苏州市吴江某片区排水工程规划与设计开题报告

设计（论文）的研究背景：

随着城市的快速发展，城市用水量日益增加，导致生活、工业的排水量也大量增加。为保护城市水环境质量，避免城市污水对水环境的污染和破坏，“还老百姓清水绿岸、鱼翔浅底的景象”，需要对城市用户排水的各种污水进行收集、处理后达标排放，为此进行排水工程规划设计。

设计（论文）的目的和意义：

1）通过该毕业设计，提高资料检索、文献阅读、设计计算、绘制图纸、编写设计说明的能力；

2）通过毕业设计培养自己理论联系实际的独立工作能力，综合分析、判断的思维能力，运用所学知识解决实际问题的能力等；

3）通过毕业设计达到对学习成果的综合性总结和检阅，也是以后从事相关工作的最初尝试。

4）系统掌握排水系统的设计过程，掌握排水系统中不同单元的基本概念、基本理论和计算方法，把排水系统的理论与实践相结合。

1、毕业设计任务

1)针对吴江某片区排水工程管网规划设计，确定污水厂建设规模、位置，并进行管道系统布置，方案论证；

2)排水管网水力计算，排水管网平面图，部份管道纵断面图；

3)污水厂工艺方案确定及可行性研究；

4)污水厂工艺设计计算，完成水厂平面布置图、高程图，单体构筑物工艺图；

5)设计计算说明书1份，含部份工程概预算；

6)外文资料翻译1-2篇；

2、要求

1)至少完成图纸12张【以A1计】，其中至少2张手工图(以A2图为标准)；

2)设计计算说明书80页以上，附计算图表、概预算、可行性研究之方案及外文资料翻译（外文翻译不计页数），污水厂方案及可行性要求进行方案论证；

3)排水管道规划及污水厂位置、规模确定，排水管网设计计算；

4)污水厂工艺设计计算，要求草图尺寸齐全工整；

5)管网图及水厂图纸、图名、图签符合《建筑给水排水制图标准》（GB/T50106-2010）；

6)设计计算说明书及工程经济分析，要求内容完整，按院系说明书要求填写；

7)以上资料经指导教师审核合格方可参加毕业答辩。

研究方法及步骤

1、根据设计要求，查阅相关排水设计资料、规范和期刊，外文资料查阅、翻译。

2、明确设计任务书，收集城市现状、水文、地质、气候等所需资料，研究该地区新建污水处理的常用设计方案，为毕业设计的后续工作做准备。

3、整理资料后做初步设计，拟定方案，进行多方面（技术、经济、安全等）比较，优化设计。请教指导老师，选定设计方案或对原选定方案略作修改。

4、编写设计计算说明书，根据设计内容给出概算书，并给出毕业设计成果的初稿并上传系统。请教指导教师，讨论设计图及设计合理性，进一步完善设计。

5、成果定稿后按照制图要求完善设计图，完成CAD制图部分及手绘制图部分，打印并装订毕业设计说明书（含外文翻译），完成设计成果的定稿，上传系统，并由指导老师审阅。

6、整理所有设计相关成果，完成毕业设计的纸质材料，准备毕业答辩。

设计方案：

根据环境及法规的要求，城市污水处理厂普遍采用二级生物处理工艺，在生物法中，有活性污泥法和生物膜法两大类，活性污泥法因其处理效率高，在城市污水处理厂得到广泛应用。

活性污泥法有许多种型式，使用广泛的主要有以下三种类型：①传统活性污泥法及其改进型A/0、A2/0、AB工艺，②氧化沟工艺，③SBR工艺。

由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺:A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺及AB法工艺。参考相同水平的国内已建和正在建设的污水厂情况，初步拟订以下两种方案:

方案一：粗格栅及提升泵站→细格栅及旋流沉砂池→A²/O生化池→二沉池配水井→二沉池→深度处理滤池→消毒接触池→出水

方案二：粗格栅及提升泵站→细格栅及旋流沉砂池→厌氧池及氧化沟→深度处理滤池→消毒接触池→出水

1.A²/O工艺

A²/O称为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。

工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。污水首先进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存PHB。进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。污水经厌氧，缺氧区，有机物分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。

该工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。而且在厌氧-缺氧-好养交替运行条件下，不易发生污泥膨胀。

该工艺处理效率一般能达到:BOD;和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A²/O工艺的基建费和运行费较高，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。

