开题报告-建德市下涯镇大洲村生活污水处理工程设计.doc

毕业论文：开题报告学生姓名：定稿时间：2014-05-03本科毕业论文（设计）开题报告 题目：建德市下涯镇大洲村生活污水处理工程设计学 院：环境科学与工程学院专 业：环境工程班 级：环工1001学 号：学生姓名：指导教师：二一四 年 五 月毕业论文（设计）题目：建德市下涯镇大洲村生活污水处理工程设计毕业论文（设计）研究的意义：生活污水是人们在日常生活中排出的废水，由于生活污水中含有多种有机物及病菌、虫卵，如果不经处理直接排放到水体中，污染有机物分解腐烂，使水体中溶解氧消耗殆尽，发黑变臭。因此，城市生活污水应送入污水处理厂处理，达标后才能排放到水体。农村生活污水以往都是作为农田肥料来使用的，生活污水中的有机物在农田中被农作物吸收，转化为农作物的营养物质，很少流失到水体中去，因此，对环境影响不大。但随着农村经济的快速发展，农村生活污水排放量增大，使农村地区环境状况日益恶化，农村环境质量明显下降，直接威胁着广大农民群众的生存环境与身体健康，制约了农村经济的健康发展，农村环境状况令人担优。目前，我国农村生活污水排放量每年约为80亿90 亿吨，且不断增加，但处理情况却不容乐观。96 %的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生活污水随意排放，造成农村环境的严重污染，成为农村水源地潜在的安全隐患，加剧了淡水资源的危机。因此，对农村生活污水处理技术进行研究，寻找适合农村生活污水的处理工艺和运行模式，具有迫切的现实意义。农村污水处理的特征首先是处理串低，其次是间歇排放，排量少且分散，第三是氮磷浓度高及含有大量的营养盐、细菌、病毒等，这些都给农村污水的收集和处理带来了一定的难度。农村生活污水是指居民生活过程中粪便及其冲洗水、洗浴污水和厨房污水等，此外，还包括一些农村分散养殖过程中所产生的污水。农村生活污水含有机物质、氮（N）磷（P）营养物质、悬浮物及病菌等污染成分，各污染物排放质量浓度一般为：COD为250-400 mg/L，氨氮为40-60 mg/L，TP 为2.5-5.0mg/L。与城镇污水处理相比，农村生活污水处理有其自身特点。首先，农村地区技术经济基础薄弱，缺少重组的资金和专业的技术管理人员，污水处理设施的日常运行和维护难以保证。其次，农村生活污水在排放方式、水质和水量方面具有自身特性，主要表现在：面广分散，收集困难；水量变化大，排放不均匀；可生化性好，几乎不含有毒有害有机污染物。通过近二十年卓有成效的工业点源污染控制后，浙江省主要的污染源已经从城市蔓延到农村，从点源转移到面源。其中未经处理的农村生活污水是面源污染的主要来源之一，农村水环境污染日益严重。目前，大部分农村生活污水的处理方法是与雨水合流，经沟渠或管道进入三格式化粪池，经化粪池处理后直接从底部顺排，而经化粪池处理的出水往往达不到污水排放标准。同时，也有部分居民将少量的生活污水、畜禽污水等就地排放，不仅破坏环境，污染地下水，也影响了居民的正常生活。因此，对农村生活污水的处理刻不容缓。针对生活污水处理技术，现在常用的方法有A2/O、微动力、氧化沟、人工湿地、生物接触氧化法、SBR系列等。传统的A2/O工艺占地面积大，运行成本相对较高；人工湿地占地面积大；生物接触氧化法单独使用不能保证水质达标；SBR系列对自动化要求高，操作人员要有较高的技术水平，且氮、磷的去除能力相对低一些。农村生活污水的处理应选用投资少、运行管理方便费用低的小型分散式处理方法为主。目前此类处理方法有以下几种：1.人工湿地污水处理技术 人工湿地污水处理源于对自然湿地的模拟，它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用，来实现对污水的净化。这种湿地系统是在一定长宽比及地面坡度的洼地中，由土壤按一定坡度、填充一定级别的填料（如砾石等）混合结构的填料床组成，并在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长期长、美观且具有经济价值的植物（如芦苇、茭白等）。人工湿地种植的植物与水中、填料中生存的动物、微生物形成一个独特的动植物生态环境。