污水处理设计

1、常用规范

1）城市给水工程规划规范

《城市给水工程规划规范》内容主要包括：城市水资源及城市用水量，给水范围和规模，给水水质和水压，水源选择，给水系统，水源地，水厂，输配水。

《城市给水工程规划规范》主要是从规划的角度对相关给水的设计进行了说明，用于确定供水规模，根据排放系数法可确定排水规模。

2）室外给水设计规范

《室外给水设计规范》内容主要包括：给水系统，设计水量，取水，泵房，输配水，水厂总体设计，水处理，净水厂污泥处理，检测与控制。其中水处理的工艺包括：预经理，混凝剂和助凝剂的投配，混凝、沉淀和澄清，过滤，地下水除铁和除锰，除氟，消毒，臭氧净水，活性炭吸附，水质稳定。

《室外给水设计规范》主要供给水处理工艺单元的设计参考，在废水处理工艺深度处理设计时借鉴参考。

3）室外排水设计规范

《室外排水设计规范》内容主要包括：

①设计流量和设计水质：生活污水量和工业废水量，雨水量，合流水量设计水质

②排水管渠和附属构筑物：水力计算，管道，检查井，跌水井，水封井，雨水口，截流井，出水口，立体交叉道路排水，倒虹管，渠道，管道综合。

③泵站：设计流量和设计扬程，集水池，泵房设计，出水设施

④废水处理：厂址选择和总体布置，格栅，沉砂池，沉淀池，活性污泥法，化学除磷，供氧设施，生物膜法，回流污泥和剩余污泥，污水自然处理，污水深度处理和回用，消毒。

⑤污泥处理和处置：污泥浓缩，污泥消化，污泥机械脱水，污泥输送，污泥干化焚烧，污泥综合利用。

⑥检测和控制：检测，控制，计算机控制管理系统。

《室外排水设计规范》是废水处理工程设计的主要参考规范，包括了水质水量预测、废水处理工艺单元的设计等。

4）污水再生利用工程设计规范

《污水再生利用工程设计规范》内容主要包括：方案设计基本规定；污水再生利用分类和水质控制指标：污水再生利用分类，水质控制指标；污水再生利用系统；再生处理工艺与构筑物设计：再生处理工艺，构筑物设计；安全措施和监测控制。

《污水再生利用工程设计规范》供污水再生利用工程设计时参考。

2、设计规范的使用

由于设计规范涵盖面较大，在应用时要注意使用条件，灵活应用。

1）设计规范的特点

国家制定的设计规范有强制性，根据特别是其中的强制性条款，必须遵守。

在废水处理工程工艺设计涉及到的相关规范中，极少强制性条款，其主要原因是废水处理的多变性，不同类别废水设计需求变化大，在设计规范中很难明确统一的要求。

2）规范条款的理解

设计规范是工艺设计中最权威的设计参考文件，其中的每项条文都是大量实践经验结合理论分析得出来的。工艺设计人员要充分理解规范条款的核心含义，能将其还原到工程设计的实践应用中。

在利用设计规范等时，应明确原始设计条件，与规范中相关条款的核心含义进行对接，再进行参数的选取和计算工作。

3）参数的选择

在排水设计规范及相关手册中看到的建议设计参数的范围往往相差3倍甚至更高的情况，这是由于水处理面临的情况变化多样造成的。参数选择时需要综合地考虑水质变化的影响、工艺路线的抗冲击能力、出水可靠性的要求、投资和运行的经济性等因素，是一个非常综合性的过程。

实际应用中参数的选取更多采用案例参考的方法，通过其他类似项目的运行情况，结合设计项目的设计需求适当进行选取，在没有案例参考的高难度项目还需要通过中间试验的方法来进行摸索。

尤其需要注意的是，设计的核心是为了最终的工艺单元能发挥其应有的作用，不同规模的参数选择有着明显的差异性，小水量的情况下，需要考虑更多不确定的因素，或为了满足设备最小的安装条件等，选择的参数都偏于保守，甚至超出规范建议范围。在小项目的设计中，重点放在实用性上，并考虑更多的保障措施。

4）保险系数的权衡

在参数选择中，需要考虑一定保险系数，保险系数的权衡是一个综合的过程，重点考虑以下方面：

1）事故情况发生的概率。概率高，保险系数适当取高。

2）出水水质的保障率要求。保障率要求高，保险系数适当取高。

3）运行管理水平。运行管理水平高，保险系数适当可以取低。

4）给定水质水量的保险系数。水质水量保险系数高，参数的保险系数适当可以取低。

平面图设计指在给定的空间范围内，布置不同的平面方案并对方案进行优选的过程。平面图的布置设计是水处理设计中最重要和最复杂的设计过程之一，平面布置水平往往是工艺设计综合实力的体现。

