湖北省宜昌市A区排水工程设计开题报告

全文总字数：18121字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1选题意义

随着我国工农业的迅速发展和人民生活水平的显著提高，用水量和用水水质的要求不断提高，从而产生的城市污水和工业废水的水量巨大，同时污废水的成分非常复杂，如果未经收集处理而直接排放到河流、湖泊等受纳水体中（最近还有企业直接将废水非法打入地下和排进沙漠中），将对生态环境以及地下水水质造成不可估量和难以修复的影响，并进而产生一系列更加严重的问题，例如影响受污染地区人民的身体健康，导致生产和生活难以可持续的进行下去等等，违背了可持续发展的理念和习近平总书记提出的

“五位一体”这个总布局。

2. 研究的基本内容与方案

1设计基础资料

内容包括城市雨水、污水系统规划，规划从城市的实际情况出发，在总体规划、近期建设规划的指导下，采取全面规划、分期实施的原则，制定城市排水工程系统方案，合理布局排水工程设施，使之具有良好的系统性和整体性，能及时有效地排除城市暴雨径流和城市污水，并能根据环境保护要求妥善处理和处置城市污水，保护环境，从而充分发挥城市排水工程基础设施在城市发展中的保障与推动作用，保证城市健康、持续的发展。

开发区所在地的主导风向为东南风，常年平均气温为15～26℃，人口五万人，厂区平均地面标高为10m，百年一遇的最高洪水位见规划。进水水质指标：CODcr 300～350mg/L、BOD₅ 120～150mg/L、NH₃-N 15～25mg/L、总氮（TN）20～35 mg/L、总磷（TP）3～8mg/L、SS 250～360mg/L、pH值7～8；可参考选择工艺类型：A/O工艺、CASS工艺、A2/O工艺、厌氧＋氧化沟工艺。根据环保部门要求，出水水质达到以下标准：COD≤50mg/L、BOD₅≤10mg/L、NH₃-N≤5mg/L、SS≤10mg/L、TP≤0.5mg/L。

2.2设计主要内容

排水设计的主要内容是：城市排水量的预测；污水厂处理规模、位置、排水口的确定；污水厂处理工艺的确定；污水管网的分区；污水管网的布置和定线；雨水暴雨强度公式的选定；雨水管网的分区；雨水管网的布置和定线；确定雨水排涝泵站的位置、规模及扬程；进行核算；确定污水处理的基本工艺路线和主要构筑物的类型；污水处理和污泥处理工艺设计计算；排水系统图设计污水厂的平面、高程布置图；主要构筑物的平面、剖面图。

1设计基础资料

内容包括城市雨水、污水系统规划，规划从城市的实际情况出发，在总体规划、近期建设规划的指导下，采取全面规划、分期实施的原则，制定城市排水工程系统方案，合理布局排水工程设施，使之具有良好的系统性和整体性，能及时有效地排除城市暴雨径流和城市污水，并能根据环境保护要求妥善处理和处置城市污水，保护环境，从而充分发挥城市排水工程基础设施在城市发展中的保障与推动作用，保证城市健康、持续的发展。

开发区所在地的主导风向为东南风，常年平均气温为15～26℃，人口五万人，厂区平均地面标高为10m，百年一遇的最高洪水位见规划。进水水质指标：CODcr 300～350mg/L、BOD₅ 120～150mg/L、NH₃-N 15～25mg/L、总氮（TN）20～35 mg/L、总磷（TP）3～8mg/L、SS 250～360mg/L、pH值7～8；可参考选择工艺类型：A/O工艺、CASS工艺、A2/O工艺、厌氧＋氧化沟工艺。根据环保部门要求，出水水质达到以下标准：COD≤50mg/L、BOD₅≤10mg/L、NH₃-N≤5mg/L、SS≤10mg/L、TP≤0.5mg/L。

2.2设计主要内容

排水设计的主要内容是：城市排水量的预测；污水厂处理规模、位置、排水口的确定；污水厂处理工艺的确定；污水管网的分区；污水管网的布置和定线；雨水暴雨强度公式的选定；雨水管网的分区；雨水管网的布置和定线；确定雨水排涝泵站的位置、规模及扬程；进行核算；确定污水处理的基本工艺路线和主要构筑物的类型；污水处理和污泥处理工艺设计计算；排水系统图设计污水厂的平面、高程布置图；主要构筑物的平面、剖面图。

3设计要求

具有初步调查研究、收集资料及一定的阅读中外文文献的能力；具有一定的理论分析及设计计算能力；熟悉并掌握与工程建设有关的方针政策、标准规范；具有工程制图及编写说明书（论文）的能力。具体要求如下：

