山东省D市新区排水工程设计开题报告

全文总字数：4678字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 毕业设计的目的及意义

作为一个给排水科学与工程专业的学生，毕业设计是大学阶段的最后一次大型课程设计，是大学阶段最为重要的一个环节，它是对我们所学知识的一次综合运用，使我们所学的各方面知识系统化、实践化。给排水科学与工程专业决定了我们将来要从事的工作：就是运用我们所学的专业知识来解决一系列和用水有关的问题，包括取水、输水、用水、排水、水处理等等。而毕业设计的实质目的就是让我们深入了解了给排水相关的设计过程，我参与的设计为排水工程设计，包括雨、污水管网工程和污水处理厂工程。在设计过程中尽量独立自主进行，使自己对一般的污水处理方法有更深刻的认识，将所学知识合理利用到设计中来，以通过设计培养我们分析解决实际问题的能力以及创新能力，使我不仅能学到设计相关的内容，还能够查缺补漏，发现自身不足。这对我今后的学习和工作大有裨益。

1.2 排水工程国内外现状简介

在我国，污水主要有居民污水和工业污水，居民污水中包括有生活污水，医院、公共场所污水等等，在这类污水中，氨氮、油脂和微生物含量较高。而在工业污水中含有大量有毒重金属，不同类型工厂产生的污水中所含重金属类型不同。随着中国城市化进程的加快，污水处理的要求也大大提高，水污染的问题也日益突出，国内的城市排水设施相比于国外较为落后，以北京为例，北京城市的排水设施标准很低，如果在城市化进程中没有与之相适应的排水系统，内涝问题将逐渐突出，所以这需要各个设计人员不断提高自身水平。

在国外，原来的老旧市政排水系统均采用合流制，虽然现在有分流制的系统，但带有污水处理厂的合流制排水系统仍占有较大比例，尤其是在西方国家，他们认为将合流制改为分流制成本高且收效不大，而在合流制系统基础上装有一些“控制”设施，不仅能节省资金还可以有很好的效果。而我国根据《室外排水设计规范》，在新建地区的排水系统一般都采用分流制。目前，在一些发达国家，雨水逐渐被利用于城市水循环系统，对城市环境和环保更有益处。因此，城市的排水工程仍需要进行设计改造，技术也在不断升华。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计内容

设计内容：山东省D市新区的雨、污水管网工程与污水处理厂工程。具体包括：

(1)污水管网工程：阅读设计资料及确定设计方案、平面图上布置污水管道、街区编号并计算面积、划分设计管段、计算设计流量、水力计算、标注、绘制管道平面图和纵断面图。

(2)雨水管网工程：划分排水流域和管道定线、确定雨水口、划分设计管段、划分并计算各设计管段汇水面积、确定流域平均径流系数值、确定设计重现期P、地面集水时间、求单位面积径流量、水力计算、标注、绘制雨水管道平面图及纵断面图。

(3)污水处理厂工程：阅读资料、计算各处理设施尺寸、构造、材料、处理效果等、总体布置、列清单、绘制各重要污水污泥处理构筑物单体图、污水厂总平面布置图及高程布置图。

2.2设计目标

根据老师提供的资料，查阅相关文献，结合所学过的知识，先完成初步设计与CAD绘图，在初步设计过程中如遇到问题，先与同组同学讨论，解决不了的向老师提问，初步设计完成后交与指导老师审查，审查通过后，手工完成绘图，利用word或手工等完成设计说明及其他内容的编写。

2.3设计方案

2.3.1排放体制

方案一：雨污分流制

方案二：合流制

本设计是对平坦的地区进行排水管网设计，所以根据《室外排水设计规范》要求，采用雨污分流制排水系统，在进行排水管网布置时，以道路地形坡度作为参考，尽量在坡度小的位置布置主干管，污水厂设置在地形最低处，污水依靠重力自流方式进行排放，排水体制选择方案一。

2.3.2污水管网设计

方案一：排水范围为整个新区。通过对整个新区的总平面图分析可知，该地区东北走向较高，坡度较小，可划分为一个排水流域，主干管与东营河流向垂直，布置在街区北方向，走向为东西走向，采用集中出水方式，建筑物污水排水管与街道支管相连，街道支管铺设在服务街区四周，污水干管沿规划道路由南向北铺设干管，城市污水逐渐由东向西集中至污水处理厂，处理后排入东营河。

