹽率、原水回收率、滲透水、濃縮水、保安過濾：保安過濾，由過濾精度小于或等于5mm的微濾濾芯構(gòu)成的過濾器裝載反滲透設(shè)備前段，保證反滲透設(shè)備的進(jìn)水水質(zhì)滿足設(shè)備要求。

產(chǎn)品型號：RO-J（卷式膜）/B（板式膜）/Z（中空膜）/G（管式膜）——S（小型）/M(中型)/L（大型）——1（一級反滲透）/2（二級反滲透）/3（三級反滲透）

設(shè)備性能指標(biāo)：設(shè)備脫鹽率≥95%（用戶有特殊要求的除外）

原水回收率：小型≥30%，中型≥50%，大型≥70%

操作溫度：溫度為影響產(chǎn)水量的主要指標(biāo)，通常復(fù)合膜用4℃~45℃；乙酸纖維素膜適用4℃~35℃。

操作壓力：根據(jù)工藝要求，操作壓力一般不大于3.5MPa.

10、水解酸化池的設(shè)計

適用于較低COD值，特別適用于難降解有機(jī)物的好氧預(yù)處理。

參數(shù)選擇：水力負(fù)荷選擇0.5～2.5m3/(m2.h)，有機(jī)負(fù)荷選擇1.95～8.8kgCOD/(m2.d)。停留時間一般根據(jù)COD確定，每100mg/l的COD選擇停留1小時。

容積確定：容積等于流量與停留時間的乘積。

11、機(jī)械絮凝池設(shè)計要點(diǎn)

1.絮凝時間宜為15～20min；

2.池內(nèi)攪拌設(shè)3～4檔，漿板線速度由第一檔的0.5m/s逐步減至末檔的0.2m/s；

3.水平攪拌軸設(shè)于池中水深1/2處，葉輪直徑應(yīng)比絮凝池水深小0.3m，葉輪盡端與池子側(cè)壁間距≤0.2m；

4.垂直攪拌軸設(shè)于池中間，其上漿板頂端設(shè)于池子水面下0.3m處，下漿板底端設(shè)于距池底0.3～0.5m處，漿板外緣與池側(cè)壁間距≤0.25m；

5.水平軸式絮凝池每只葉輪的漿板數(shù)一般為4-6塊，漿板長度≤葉輪直徑的75%；

6.每根攪拌軸上漿板總面積宜為水流截面積的10%～20%，不宜>25%，每塊漿板的寬度為漿板長的1/10～1/15，一般為10～30cm；

7.池身一般為3～4m。

12、混凝后的沉淀池設(shè)計數(shù)據(jù)

1.面積負(fù)荷20～80m3/(d˙m2)；2.停留時間1～4h；3.池深2～4.5m；4.池內(nèi)流速2.5～15mm/s；5.進(jìn)水渠流速0.15～0.6m/s；6.出水堰溢流負(fù)荷1～7L/(s˙m)。

13、氣浮設(shè)計要點(diǎn)

要求原水濁度≤100度及含有密度小的懸浮物質(zhì)；（2）氣浮池的單格寬度不宜＞10m，池長一般＜15m為宜；（3）絮凝時間宜取10～15min；（4）接觸室的水上升流速一般取10～20mm/s；（5）接觸室內(nèi)水停留時間宜≥60s；（6）進(jìn)入接觸室的流速宜＜0.1m/s；（7）分離室的水流向下流速一般取1.5～2.5mm/s。



14、機(jī)械攪拌澄清池

機(jī)械攪拌澄清池設(shè)計要點(diǎn)1）宜用于濁度長期低于5000度的原水，短時間內(nèi)允許達(dá)到5000～10000mg/L；2）清水區(qū)高度為1.5～2.0m；3）清水區(qū)上升流速一般采用0.8～1.1mm/s，當(dāng)處理低溫低濁水時可采用0.7～0.9mm/s；4）水在池中的總停留時間為1.2～1.5h，第一絮凝室和第二絮凝室的停留時間一般控制在20～30min

15、斜板沉淀池：

1.斜板垂直凈距一般采用80～120mm，斜管直徑一般采用50～80mm；

2.斜板（管）長度為1～1.2m；

3.傾角一般為60°；

4.斜板（管）底部緩沖區(qū)高度一般為0.5～1m；

5.斜板（管）上部水深一般為0.7-1m；

6.池內(nèi)停留時間：初次沉淀≤30min；二次沉淀≤60min。

要求原水濁度長期低于1000度；

斜管沉淀區(qū)液面負(fù)荷可采用9.0～11.0m3/(h˙m2)；

管徑為25~35mm，管長為1m；

水平傾角采用60°；

斜管上部清水區(qū)保護(hù)高度不宜小于1.5m。

同向流斜板沉淀池設(shè)計要點(diǎn)

同向流斜板沉淀池適用于渾濁度長期低于200度的原水；

斜板沉淀區(qū)游人面負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)原水情況及相似條件水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)資料確定，一般可采用30～40m3/(h˙m2)；

斜板間距為35mm；斜板長度為2.0～2.5m，排泥區(qū)斜板長度不小于0.5m；

沉淀區(qū)斜板傾角為40°，排泥區(qū)斜板傾角為60°。

16、豎流式沉淀池設(shè)計數(shù)據(jù)

