污水处理全过程系统实践教程

第一篇污水处理厂实验环节

第一章污水处理厂水处理相关实验1

第一节化学混凝实验1

一、实验目的1

二、实验原理1

三、实验材料及装置2

四、实验内容2

五、实验结果与讨论3

第二节加压溶气气浮实验4

一、实验目的4

二、气浮原理4

三、实验水样4

四、实验设备及工艺流程4

五、实验步骤5

六、实验结果与讨论5

第三节活性炭吸附实验5

一、实验目的5

二、实验原理5

三、实验设备及试剂6

四、实验步骤7

五、实验数据及结果整理8

六、思考题9

第四节活性污泥评价指标实验9

一、实验目的9

二、实验原理9

三、实验装置与设备10

四、实验步骤10

五、实验数据整理10

六、实验结果与讨论11

第五节活性污泥法处理系统实验11

一、实验目的11

二、实验原理与内容11

三、实验装置12

四、实验步骤与记录12

五、实验数据与整理13

六、思考题13

第六节多阶完全混合曝气污水处理模拟

实验13

一、实验目的13

二、实验原理13

三、实验仪器13

四、方法及步骤13

五、注意事项13

六、实验结果13

第二章环境监测实验15

第一节实验基础及污水处理厂处理水样的

采集15

一、实验基础15

二、水样的保存和管理技术规定17

三、水样的采集25

四、思考题26

第二节水样理化性质及pH值的测定26

一、总残渣26

二、色度的测定28

三、电导率的测定30

四、pH值的测定32

五、思考题33

第三节污水厂进出口或氧化沟的水中氨

氮的测定——纳氏试剂分光光

度法33

一、实验意义和目的33

二、实验仪器34

三、氨氮的测定原理34

四、实验步骤34

五、数据处理和数据分析35

六、实验注意事项35

第四节废水中化学需氧量(CODＣr)的

测定及高锰酸盐指数35

一、重铬酸钾法（国家标准法）36

二、高锰酸盐指数38

三、思考题42

第五节污水厂环境空气氮氧化物(一氧化氮

和二氧化氮)的测定——盐酸萘乙

二胺分光光度法（HJ 479—2009）42

一、适用范围42

二、原理42

三、试剂43

四、仪器43

五、样品采集44

六、分析步骤44

七、结果的表示45

八、注意事项45

九、思考题45

补充一：吸收瓶的检查45

补充二：Saltzman 实验系数的测定46

补充三：采样装置安装图46

第六节污水处理厂环境空气质量监测47

一、实验目的和要求47

二、空气中的SO2的测定47

三、NOx的测定50

四、TSP、PM10、PM2.5的测定53

五、CO的测定54

六、O3的测定56

七、空气质量计算59

八、结果60

第三章噪声监测61

第一节污水厂噪声监测61

一、实验目的和要求61

二、仪器61

三、实验内容61

四、测量步骤61

五、数据记录及结果评价61

六、注意事项61

第二节污水厂厂界噪声测量62

一、实验目的和要求62

二、仪器62

三、测量记录及数据处理62

四、思考题62

第四章污水及污泥微生物检测63

第一节水体中细菌总数检测实验63

一、目的要求63

二、实验材料63

三、操作步骤63

四、实验报告64

五、思考题64

第二节水体中粪便污染指示菌的检测——多管发酵法64

一、目的要求65

二、实验材料65

三、实验方法与步骤65

四、实验报告68

五、思考题68

第三节污水生物处理过程中微生物的简单分析68

一、目的要求68

二、实验材料68

三、实验方法与步骤68

四、实验报告70

五、思考题71

第四节活性污泥微生物的镜检分析71

一、目的要求71

二、实验材料71

三、实验方法与步骤71

四、实验报告73

五、思考题73

第二篇污水处理厂实习环节

第五章污水处理厂实习的目的和

内容74

第一节实习的目的和目标74

一、实习的目的74

二、实习的目标74

第二节实习的内容74

一、污水处理工艺的学习与深化74

二、污水处理厂的运行管理75

三、污水处理厂的设计75

第六章污水处理系统的实习76

第一节预处理的运行管理76

一、格栅76

二、调节池81

三、沉砂池82