污水流经床体表面和填料缝隙时，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等，实现对污水的高效净化处理。人工湿地具有一定的污水净化能力，其对COD、BOD5、TN和TP的去陈率分别可达80%、85%-95%、40%-50%和80%-85%。硝化反硝化作用是人工湿地脱氲的主要途径，占到TN去除量的40%以上，而由植物吸收形成的TN去除率不大。介质吸附和沉淀作用射是其除磷的主要途径。人工湿地不适于直接处理高浓度生活污水，较多情况是将其作为组合工艺中的后续生态处理单元，进一步脱氨除磷。人工湿地具有以下优点”：投资和运行费用低，仅为传统活性污泥法的10% -30%；管理维护较为简便；具有景观功能。人工湿地的应用也受到了自身缺陷的限制：水力负荷较低，占地面积远大于传统处理技术；处理效果受气候条件影响较大；脱氮效率不高；田间条件下，部分营养物质会随着植物的死亡而很快返回湿地中，其中以磷的释放最为常见；土壤中有机质会积累而出现“营养饱和”现象；设计缺乏经验参数和相应规范；净化机理还不十分明确。2.厌氧沼气池处理法在我国农村生活污水处理的实践中，最通用、节俭、能够体现环境效益 与社会效益结合的生活污水处理方式是厌氧沼气池。它将污水处理与其合理利用有机结合，实现了污水的资源化。污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水被去除了大部分有机物，达到净化目的。产生的沼气可作为浴室和家庭用炊能源；厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水。在农村有大量可以成为沼气利用的原材料：农作物秸秆和人畜粪便等。研究表明，农作物秸秆通过沼气发酵可以使其能量利用效率比直接燃烧提高45倍；沼液、沼渣作饲料可以使其营养物质和能量的利用率增加20%；通过厌氧发酵过的粪便(沼液、沼渣)，碳、磷、钾的营养成分没有损失，且转化为可直接利用的活性态养分农田施用沼肥，可替代部分化肥。沼气池工艺简单，成本低(一户约需费用一千元左右)，运行费用基本为零，适合于农民家庭采用。而且，结合农村改厨、改厕和改圈，可将猪舍污水和生活污水在沼气池中进行厌氧发酵后作为农田肥料，沼液经管网收集后，集中净化，出水水质达到国家标准后排放。沼气池处理技术已在我国一些地方得到了有效推广和使用。例如，浙江全省有352个村实施了生活净化沼气工程，累计建成沼气池83.3万立方米，年处理生活污水8170万吨，年产沼气4295万立方米，年可替代标准煤近3万吨。四川省结合新农村建设，开展“乡村清洁工程”，以户或联户为单元，建设沼气池和生活污水厌氧净化池，有效解决人畜粪便、生活污水、垃圾污染等农村环境难题，出现家园清洁和村容整洁的新面貌。3.好氧生物处理法好氧生物处理系统是新农村污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理工艺众多，各有优缺点，选择时要根据实际情况仔细论证和比选，注重经济适用。生物处理法就是通过风机等设备给污水输氧，培养生物菌种和微生物,通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质,少部分合成为细胞物质，促使微生物增长,并以剩余污泥的形式排出，使污水得以净化排放。如SBR法、集曝气、沉淀、排水功能于一体,不断地转换，省去了传统的污泥回流设备，大大降低了建设费用；A2O法具有脱氮、除磷功能，还有如生物转盘处理工艺、膜生物反应器处理工艺等。生物处理法和自然处理系统比较，占地面积小，抗气候等外界影响的能力强,建设的地点选择范围大，处理稳定，处理效率高。但基建投资、运行成本要高于自然处理系统。4.稳定塘处理技术在我国，特别是在缺水干旱地区，稳定塘是实施污水资源化利用的有效方法，近年来成为我国着力推广的一项技术。与传统的二级生物处理技术相比，高效藻类塘具有很多独特的性质，对于土地资源相对丰富，但技术水平相对落后的农村地区来说，是一种较具推广价值的污水处理技术。