（1）毕业设计成果应满足下述要求：

毕业设计说明书和计算书的编写应按本次毕业设计（论文）的撰写要求进行， 要做到选择的参数有依据，说明的内容简要、文字通顺、论据充分；

设计的图纸要规范、清晰、详细。

（2）毕业设计应按时并独立完成所规定的毕业设计内容和工作量；

（3）毕业设计应严格按照进度要求进行；

（4）毕业设计期间应遵守学校关于毕业设计的有关管理规定。

3、毕业设计(论文)进行方案

3.1管网方案

3.1.1管网布置原则

（1）污水管网：按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管网，要进行多方案技术经济比较；先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，应按照从干管到支管的顺序进行布置；充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短、埋深最小；协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接；规划时要考虑到使管渠的施工、运行和维护方便；近远期规划相结合，考虑发展，尽可能安排分期实施。

（2）雨水管网：充分利用地形，就近排入水体；尽量避免设置雨水泵站；结合街区及道路规划布置；雨水管渠采用明渠和暗管相结合的形式；雨水口的设置；调蓄水体的布置；城市中靠近山麓建设的中心区、居住区、工业区，除了应设雨水管道外，应考虑在规划地区周围设置排洪沟，以拦截从分水岭以内排泄的洪水，避免洪水的损害。

3.1.2排水体制选择

通常，排水体制的选择是城市排水系统规划中的首要问题。它影响排水系统的设计、施工、维护和管理，同时也影响排水系统工程的总投资、初期投资和运行管理费用，对城市规划和环境保护也影响深远。一般应根据城市总体规划、环境保护的要求、原有排水设施、水环境容量、地形、气候等条件，从全局出发综合考虑。

排水体制分为合流制和分流制两种形式。

将生活污水、工业废水和雨水混合在一个管渠内排除的系统称为合流制。合流制又分为直排式合流制和截流式合流制两种。前者是混合污水不经任何处理和利用直接就近排放水体，不设置污水处理设施。此方式对水体污染严重，不符合当前国家环保政策，不予采用。后者在前者的基础上，修建截流干管（一般是沿着河流或其他受纳水体），在截流处设置溢流井，并设污水处理厂，下雨初期和晴天污水全部流入污水处理厂，雨量增加时混合污水溢流到水体排除。在旧城排水改造中常采用此方式。

分流制是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管区内排出的系统。分流制分完全分流制、不完全分流制和半分流制。完全分流制是将工业废水、生活污水收集送至处理厂处理后排放或利用，雨水和部分工业较洁净废水有组织收集排放。完全分流制卫生条件好，但投资太大，近期不宜采用。新建的城市、工业区和开发区，一般采用该体制。不完全分流制是建立完整的污水系统，而雨水采用地表漫流的方式进入不成系统的明沟或小河，一般适用于发展中地区，可以分期建设节约近期投资，远期过渡到完全分流制。半分流制是指将工业废水、生活污水和初降雨水径流全部收集送至处理厂处理后排放或利用，降雨中后期雨水和部分工业较洁净废水有组织收集排放。该体制卫生条件最好，但一次性投资太大，发展中地区不宜采用。

排水体制优缺点见下表：

综上所述，排水体制的选择，在满足环境保护需要的前提下，根据当地条件，结合实际情况，通过技术经济比较确定为完全分流制。

3.2污水处理厂方案

3.2.1 方案选择原则

小城镇大多数污水量小，水质比较差，而且经济、文化、科技、公共管理发展水平千差万别，其污水处理工艺技术的选用应考虑更为广泛的范围。除大中型城市采用的污水处理工艺可选用外，在各类工业废水处理和生活污水处理工程实践中被验证是实用可靠的工艺技术，都可以在小城镇污水处理中选用。但应该强调的是，对小城镇的污水处理方案必须更加慎重地进行深入的综合比选，坚持按达标稳定性、建设投资和设施运营的经济性、运行管理简单性等技术、经济、管理三方面的指标进行综合比较，结合适当的实际情况和突出问题决定工艺技术的选用，防止先入为主，照抄照搬大城市污水处理的经验。

要求小城镇的污水处理在项目构成、工艺与装备、配套工程、劳动组织与劳动定员等方面可以根据所选的工艺技术特点和污水处理设施运营管理的基本要求，结合当地的实际情况科学合理的设置。对经济条件较好的地区，提倡采用技术现代化的污水处理设施。

针对小城镇污水水质、水量变化较大，国家对小城镇污水处理设施建设扶持较少以及小城镇从业人员的技术水平和管理水平较低的实际情况，寻求具有高效、经济、简便的小城镇污水处理适用技术成为当务之急。