影响平面布置方案的因素很多，包括了工艺功能需求、边界条件、障碍物、风向、功能分区、人流物流等。设计人员需要对各项条件进行充分的理解后，在平面方案中将各工艺单元组成工艺系统，对综合能力要求较高。

3、平面图设计的步骤

平面图设计时的主要步骤如下：

1）明确边界条件

确定红线范围、退红线距离，确认可建设的用地范围，厂内障碍物情况等；有预留用地需求的情况下，要考虑预留用地。确定进水管的方向、标高，退水去向及洪水位，厂外雨水管 的标高；确定外部供电电源、进场道路、运输条件；确定主导风向（风玫瑰图）。

在任何一个工程项目中，边界条件是首先需要确认的，很多边界条件会影响工艺的选择。在厂区内有高压线等障碍物时，需要避让高压线的路由，一般高压线要退15m，相应范围的底部不能建设建筑物。

2）平面布置初步方案

在进行平面布置前，应先完成各工艺单体的初步方案设计，这样平面布置才有素材。对于进行平面布置设计的人员而言，要能理解各单体的功能和其变化性，这样在接口考虑的时候会比较复合单体特点，同时还能根据平面条件的特点提出单体平面方案的意见。从这个角度，平面布置和单体设计是一个相互影响的过程，需要互相了解设计的思路。

不同的平面布置方案会有不同的优点和缺点，好的平面图设计一般是多个方案中反复权衡选择的结果。其关键点就是抓住主要矛盾、协调次要矛盾。

要提高平面方案设计水平，除了在方案设计时进行多方案比选外，还需要注意平时的素材积累。如同建筑师采风一样，多观摩不同的污水处理项目，在项目的交流学习中成长。

3）厂区工艺管线图及给排水管线设计

在平面和高程布置的同时，按工艺流程进行工艺水管、污泥管、空气管、药剂管等的布置，为高程水力计算提供管线的基础数据，同时也方便在平面上进行工艺的理解。工艺管线布置后进行厂区给排水管线设计，给排水管线一般沿路敷设。厂区污水管线收集的对象包括水池放空、溢流；污泥池上清液；好氧池半排空与排空；办公楼化粪池，砂水分离上清液，污泥脱水机房、加药间排水；浮渣井排水等，标高尽量与各工艺单元的放空需求结合。厂区雨水管线要与外接雨水管 的标高匹配。

4）管线综合设计考虑

在进行工艺管线等布置时，要同时与电气专业沟通，预留电缆沟位置，与暖通专业配合预留采暖管线位置等，与工艺管线及给排水管线一起进行管线综合的考虑。在有冲突时，一般压力管让重力管，小管让大管，同时还要考虑最小埋深和冻土层的影响。

5）绿化布置、详图设计与设计说明

绿化布置、详图设计与设计说明一般放在总图设计的最后完成。

6）工艺平面布置的调整

工艺总图设计中，平面布置与单体设计、管线设计等相互影响，随着设计的深入，需要根据需求进行相应的调整，调整后的总图与单体的接口应保持一致。若外部条件发生重大变化影响较大时，工艺平面应重新布置。

4、平面图设计的一些要点

平面图设计时的一些要点如下：

1）功能分区与主工艺流程优先

一般将平面进行适当分区，比如预处理区、生化处理区、泥区、办公区等，再按主流程方向安排工艺单元布置。一般将臭味较重的预处理区及泥区，置于下风向，以保证好的办公环境；保证进出水路线顺畅，方便运行管理，在方案布置中宜标出工艺主线的管道，便于理解和进行工艺调整。

2）厂区地坪坡向与高程布置的结合

在厂区内有平面坡度时，坡度方向尽量能与流程水流方向一致，避免倒坡。

3）地下管线布置的考虑

构筑物与道路间要留有足够的距离，一般可考虑6m左右，以便于布置工艺管线、给排水管线、电缆沟、暖通管线等。在平面图方案设计中，主工艺管线一般同时考虑，方便进行工艺衔接考虑以及高程计算。

4）配电间的位置考虑

配电间位置应尽量与鼓风机等主用电设备靠近，减少电缆敷设成本。在较小规模的污水厂的设计中，往往采用配电间与鼓风机房合建的方式。在总负荷较高时，设置分配电站，并在单元的设计中予以考虑。