李旭东等采用高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水， CODcr的平均去除率在70%以上，氨氮(NH3-N)的平均去除率高达93%，磷的平均去除率为55%；陈鹏采用高效藻类塘处理城市生活污水，取得了稳定的处理效果：CODcr、 BOD5、NH3-N和TP的平均去除率分别达到75%、60%、91.6%和50%。 浙江工商大学沈东升教授团队根据多年研究成果，针对农村污水排放特征以及针对现有分散式农村生活污水处理技术存在运行不稳定、出水水质氨氮不达标等许多不足，开发出一系列管理简单、运行成本低、出水效果好的分散式农村生活污水处理技术，根据不同地形、排放要求分别为CABR工艺、无回流脱氮反应器以及电促生物强化脱氮反应器3种分散式生活污水处理工艺。CABR工艺适用于处理生活污水的有机物和SS，对氮磷去除要求不高，处理规模为1-400吨/天。该技术采用采用特定的固定空心天然纤维球填料的折流式厌氧反应器为唯一处理设备，外壳采用砖混结构，施工方便，也可以在原有排水沟渠中改建，不受场地限止。相对于厌氧生物滤池而言，污泥不易堵塞。最早的一套装置至今已安全正常运行近15年，未出现任何事故发生和费用支出。1999年被国家环保总局评为国家重点推广的环境保护实用技术；2000年荣获浙江省科学技术进步二等奖（由浙江省人民政府颁奖）。无回流脱氮反应器适用于土地较为紧张，对氮磷去除要求较高的村庄，处理规模不宜超过0-300吨/天。该技术将曝气池和沉淀池进行有机整合，利用污泥自重实现污泥自动沉降回流至曝气池，省去了传统生物脱氮工艺中的污泥回流系统；此外，该技术还可在沿水流方向依次序列配置厌（兼）氧区和好氧区，通过分段进水来补充各反硝化区所需要的碳源，最终达到高效脱氮目的，保证出水水质指标达到相应排放标准。无需污泥和硝化液回流系统的无回流脱氮设备，不仅大大节省了动力能耗，还极大简化了脱氮工艺的管理和操作难度；同时对风机配备自控电气装置后，整个设备能够实现免日常管理，较适合用于分散式农村污水处理。 该技术2009年被录选为浙江省首批科技厅、环保厅、建设厅联合推荐的29项先进环保技术（唯一的一项生活污水处理技术），并获得2010年浙江省科技进步二等奖（由浙江省人民政府颁奖）。反应器内置的泥水分离器于2013年被国家知识产权局授予发明专利（专利号ZL201110197876.6）。电促生物强化脱氮反应器适用于饮用水源保护区等对出水有机物、氮、磷等污染物去除要求非常高的地域，处理规模不宜超过0200吨/天。电促生物强化脱氮技术是一种近几年来迅速发展起来的新型水处理技术，其基本思想是在生化反应的同时进行微电解，构成电化学反应与微生物新陈代谢耦合过程，以同时去除反应体系中的杂质或提供微生物代谢用的基质(比如氧或氢)，实现废水有效净化。与通常的电解过程不同，生物体系中进行电解有其特殊性，即电压、电流密度非常低，不影响微生物的活性。国内外研究研究表明，在两极之间施加一定电压，可使废水中NH4+首先在亚硝化菌作用下转化为NO3-，再在阴极上还原为N2，使NH3-N和NO3-的去除率分别达到95%和85%以上。电生物技术与微生物新陈代谢耦合，不但可以通过微电解而去除废水中的杂质，而且在厌氧生物处理系统中还具促进微生物富集挂膜和提供微生物代谢用的基质等优势。目前与该技术相关的3项发明专利均已获授权，出水能达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）中的一级A标准，出水水质满足中水回用要求，可以将处理后的废水直接回用于水景补充水、浇花、洗车以及冲厕等用途，实现水资源的循环再生利用。考虑本工程实际，适用于大洲村的农村生活污水处理工艺主要有以下两种：(1)厌氧+人工湿地处理工艺：利用厌氧过程分解有机物，有效去除COD，但对磷、氨氮去除能力较差。后续加上人工湿地系统，通过进行深度处理，可有效地去除有机物和氮、磷。该系统运行费用低、无能耗，但需要有一定的土地面积。污水量小时，净化能力强、运行成本较低，且可以因地制宜，较为分散式处理。(2)微动力无回流脱氮处理技术：污水经厌氧处理，再经好氧处理，可有效地去除有机物、氨氮、磷等污染物。