桃源县排水工程设计开题报告

 2021-11-17 11:11

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1设计目的

随着社会的迅速发展和人民生活水平的不断提高,缺水和污水排放的问题已越来越突出。目前,桃源县对生活污水的处理率还比较低,对环境存在一定污染。在国家可持续发展的新政策下,环境保护已受到重视。

城镇排水是现代化城市不可缺少的重要基础设施,对城镇经济发展具有决定性作用;是城镇水污染防治的骨干工程。城镇排水设施是衡量现代化城市水平的重要标志。城镇排水管网是是城市的“地下生命线”。城镇排水管网的意义是可以美化城市、维持城镇正常运转,并且是实现水资源循环利用的生命线。

根据我国经济发展和环境保护的需求,结合我国环境保护最新研究成果和国际环境保护技术水平和发展趋势,为桃源县提出一套合理、 经济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,减轻环境污染,遏制生态恶化趋势,有着重要的意义。

1.2意义

1.2.1社会意义

城市排水系统是城市基础设施的重要部分,污水工程系统和雨水工程系统组成,可以分为排水管网系统、污水处理系统及排放和重复利用系统等。桃源县城区排水系统的设计、维护和管理对城市规划和环境保护有着深远影响。

1.2.2经济意义

桃源县作为湖南省的经济大县,经济发展较好,其城区拥有烟叶复烤厂、彩钢复合厂、信合汽车等三家大型骨干企业,城区排水系统的建设,城区排水系统的规划与建设,有力的保障了城区居住人口的排水需求与城区内工业企业的用水要求。

1.2.3文化意义

桃源县风景如画,环境优美,其境内桃花源是著名的风景名胜区,城区紧靠沅江,绿化率高达25%以上,排水系统的规划与建设对桃源县城的环境保护有着重要意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

桃源县境地处沅水中下游,地势由西向东倾斜,县城区域海拔50米左右。桃源县域为中亚热带向北亚热带过渡地段,属中亚热带季风气候。气候特点是冷热四季分明,干湿两季明显。年平均降水量为1437毫米。沅水自西向东穿过桃源县全境,呈缺口朝北的“C”字形,自北向南流经县城区域东侧。城市居住人口到2025年近期为28万,远期2055年为40万。

2.2技术方案

2.2.1污水管网

流量的计算依据:污水管道系统的设计流量是污水管道及其附属构筑物能保证通过的最大流量。通常以最大日最大时流量作为污水管道系统的设计流量,其单位为L/s。它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两大部分。就生活污水而言又可分为居民生活污水、公共设施排水和工业企业内生活污水和淋浴污水部分。

如何定线:

原则: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出。

方法:考虑地形和用地布局、排水体制和线路数目、污水厂和出水口位置、水文地质条件、道路宽度、地下管线及构筑物的位置、工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况,使拟定的路线能因地制宜地利用其有利因素而避免不利因素。

控制点和污水厂位置的选择:

应遵循以下原则选定污水厂和出水口的位置。

(1)出水口应位于城市河流的下游。

(2)出水口不应设回水区,以防回水区的污染。

(3)污水厂要位于河流的下游,并与出水口尽量靠近,以减少排放渠道的长度。

(4)污水厂应设在城镇夏季主导风向的下风向,并与城镇、工矿企业以及郊区居民点保持300m以上的卫生防护距离。

(5)污水厂应设在地质条件较好,不受雨洪水威胁的地方,并有扩建的余地。

平面布置的选择:

污水干管一般沿城镇道路敷设,不宜设在交通繁忙的快车道下和狭窄的道路下,也不宜设在无道路的空地上,而通常设在污水量较大或地下管线较少一侧的人行道、绿化带或慢车道下。道路宽度超过40米时,可考虑在道路两侧各设一条污水管,以减少连接支管的数目以及与其他管道的交叉,并便于施工、检修和维护管理。污水干管最好以排放大量工业废水的工厂(或污水最大的公共建筑)为起端,除了能较快发挥效用外,还能保证良好的水力条污水支管的平面布置取决于地形及街区建筑特征,并应便于用户接管排水。低边式布置;周边式;穿坊式布置。

管道的衔接方式:

污水管道的衔接原则:经济、技术比较小,尽可能减小埋深,降低造价,避免上游管段中形成回水而造成淤积,水面和管底标高,下游不能高于上游。

衔接方式:

水面平接:优点是可减小埋深,缺点是易形成回水。

管顶平接:优点是不产生回水,缺点是埋深增加快。

跌水连接:高差过大时采用。

2.2.2雨水管网

流量的计算依据:

