污水处理毕业设计方案开题报告.docx

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
指导老师 丁杰
开题汇报日期 .3.16
哈尔滨工业大学教务处制
年 3 月
1. 课题起源及研究目标和意义
1.1 课题起源
城市概况：
该市在广东省，地处中国南部经济发达地域，气候炎热，人口密度大，所以污水
定额对应也就较大。地形多为丘陵，水系发达，便于污水排放。
设计原始资料
1 地形和城市计划资料
a. 城市地形和总体计划平面图一张，百分比为 1:10000；
b. 城市各区人口密度和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和屋面百分比（%）：
区域 多种屋面 混凝土和沥青路面 碎石路面 非铺砌土路面 公园和绿地
Ⅰ区 36 24 10 9 21
Ⅱ区 36 24 10 9 21
2 收纳水体水文和水质资料
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
排水管网干管处通常性资料 粘土 无 8.5
污水总泵站和污水处理厂址处 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℃一下天数（天） 无 温度在 0℃一下天数（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 工业企业和公共建筑排水量和水质资料
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 课题目标及意义
经过此次毕业设计，能使自己将大学专业主干课程全部结合起来，掌握城市排水
工程基础设计方法及工艺选择，并使出水水质达成对应国家标准。
中国即使已建成污水处理厂一百多座，但在某一个城市本身处理率不高，也就是
污水处理量不够。现在大城市已着手进行污水处理厂建设计划工作。但在中小城市，
尤其是在西北部中小城市还没有将污水处理计划建设纳入城市发展议程。其关键原
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，加紧水环境污染治理，为
子孙后代留下一个优美生活环境。
除此之外，完成此次毕业设计，使自己深化了解专业课所学知识，能较完整将自
己所学知识利用到实践中，而且培养自己发觉问题、处理问题能力，为毕业后专业
工作及专业研究做好准备。
2. 中国外在该方向研究现实状况及分析
2.1 国外在该方向研究现实状况及分析
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，比如伦敦、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，全部源自欧美。
对于采取活性污泥法处理污水国外城市，比如日本东京全部，处理厂规模
50~1760000m3/d，采取阶段曝气，并配有污泥消化池。另外，一样是日本大阪府，
琦玉县，处理厂规模 5~105000m3/d，也采取了阶段曝气法。在欧洲法国阿谢尔
污水处理厂，规模为 3000000m3/d，采取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，传统活性污泥法和阶段曝气结合是成功，而且
也是常见。
2.2 中国在该方向研究现实状况及分析
中国建国以后，城市排水工程发展很快。“九五”期间，重视水工业技术纵深发
展和集成化方面研究，比如“集成化污水处理处理和利用技术”和“污泥处理处理
利用技术”等关键技术发展项目。多年来，中国沿海地域部分城市，为了充足利用海洋
（江、河）大水体稀释自净能力，将污水合适处理后排海。污水深海排放已逐步成为
世界各国沿海城市污水关键处理方法之一。上海竹园合流污水排海工程、浙江宁
波长跳嘴污水排海工程更是中国多年来建造排海工程。总而言之，近几十年来，兴建和
完善城市排水工程设施速度显著加紧，如 1986 年中国建有城市污水处理厂 64 座，到
1996 年达成 153 座。
依据国家计划，到 年城市污水集中处理率应达 40%，估计需新建城市集中污
水处理厂 1000 余座。另外，中国现在城市排水管渠多为合流制，假如达成要求要求，
就必需有计划地逐步将合流制改造为分流制。同时，将原有城市污水处理厂一级处理
扩建为二级处理。所以，城市排水系统新建、现有排水系统改建和扩建，和污水
厂建设任务，全部是极其繁重。
对于阶段曝气法，辽宁鞍山城市污水处理中到成功利用，鞍山污水量为
100000m3/d，水质、水量改变量全部比较大，利用该工艺出水水质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》，达成了一类杂