A²/O的特点：

同A/O工艺对比，厌氧区提前，满足反硝化反应对碳源的需求，促进脱氮作用的完成；

回流污泥具有“群体效应”，全部参与释磷与吸磷过程，聚磷菌在厌氧条件下形成的吸磷动力在好氧池中得到充分发挥，有益于除磷；

① 通过取消或缩短初沉池停留时间，增加污泥浓度，提高脱氮除磷效率；

② 各分区功能明确，协调性好；

③ 工艺流程简洁，其连续流运行方式以及矩形的构筑物结构，使得操作简单，运行费用低；

④ 处理效果稳定，消耗药剂份量少；

⑤ 剩余污泥少，污泥沉降性能好，易脱水，丝状菌不会大量繁殖，不容易引起污泥膨胀

1.氧化沟工艺

氧化沟实质上是延时曝气的活性污泥工艺，是连续循环封闭的曝气池，严格的讲氧化沟不属于专门的脱氮除磷工艺，但是随着污水处理业的发展，出现了一系列脱氮除磷技术和氧化沟工艺结合起来。氧化沟的反应池是连续环形首尾相接的闭合渠道，污水在反应池中以该渠道进行连续循环，宏观上看，氧化沟可以看成一个完全混合池，污水同时进入池中参与反应，但是由于其中的曝气装置并不是均匀的沿池长铺设到沟内的某一段，因此有推流式的特征，分为“曝气区”和“非曝气区”，沟内会根据曝气情况、水流搅动情况、溶解氧的含量的实时变化状态，同时为满足脱氮除磷所需，形成厌氧、缺氧、好氧等化学条件来脱氮除磷以及处理污水中的各种有机污染物。

氧化沟工艺的特点：

① 同时具备短期推流式和长期完全混合式的特点，能够充分接触、氧化、反应，缓冲能力强；

② 工艺得到简化，流程简单，无需初沉池和污泥消化池；

③ 溶氧梯度明显，适合脱氮硝化、反硝化反应，除磷需配合其他措施；

④ 由于其一体性及循环性，可高倍稀释高浓度有机污水，抗冲击负荷能力强；

⑤ 出现“两区”分化，高能区促进污水处理反应，低能区促进污泥絮凝悬浮；

⑥ HRT、SRT、循环量大，转化率高，去除氨氮效果好；

⑦ 运行灵活、功率低、能耗低、费用低、管理维护方便，

⑧ 特殊的环流，污水、工业废水处理方面应用前景广阔。

1.两者的技术比较简单总结为下表

1. 经济比较

以某一城镇污水处理厂为例，经济比较范围包括污水处理工程基建投资、设备、运行费用和其他费用等。

污水处理方案的确定

由以上内容知，两种工艺都能达到预期的处理效果，且都为成熟工艺，但考虑到本设计规模较小，属于中小型城镇污水处理厂，在处理效果均理想的情况下，相对而言，A²/O 的基建费用较高，而厌氧池 氧化沟工艺虽然占地面积大，但其构造简单，运行成本相对较低，处理效果、出水水质好，管理维护相对方便，在中小规模污水处理厂的运用中优势相对突出。

综合以上对比分析，本设计以方案二污水处理厂工艺方案作为最终方案。

① 建设部.给水排水设计手册（第五、六、九册）.第二版.北京：建工出版社，2002

② 建设部.城市排水工程规划规范.北京：建工出版社，2000

③ 张自杰.排水工程（下）.第四版.北京：建工出版社，2000

④ 其它（如遇规范或标准调整，则按照最新规范或标准执行）：

1) GB50014-2006（2014年版）室外排水设计规范

2) GB18918-2002污水处理厂污染物排放标准

3) GBT50001-2010房屋建筑制图统一标准（正式版）

4) 城市污水厂处理设施设计计算

5) 纺织染整工业废水治理工程技术规范（HJ471-2009）

6) 纺织染整工业水污染物排放标准（GB4287-2012代替GB4287-92）

7) 废水处理工艺设计计算

8) 给水厂处理设施设计计算

9) 给水排水设计手册 （第09册）专用机械

10)建筑给水排水制图标准GBT50106-2010

11)江苏省城市规划管理技术规定（2011年版）

12)柠檬酸工业水污染物排放标准2004

13)排水工程标准图集

14)太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值