毕业设计开题报告(文献综述).pdf

毕业设计毕业设计 论文论文 开题报告开题报告 题目题目 会泽县给水工程设计会泽县给水工程设计 课课 题题 类类 别 别 设计设计 论文论文 学学 生生 姓姓 名 名 学学号 号 班班级 级 专业 全称专业 全称 给水排水工程给水排水工程 指指 导导 教教 师 师 2016 年年 2 月月 一 本课题设计 研究 的目的 通过所学知识 熟悉并掌握给水工程的设计内容 设计原理 方法和步骤 综合 应用本专业所学的知识 查阅相关文献资料 熟悉各工艺技术适合处理的水质极其处 理效果 对取水工程及输配水工程进行进一步的深化了解 结合会泽县设计原始资料 对取水工程 净水工程及输配水工程进行比较和选择 最后设计一套适合会泽县的完 整的给水方案 并进行经济估算 正确计算 掌握设计说明书 计算书的编写内容和编制方法 并绘制工程图纸 培养自己从工艺选择 方案比较 施工方法 生产及运行管理等各方面综合考虑的能 力 二 设计 研究 现状和发展趋势 文献综述 给水处理工艺 前言 饮用水水质关系到人们的健康和社会经济的可持续发展 随着水资源短缺的日益 严重和水环境污染的加剧 我国城镇供水水质安全已受到严重威胁 针对该问题研究 较多的解决手段是在常规水处理工艺的基础上 增设各种预处理和深度处理工艺 1 2 随着经济的发展 人民生活水平的提高对于饮用水的质量要求越来越高 给水处理正 成为人民关注的焦点 在以往给水处理的基础上对原有工艺进行强化 深化 优化是 一项刻不容缓的任务 也是我们相关从业人员的研究方向 3 从各水源地汇总结果及相应管理部门反应的情况来看 目前 我国城市供水水源 地面临的主要问题为 总体管理状况较差 很多大型湖库型水源地存在较严重的水质 问题 水质跟踪监测能力较差 较多水源地水质受到流域内农业活动的影响 尤其是 农药和化肥的使用 4 水中的铁 锰 重金属 有机污染物等的处理也一直是热度问题 1 给水处理工艺 目前我国绝大多数水厂沿用的还是常规处理技术 要增加专门的除污染工艺还存 在着技术上和经济上的困难 因此急需研究适合国情的 经济有效的安全水处理技术 1 常规水处理工艺由混合 絮凝 沉淀 过滤等组成 该工艺以去除浊度为主 但 吸附于多水源地没有按照有关法律法规的要求进行保护区的划定和制定相应的管理 措施 很胶体颗粒的有机物及各种微生物和病毒也能随着浊度的降低而相应降低 从 而达到用水水质的各项要求 但该工艺对于某些特殊水质如 低温低浊水 高浊度水 有机污染物过多的水 其处理能力有限表现出了传统工艺的局限性 3 1 1 常规水处理工艺 经研究 常规处理工艺的除污染效果如下 1 2 5 6 7 在出水 CODMn的质量浓度不超过 3mg L 的条件下 常规给水工工艺可以去除原 水中 60 70 的 CODMn 出水 CODMn的质量浓度主要受原水 CODMn的质量浓度的影响 沉淀水浊度和 滤后水浊度对此影响较小 兼顾除浊和除有机物的能力来评价和优选混凝剂 是提高常规给水工艺除污染 效率的经济便捷的途径之一 在不同的水质条件下 混凝剂的选择有所不同 应结合具体情况由试验确定 1 2 给水处理中的优化方法 3 针对给水处理的优化 可以从以下几方面考虑 生物絮凝剂用于给水混凝处理 8 近年来 生物絮凝剂作为一种绿色絮凝剂由于其具有安全有效的絮凝效果和易于 生物降解等优点而引起人们的广泛关注 考虑到饮用水的安全和健康问题 生物絮凝 