四、预处理对后续工艺的影响86

第二节污水泵站的运行管理86

一、QW型潜污泵的结构87

二、潜污泵的运行影响因素88

三、泵房操作规程89

第三节初沉池的运行管理90

一、初沉池的作用90

二、初沉池的形式及使用范围90

三、初沉池的运行管理90

第四节活性污泥法的运行与管理91

一、活性污泥法的净化过程92

二、活性污泥法的影响因素93

三、活性污泥法曝气系统94

四、活性污泥的培养与驯化96

第五节活性污泥法的新工艺及其运行

管理98

一、氧化沟工艺98

二、SBR工艺103

第六节生物膜法的运行管理111

一、生物滤池111

二、曝气生物滤池115

三、生物转盘121

四、生物接触氧化法124

五、生物流化床126

第七节升流式厌氧污泥床的运行管理129

一、UASB反应器的基本构成和原理130

二、UASB反应器的工艺特点131

三、UASB反应器的运行管理131

第八节二沉池的运行管理133

一、二沉池的类型133

二、二沉池的运行管理134

第九节消毒系统的运行与管理136

一、液氯消毒136

二、次氯酸钠消毒137

三、紫外线消毒138

第七章污泥处理系统的实习142

第一节污泥处理概述142

一、污泥种类142

二、污泥的性能指标142

三、污泥的处理方法143

第二节污泥浓缩与消化143

一、污泥浓缩143

二、污泥消化145

第三节污泥的药剂调理148

一、污泥调理剂的类型148

二、污泥药剂调理的注意事项149

第四节污泥脱水机的运行管理150

一、常用的污泥脱水设备150

二、带式压滤机的运行管理152

第八章污水处理机械设备的实习155

第一节污水处理厂设备的管理与维护155

一、设备运行管理与维护的意义和内容155

二、设备的运行管理与维护155

第二节污水处理厂设备的实习操作规程160

一、粗、细格栅实习操作规程160

二、沉砂池的实习操作规程160

三、鼓风机操作规程161

四、吸刮泥机操作规程162

五、污泥搅拌器操作维护规程162

六、螺杆泵操作规程163

七、带式压滤机操作规程164

第九章城市污水处理厂仪表测量实习165

第一节测量仪表基础165

一、概述165

二、污水处理厂测量仪表基础知识165

三、污水处理厂测量参数167

第二节污水处理厂测量仪表实习应用167

一、污水处理厂常用测量仪表167

二、在线仪表污水处理厂的应用示例181

第三节污水处理厂仪表的维护管理181

一、巡回检查181

二、定期润滑181

三、定期排污182

四、保温伴热182

第十章城市污水处理厂自动控制

实习184

第一节自动控制实习基础184

一、概述184

二、自动控制系统185

三、计算机控制技术187

四、PLC控制技术188

第二节污水处理厂自动控制应用实习189

一、污水处理厂常用自动控制方案189

二、污水处理厂自控系统案例191

第十一章污水处理电气设备的实习195

第一节电气设备操作实习的要求195

一、电气设备的四种典型状态195

二、电气设备的安全要求195

第二节高压配电装置运行管理与维护的实习200

一、高压配电装置运行维护过程200

二、电机控制柜201

三、电动机运行使用的监视与维护202

四、变频器的调试202

五、二次设备的操作与维护203

第三篇污水处理厂设计环节

第十二章污水厂设计依据与工艺流程

的选择205

第一节设计依据205

一、国家标准205

二、标准图集206

三、设计手册206

第二节工艺流程的选择206

一、城市污水处理厂工艺流程概述206

二、污水处理工艺流程选择的依据

和原则206

三、污水处理工艺流程的比较和

选择方法207

第十三章物理处理单元工艺设计208

第一节格栅的设计208

一、格栅设计参数的确定208

二、格栅的设计计算209

三、格栅的选型211

第二节沉砂池的设计211

一、曝气沉砂池设计212

二、多尔沉砂池213

三、圆形涡流沉砂池214

第三节沉淀池的设计216

一、普通沉淀池的设计原则与参数选择216

二、辐流沉淀池的设计216

三、竖流式沉淀池的设计219