选择原则根据我国小城镇的特点制定，具体原则如下：(1)出水水质稳定、可靠。针对小城镇污水水质水量变化大的特点，选择抗冲击负荷、调节能力强的工艺，要求工艺较成熟可靠，具有完整性的工艺流程、合理、准确的工艺参数，同时出水在去除有机污染物的同时还能部分地脱氮除磷，防止水体的富营养化。(2) 基建投资少。选择工艺流程短，占地面积少，工艺设备少的工艺，以节省土建费、征地费及设备费，从而减少总投资。(3) 运行费用低。尽量采用经济节能型工艺及设备，减少处理设施的数量;如采用厌氧型工艺、取消初沉池和污泥回流等，或采用适当的处理工艺减少甚至无剩余污泥排放，从而减少运行费用;尽量不选运行费用较高的投药工艺，以克服许多污水厂建得起但运行不起的矛盾。(4) 操作管理简便。选择对操作运行人员的水平要求不高的工艺，同时减少运行人员的数量，进一步减少运行费用。

总之，小城镇生活污水处理工艺技术选择考虑建设标准的要求，防止片面强调小城镇的特殊性而因陋就简，给工程造成隐患。在项目构成、工艺与设备、配套工程、劳动组织与定员等方面，可以根据所选的工艺技术特点和污水处理设施营运管理的基本要求，结合当地实际情况科学合理的设置。

3.2.2 方案工艺选择

3.2.2.1方案提出

根据本课题小城镇污水水质、水量特点以及污水处理工艺选择原则，再结合本课题小城镇经济发展水平和污水处理工艺的优缺点，有两种工艺方案可供选择：

方案一：A²/O处理工艺。

方案二：CASS处理工艺。

3.2.2.2方案比较

（一）技术比较

（1）方案一：A²/O 工艺的优点：脱氮除磷效果较好；在厌氧/缺氧/好氧交替运行下，丝状菌不易大量繁殖，因此能够有效的控制污泥膨胀。

A²/O工艺的缺点：由于二沉池的贮泥区处于厌氧或缺氧状态下，如果沉淀污泥未能及时的排出，沉淀污泥中的聚磷菌将很容易再次发生释磷现象，造成出水中磷含量超标；如果缺氧池的反硝化过程不够彻底，容易在二沉池中发生反硝化脱氮，造成污泥上浮，从而影响出水水质；脱氮与除磷环境有所冲突，同步脱氮除磷的效果难以进一步提高。

（2）方案二：CASS 自动在一个反应器中进水、反应、沉淀、滗水及排泥。CASS 反应器是选择器和反应池组成，一般分生物选择区，缺氧区，好氧区三个反应区，在沉淀和滗水期不进水，有污泥回流。其运行过程为：进水搅拌（厌氧释磷）→反应（好氧降解有机物、硝化和磷吸收）→沉淀排水排泥（排泥除磷、缺氧反硝化脱氮）→闲置（再生污泥，准备进入下一周期）。

对一般生活污水CASS工艺并不需要很高的预处理只需粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池和庞大的污泥回流系统，反应器内部仅约20%的污泥回流。CASS工艺投资小、占地省、运行费用低、处理效率高，特别是脱氮除磷优异，受到广泛的重视。

CASS工艺优点：投资省，无初沉池、二沉池及大规模回流泵站；流程简单，占地小；运行灵活，成本较低，管理简单；抗冲击负荷能力较强；脱氮除磷效果较高，处理效果很好；污泥沉降性能良好；可实现连续进水。

（二）综合评价

：查阅相关研究文献后可得出以下结论。就经济指标中的工程投资、经营成本和占地面积评价值而言，CASS工艺均高于A²/O工艺，即CASS工艺比A²/O工艺的投资少，成本低，占地面积少；就技术指标（即处理效果）总评价值而言，A²/O工艺是高于CASS工艺的，但是经CASS工艺处理的污水，其处理效果是可以达到排放要求的；就其它指标总评价值而言，CASS工艺高于A²/O工艺，即对于低温适应性、噪音、气味指标，CASS工艺优于A²/O工艺；就总评价值而言，CASS工艺远高于A²/O工艺，即CASS工艺的适用程度是远大于A²/O工艺的。

3.2.2.3方案确定

根据以上技术比较和综合评价的结果，在满足环保部门对于出水水质要求的前提下，本课题较为合理的选择是CASS工艺，其工艺流程如下图所示：

原污水→粗格栅→提升泵房→细格栅→旋流沉砂池→CASS生化池→中间泵房

回流污泥↑↓ ↓

剩余污泥←↓网格絮凝池

泥饼外运←脱水机房←贮泥池← ←← ← ← ←← ← ←←↓ ↓

巴氏计量槽←接触消毒池←普通快滤池

3. 研究计划与安排

4、毕业论文(论文)进行计划

5、

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

[1] 张亚雷，李咏梅译. 活性污泥数学模型[m]. 上海: 同济大学出版社，2002

[2] 彭永臻. 对我国污水处理污染物排放标准的思考[j]. 给水排水，2009, 35(10):1-1