剂很有可能成为给水处理中颗粒物去除的有效方法之一 微涡流混凝给水处理 9 微涡流混凝给水处理新工艺通过微涡流凝聚和立体接触絮凝 充分利用混凝空间 混 凝能量与絮体活性 大幅度提高了混凝反应效率 沉淀池采用上旋式沉淀池 10 这 种型式沉淀池的进水是从池底部沿切线方向进入池内 然后旋流上升 清水在池顶中 心溢流入中心竖管从池底引出池外 污泥聚集在池底中央竖管的周围 由排泥管排出 池外 滤池有新型滤池如上向流滤池 11 双向流滤池 压力滤池和辐射流滤池等 消毒新方法 二氧化氯消毒技术 臭氧消毒技术 紫外线消毒技术等 2 给水处理中污染物的去除 2 1 有机物去除 常规工艺对有机物的去除率不高 在 22 1 61 3 之间 平均去除率为 38 3 其中 混凝沉淀是常规工艺中去除有机物的关键环节 占总去除率的 43 68 过滤 环节的去除率约为 10 去除能力较低 温度和混凝剂的投加量是影响常规工艺去除 有机物的主要因素 对于常规微污染水源 通过优化混凝剂投加量可以满足有机物的 去除要求 12 持久性有机污染物是指能顾在各种环境介质 特别是大气 水 生物体 远距离 迁移以及通过食物链网富集 进而对人类健康和生态环境产生严重危害的天然或人工 合成的有机污染物 对于持久性有机物的处理技术目前主要可为 物理隔离法 安全 填埋 深井灌注 物理固化 高温热解 加热分离 热吸收 化学还原 物理化学 氧化 生物法等 13 经试验研究 给水处理工程中去除有机物的方法有如下几种 混凝处理 吸附处 理 氧化处理 膜处理 离子交换处理等 不同水源中有机物的成分 形态特征有时 相差很大 因此 至今还没有找到某一种技术 经济上都理想的控制水中有机物的工 艺 膜技术应该是最有前途的控制水中有机物的理想方法 强化混凝技术相对于膜技 术 活性炭吸附处理 其成本上占很大优势 合理解决存在的相关问题 应该是目前 比较实用的一种工艺 值得进行试验推广 就现有技术 经济条件 我们应该主要根 据各水源水质的特点 水中有机物含量的高低 有机物的主要种类和形态特征来选择 技术 经济上较合理的工艺来控制水中有机物 如在离子交换除盐系统中 对低有机 物含量的水源可采用抗有机物污染的丙烯酸系阴树脂进行处理 对有机物含量较高的 水源 应通过严格的筛选试验 选出最合适的活性炭产品 以求得有机物最大去除效 果 同时考虑提高整个水处理系统中各个主要环节 特别是混凝处理 对有机物的去除 效果 从而达到进一步提高给水水质的目标 14 2 2 除铁除锰 对于传统的除铁除锰工艺 曝气的主要目的是向水中充氧 并充分散除水中的 CO2以提高 PH 值 生物除铁除锰滤层对曝气溶氧的要求与传统的化学接触氧化除锰 工艺有很大区别 生物滤层在较低的 DO 水平下即可实现高效除铁除锰 滤层的实际 需氧量非常有限 生物滤层的除铁除锰不要求散除 CO2 而且还可作为滤层中微生物 繁殖代谢的碳源 将这一理论应用于实际工程 采用莲蓬头曝气或跌水曝气与滤池相 结合 可简化处理流程 提高系统运行的稳定性 15 生物除锰是国内外近年来提出的除锰理论 该观点认为除锰滤池中锰的去除主要 是滤层中铁细菌生物作用的结果 而不是传统除锰理论所讲的 锰是锰质活性滤膜的 化学催化作用去除的 而生物除锰理论还认为 黑砂表层的锰质活性滤膜并不仅仅是 由锰的化合物所组成 而是锰的化合物和铁细菌的共生体 且活性滤膜是在微生物的 诱导作用下形成的 生物法除铁除锰是中小型地下水厂水处理的发展方向 随着生物 