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污水处理毕业设计开题报告

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2020年4月19日
文档仅供参考
毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告
题 目：广东省 F 市城市排水工程
院 （系） 市政环境工程学院
专 业 环境工程
学 生 钟铭
学 号
班 号 0627101
指导教师 丁杰
开题报告日期 .3.16
哈尔滨工业大学教务处制
年 3 月
1. 课题来源及研究的目的和意义
1.1 课题来源
城市概况：
该市位于广东省，地处中国南部经济发达地区，气候炎热，人口密度大，因此污水
定额相应也就较大。地形多为丘陵，水系发达，便于污水排放。
设计原始资料
1 地形与城市规划资料
a. 城市地形与总体规划平面图一张，比例为 1:10000；
b. 城市各区人口密度与居住区生活污水量标准（平均日）：
区域 人口密度（人/公顷） 污水量标修（升/人*日）
Ⅰ区 450 460
Ⅱ区 500 410
c. 城市各区中各类地面与屋面的比例（%）：
区域 各种屋面 混凝土与沥青路面 碎石路面 非铺砌土路面 公园与绿地
Ⅰ区 36 24 10 9 21
Ⅱ区 36 24 10 9 21
2 收纳水体水文与水质资料
最小流量时（月平均） 最高水位时 常水位时
水位标高 m 2.1 9.3 6.6
3 地质资料
土壤性质 冰冻深度 m 地下水位（在地表下）m
排水管网干管处一般性资料 粘土 无 8.5
污水总泵站与污水处理厂址处 粘土 无 8.5
4 气温等资料（℃）
年平均气温 21.8 月平均最高 32.6
年最低气温 0.0 月平均最低 9.7
年最高气温 38.7 月平均气温 无
温度在-10℃一下的天数（天） 无 温度在 0℃一下的天数（天） 无
降雨量（㎜/年） 1004.1 年蒸发量（㎜/年）
常年主导风向 西北 最大风速（m/s） 3.6
5 工业企业与公共建筑的排水量和水质资料
企业或公 平均排 最大排水 SS（mg/L) COD（mg/L） BOD（mg/L） 总氮 总磷
共建筑名 水量 量（m3/h） （mg/L） （mg/L)
称 （m3/d）
A 厂 490 37 160 670 206 48 6
B 厂 3200 291 267 1910 501 62 4
1.2 课题目的及意义
经过本次毕业设计，能使自己将大学专业主干课程的全部结合起来，掌握城市排水
工程的基本设计方法及工艺的选择，并使出水水质达到相应的国家标准。
中国虽然已建成污水处理厂一百多座，但在某一个城市本身的处理率不高，也就是
污水处理的量不够。当前大城市已着手进行污水处理厂建设的规划工作。但在中小城市，
特别是在西北部中小城市还没有将污水处理的规划建设纳入城市发展的议程。其主要原
因之一就是没有专门建设资金，地方政府没有多方筹措资金，加快水环境污染治理，为
子孙后代留下一个优美的生活环境。
除此之外，完成此次毕业设计，使自己深化理解专业课所学知识，能较完整的将自
己所学知识运用到实践中，而且培养自己发现问题、解决问题的能力，为毕业后的专业
工作及专业研究做好准备。
2. 国内外在该方向的研究现状及分析
2.1 国外在该方向的研究现状及分析
国外在排水工程上起步早、研究比较透彻，在工业发达国家城市，例如伦敦、巴黎、
莫斯科等，排水管网普及率 100%，东京为 97%，原德意志联邦共和国为 95%，人均占
有排水管道长度为 4m。另据统计，发达国家平均 5000-10000 人就占有一座污水处理厂，
美国有 2 多座城市污水厂。在处理工艺上，SBR、AB 法、A/O 法、A2O 法、CAST
法、UASB 反应器、生物膜法等等，都源自欧美。
对于采用活性污泥法处理污水的国外城市，例如日本的东京都，处理厂规模
5 0~1760000m3/d，采用阶段曝气，并配有污泥消化池。另外，同样是日本的大阪府，
琦玉县，处理厂规模 5 ~105000m3/d，也采用了阶段曝气法。在欧洲的法国阿谢尔
污水处理厂，规模为 3000000m3/d，采用了阶段曝气和组合曝气，并也配有污泥消化池，
由此看来，国外面对大水量处理是，传统活性污泥法与阶段曝气的结合是成功的，而且
也是常见的。
2.2 国内在该方向的研究现状及分析
中国建国以后，城市排水工程发展很快。“九五”期间，重视水工业技术的纵深发
展和集成化方面的研究，例如“集成化的污水处理处理和利用技术”和“污泥处理处理
利用技术”等重点技术发展项目。近年来，中国沿海地区一些城市，为了充分利用海洋
（江、河）大水体的稀释自净能力，将污水适当处理后排海。污水深海排放已逐渐成为
世界各国沿海城市污水的主要处理方式之一。上海竹园的合流污水的排海工程、浙江宁
波的长跳嘴污水排海工程更是中国近年来建造的排海工程。总之，近几十年来，兴建和
完善城市排水工程设施的速度明显加快，如 1986 年中国建有城市污水处理厂 64 座，到
1996 年达到 153 座。
根据国家规划，到 年城市污水集中处理率应达 40%，预计需新建城市集中污
水处理厂 1000 余座。另外，中国当前城市排水管渠多为合流制，如果达到规定要求，
就必须有计划地逐渐将合流制改造为分流制。同时，将原有的城市污水处理厂一级处理
