湖南江华县城区排水工程设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

一、目的 通过此次设计，培养自己独立分析和解决实际问题的能力，综合运用和深化所学的理论知识，将理论知识用于实践。进一步学习掌握一个专业工程设计的基本内容和要求，以及步骤和设计注意事项。进一步熟悉整个排水系统的组成和各部分的功能，掌握做排水工程设计的步骤，如何正确合理选择污水处理工艺等等。二、意义 江华县城区位于湖南省，该地区城区经济发展较好，拥有化工、食品和电子等主要支柱产业。且该镇风景优美，城市绿化率高达0.3以上，且镇内有两条河流流过，交通十分便利，具有良好的发展前景。但是该城市的排水建设还十分落后，至今都没有完整的排水系统，污水排放之前也大多未经处理，对环境也有所影响。 随着时间的推移和发展，污水排放的问题也越来越突出，目前该城区对生活污水以及生产污水的处理率还比较低，对环境污染严重。如果一直不建设一套完整的排水系统，该城区的水体和环境所遭受的污染将会日益严重，而这也必将影响以后该城区的进一步发展和建设。根据我国经济发展和对环境保护的要求，采用一套经济合理的工艺流程对污水进行处理以达到标准排放，对于保护环境有重要意义，所以在该城区建设完整的排水系统刻不容缓。三、国内外研究现状 本设计主要包括该城区排水管网的设计以及污水处理厂的设计，而目前国内外研究比较多的问题则是排水体制的选择、管道的设计布局、污水处理工艺中的脱氮除磷等问题。 最近几十年来，国外一些国家比如欧美，以及逐渐将合流制改建为分流制。这种排水体制是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内分开排出的系统。其中排雨水的系统称为雨水排水系统，排生活污水和工业废水的系统称为污水排水系统。用这种方式可以保持管内的流速，也不易产生沉淀。但是欧美、日本等发达国家目前并未完全采用分流制,而是随着城镇的发展,因地制宜地不断完善城市排水系统、加强雨水资源的合理利用与管理、雨水径流及合流管系溢流污染控制,并已取得显著的成果。德国早在20世纪80-90年代已基本实现对城市雨水的污染控制，如今他们已经将重点放在源头污染控制和终端污染控制的结合、排水系统的改造与削减径流量和其他雨水径流污染控制的技术性和非技术性措施的结合。但如今我国有些城市比如深圳采用的是完全分流制排水系统，但是污水和雨水混合在一起，导致污水处理不完全，造成污染扩散。但目前来看我国过分依赖传统的分流制排水体制，对CSO的控制的研究和具体措施还很少，对分流制径流污染的研究也处于初级阶段，所以，我国的排水系统还有很大的发展空间。 目前我国污水处理厂设计采用的脱氮除磷工艺主要有以下几种：A/O工艺、A/O工艺、改良A/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺。其中A/O工艺是美国的一些专家于20世纪70年代在AO脱氮工艺基础上开发的，由厌氧段、缺氧段、好氧段构成的同步脱氮除磷工艺。该工艺把除磷、脱氮和降解有机物3个生化过程巧妙地结合了起来。总水力停留时间短，SVI值也较小，污泥肥效也高，在运行过程中也不需要投药，运行费用较低，厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物群的有机配合，能同时具有除去有机物以及脱氮除磷的功能。但污泥内回流系统也增加了投资和运行能耗，而且该工艺的反硝化和聚磷菌厌氧释磷的碳源竞争问题突出，A/O工艺难以取得很好的脱氮除磷效果。针对该工艺的缺点，开普敦大学研发了UCT工艺，该工艺在一定程度上提升了除磷能力，荷兰的Van教授以碳源分流技术在聚磷菌和反硝化菌之间合理分配碳源而形成BCFS工艺，实现了系统较低VI值下的稳定运行。除此之外，国内的一些专家和学者也较为系统的研究了倒置A/O工艺的除污功效和特点，获得了更好的脱氮除磷效果。 目前为止，对于活性污泥法在运行方式上还没有大的突破，往往都是些局部改进，但在曝气方式上有了较大的发展，如射流曝气，深井曝气等。活性污泥的另一发展趋势就是朝向多功能发展，其主要方法是驯化专门的细菌来对污水进行处理。目前来看，活性污泥工艺已经成为了一种比较完善的工艺。在池形、运行方式、载体等方面已经很难有较大的发展，有学者认为，该工艺未来的方向是膜分离技术和分子生物学技术。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容及目标1.城区排水管网设计（1）排水体制的选择（2）排水流域的划分（3）城区排水管网总平面布置（4）排水管网水力计算（5）描绘排水主干管的纵剖面图2.污水处理厂设计（1）比较之后合理选用污水处理工艺流程（2）设计计算各构筑物（3）合理选择污水处理厂的地址（4）完成污水处理厂平面布置、污水厂高程布置图（5）主要构筑物工艺图（6）高程设计以及各主要设备材料表3.完成设计计算书4.完成各泵站工艺设计5.拟采用的技术方案及措施二、排水体制的选择 目前现存合流制和分流制两种体制，在对排水体制的选择中可以从环境保护、造价、维护管理、以及我国的相关规范和地方规范来确定。从环境保护角度来看，采用合流制时，雨天有部分污水通过溢流井直接排入水体，水体还是会遭受污染。对于分流制而言，分流制是将城市污水全部送往污水厂进行处理，但刚开始的雨水径流未经处理也会直接进入水体，但是相比于合流制而言，分流制可以减少污染，所以分流制更好。而且采用分流制时，可以保持管内流速，不致于发生沉淀，流入污水厂的水量和水质变化比合流制小很多，从而污水厂的运行也更易于控制。三、工艺的选择 目前活性污泥法已经是一种比较完善的技术了，而且能够适应多种条件的工艺流程，而且这种技术运用也很普遍。A/O法把除磷、脱氮和降解有机物3个生化过程巧妙地结合了起来。该工艺的总水力停留时间短，SVI值也较小，污泥肥效也高（因为含磷多），在运行过程中也不需要投药，运行费用较低，厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物群的有机配合，能同时具有除去有机物以及脱氮除磷的功能。由于该城区有化工、食品、电子三大产业，其水质含氮较高，所以可采用A/O来处理，其中可以脱氮为主，兼顾除磷，如果出水中TP不达标，可以辅助化学除磷方法，且该城区内有两条河流，处理达标后可以直接就近排放至就近水体河流。