处理水量较大、效率高、可靠性高、占地面积小。大部分城镇生活污水处理可用此法，兼有部分工业污水二级处理的功能。相对于厌氧+人工湿地处理工艺，无回流脱氮生物处理技术具有更高的处理效率，更好的稳定性，更少的占地面积，但投资与运行成本都较高。因此，本方案利用新型好氧生物处理装置加后续生物滤池的方案，降低投资成本与运行费用。通过此次毕业设计，了解了农村生活污水处理的重要性，能进一步熟悉并掌握污水处理的设计内容、设计原理、方法和步骤，能根据设计原始设计资料正确地选定设计方案，掌握污水处理设计的基本流程和各构筑物的设计方案，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方案，并绘制相关图纸。毕业论文（设计）的提纲：一、 主要任务与目标（1）翻译外文2篇（内容关于农村生活污水处理）；（2）完成关于农村生活污水处理工艺及进展的综述1篇；（3）完成该设计项目详细计算书。包含各废水处理单元设计计算，高程计算等；（4）完成设计方案编制；（5）完成8张图纸。包括4张总图：总平面布置图、处理工艺流程图、高程图、管道平面布置图；4张单项图。二、主要内容与基本要求1.主要内容：（1）设计地形：无地形要求；（2）设计进水水质参数： 进水水量：Q = 50t/d 进水水质：pH = 69；COD = 350 mg/L；BOD5 = 150 mg/L；SS = 300 mg/L；色度= 3倍；氨氮=30 mg/L。 （3）设计出水水质要求：pH = 6 9；COD = 60 mg/L；BOD5 = 20 mg/L；SS = 20 mg/L；色度= 1.5倍；氨氮=8 mg/L。 2.基本要求 （1）不同类型工艺的全面比较综述； （2）设计说明书规范，内容包括工艺设计参数的选取过程以及经济效益的核算；（3）工程制图标准，完成4张总图：总平面布置图、处理工艺流程图、高程图、管道平面布置图；4张单项图。三、计划进度起止时间内容备注2013.12.20-2014.02.20查阅相关资料，完成设计计算书2014.02.20-2014.03.20撰写文献综述，完成翻译， 2014.03.20-2014.04.30图纸绘制，完成设计图纸，完成设计方案2014.05.01-2014.05.15开题报告，完成论文和PPT,为答辩作准备四、主要参考文献1、执行的主要设计规范和标准1 GB8978-1996,污水综合排放标准S.北京:中国环境科学出版社,1996.2 GB18918-2002，城镇污水处理厂污染物排放标准S.北京:中国环境科学出版社,2002.3 CJJ31-89,城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准S.北京:中国环境科学出版社,1989.4 GB50069-2002,给水排水工程构筑物结构设计规范S.北京:中国建筑工业出版社,2002.5 GB/T50106-2001,给水排水制图S.北京:中国环境科学出版社,2001.6 GBJ125-89,给水排水设计基本术语标准S.北京:中国环境科学出版社,1989.7 GB50015-2003,建筑给水排水设计规范S.北京:中国建筑工业出版社,2003.8 GB50014-2006,室外排水设计规范S.北京:中国环境科学出版社,1997.2、主要参考书目1 中国市政工程西南设计研究院主编.给水排水设计手册,第1册,常用资料M.北京:中国建筑工业出版社,2000.2 北京市市政工程设计研究院主编.给水排水设计手册,第5册,城镇排水M.北京:中国建筑工业出版社,2004.3 上海市政工程设计研究院主编.给水排水设计手册,第9册,专用机械M.北京:中国建筑工业出版社,2000.4 张自杰等.排水工程（下册）M.北京:中国建筑工业出版社,2000.5 张智等.给水排水工程专业毕业设计指南M.北京:中国水利水电出版社,2000.6 国家环境保护总局科技标准司.城市污水处理及污染防治技术指南M.北京:中国环境科学出版社,2001.7 韩洪军主编.污水处理构筑物设计与计算M.哈尔滨工业出版社,2002.8 高延耀,顾国维.水污染控制工程