开题报告排水

1 / 20 开题报告排水 毕业设计材料之二 本科毕业设计开题报告 题目： F 城镇排水管网工程及污水处理厂初步设计 课 题 类 型： 设计 ? 实验研究 论文 学 生 姓 名： 孙程贵 学 号： 3111003213 专 业 班 级： 给排水 112 学 院： 建筑工程学院 指 导 教 师： 和蕊 开 题 时 间： 2016 年 3 月 7 日 2016 年 3 月 7 日 1、本课题的研究 意义、研究现状和发展趋势 研究意义 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，我国城镇对生活污水的处理率还比较低，加重了对环境的污染。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2 / 20 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，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。 高效节能的城镇污水输送及处理技术能为国民经济的发展起到较大的推动作用。 研究现状 在本课题的设计中，主要包括排水管网的设计和污水处理厂的设计。在设计中涉及的问题很多很广，但迄今为止，在国内外研究最多也最突出的问题有一下四个 ，即排水体制的选择问题、管道的设计布局问题、污水处理工艺中脱氮除磷的问题，生物处理法研究新进展。 排水体制的选择现状 近几十年来，欧美国家已逐渐开始将合流制改建成分流制。这种排水体制其实就是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。排除生活污水、城市污水或工业废水的体统称为污水排水系统；排除雨水的系统称为雨水排水系统。对于这种排水系统，不仅可以保持管内的流速、不致发生沉淀，同时，流入污水3 / 20 厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。 管道的设计布局现状 排水管网的平面布局包括确定排水区界、划分排水流域和管道定线 . 正确的定线是合理、经济的设计污水管道系统的先决条件 , 也是污水管道系统设计的重要环节 .遗传算法是近年迅速发展起来的一项优化技术 , 该方法源于达尔文的生物进化理论。 1975 年美国 Holland 等提出了 GA的系统概念和方法， 20 多年来 GA 在越来越多的领域中得到了应用 , 显示了巨大的优越性。 污水脱氮除磷工业的应用现状 现行应用广泛的脱氮除磷工艺均包含着空间或时间上厌氧、缺氧、好氧 三种状态的交替 ,通过调整和优化三种状态的组合方式及其数量的时空分布以及回流方式、位置而达到高效脱氮除磷的目的。我国污水处理厂设计采用的脱氮除磷工艺主要有 5 大类 : A/O 工艺、 A2/O 工艺、 改进 A2/O工艺氧化沟工艺、 SBR 及其改进工艺 ,并就我国的应用效果提出或实施了相应的设计和运行改进。 污水处理发展趋势 现有污水处理系统的优势与弊端值得反思和总结。结合可持续发展的要求，污水处理系统未来的发展方向应从碳减排和资源利用的角度来设计思考。结合集中式和分散式4 / 20 处理各自的优点，末端分离的分 散处理模式是一种值得探讨的创新尝试。初步研究表明膜混凝浓缩过程在技术上具有可行性，末端分离的分散式处理系统的设计和开发还需要更多的研究和探索。 2、本课题研究的主要内容 城区排水管网设计 城区排水管网总平面布置。 城区排水管网水力计算。 完成排水主干管的纵剖面图。 污水处理厂设计 确定污水处理工艺流程。 设计计算单体处理构筑物 。 进行污水处理厂平面布置、污水处理厂高程布置图、污水处理厂指定构筑物细部 工艺设计图以及高程设计。 编制主要设备材料表。 完成设计说明书及计算书一份。 泵站工艺设计 设计过程中如若需要设置泵站，则确定水泵类型、扬程和流量，计算水泵管道系统和集水井容积，进行泵站的平面尺寸计算和附属设施的计算，最后绘制总泵站或区域泵站工艺图。 3、本课题研究方案比选及工作计划 5 / 20 排水体制的方案比选 根据目前现存的排水体制来看，分为合流制和分流制排水系统。在对排水体制的选择中可以从环境保护、造价、维护管理、以及我国的相关 规范和地方规范来确定。 从环境保护角度来看，采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水通过溢流井直接排人水体，水体仍然遭受污染。此时甚至会增大污水处理厂的工作负荷，在遇到大暴雨时期常常会造成污水处理厂工作超负荷，直接将污水排放至收纳水体从而严重污染水体。对于分流制而言，分流制是将城市污水全部送至污水厂进行处理，但初降雨水径流之后未加处理直接排人水体，对城市水体也会造成污染，但是与合流制相比，分流制可以减少污染。因此分流制更能符合城市卫生的要求。 从工程造价来考虑，合流制排水管道的造价比完 全分流制一般要低 20% 40%，可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高。从前期总造价来看，完全分流制比合流制可能要高。但是在管网维护方面，合流制因其管径过大，很容易造成污泥淤积的问题，维护不方面，费用较高。此外从水厂的维护和管理来看，在合流制的管渠中，晴雨天的污水水量变化会大大增加污水处理厂管理运行的复杂性，而分流制系统可以保持管内的流速，不致发生沉淀，流人污水厂的水量和水质变化比合流制小得多，污水厂的运行易于控6 / 20 制。 根据目前我国现行的室外排水设计规范中要求：新建城市的排水系统，一般应 采用分流制排水系统。综上所述，合流制已完全不符合环境、经济等相关的要求，分流制排水系统基本符合环境、经济、规范的相关要求。统筹兼顾，在该市的排水管网设计中应选择分流制。 工艺比选 方案初选 生物膜处理法：污水的生物膜处理法是一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 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7 / 20 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 F 市的当地情况，该污水厂最适合的工艺应为活性污泥处理法。 