3. 研究计划与安排

第4周：了解设计任务，查阅资料，完成开题第5周：污水管道系统设计方案及污水厂位置比较确定第6周：污水管道系统设计及计算第7周：雨水管道系统平面布置及设计计算第8周：绘制污水雨水管道平面布置图及主干管纵剖面图第9周：污水处理厂工艺流程比选第10-11周：污水处理厂工艺设计计算第12周：污水处理厂平面布置和高程布置图绘制第13周：绘制处理构筑物工艺图第14周：修改图纸，整理计算说明书第15周：准备毕业答辩

4. 参考文献（12篇以上）

1.《给水排水设计手册》（第二版）—1、5、9、10、11、12分册2.《室外排水设计规范》（2011版GB50014-2006）3.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）4.《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）5.《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）6.《市政工程投资估算指标》（第四册排水工程HGZ47-104-2007）7.《污水处理厂工艺设计手册》（第二版）8.《排水工程上册》第四版.北京：中国建筑工业出版社，19999.《排水工程下册》第四版.北京：中国建筑工业出版社，199910.M.Garrido-Baserba,M.Molinos-Senante,J.M.Abelleira-Pereira,L.A.Fdez-Güelfo,M.Poch,F.Hernández-Sancho.Selectingsewagesludgetreatmentalternativesinmodernwastewatertreatmentplantsusingenvironmentaldecisionsupportsystems.JournalofCleanerProduction,Volume107,16November201511.《水质工程学》中国建筑工业出版社12.ShiyuanLi,YunyuLi,QinggangLu,JianguoZhu,YaoYao,ShaolinBao.Integrateddryingandincinerationofwetsewagesludgeincombinedbubblingandcirculatingfluidizedbedunits.WasteManagement,Volume34,Issue12,December2014.13.PingFang,Zi-JunTang,Jian-HangHuang,Chao-PingCen,Zhi-XiongTang,Xiong-BoChen.Usingsewagesludgeasadenitrationagentandsecondaryfuelinacementplant:Acasestudy.FuelProcessingTechnology,Volume137,September2015.14.《城市污水处理工程项目建设标准》（2001）15.简明排水设计手册（1990）