5）交通、人流、物流的考虑

合理地设置道路，方便巡视及物料的运输。人流、物流尽量分开，一般人流出入口离办公区比较近，物流（主要是污泥运输）离脱水机房比较近。

6）预留用地的考虑

有预留空地时尽量完整，便于后期利用。

7）关于图面单体的简化画法

总图上应主要表示各单体之间的关系，各单体内部的线条应采用简化画法处理，比如房子简化成单线、构筑物把内部的隔墙简化等，给平面图标注留出空间，也使得图面比较简洁。

5、关于总图的说明

在水处理工程图纸的组织上，为便于管理，经常将上面的图纸和设计说明、高程图放到一起，称为总图子项。平面图设计是总图的最核心内容，但同时总图中的部分内容如道路围墙做法等不属于工艺的范围，需要结构专业配合。

在总图子项的图纸中，一般包括以下内容：

1）工艺设计说明。项目的背景情况、项目规模以及进出水水质、工艺路线，安装工程注意事项等。

2）总平面布置图。各单体子项的平面定位，用于施工时放线。

3）高程图。各工艺单元的高程的表达，用于理解高程布置及校核高程设计。

4）竖向布置图。竖向土石方平衡设计。

5）厂区工艺管线图。主工艺管线设计，包括工艺水管、空气管、污泥管等，用于工艺管线施工。

6）厂区给排水管线图。厂区给排水管线设计，包括给水管、厂区污水管、厂区雨水管等，用于给排水管线施工。

7）管线综合图。厂区的管线综合设计，包括了工艺管线、给排水管线、电缆(沟)、采暖管线等，用于综合考虑，避免打架。

8）详图。总图中需要体现的小型构筑物、大样等，在详图中体现。

9）设备材料表。属于总图工程的设备、材料清单。

6、水处理施工图-单体设计概述

对于任何一个水处理项目而言，都是由不同的单体组成的。在大规模及用地条件比较宽松的项目中，单体的功能往往较单一；在小规模及用地条件比较紧张的项目中，经常采用组合设计，单体承担着比较综合的功能。

单体设计是水处理设计的工程体现，需要考虑如何通过建构筑物、设备、管道等的组合，来满足局部工艺需求，各单体组合起来后最终达到工艺目的。

单体的分类

水处理项目单体按构成特点可分为：水池类、厂房类和混合类。

1）水池类。比如：调节池、生化池、二沉池等。

水池类单体中，水池作为主反应器，根据单体功能需求配套设备仪表等。设备主要置于户外，安装条件较好，但选型时要注意考虑户外的防护需求。

2）厂房类。比如：鼓风机房、脱水机房、加药间等。

厂房类单体中，设备都置于房间内部，单体的工艺目的通过厂房内设备实现，厂房可以起到防雨、保温、降噪等作用。厂房为一般封闭空间，要在满足工艺功能需求的同时，考虑好设备的安装及检修维护条件。

3）混合类。比如：带厂房的提升泵房、V型滤池等。

混合类单体指因工艺需求将水池与厂房合建的单体。水池与厂房的结构型式差别大，两者的衔接需求会影响工艺设计，需要充分重视。

单体设计的要点

单体设计时往往会有很多案例可以进行参考，但要注意的是每个项目都各有不同，切忌生搬硬套。单体设计的要点如下：

1）功能理解与参数校核

熟悉工艺总体设计，理解单体在工艺中承担的功能：转运、调节、物理分离、物化处理、生化处理等。理解核心工艺功能后，才能在单体设计中把握关键要素，根据外部条件不同因地制宜进行设计。

工艺的设计计算一般由设计负责人完成，在进行单体设计时，也需要对工艺参数进行校核。参数校核有利于避免设计失误，也有利于进一步理解单元的工艺目的。

2）单体与总图的对接

一个水处理项目往往由多个单体组成，总图负责进行单体之间的协调。单体和总图设计经常相互影响和制约，方案阶段单体设计要充分与总图设计沟通，协助确定总图方案。总图方案定稿后，要充分理解总图设计思路，单体设计的接口在原则上要服从总图的平面布置及高程安排，在有限度的范围内进行调整。

3）设备选型与安装条件确认

设备可分为标准设备和非标设备，其中标准设备通用性比较好，可以通过设备样本进行参考，要注意的是不同厂家也有差异性，设备厂家确定后应与厂家确认安装条件。

非标设备差异性大，在选型时，设计人员要和非标设备厂家进行充分的沟通，确保设备能经济合理地满足工艺需求。

在未能明确设备厂家时，在设计中要注意留有余量，以满足不同厂家的配置需求。

4）施工的方便性及检修巡视的考虑

在进行建构筑物空间尺寸设计以及设备布置时，要充分考虑施工的方便性，特别是隐蔽工程及狭小空间等。在有设备的部分，要考虑合理的设备运输、安装及检修巡视空间。注意阀门形式的选择以及安装短管的需求，注意阀门的拆卸方便性（长的直管宜设置挠性街头或伸缩接头）。