方案比选及确定 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、 A2/O 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8 / 20 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 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 BOD5, CODCr, 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 F 市的污水来源还有 附近工业的污废水，因此该工艺不满足 F 市的污水处理要求。 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 F 市的污水处理要求。 氧化沟法：氧化沟法是活性污泥法的一种变形 , 属9 / 20 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、有机物去除率较高、脱氮、除磷、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。 A2/O 法： A2/O 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 BOD5, 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： 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； 在厌氧、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； 污泥中含 P 浓度高，一般为 %以上，具有很高的肥效； 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； 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10 / 20 具有去除有机物、脱 N 除 P 的功能； 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 F 市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 A2/O法。F 市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。 水厂位置确定 污水处理厂位置的选择，应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求，并应根据下列因素综合确定： 应与选定的污水处理工艺相适应，如选定稳定塘或土地处理系统为处理工艺时，必须有适当的土地面积。 无论采用什么处理工艺，都应尽量做到少占农田和少占良田。 厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城 镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应与城镇、工厂厂区、生活区及农村居民点保持约 300 米的距离，但也不宜太远，以免增加管道长度，提高造价。 当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近，或者便于运输，当处理水排放时，则应与受纳水体靠近。 11 / 20 厂址不易设在雨季易受水淹的低洼处，靠近水体的处理厂，要考虑不受洪水威胁，厂址应设在地理条件较好的地方，如无塌方、滑坡等特殊地质现象，土壤承载力较好；要求地下水位低，以方便施工，降低造价。 要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少上方工程量，若有可能，宜采用污水不经水泵提升而自流入处理构筑物的方案，以节省动力费用，降低处理成本。 根据城市总体发展规划，污水处理厂厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。 根据以上原则及实际情况，将污水厂建于河流下游远离居民区处，标记见 CAD 图。 本课题的工作重点及拟采用的途径 本课题需要重点研究的关键问题之一：排水体质的选择问题。 合理的选择排水系统的体 制，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水体制的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远，同时也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用以及维护管理费用。 中国矿业大学信息与电气工程学院 毕业设计 开题报告 12 / 20 设计名称： 临涣矿矿井主排水自动控制系统设计 毕业设计起止时间： 年月日月 学生姓名：学 号： 专 业：自动化 教学班级： 09-2 指导教师： 王军 报告日期： 本科生毕业设计开题报告 题目： 学 专 班 学 姓 综合楼给水排水设计 院：建筑工程学院 系 土木工程业：级： 号： 名： 一、 选题的依据及意义 本设计选题依据：学校对给排水专业学生的培养方案而定，作为即将毕业的我们，应该对自己的专业有更深刻的了解，也应该更多的去学习如何将所学知识运用到实践中去。因此， 本设计选择课题为高层综合楼给排水设计。 一般来讲，任何建筑都必须进行给排水设计，这与建筑使用的安全性和舒适性密切相关。随着土地资源的紧13 / 20 张，高层建筑越来越多，高层建筑给排水设计成为设计师的必备技能。 该设计建筑共有 18 层，是以公共餐厅、办公及高档旅馆为主题的综合楼，几乎涉及了建筑给排水设计的所有内容。我希望此次设计达到以下几点目标： 通过毕业设计，巩固自己所学的基础理论和专业知识，加强自己的基本技能，使自己的知识体系综合起来，以达到学以致用，独立完成建筑给排水设计的目的。 通过毕业设计，掌握资料获取、处理数据和 计算机应用等方面的能力，培养自己的实践能力、创新能力和独立思考意识。 通过毕业设计，了解社会生产实际中的问题，及时发现自己知识的缺陷和漏洞，补充自己没有掌握的知识，为以后的工作打好坚实的基础。 