第十四章生物处理单元工艺设计221

第一节活性污泥处理单元设计221

一、曝气池设计221

二、曝气系统的设计222

第二节氧化沟工艺设计225

一、氧化沟设计参数225

二、氧化沟设计计算226

三、需氧量计算228

四、沉淀池和剩余污泥量的设计228

五、氧化沟设计细节229

第三节SBR工艺设计230

一、设计参数230

二、SBR工艺设计计算232

三、供氧系统计算233

第四节生物膜法工艺设计233

一、生物滤池设计233

二、曝气生物滤池设计235

三、生物转盘的设计239

四、生物接触氧化工艺设计239

五、内循环好氧生物流化床工艺设计242

第五节上流式厌氧污泥床工艺设计245

一、UASB设计参数245

二、UASB设计246

三、沼气净化及利用248

第十五章污泥处理与处置设计249

第一节浓缩与脱水工艺设计249

一、重力浓缩池设计249

二、板框压滤机设计选型250

三、带式压滤机设计251

第二节污泥好氧发酵252

一、污泥好氧发酵工艺流程及类型252

二、好氧发酵工艺参数253

三、发酵池计算254

四、好氧发酵污染物排放及控制254

第三节污泥厌氧消化254

一、污泥厌氧消化的工艺流程及类型254

二、厌氧消化池设计255

三、中温污泥消化系统热平衡计算257

四、厌氧消化污染物排放258

五、污染物削减及污染防治措施258

六、污泥厌氧消化前处理新技术258

第四节污泥焚烧技术259

一、污泥焚烧工艺及类型259

二、污泥焚烧的影响因素与工艺参数260

三、污泥焚烧消耗与污染物削减261

四、污染物排放及污染防治措施261

五、污泥焚烧新技术262

第五节污泥土地处理技术262

一、污泥土地处理工艺与类型262

二、污泥土地处理工艺参数263

三、土地利用污染物排放及其污染防治264

四、污泥土地处理最佳可行工艺264

第六节各种工艺单元污泥产量计算265

一、污水预处理工艺的污泥产量265

二、带预处理系统的活性污泥法及其变形

工艺剩余污泥产生量265

三、不带预处理系统的活性污泥法及其变

形工艺剩余污泥产生量265

四、带有预处理的好氧生物处理工艺污泥

总产量265

五、不带预处理的好氧生物处理工艺污泥

总产量265

六、消化工艺污泥总产量266

七、初次沉淀池污泥计量266

第十六章污水厂的总体布局设计267

第一节污水厂的平面布置267

一、各处理单元构筑物的平面布置267

二、管、渠的平面布置267

三、辅助建筑物的平面布置267

四、厂区绿化268

五、道路布置268

第二节污水厂的高程布置268

一、高程布置的原则268

二、水头损失计算方法269

第十七章工程结构与辅助工程设计270

第一节工程结构设计270

一、工程结构形式270

二、工程结构与工艺设计的关系270

三、混凝土结构271

四、砌体结构272

五、钢结构273

第二节电气与自控设计275

第三节计量与检测设计275

第四节其他辅助工程设计276

一、污水处理厂给水设计276

二、污水处理厂雨水设计276

三、污水处理厂污水管网设计276

第十八章污水处理厂设计深度与成果277

第一节污水处理厂设计深度277

第二节污水处理厂设计成果277

一、初步设计成果277

二、施工图设计成果282

参考文献285

附录1三沟式氧化沟工艺流程及实践内容指引

附录2AOE工艺流程及实践内容指引

附录3UNITANK工艺流程及实践内容指引

本教材由污水处理过程涉及的实验、实习、设计三大部分组成，共十八章。结合环境工程专业在本科培养过程中的实践内容及课堂知识体系要求，将本专业的认识实习、课程实验、生产实习及课程设计等实践内容有效融合，重点对污水处理厂运行过程中所涉及的物理、化学及微生物学等基础内容设计相关监测实验，并针对不同构筑单元展开具体的实习与设计指导。全书选材广泛、内容丰富、实用性强，特别是附录中所补充的几种典型污水处理工艺的工艺流程及实践内容指引，使得相关内容更易被理解与消化掌握，增加了本教材的可读性和实用性。本教材适用于高等院校环境工程专业本科生的实践教学，也可供从事环境保护、环境监测、环境工程及相关工作的技术人员参考。