四川省达州市宣汉县排水工程设计开题报告.doc

设计题目名称四川省达州市宣汉县排水工程设计起止年月2012年04月15日 2012 年 05 月31日成果形式设计说明书及图纸申请者姓名性别女班级给水排水工程2009级指导教师姓名性别女职称讲师设计小组成员学号姓名性别班级在本项目中的分工给水排水工程2009级整个设计设计项目主要内容1 工程概况1.1 工程名称：四川省达州市宣汉县排水工程设计1.2 工程规模：设计人口13.5万人，城市面积416.99 ha，污水厂处理量3.8万m3/d。全套图纸加1538937061.3 排水体制：分流制。1.4 污水厂处理工艺：Carrousels氧化沟。1.5 设计依据：通过对给排水工程专业的学习，结合“宣汉县”特殊的地理位置，参照国家污废水城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002中的一级B标准和给排水设计手册等规定，理论联系实际，同时考虑进行过程中的安全、经济、可靠因素和节能减排等方面的要求并符合设计任务书的要求进行设计。2 主要设计内容 本工程根据原始资料布置该城镇排水管网及污水处理厂，研究设计的内容主要有排水管网设计部分和污水处理系统设计部分。2.1 熟悉相关的设计标准，现行设计规范与设计手册。深入领会各项设计标准的用意，对工程流程有大致了解，参与到现场对工程及设计有切身体会。查阅参考资料。了解城市生活污水处理的国内外现状，发展趋势以及各种处理方法在城市生活污水中的应用情况。2.2 收集基础资料，包括地质资料、人口分布、水文状况、地形地貌、地理特征、气象特征等；进行污水流量的计算，通过方案比较论证及水力计算，设计城市排水管网。2.3 进行污水处理厂工程设计。设计内容包括：进行方案比选，确定本工程处理方案；确定污水处理的工艺流程，并对各流程和各有关构筑物的功能作用，设计要点等做说明；根据设计手册和设计规范合理选择各流程的主要工艺参数，进行各处理构筑物的选型和设计计算；编制设计说明书，计算书，对污水、污泥中的水处理单元构筑物进行详细计算（包括设计流量计算、设计参数设计、并配相应的计算草图）；绘制工程设计图纸等。拟采取的设计方法和技术路线（包括设计工作的总体安排、步骤和各时间段的工作任务等）1 设计思路 1.1 排水管网设计 1.1.1 排水量计算及水质分析 (1) 汇总工业生产废水和生活污水的水质、水量，说明住宅区的生活污水水量标准和变化系数及其确定的理由。计算确定设计规模，并综合说明近、远期工程的发展计划和分期建设的计划。 (2) 说明雨水设计采用的暴雨强度公式、地面集水时间t1（min）、重现期q（年）、径流系数等设计参数及其依据。 1.1.2 根据总体规划、分期建设计划、当地雨水量、污水量、水质等资料结合城市环境现状，对下述问题进行论证： (1) 排水体制的选择； (2) 排水系统方案的确定； (3) 污废水处理方案的考虑； (4) 现有排水系统的利用方案。 1.1.3 设计计算 (1) 排水系统分区主干管、流域干管或重要干管定线及其依据； (2) 干管长度、管径等主要尺寸和最小流速； (3) 管网系统特殊构筑物选择理由、布置形式及主要尺寸和材料； (4) 泵站站址选择和构造型式、占地面积、排水能力、事故排出口、泵站布置、主要尺寸和设备型号、规格、技术性能以及数量。 1.1.4 设计图纸内容 (1) 排水管道系统总图1：5000：包括主干管、干管在平面图上的位置，中途泵站、终点泵站、污水处理厂、雨水出口、倒虹吸管等附属构筑物位置；每一设计管段应注明管径、长度、坡度、检查井编号、管段起讫点地面标高；图例、指北针、图纸比例、说明（如管材、单位等等）； (2) （主）干管纵剖面图，特别注意接入管（其它干管、支管）的位置及其表示。 1.2 污水处理系统设计1.2.1 污水处理工业流程确定根据处理规模（3.8万吨/天），进出水质（一般的生活污水以及少部分工业用水）可生化程度高，出水质要求（国家污水综合排放标准GB189182002中的一级B标准），污水处理厂既要求有效地去除BOD5，又要求对污水中的氮、磷进行适当处理，防止河水的富营养化，以及该工程的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源），污水水量及其变化动态，管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条件。本课题选择典型的工艺流程，有两种可供选择的工艺：1）普通A/A/O法处理工艺。2）厌氧池+氧化沟处理工艺。