扩建为二级处理。因此，城市排水系统的新建、现有排水系统的改建和扩建，以及污水
厂的建设任务，都是极其繁重的。
对于阶段曝气法，辽宁鞍山城市污水处理中的到成功运用，鞍山污水量为
100000m3/d，水质、水量变化量都比较大，运用该工艺出水水质CODCr < 50 mg/L ，BOD
5
< 5 mg/L ，SS < 10 mg/L，优于CJ25. 1 - 89《生活杂用水水质标准》，达到了一类杂
用水标准，经过消毒处理后，就能够用于小区冲厕、绿化、洗车、喷洒道路、空调补水,
甚至能够用于标准更高的小区美化的水景和喷泉工程等。除了城市污水处理，阶段曝气
法在国内工业废水处理中也得到应用。
2.3 国内外在污水总提升泵站方向的研究
泵房的布置形式
（1）干式泵房和湿式泵房：立式轴流泵房能够布置为干式和湿式泵房。潜水泵房
为湿式
干式泵房：集水池和机器间分开。只有水泵的吸水管和叶轮淹没在水中。机器间能
够保持干燥，也避免了污水的污染。具有养护、管理条件好，便于进行机组检修的优点。
已经成为城镇排水泵站普遍采用的形式。
湿式泵房：立式电动机设在上部的电机间内，水泵和管件淹没在电机间下面的集水
池中。优点是结构简单，集水池有效容积的范围大。缺点是养护管理条件差，设备直接
受污水腐蚀。适合在半雨水泵站采用。潜水泵房由于电动机、水泵特有的潜水功能，设
置成湿式是完全合适的。
（2）合建式和分建式，集水池和机器间是否放在一起。合建式布置紧凑、占地少、
水头损失小、管理方便。分建式结构比合建式简单，施工较方便，机器间也没有被污水
渗透的危险。对于土质条件差的泵房，采用非自灌或半自灌启动的排水泵站，分建式可
以减少施工困难和降低工程造价。
圆形泵房和矩形、组合形泵房：
（3）圆形及下圆上方泵房：当水泵规模较小，水泵台数小于等于四台泵时，下部
结构宜采用圆形，具有受力条件合理、便于沉井施工的优点，上部能够布置成圆形或者
方形，方形机间平面利用率高，机组和附属设备布置方便，有利于维护管理。
矩形及组合泵房：当设计规模较大，水泵台数＞4 台时，地下部分多采用矩形或梯
形与矩形组合形。组合型更具有水力条件好的优点。
3. 主要研究内容
排水工程毕业设计范围包括排水管网、污水泵站、污水处理与污泥处理的方案选择、
技术经济分析、工业设计及其部分施工设计、工程概算等，还包括自选设计与研究。即：
1 排水管网扩初设计，含两个以上的方案比较；
2 污水泵站工艺设计，含部分施工图设计；
3 污水处理工艺设计，含部分单位构筑物的工艺施工图设计；
4 排水管网与污水处理厂的工程概算。
4. 研究方案及进度安排，预期达到的目标；
研究方案：
本设计采用分流制排水系统，分别建设城市污水管道系统和雨水管道系统。它有如下优
点 ：
1 环境保护方面：全部城市污水都送到污水处理厂进行处理，有效的保护了水体
免受污染，而且比较灵活，较容易适应社会发展需要。一般又能符合城市卫生的要求，
式城市排水系统体制的发展方向。
2 从工程造价方面：由于分流制是排水系统增加了一套管线，但相对合流制管径
变化小，且合流制污水处理厂比分流制造价高，总造价相差不多。从初期投资看，分流
制可分期建设，节省初期投资，又可缩短工期，发挥工程效益快，比较适合中国国情。
3 从维护管理方面：虽然分流制排水系统的管线较多，但管径变化小，能够保持
管内的流速均匀，不致发生沉淀。同时，流入污水厂的水质水量变化小，污水厂的运行
易于控制。
该设计中 F 市有两座工厂，总氮分别为 48mg/L、62mg/L，总磷分别为 6mg/L、4mg/L。
由于该市处于南方经济发达的广东省，人口密度大、污水定额大，生活污水平均流量（比
流量）为 2672.53L/s，工厂的总氮和总磷（按最大排水量来计算）与居民生活污水混合
后，浓度分别变为 2mg/L 和 0.14mg/L，都处于较低值，因此该市的城镇污水处理厂不
必采用 A/O 法或 A2O 法，但由于水量较大（平均水量约 240000m3/d），因此，我采用阶
段曝气法，并有污泥消化池。
1 物理处理部分：格栅、调节池、沉砂池、初沉池以及二沉池。
格栅：用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，
并使之正常运行；
调节池：对污水水量、水质进行调节，保证后续处理构筑物或设备的正常运行；
沉砂池：减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也能够减轻初沉池负荷及改进污
泥处理构筑物的处理条件，过流速度较快，污水在池内的停留时间不少于 30s；
初沉池：设于曝气池前，主要去除水中悬浮有机物质，同时可去除 30%的 BOD5，
55%的 SS，改进后续生物处理条件；
二沉池：设于曝气池后，主要用于泥水分离和污泥的浓缩。
2 生物处理部分：阶段曝气活性污泥法系统
由于该市日处理水量较大，因此采用阶段曝气法，本工艺与传统活性污泥处理
系统主要不同点是污水沿曝气池的长度分散地，但均衡地进入。这种运行方式具有如下
各项效果：
a. 曝气池内有机污染物负荷及需氧率得到均衡，一定程度地缩小了好氧速度与充
氧速度之间的差距，有助于能耗的降低。活性污泥微生物的讲解功能也得以正常发挥；
b. 污水分散均衡注入，提高了曝气池对水质、水量冲击负荷的适应能力；
c. 混合液中的活性污泥浓度沿池长逐步降低，出流混合液的污泥较低，减轻二沉
池的负荷，有利于提高二沉池固、液分离效果。
3 后续处理部分：污泥浓缩池、消化池、出水消毒。