水池及容器原则上都考虑设置放空，出水采用泵提升时要设置溢流。

5）专业间的配合

工艺设计是龙头专业，需要给建筑结构、电气自控等辅助专业提条件图，在施工图出图前，除了本专业的校核外，还需要进行各专业之间的校核，避免出现管线打架、标注不一致等情况。

在施工过程中，土建工程按建筑结构图进行施工，电气自控安装工程按电气自控图纸进行施工，工艺设备及管路阀门安装工程按工艺施工图进行施工。工艺专业应掌握一定的辅助专业知识，一方面便于交流，另一方面在进行工艺设计时可将常规问题考虑在先，避免返工，提高设计效率。

6）不同设计阶段的进度控制

在设计前期：思考比细化更重要，尽快绘出主要的平剖面，核实各参数是否符合工艺需求，绘制主工艺管线，保证设备及主工艺管线的布置空间。

在设计后期：在主工艺尺寸及管路考虑成熟后，应集中精力尽快完成成套图纸绘制，再进行校核和完善，太过纠结于某个细节会影响总体进度。

单体工艺图的构成

单体工艺图比例一般采用1:100~1:50，单体工艺图的基本构成如下：

1）平、剖面图与标注

平、剖面图是单体工艺设计的主要构成部分，主要包括：

（1）建构筑物的平、剖面图：按正投影的工程制图方法绘制单体中建构筑物的平面和剖面，复杂的单体包括多个平面和剖面，要能通过平剖面图，清晰方便地理解单体的结构。

（2）设备、管线及阀门管件的平、剖面图：在平剖面中，表现设备、管线及阀门管件，便于理解其工艺功能，并能按图进行设备、管线和阀门管件的安装工作。

（3）标注与说明：各种尺寸和文字标注，对墙体、设备、管线等进行定位，必要标高标注与文字说明便于理解图纸和安装工程施工。

2）大样图

大样图主要包括：设备基础，预埋件图，非标设备的大样图以便于制作。在采用非标支架时，一般也需要出大样图。

3）管路轴测系统图

在管路较为复杂的情况下，建议出管路轴测系统图，配合平剖面图进行理解。

4）设备材料表

设备表：设备规格参数标注齐全，位号与流程图对应。设备表按顺序编号，阿拉伯数字，一般按流程顺序及设备重要程度大小编号。

材料表：材料表包括内容：管道、阀门、弯头、三通、大小头、法兰等，一般按不同属性管道的分开清点，便于校核，可与管路系统图配合。材料表按顺序编号，需要时在平、剖面上标注管道材料对应的编号。

单体绘图技巧

1）图面布置

（1）指北。一般总图用风玫瑰图，平面图可用简化指北符号即可。若由于绘图需求单体指北与总图不一致时，一般按旋转90度考虑，需要旋转绘图的单体旋转方向宜保持一致，便于读图。

（2）比例。比例设置以图面表达清楚为基本原则，合理的比例大小与图面空白区域大小及标注需求相关，空白区域需满足标注需求而不影响读图。中等大小和一般复杂程度的构筑物宜定为1:100（设备管线数量不多，空白区域可满足标注需求），小型构筑物及建筑物宜定位1:50（建筑物内设备管线较多，小型构筑物图面空间较小，大比例才方便标注）。在比例设置时，图面尽量饱满，需要时可采用1:60；1:80；1:120；1:150等不常用比例。

（3）字高。字高指标注字高，按绘图规范，一般情况下约定中文字高为3.5mm、5mm、7mm，用于常规文字及加大文字的标注，通常一张图纸不宜采用3种以上的字高。在需要时，也可采用小一号的字高体系，比如3mm、4mm、5mm。

2）平面图的表达

在平面图中，主要应体现以下内容：

（1）平面图中上层平面最为重要，信息也最为丰富，绘制上层平面的轮廓线为主，配合文字、符号、尺寸标注和标高标注后，应能读出构筑物的基本信息。在上层平面无法完全表达时，增加下层平面图或平剖面图，主要以反映上层平面难以表述的内容为主，便于理解工艺。

（2）设备的表达：应标注设备名称与位号，一般通过设备基础来完成设备的定位。设备基础的表达：设备基础的详细尺寸（预留洞等）主要通过大样图表示，在平面图中小的设备基础可通过中心线定位，大的基础通过外尺寸定位。