1.池直徑或正方形邊長與有效水深的比值≤3，池直徑一般采用4～7m；

2.當(dāng)池直徑或正方形邊長<7m時，澄清水沿周邊流出。個別當(dāng)直徑≥7m時，應(yīng)設(shè)輻射式集水支渠；

3.中心管內(nèi)流速≤30mm/s；

4.中心管下口的喇叭口和反射板要求：

1）反射板板底距泥面≥0.3mm；

2）反射板直徑及高度為中心管直徑的1.35倍；

3）反射板直徑為喇叭口直徑的1.3倍；

4）反射板表面對水平面的傾角為17°；

5）中心管下端至反射板表面之間的縫隙高為0.25～0.5m，縫隙中心污水流速，在初次沉淀池中≤30mm/s，在二次沉淀池中≤20mm/s；

5.排泥管下端距池底≤0.2m，管上端超出水面≥0.4m；

6.浮渣擋板距集水槽0.25-0.5m，高出水面0.1～0.15m，淹沒深度0.3～0.4m。

平流式沉淀池設(shè)計數(shù)據(jù)

1.長寬比以3～5為宜；

2.長與有效水深比一般采用8～12；

3.池底縱坡一般采用0.01～0.02，機(jī)械刮泥時不小于0.005；

4.初次沉淀池最大水平流速為7mm/s,二次沉淀池為5mm/s；

5.進(jìn)出口處擋板位置

1）高出池內(nèi)水面0.1～0.15m；

2）進(jìn)出擋板淹沒深度一般為0.5～1.0m；

3）出口擋板淹沒深度一般為0.3～0.4m；

4）擋板距進(jìn)水口0.5～1.0m，距出水口0.25～0.5m；

6.非機(jī)械刮泥時，緩沖層高度0.5m，機(jī)械刮泥時，緩沖層上緣宜高出刮泥板0.3m；

7.刮泥機(jī)行進(jìn)速度一般為0.6～0.9m/min；

8.排泥管直徑為<200mm；

9.入口整流墻的開孔總面積為過水?dāng)嗝娴?%～20%；

10.出水鋸齒形三角堰，水面宜位于齒高的1/2處。

17、沉砂池

1.一般規(guī)定

1）沉砂池去除對象是密度為2.65/cm3，粒徑在0.2mm以上的砂粒；

2）城市污水沉砂量可按106m3污水沉砂15-30m3計算，其含水率為60%，其密度為1500kg/m3；

3）砂斗容積應(yīng)按2天內(nèi)沉砂量計算，斗壁與水平傾斜角不小于55°；

4）人工排沙管直徑≥200mm；

5）沉砂池超高不宜<0.3m；

6）沉砂池個數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于2。

2.平流式沉砂池設(shè)計數(shù)據(jù)

1）最大流速0.3m/s，最小流速0.15m/s；

2）最大流量時停留時間一般為30～60s；

3）有效水深一般為0.25～1m；

4）每格寬度不小于0.6m；

5）池底坡度0.01～0.02。

3.豎流式沉砂池設(shè)計數(shù)據(jù)

1）最大流速為0.1m/s，最小流速為0.02m/s；

2）進(jìn)水中心管最大流速0.3m/s；

3）流量最大時停留時間一般為30-60s。

4.曝氣沉砂池設(shè)計數(shù)據(jù)

1）水平流速為0.1m/s；

2）旋流速度為0.25～0.3m/s；

3）流量最大時停留時間為1～3min；

4）有效水深2～3m；

5）曝氣量為0.1～0.2m3空氣/m3污水；

6）寬深比1～2；

7）長寬比可達(dá)5；

8）空氣擴(kuò)散裝置距池底0.6～0.9m。

5.渦流式沉砂池設(shè)計數(shù)據(jù)

1）水力葉面負(fù)荷約200m3/(h˙m2)；

2）水力停留時間為20-30s；

3）進(jìn)水渠道流速

a.流量最大時的40%-80%時為0.6-0.9m/s；

b.流量最小時>0.15m/s；

c.流量最大時≤1.2m/s。

4）進(jìn)水渠道直段長度為寬度的7倍且不應(yīng)<4.5m；

5）出水渠道寬度為進(jìn)水渠道的2倍；

6）出水渠道與進(jìn)水渠道夾角>270°；

7）沉砂池規(guī)格



污泥泵比進(jìn)水泵小，一般80%回流到調(diào)節(jié)池一般進(jìn)水的60%左右。

空氣干管和主干管的經(jīng)濟(jì)流速可采用10～15m/s；通向擴(kuò)散裝置的空氣豎管和支管，其經(jīng)濟(jì)流速一般采用4～5m/s；空氣管道的壓力損失一般控制在1.0m以內(nèi)，其中，空氣管道的總壓力損失控制在0.5m以內(nèi)。由于擴(kuò)散裝置在使用過程中容易堵塞，故設(shè)計中一般規(guī)定空氣通過擴(kuò)散裝置的阻力損失為0.5~0.6m，對豎管或穿孔管可酌情減少。————（《污水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算》P99工大出版社韓洪軍主編）

另：

空氣管道和空氣擴(kuò)散裝置的壓力損失，一般控制在14.7kPa(1.5m)以內(nèi)，其中空氣管道總損失控制在4.9kPa(0)以內(nèi)，空氣擴(kuò)散裝置的阻力損失為4.9～9.8kPa（0.5～1.0m）�！�—排水工程第四版P175

一般的給水管道，d為100～200毫米，經(jīng)濟(jì)流速為0.6～1.0米/秒；d為200～400毫米，經(jīng)濟(jì)流速為1.0～1.4米/秒；壓力鋼管約為3～4米/秒，甚至5～6米/秒。僅供參考。

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