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小区美化水景和喷泉工程等。除了城市污水处理，阶段曝气
法在中国工业废水处理中也得到应用。
2.3 中国外在污水总提升泵站方向研究
泵房部署形式
（1）干式泵房和湿式泵房：立式轴流泵房能够部署为干式和湿式泵房。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，也避免了污水污染。含有养护、管理条件好，便于进行机组检修优点。
已经成为城镇排水泵站普遍采取形式。
湿式泵房：立式电动机设在上部电机间内，水泵和管件淹没在电机间下面集水
池中。优点是结构简单，集水池有效容积范围大。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取。潜水泵房因为电动机、水泵特有潜水功效，设
置成湿式是完全适宜。
（2）合建式和分建式，集水池和机器间是否放在一起。合建式部署紧凑、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
渗透危险。对于土质条件差泵房，采取非自灌或半自灌开启排水泵站，分建式可
以降低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
结构宜采取圆形，含有受力条件合理、便于沉井施工优点，上部能够部署成圆形或
方形，方形机间平面利用率高，机组和隶属设备部署方便，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，地下部分多采取矩形或梯
形和矩形组合形。组合型更含有水力条件好优点。
3. 关键研究内容
排水工程毕业设计范围包含排水管网、污水泵站、污水处理和污泥处理方案选择、
技术经济分析、工业设计及其部分施工设计、工程概算等，还包含自选设计和研究。即：
1 排水管网扩初设计，含两个以上方案比较；
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，含部分单位构筑物工艺施工图设计；
4 排水管网和污水处理厂工程概算。
4. 研究方案及进度安排，预期达成目标；
研究方案：
本设计采取分流制排水系统，分别建设城市污水管道系统和雨水管道系统。它有以下优
点 ：
1 环境保护方面：全部城市污水全部送到污水处理厂进行处理，有效保护了水体
免受污染，而且比较灵活，较轻易适应社会发展需要。通常又能符合城市卫生要求，
式城市排水系统体制发展方向。
2 从工程造价方面：因为分流制是排水系统增加了一套管线，但相对合流制管径
改变小，且合流制污水处理厂比分流制造价高，总造价相差不多。从早期投资看，分流
制可分期建设，节省早期投资，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：即使分流制排水系统管线较多，但管径改变小，能够保持
管内流速均匀，不致发生沉淀。同时，流入污水厂水质水量改变小，污水厂运行
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。
因为该市处于南方经济发达广东省，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，工厂总氮和总磷（按最大排水量来计算）和居民生活污水混合
后，浓度分别变为 2mg/L 和 0.14mg/L，全部处于较低值，所以该市城镇污水处理厂不
必采取 A/O 法或 A2O 法，但因为水量较大（平均水量约 240000m3/d），所以，我采取阶
段曝气法，并有污泥消化池。
1 物理处理部分：格栅、调整池、沉砂池、初沉池和二沉池。
格栅：用以截留较大悬浮物或漂浮物，方便减轻后续处理构筑物处理负荷，
并使之正常运行；
调整池：对污水水量、水质进行调整，确保后续处理构筑物或设备正常运行；
沉砂池：减轻无机颗粒对水泵、管道磨损；也能够减轻初沉池负荷及改善污
泥处理构筑物处理条件，过流速度较快，污水在池内停留时间不少于 30s；
初沉池：设于曝气池前，关键去除水中悬浮有机物质，同时可去除 30% BOD5，
55% SS，改善后续生物处理条件；
二沉池：设于曝气池后，关键用于泥水分离和污泥浓缩。
2 生物处理部分：阶段曝气活性污泥法系统
因为该市日处理水量较大，所以采取阶段曝气法，本工艺和传统活性污泥处理
系统关键不一样点是污水沿曝气池长度分散地，但均衡地进入。这种运行方法含有以下
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和充
氧速度之间差距，有利于能耗降低。活性污泥微生物讲解功效也得以正常发挥；
b. 污水分散均衡注入，提升了曝气池对水质、水量冲击负荷适应能力；
c. 混合液中活性污泥浓度沿池长逐步降低，出流混合液污泥较低，减轻二沉
池负荷，有利于提升二沉池固、液分离效果。
3 后续处理部分：污泥浓缩池、消化池、出水消毒。