雨水管渠的设计流量计算公式由径流系数、汇水面积和设计暴雨强度确定。

平面布置:

雨水管渠系统平面布置的特点:

1、充分利用地形,就近排入水体。

2、根据城市规划布置雨水管道。

3、合理布置雨水口,以保证路面雨水排除通畅。

4、雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定。

5、设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪径流。

2.2.3污水处理厂

阐述污水厂的选址:

一,污水处理厂应设在地势较低处,便于城市污水自留入厂

二,宜设在水体附近,便于处理后的污水就近排入水体。

三,设在城镇,工厂厂区及居住区的下游和夏季主导风向的下方。

四,不宜设在雨季易受水淹的低洼处。防止污染水体。

五,结合近远期城市发展问题,与城市总体规划一并考虑。

污水厂流量的确定依据:

污水处理构筑物的设计流量,应按分期建设的情况分别计算。当污水为自流进入时,应按每期的最高日最高时设计流量计算;当污水为提升进入时,应按每期工作水泵的最大组合流量校核管渠配水能力。生物反应池的设计流量,应根据生物反应池类型和曝气时间确定。曝气时间较长时,设计流量可酌情减少。

污水厂流程的选择方案:

生物膜处理法:污水的生物膜处理法是--种污水好养生物处理技术。这种处理法的实质是使细菌和菌类一类的微生物和原生生物、 后生生物一-类的微型动物附着在滤料或某种载体上生长发育,并在其上形成膜状生物滤泥一生物膜。污水与生物膜接触,污水中的有机污染物,作为营养物质,为生物膜上的微生物所摄取,污水得到净化,微生物自身也得到繁衍增殖。事实说明生物膜法虽然在处理方面具有对水质、水量变动有较强的适应性;污泥沉降性良好,宜于固液分离;能够处理较低浓度的污水;易于维护运行、节能等优点,但是它的缺点也是在污水处理过程中致命的,比如生物膜法的布水不太均匀、容易产生池蝇和散发臭味;其次生物膜法采用滤料作为生物膜的载体,这样滤料容易堵塞;此外在处理构筑物出现问题时,维修不太方便。

活性污泥处理法:活性污泥法是以活性污泥为主体的污水处理生物技术。它的工作原理就是向生活污水注入空气进行曝气,每天保留沉淀物,更换新鲜污水。这样在持续一段时间后,在污水中即将形成一种呈黄褐色的絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群所构成,它易于沉淀与水分离,并使污水得到净化、澄清。这种絮凝体就称之为“活性污泥”的生物污泥。从活性污泥的发展史来看,它起源与1914 年英国的曼彻斯特的实验污水厂,至今已有90多年的历史,随着实际生产上的广泛应用和技术上的不断革新改进,特别是进几十年来,在对其生物反应和净化机理进行深入的研究探讨的基础上,活性污泥在生物学、反应动力学的理论方面以及在工艺方面都得到了长足的发展,出现了多种能够适应各种条件的工艺流程,当前活性污泥已成为生活污水、城市污水以及有机性工业废水的主题处理技术。

综上所述,在当前的污水处理技术领域中,活性污泥处理法是应用最为广泛地技术之一。因此经三者的对比之后,结合桃源县的当地情况,该污水厂最适合的工艺应为活性污泥处理法。

经过上述的比选,已选择出活性污泥处理法。活性污泥法又包括传统活性污泥法、SBR法、氧化沟法、法。

传统活性污泥法:传统活性污泥法已经有90年的历史,其主要处理构筑物是曝气池和沉淀池。污水中有机物在曝气池内停留一段时间后,绝大部分被曝气池中的微生物吸附,随即氧化分解成无机物。在沉淀池中,呈絮状的微生物絮体一活性污泥下沉,而上部的清液溢流排放。为了保持曝气池中污泥的浓度,沉淀后的部分活性污泥又回流到曝气池中。该工艺的特点是有机物去除率高、污泥负荷高、池容积小、电耗省、运行费用低。此法稳定可靠,已经积累了丰富的设计管理经验,但普通曝气法占地多,建设投资大,仅能满足BODs, CODr, SS三项出水指标,且该工艺容易产生污泥膨胀现象,除磷和脱氮效果差。由于桃源县的污水来源还有附近工业的污废水,因此该工艺不满足桃源县的污水处理要求。

SBR法:间歇式活性污泥法又被命名为序列间歇式反应器法或序列间歇式活性污泥法,简称SBR法。它是一种按间歇曝气方式运行的活性污泥处理技术,采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是运行的有序和间歇操作,SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池, 无污泥回流系统。但是还处理工艺对自动控制技术和连续在线分析仪表要求高,操作复杂,难于管理,仅适用于水量、水质排放均匀的工业废水,因此也不符合桃源县的污水处理要求。