两种工艺经过比较，氧化沟除了具有A/A/O的效果外，还具有如下特点：（1）具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以运行将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果。（2）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。（3）BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理。（4）脱氮效果还能进一步提高。（5）电耗较小，运行费用低。所以本毕业设计选择厌氧池+氧化沟处理工艺。本毕业设计工艺流程初定如下：回流污泥 剩余污泥 中格栅 沉砂池 污水提升泵房 厌氧池 细格栅 氧化沟 二沉池 原污水 排至州河 浓缩池 污泥泵 运至黄金槽果园 图1 污水处理工艺流程 1.2.2 污水处理构筑物的选择计算 1.2.3 污泥处理系统的设计 1.2.4 污水处理厂的总体布置1.3 管网及水处理工艺施工图的绘制2 总体安排 初步设计（设计构思、草案、方案比较）扩大初步设计（设计计算说明书、设计图纸）完善设计答辩 工作方法：(1) 明确设计任务书要求；(2) 收集设计所需资料（城市现状、总体规划、水文地质、气候等）；(3) 查阅相关参考文献（设计手册、设计规范、排水工程等）；(4) 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；(5) 用word编写设计计算说明书，用Auto CAD等软件进行设计制图；(6) 请教指导老师，给出意见，进一步完善设计；(7) 准备毕业答辩资料。 本设计共进行8周，具体安排如下：(1) 熟悉有关原始资料 0.5周(2) 排水管网设计计算 1周(3) 污水处理工程水处理构筑物的设计计算 1.5周(4) 污水处理工程污泥处理构筑物的设计计算 1周(5) 污水处理和污泥处理高程的计算 1周(6) 管网及水处理工艺施工图绘制 2周(7) 整理设计计算说明书及毕业答辩准备和答辩 1周最终成果描述：1 宣汉县排水管网设计，绘制污水管网平面图、污水管网主干管纵剖图、雨水管网平面布置图；2 宣汉县排水工程设计计算，完成计算说明书一份（20000字以上），内容包括排水管网设计以及污水、污泥处理系统的设计；3 宣汉县排水工程设计，绘制污水厂总平面图、污水及污泥高程布置图、处理构筑物详图。本设计项目的背景、意义和应用前景，国内外设计概况，发展趋势，立论依据，本项目的特色或创新之处，设计方案的可行性分析和已具备的设计条件以及主要的参考文献、软件等：1 本设计项目的背景、意义和应用前景 1.1 选题背景 中国是世界上污染比较严重的国家，自1985年以来，我国废水排放总量一直维持在350亿m到400亿m左右，1997年废水排放量达到最高至416亿m，其中工业废水排放量227亿m，市政污水排放量189亿m。据资料统计显示，在我国七大河流流域中普遍存在水质恶化的问题，所以污水处理显得尤其重要。合理的城市排水系统设计和污水处理厂的设置既可减少污染又增加可利用的水资源，有明显的环境效益、社会效益和经济效益。由于我国的城市排水系统和国外其他国家相比，起步晚且对此方面的研究还相当薄弱。所以排水设计课题的研究既有解决水污染，又有增加水的利用率等的现实意义。1.2 选题意义(1) 在经过给排水课程理论学习后，该课题的选择可以初步检验我对污水处理先关技术、污水处理的工艺流程的选择原则、相关设备的计算选择、管网的水力计算和构筑物的设计计算，以及进行污水处理厂的初步设计的能力；(2) 通过确定污水处理厂的处理工艺流程和处理构筑物的类型与数量，和进行处理构筑物及设备的工艺设计计算和污水厂各构筑物以及各官管渠等总体布置，使我们进一步加深所学的基础理论、基本知识和专业技能，使之系统化、综合化。(3) 通过毕业设计的训练，使我们树立起具有符合国情和生产实际的正确的思路和观点，树立其严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并具有创新意识及与他人合作的工作作风。1.3 应用前景 我国很多地区中小规模的城市污水处理厂采取了Carrousel氧化沟工艺。例如：. 昆明市第一污水处理厂采用卡鲁塞尔巴登福流程(Carrousel/Bardenpho)；黄岩污水处理厂全套引进荷兰DHV集团的先进的水处理工艺设备，其核心部分采用卡鲁塞尔氧化沟处理工艺；济东新村污水厂二期工程的扩建充分结合了一期工程建设情况,同时采用前置缺氧Carrousel 氧化沟工艺；湖州市北污水处理厂采用卡鲁塞尔氧化沟处理工艺；四川宜宾宜宾纸业股份有限公司通过改进物化-生化工艺，将卡鲁塞尔氧化沟用于处理制浆中段废水，在调试及运行中严格控制工艺条件，取得了较好的效果；河南新乡新亚集团股份有限公司采用水解卡鲁塞尔氧化沟工艺处理麦草制浆造纸中段废水；山东省聊城市采用了前置缺氧卡鲁塞尔氧化沟在城市污水处理工艺。