方案二：主干管沿东营河布置，为由南向北走向，建筑物污水排水管与街道支管相连，街道支管铺设在服务街区四周，污水干管沿规划道路由东向西铺设干管，城市污水逐渐由南向北集中至污水处理厂，处理后排入东营河，其余与方案一相同。

因方案二中起始管段管长均比方案一小，且水力计算结果中，埋深普遍小于方案一，总管长无太大变化，且管径变化比方案一缓慢，所以将方案二作为最优方案。

2.3.3雨水管网设计

方案一：设置五个雨水口，雨水进入雨水管道后按照就近原则排放，干管自东向西布置

方案二：设置四个雨水口，干管自东向西布置

按照雨水就近排放原则，选择方案一，方案二中雨水口比方案一少了一个，增加了雨水口的管道压力，并增加了管长管径，且方案一中干管至雨水口的距离最少因此选择方案一作为最优方案

2.3.4污水处理厂设计

污水处理方案一：粗格栅→提升泵站→细格栅→旋流沉砂池→AAO生物池→辐流沉淀池→中间提升泵房→高效沉淀池→滤布滤池→次氯酸钠消毒→巴氏计量槽→东营河

污水处理方案二：粗格栅→提升泵站→细格栅→曝气沉砂池→SBR生物池→辐流沉淀池→中间提升泵房→高效沉淀池→V型滤池→紫外线消毒池→巴氏计量槽→东营河

由于选用AAO工艺，该工艺中流程大致为厌氧、缺氧、好氧过程，当污水经过曝气沉砂池时，需经过大量曝气，污水中氧气含量较多，对于AAO前段的厌氧处理效果会造成影响，使得磷的释放过程以及氨化过程不佳，从而对后续效果造成影响。因此选用方案一中的旋流式沉砂池更好，且如今污水处理厂多用旋流式沉砂池。

SBR工艺对自动化程度要求较高，对管理人员素质要求较高，投资费用较高，运行费用高、管理难度大；而AAO工艺总的水力停留时间，总产占地面积SBR工艺，SVI值一般均小于100，经过考虑选用AAO工艺。

当污水经过二级处理之后，可能会还有SS不达标，所以设置三级处理，而三级处理中过滤是指在粒状滤料滤床处理污水的过程中，对污水中悬浮物和胶体杂质进行去除。V型滤池自动化程度高，管理方便，节省能耗，气、水反冲洗再加上始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果更好，但基建投资高，施工难度大。而滤布滤池高度设备化，设计计算十分简单，只需根据设备供应商提供的尺寸设计一个水池，将过滤设备安装在水池中即可，施工管理方便，所以选用方案一中的滤布滤池更好。

方案二中的消毒方式采用的是紫外线消毒，该方法可直接根据表格选取炫耀的紫外线灯管，但是该方法不具有剩余消毒能力，当处理水离开反应器之后，一些被紫外线杀伤的微生物会在光复活机制下复活再生，处理效果不好，所以方案一中的次氯酸钠消毒效果更好。

所以经过反复必选，决定选用方案一作为污水处理厂的工艺流程。

污泥处理方案一：AAO生物池和高效沉淀池中的剩余污泥运至污泥处理间，选用污泥浓缩脱水一体机进行污泥处理

污泥处理方案二：剩余污泥进入污泥浓缩池，经厌氧消化经重力浓缩脱水处理

由于厌氧消化一般运用在大型污水处理厂，因为大型处理厂运行管理要求较高，另外，由于剩余污泥中含有较多含磷污泥，而重力浓缩需要经过16个小时，相当于将污泥又投入厌氧区，会造成厌氧释磷，影响处理效果 。因此选用方案一作为最佳方案。

最终污水处理厂流程图如下：

3. 研究计划与安排

第一周：查询设计原始条件，阅读《室外排水设计规范》，熟悉课本及设计手册，确定污水排放体制并进行污水管网水力计算；

第二周：污水管道方案比选，完成开题报告；

第三周：雨水管道定线及管段计算；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 孙慧修等.排水工程[m](上册)第4版.北京:建筑工业出版社，1999.

[2] 张自杰等.排水工程[m](下册)第五版.北京:建筑工业出版社，2015.

[3] 室外排水设计规范(gb50014-2006)（2016版）