二、 国内外研究现状及发展趋势 随着建筑业的发展，建筑给水排水专业迅速发展，已成为给水排水中不可缺少而又独具特色的组成部分。我国建筑给排水积累了实践经验，借鉴了国外的新技术，专业技术有了明显的突破和发展 , 其中消防给水系统在建筑给排水中的发展尤为突出。此外，我国建筑给排水产品设备 的发展也促进了建筑给排水技术的发展。建筑给水排水技术的发展是与科研工作、工程实践、产品开发等多方面有 关。近14 / 20 年来 , 高层建筑给排水日趋增加 , 例如上海在浦东建成的金茂大厦和上海国际环球金融中心。在产品开发上 , 也不断引进先进国家的技术。为了使传统的给排水工程与社会可 持续发展在我国的经济条件下有机结合 , 我国正积极发展水工业，作为给水排水工程在 21 世纪的新发展。 国内外对建筑给排水的研究目前主要集中在两个方向，分别是节水新技术和节能新技术。 1、节水新技术 推广使用优质管 材、阀门 由于传统镀锌钢管容易生锈，会造成水质污染，且长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费，同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、 PP R 管、 PE 管、 PVC U 管等能很好的解决此类问题。 阀门是建筑给排水中最常用的配件之一，其类型和质量的好坏也能影响用水的质量。一 般情况，截止阀比闸阀关的严，闸阀比蝶阀关得严。当同等条件时，我们就应当选用更能够节水的阀门。 推广使用节水型卫生器具和配水器具 一套好的 设备能够对水资源的节约产生非常大的作用。例如，通常淋浴喷头每分钟喷水约 25L，而节水型喷头则每分钟只需要约 9L 水，可见卫生器具和配水器具的节水15 / 20 性能直接影响着整个建筑节水的效果。所以在选择节水型卫生器具和配水器具时除了要考虑价格因素和使用对象外，还要考察其节水性能的优劣。大力推广使用节水型卫生器具和配水器材是建筑节水的一个重要方面。 另外很有很多研究已经相当成熟的方法，可用于设计中，例如：真空节水技术、控制超压出流、合理设置贮水池等方法。 2、节能新技术 在注重节能减排的 今天，建筑给排水设计中也应该时时有节能减排思想，以适应现代建筑发展的要求。目前关于节能新技术的研究很多，也出现了很多可用于实际工程的节能方法，下面我们注重介绍几种： 高层建筑中应充分利用市政给水管网的可用水头 高层建筑，城市管网水压难以完全满足其供水要求。某些工程设计中将管网进水直接引人贮水池中，白白损失掉了 HO，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把 HO 全部转化成负压，甚不经济合理。在高层建筑的下面几层常常是用水量较大的公共服务商业设施，如 : 公共浴室、洗衣房、汽车库、美发厅等这部分用 水量占建筑物总用水盘相当大的比例，如果全部由贮水池及水泵加压供水，无疑是一个极大的浪费。 注意生活给水管道中的减压节流问题 16 / 20 给水管道中往往存在着出水压力过大的向题，容易发生超压出流，造成水资源和能源的浪费。因为即使在分区后各区最低层配水点的静水压仍高达 300kPa 400kPa。而在进行设计流量计算时，卫生器具的额定流量是在流出水头为20kPa 一 30kPa 的前提条件下所得的。若不采取减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的 4 5 倍。随之带来了水盘浪费、水压过高的弊病，同 时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂等问题。 生活给水系统和消防给水系统两者分开设置 在高层建筑给水设计中，把生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设置。因为两种给水系 统对水压的要求不同。按规定：生活给水系统按静水压力不大于 300kPa 400kPa 分区为宜，消防给水系统按静水压力不大干 800kPa 分区为宜。故若按消防要求水压值分区时， 将使得生活给水管道超压而造成超最供水等问题；若常年用减压阀降压节流，又势必造成电能浪费；若按生活给水水压要求分区，则会相对增 加水泵机组数目。所以，无论从节能节流还是节约工程投资、运行管理方便的各个角度来看，均应把生活、消防给水系统分开设置。这样便于合理确定各给水系统的竖向分区的压力值，避免造成能量浪费。 合理选用变频水泵 在不设调节水箱的供水方式中应选用高效、节能的17 / 20 变速水泵。变速水泵的应用可避免传统供水系统中按供水最不利情况计算所引起的水量、电能的浪费问题，在各类资源紧缺的今天有着广阔的前景。同样，在热水供应系统中，随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料的出现，循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自 动控制系统。可以考虑在配水龙头处装设简易的水流指示器或在最远配水点处装设感温元件，把信号传递至循环水泵的控制系统，根据热水的不同配水工况命令水泵时停时转随机改变其运行参数，从而节省电耗。采用变频调速装置比一般供水设备节电10%一 40%。 三、 本课题研究内容 工程概况 本工程为江西有色综合楼工程 . 大楼主楼十八层，地下一层，地下一层为设备层、车库，一层为餐厅、大堂，二至三层为办公室，四至十七层为客房，十八层为大会议室，屋顶机房层设电梯机房、高位水箱。 主楼建筑高度米，裙房建筑高度米，地下室一层层高。 根据大楼的性质用途及建设单位的要求，室内有完善的给排水供应系统及集中热水供应系统，热水供应采用电加热热水机组，该大楼要求消防给水安全可靠，设置独立的18 / 20 消火栓给水系统和自动喷水灭火系统以及灭火器，每个消火栓箱内设电钮，消防时直接启动消防泵。生活水泵要求自动启动。空调补水按 10 m3/h 计。 给水水源 该大楼以城市管网为水源，从东侧及北侧城市道路干管中取水，低水压约为。 排水条件 城市排水管网为雨、 污分流，污、废合流制排水系统，室内生活污水需经化粪池处理后或经污水处理设备处理后才允许排入城市下水道。城市排水管网在东侧及北侧城市道路下。 建筑图纸 1、各层平面图 2、剖面图 设计内容 主要完成下列