氧化沟法:氧化沟法是活性污泥法的一种变形, 属于低负荷、延时曝气活性污泥法。废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断地循环流动,因此又被称为“循环曝气池”。氧化沟法具有处理工艺及构筑物简单、无初沉池和污泥消化池(一体式氧化沟还可以取消二沉池和污泥回流系统)、有机物去除率较高、脱氮、除磷(沟前增设厌氧池)、综合指标较优、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等优点,但存在负荷低、占地大、电耗大、运转费用偏高的缺点。由于F市的污水处理量较大,若选择氧化沟法则可能会造成污水处理厂超负荷的运转,不符合经济和维护管理的要求。

法: 法即厌氧/缺氧/好氧工艺,它把除磷、脱氮和降解有机物3个生化过程巧妙地结合起来。磷在厌氧区释放,在好氧区吸收,达到除磷目的。污染物在好氧区被氧化降解,去除COD和BODs,同时在硝化菌作用下,有机氮转化的氨氮继而转化为亚硝酸氮和硝酸氮,含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮。优点: (1) 本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺,总的水力停留时间少于其他同类工艺; (2) 在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,无污泥膨胀之虞,SVI 值一-般均小于100;(3) 污泥中含P浓度高,一般为2.5%以上,具有很高的肥效; (4)运行中勿需投药,两个A段只用轻缓搅拌,以不增加溶解氧为度,运行费用低;(5) 厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱N除P的功能; (6) 脱N效果受混合液回流比大小的影响,除P效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响,因而脱N除P效率不可能很高。

统筹兼顾,根据桃源县总体规划要求和其自然条件,最终选定的的污水处理工艺为活性污泥处理法中的法。桃源县污水厂污水处理采用二级处理后进行达标排入就近水体河流,设计采用一次性完成,分期建设。

画出流程图:

3. 研究计划与安排

周次

天数

毕业设计内容

3-4

14

布置设计任务,准备资料,熟悉课题,进行污水管道系统布置及水力计算,编写正式污水水力计算表,撰写开题报告,翻译外文文献。

5

7

绘制污水管道系统平面布置图及污水干管纵剖面图。

6-7

14

雨水管道系统布置及水力计算,绘制污水管道系统平面布置图。

8-9

14

污水厂工艺方案比选,工艺构筑物单体设计,辅助构筑物设计,污水厂平面布置及工艺流程图草图。

9

2

中期检查。

10

7

污水泵房设计,绘制污水泵房工艺图。

11-12

14

污水厂平面布置及工艺流程图成果图绘制;排水工程投资估算及污水厂运行成本估算,

13-14

14

设计说明书及计算书整理,指导教师审图。

15-16

11

修图,指导教师审阅设计说明书。

16

上交成果。

16-17

9

准备答辩。

18

答辩。

4. 参考文献(12篇以上)

[1].孙慧修主编.排水工程上册.第四版.北京:中国建筑工业出版社,1999

[2].张自杰主编.排水工程下册.第四版.北京:中国建筑工业出版社,1999

[3]北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水设计手册第一册《常用资料》.第二版.北京,中国建筑工业出版社,2003

[4]北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水设计手册第三册《城市给水》. 第二版.北京,中国建筑工业出版社,2003

[5]北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水设计手册第四册《城镇排水》. 第二版.北京,中国建筑工业出版社,2003

[6]北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水设计手册第九册《专用机械》. 第二版.北京,中国建筑工业出版社,2003

[7]北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水设计手册第十一册《常用设备》. 第二版.北京,中国建筑工业出版社,2003

[8]北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水设计手册第十二册《器材与装置》. 第二版.北京,中国建筑工业出版社,2003

[9]张志刚主编.给水排水工程专业课程设计.北京:化学工业出版社,2004.6

[10]给水排水标准图集合订本S1、S2、S3(上、下)。中国建筑标准设计研究院,2002

[11]北京市市政设计研究院主编.简明排水设计手册.北京:中国建筑工业出版社,1990

[12]中华人民共和国建设部主编.城市污水处理工程项目建设标准.北京,中国计划出版社,2001年6月1日开始实施

[13]上海市建设委员会主编.室外排水设计规范(GB50014-2006).北京,中国计划出版社.2003

[14]Baruth, E.E.,A.S.O.C. Engineers and A.W.W. Association, Water treatment plant design.2005: McGraw-Hill.

[15]Lin, S.D. andC.C. Lee, Water and wastewater calculations manual. 2007: McGraw-Hill.

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