河山支渠以北天门河以南片区排水管网及天门市污水厂设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着社会的不断发展，人民经济的不断进步,当前城市中的排水工程已经成为城市建设的一项重点工作。我国的城市人口数量在不断加大，城区面积不断扩张，但是相应的排水系统的建设却没有跟上脚步，导致城市排水量与排水系统不匹配，服务面积不全。老旧的地下管道因管径变小、漏损污染了地下水，一些城市还是在采用过时的雨污合流制直排式的排水系统，不仅效率低而且效果不好，污水量的增加同时也加大了污水处理厂的负荷。有些城市边缘的地区因缺失良好的排水系统造成污废水乱排，严重污染了地下水，或者直接排放到附近河流中造成城市水环境的严重污染。当今的城市排水体制有部分还是采用将生活污水、工业废水和雨水混合在同一灌渠系统内，并设有截流干管，在截流干管和合流干管相交处设溢流井，并在下游设置污水处理厂。随着降雨量的加大，雨水径流加大，当混合污水的流量超过截流管的输水能力后，多余的水体经溢流井流出，直接入水体。这些排水体制并不能满足污水处理的需求，不能发挥污水处理设施的设计处理能力。因此在部分城市建设的最新规划方面，城市排水制式宜采用分流制排水系统，或者在保留了原有的合流制管道系统的基础上，改造污水截流管。自2014年1月1日起施行的《城镇排水与污水处理条例》中，就明确提出了要坚持防治城镇水污染与促进资源综合利用并重，要求新区建设应当实行雨水、污水分流，雨污合流地区应当结合城镇排水与污水处理规划要求，进行改造。在雨污分流地区，不得将污水排入雨水管网。

另外，经城镇污水处理设施处理后排入环境水体，正在成为工业源和生活源污水排放的主要形式。而提升水污染防治能力，降低水污染物的入河量，推动流域水质改善，是保护和改善水生态环境的有力举措。在《水污染防治行动计划》中明确要求，水环境敏感区域城镇污水处理设施应于2017年底前全面达到一级A排放标准，同时要求现有城镇污水处理设施2020年底前达到相应排放标准或再生利用要求。其中，水环境敏感区域涵盖了长江、汉江等重点河流、重点湖泊、重点水库、近岸海域的汇水区域。

本次的排水工程项目为湖北省天门市片区，天门河是天门市主要河流之一，同时也是汉江的一条支流。因此，为了有效改善流域水环境质量，按期实现《湖北省水污染防治行动计划方案》确定的目标，湖北省天门市通过《天门市天门河流域水质达标方案》对天门市片区进行排水工程设计，以污水收集管网为脉络，全面推进沿线住户雨污分流改造，实现生活污水收集全覆盖。并且为防止水域发生富营养化，天门市集中污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭式、半封闭水域时，应严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级标准的A标准。

2. 研究的基本内容与方案

（1）管网设计

1污水管网

为了防治城镇水污染与促进资源综合利用并重，天门市该片区实行雨水、污水分流制排水体制。管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。定线应遵循的主要原则是:应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排放。在一定条件下，地形一般是影响管道定线的主要因素。定线时应充分利用地形，使管段的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。而污水干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。根据管线布置原则，现拟定在河山支渠以北天门河以南片区的钟惺大道上铺设污水干管，采用街坊环绕式布置污水支管并就近汇集到污水干管。最后汇集到污水总干管，输送到天门市集中污水处理厂。污水厂位于天门河南岸与杨家新沟交汇处附近，污水厂距离竟东路穿越天门河的桥梁约5km。

2雨水管网

天门市地势较为平坦，雨水干管宜布置在排水流域的中间，以便于只管接入，尽可能扩大重力流排除雨水的范围，并充分利用地形，就近排入水体。由于天门河河岸地形平坦，且地面平均标高低于天门河常年的洪水位标高，需将管道出口适当集中，在出水口前设雨水泵站，暴雨期间雨水经抽升后排入水体。这时宜采用集中出水口式的管道布置形式。

（2）污水厂设计

﹤1﹥设计规模

天门市城区规划建1座污水处理厂，污水厂设计规模近期10×104m3/d，远期20×104m3/d。污水厂位于天门河南岸与杨家新沟交汇处附近，污水厂距离竟东路穿越天门河的桥梁约5km。

2原水水质

根据《给水排水设计手册》（第五册）典型生活污水水质示例，天门市设计原水水质可按下列标准采用：

序号	指标	浓度（mg/L）
1	总固体TS	720
2	悬浮物SS	200
3	生化需氧量BOD5	220
4	化学需氧量CODCr	400
5	总氮TN	40
6	总磷TP	8

3处理水排放标准

根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918－2002中规定，基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）如下表所示：

序号	基本控制项目	一级A标准（单位：mg/L）
1	悬浮物SS	10
2	生化需氧量BOD5	10
3	化学需氧量CODCr	50
4	总氮TN	15
5	总磷TP	0.5

4污水处理工艺流程

污水处理系统包括一级处理系统、二级处理系统和深度处理系统。污水一级处理是由格栅、沉砂池和初沉淀池组成，其作用是去除污水中的固体悬浮污染物质。并可去除BOD约20%~30%。污水二级处理系统是污水处理系统的核心，主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。BOD可以降至20~ 30mg/L。经二级处理后，一般可满足污水综合排放标准。各种类型的污水生物处理技术有活性污泥法、生物膜法及生态处理技术等。

当为了保证受纳水体不受污染，排放标准达到一级A标准，还需对二级处理出水进行深度处理，以降低悬浮物和有机物，并去除氮磷类营养物质。目前，深度处理技术中最常用的方法包括混凝、沉淀、过滤、膜分离等工艺。

本次污水处理工艺流程有两套可选，经比选后最终确定一套作为该污水处理厂的污水处理工艺流程。

方案一：

污水→粗格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→生化池→二沉池→絮凝池→沉淀池→滤池→接触消毒池→处理水排放

方案二：

污水→粗格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→初沉池→SBR系列→絮凝池→沉淀池→滤池→接触消毒池→处理水排放

5污泥处理流程

将初沉污泥以及经过污泥浓缩的剩余活性污泥排入同一座储泥池，然后进行消化或直接脱水处理。

3. 研究计划与安排

时间	设计内容	阶段成果
2020.02.24~2020.03.04	污水管网设计	污水管网设计计算稿
污水管道系统平面布置图
污水主干管纵剖面图
2020.03.05~2020.03.11	雨水管网设计	雨水管网设计计算稿
雨水管道系统平面布置图
2020.03.12~2020.03.25	污水厂总图设计	构筑物及辅助建筑物计算稿
污水厂平面布置图（草图）
污水厂水头损失计算稿
污水厂工艺流程图（草图）
2020.03.26~2020.04.05	污水提升泵房设计	污水提升泵房计算稿
污水提升泵房工艺图
2020.04.06~2020.04.12	污水厂某一单体设计	污水厂某一单体工艺图
2020.04.13~2020.04.19	设计图纸完善	污水厂平面布置图及工艺流程图及其它图纸完善
2020.04.20~2020.04.26	技术经济比较	管网投资、污水厂投资
污水厂运行费、泵站运行费
方案比较（如果有）
2020.04.27~	设计成果整理、修改、编写设计说明书	设计计算说明书

4. 参考文献（12篇以上）

[1]《室外排水设计规范》gb50014-2006（2016年版）

[2]《城镇污水处理厂污染物排放标准》gb 18918-2002

[3]《地表水环境质量标准》gb3838-2002