（3）文字与符号标注内容：设计说明，单元名称与位号，设备名称与位号，预留孔洞标注，渠道及廊道内水流方向，管线管径、标高和介质流向，楼梯上下方向等。

（4）尺寸标注：尺寸标注时应有主次，宜先保证主工艺尺寸的标注，比如构筑物池净空与隔墙、建筑物轴线等，方便关键尺寸定位，也方便读图和理解。其他尺寸以主工艺尺寸引出标注，如预留洞、走道板等。

（5）预埋件与预留孔洞表：复杂图纸单列预埋件及预留孔洞表，避免漏埋、漏留。包括预埋套管，直埋管，预埋钢板，安装孔洞，闸门孔洞等。

3）平面图标注内容太多时的解决办法

（1）放大比例，增加标注空间。

（2）增加平剖面，将不同的标注分开。

（3）利用符号简化标注，省略重复标注的内容。

（4）用小一号的字高体系，同样空白区域可标注更多内容。

（5）将标注文字通过引线标注在图幅其他空白处。

（6）局部狭小空间单独出详图。

4）剖面图与剖面位置的选择

横剖面图方向一般从下往上，便于剖面与平面对应读图，从下往上剖表示不清时也可从上往下剖。纵剖面图左右方向皆可，多个剖面的方向宜尽量一致以便于读图。简单单体需要的剖面图少，复杂单体需要剖面较多才能表达清楚，选择剖面位置时以尽量反映更多信息为原则，主要考虑以下因素：

（1）重要的池体结构部分应有剖面，比如重要隔墙等，可以通过剖面方便地读出池体的结构形式。

（2）有设备的地方一般优先考虑设置剖面，便于进行工艺理解，也便于设备的布置考虑。

（3）进出水管、配水槽、出水堰等局部平面难以表示清楚时，宜设置剖面。

（4）重要的预留孔洞与预埋，在设置剖面时优先考虑，便于工艺的理解和施工。

（5）重要的管线处宜设置剖面，便于管线的设计和施工。

（6）集水坑等平面上很容易读懂的地方可不用剖，房子的窗户属于建筑图内容，无需在剖面中表示。

5）设备、管道与阀门管件的画法

设备与阀门一般画外形简图，表示大小及接口位置等重点部分，以满足读图和安装需求为基本前提，尽量让图面简洁。

（1）水泵与风机。进出口管口位置、管径及高度要准确，水泵的基础大小及预留洞表示清楚。

（2）闸门堰门。预埋板及预留孔洞位置表示清楚。

（3）格栅等非标设备。预埋基础表示清楚，电机位置宜标示清楚。

（4）加药装置等成套设备。设备本体以外形尺寸及相似为主，控制边界、管道接口与标高等重要尺寸。

（5）阀门。用相应符号及简化画法表示，配合图例说明。

（6）管道与管件表示。管道根据图面绘制双线或单线，一般较大管径绘双线，较小管径绘单线。在1:100比例绘图时，建议DN50及以下管绘单线。管件：管件长度应与实际长度一致，管件的口径宜与实际口径对应。

6）零星项目的画法

对于盖板、集水坑、楼梯等零星项目，宜采用简化的表达形式。可参考以下画法：

钢格栅盖板等：只表示实际开孔部分，孔边的搭接部分可另外附详图或在结构图中表示即可。

集水坑：平面标注即可清楚表达，不用特意剖出。

楼梯：平剖面简化示意即可，总长度与结构图对应。

孔洞：开孔方向正视图宜加折线示意，剖面剖到部分加交叉线示意。

通风孔与通风机：在平面图中示意与标注即可。

图面表达的梳理与完善

图面表达的梳理与完善可按下面的顺序与内容进行：

1）校核主反应区的设计。包括了配水、反应区的大小、水流的走向及标注等。

（1）平面图（最重要）：尺寸应标注完整，核心尺寸应突出标注，进出水方向应易在图面读出，设备应标注清楚。

（2）剖面图：剖面应平面图对应并便于理解单体的结构，标高标注与尺寸标注应完整。

2）设备的规格参数与安装条件。设备的规格应符合工艺需求，设备基础与预埋应表示清楚，设备应方便进行安装与检修。

3）按介质梳理管线系统。按不同的介质（工艺水、污泥、空气、药剂等）对管线系统进行梳理可以避免混乱，应考虑管径选择、阀门配置是否合理，避免管线交叉时的打架情况，阀门应便于操作和维护，标注应清楚便于定位。

4）检修巡视考虑及与总图的对接。检修巡视通道应畅通，楼梯、管线等应与总图对应。