这些污水经过Carrousel氧化沟系统处理后，BOD、COD、SS的去除率均达到了90以上，TN的去除率达到了80，TP的去除率也达到了90，所以卡鲁塞尔氧化沟工艺在中国拥有广阔的应用前景。2 国内外设计概况，发展趋势，立论依据 2.1国内外的设计概况 氧化沟（Oxidation Ditch）是本世纪50年代由荷兰工程师发明的一种新型活性污泥法，其曝气池呈封闭的沟渠形，废水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因此被称为“氧化沟”。实际上它是活性污泥法的一种变型，因为废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断循环流动，有人称其为“循环曝气池”、“无终端的曝气系统”。 自1954年荷兰建成第一座间歇运行的氧化沟以来，氧化沟在欧洲、北美、南非及澳大利亚得到了迅速的推广应用。至1985年，美国已建有553座氧化沟污水处理厂，荷兰216座，西德226座，丹麦300座。其工艺和构造也有了很大的发展和进步，处理能力不断提高，至今已有规模达65万m3/d的大型氧化沟处理厂；处理范围不断扩大，不仅能处理生活污水，也能处理工业废水、城市废水，而且在脱氮除磷方面表现了极好的性能。我国近年来在氧化沟技术的研究及推广应用方面有了很迅速的发展。尤其在城市污水处理厂中获得应有的推广。氧化沟污水处理技术能在近五十年来取得迅速的发展，主要是由于它出水水质好，运行稳定，管理方便，并具有区别于传统活性污泥法的一系列技术特征。2.2 卡鲁塞尔氧化沟的发展趋势(1)生物脱氮除磷技术的发展仍是卡鲁赛尔氧化沟系统发展的主要推动力。至今Carrousel氧化沟系统多为活性污泥法，而生物处理的另一分支生物膜法，不仅可以提高单位反应器的微生物总量，提高有机负荷，而且生物膜本身具有内置A/O系统强化了脱氮效果，因此Carrousel氧化沟系统可以借鉴生物膜理论，但需着重解决水力设计问题。(2)提高卡鲁赛尔氧化沟中微生物的活性是未来Carrousel0氧化沟技术发展推动力之一。在氧化沟中投加EM专一菌种，投入铁盐使微生物驯化成生物铁，投入活性炭增强菌胶团的形成并提高耐毒性冲击等都是Carrousel氧化沟技术的研究方向。(3)提高卡鲁赛尔-氧化沟设备性能和监控技术是Carrousel氧化沟技术进一步的研究方向。提高表曝机、水下推进器的性能，减少维修工作量；利用DO、ORP等多目标监控技术(如DI-IV的CarCon技术)；变频技术是今后Carrousel氧化沟科学运行的必由之路。(4)提高卡鲁赛尔-氧化沟的耐寒、耐毒性能，减少占地面积和工程造价仍是氧化沟技术的研究方向之一。膜理论的应用、深池水力条件和工艺性能的研究为降低工程造价、提高耐寒耐毒性能等提供了可能的方向。2.3 立论依据本工程为宣汉县排水工程设计，宣汉县年平均气温16.8，1月平均气温5.6，8月份平均气温27.6，年平均降雨量1230mm，年平均蒸发量为1118.0mm，年日照平均为1462.5h。河流属嘉陵江水系，前、中、后河纵横全境汇于州河。全县的平均海拔在780m左右，县城海拔在340m左右。 因为县城人口较多城市污水排放量大，如果不处理直接排放，将对水体造成污染，因为污水中含氮磷较多，也可使水体富营养化，所以必须建设污水处理厂排放的污水进行处理，所选择的污水处理工艺应具有一定的脱氮除磷功能以防水体的富营养化。据此，需确定污水处理厂的处理工艺流程和处理构筑物的类型与数量，进行处理构筑物及设备的工艺设计计算和污水厂各构筑物以及各种管渠等总体布置。与常规污水处理系统相比，Carrousel氧化沟具有以下几个主要优点：( 1) 在处理某些工业废水时尚需预处理，但在处理城市污水时不需要预沉池；( 2) 污泥稳定, 不需消化池可直接干化；( 3) 工艺稳定可靠；( 4) 工艺控制简单；( 5) 系统性能显示，BOD降解率达95% 98%；COD 降解率达90% 95%，同时具有较高的除磷脱氮功效；( 6) Carrousel氧化沟系统不再使用卧式转刷曝气机而采用立式低速搅拌机，沟深可增加到5m甚至8m，从而使曝气池的占地面积大大减小；(7) Carrousel氧化沟从“田径跑道”式向“同心圆”式转化，池壁共用，降低了占地面积和工程造价。3 主要参考文献 1 GB189182002，城镇污水处理厂污染物排放标准S. 2 GBT501062001，给水排水制图标准S. 3 GB502682008，给水排水管道工程施工及验收