法技术的不断成熟 这种处理技术将逐渐得到广泛应用 更好地服务于我国的供水事 业 16 将从水厂成熟锰砂中分离出来的细菌进行驯化和增殖培养 通过改变原水中铁锰 含量来改变细菌生长环境 考察了不同条件下混合细菌对铁锰的去除效果 结果表明 在有 Fe2 存在的情况下 铁锰氧化细菌维持着正常的活性 对铁锰始终具有高效而稳 定的去除能力 Fe2 的存在与否也影响着 Mn2 的氧化速率 原水中锰的存在对细菌除 铁影响较小 原水的水质条件会对细菌除铁除锰效果产生影响 17 3 微污染水处理技术 微污染水源水处理技术进展 针对微污染水源水的处理问题 在饮用水常规处理 工艺的基础上 国内外进行了大量的研究和实践 归纳起来主要是预处理技术 深度 处理技术以及强化处理技术 主要有如下几种 预处理技术 化学氧化法 生物预处 理技术 吸附预处理技术等 深度处理技术 生物活性炭深度处理技术 18 膜过滤 深度处理技术 臭氧活性炭联用深度处理技术 光催化氧化技术 18 等 传统工艺强 化处理 目前 国内外研究的主要是强化混凝 Enhanced Coagulation 简称 EC 法 Christian 等人在研究强化混凝对水中的天然有机物的去除时认为 同传统处理工艺相 比 强化混凝对 DOC 的去除提高了 32 对可生物降解的溶解性有机碳 BDOC 的去 除提高 20 19 4 总结 综上所述 我国城市供水行业必须把提高水质作为发展目标 依靠科技进步 因 地制宜 积极采用国内外先进技术与管理经验 选择适合当地水质的给水处理工艺 才能更有效的保证供水安全经济可靠 三 设计 研究 的重点与难点 拟采用的途径 研究手段 本设计的重点是会泽县的水厂工艺选择以及输配水管网的设置 同时也是本设计 的难点 1 工艺选择 根据设计原始资料 会泽县碧流河水质良好 可直接采用常规处理工艺 即原水 经混合后进入絮凝池 而后进入沉淀池 之后经滤池过滤 再经消毒处理进入清水池 最后通过二级泵房输送到各用户 综合考虑有两种方案可供选择 其方案流程如下 方案一 混凝剂消毒 原水 一级泵房 静态混合器 折板絮凝池 平流沉淀池 V型滤池 清水池 二级泵房 用户 方案二 混凝剂消毒 原水 一级泵房 静态混合器 隔板絮凝池 斜管沉淀池 普通快滤池 清水 池 吸水井 二级泵房 用户 两种方案都适合会泽县的给水处理 需通过比较选择更经济更有效的方案 由于 一级泵房 清水池 吸水井 二级泵房在两个方案中一样 只对絮凝池 沉淀池 滤 池进行比较 构筑物优缺点比较见表 1 经济比较见表 2 综合表 1 表 2 两个方案的 比较 选择方案一更合理 2 输配水管网布置 输配水管网拟布置成环状管网 考虑远期 城市边沿采用树状管网 考虑城市远 期扩建问题 不宜设水塔 由清水池来调节泵站供水量和用水量之间的流量差值 该 城区工厂较多 集中用水量大 会增加管网布置的难度 3 取水工程 由于会泽县取水地点河岸平坦 河床稳定 枯水期主流离岸较远 宜采用河床式 取水构筑物 表表 1 构筑物优缺点比较构筑物优缺点比较 方案构筑物优点缺点 方案一 折板絮凝池 反应时间较短 池体容积 小 絮凝效果好 适用于水量 变化不大的水厂 板距小 安装维修困难 折 板费用较高 平流沉淀池 构造简单 施工较易 造 价较低 适应性强 操作管理 方便 沉淀效果较好 适用于 大 中型水厂 不采用机械排泥设备时 排 泥较困难 机械排泥设备 维护 工作量大 V 型滤池 采用均质滤料 含污能力 高 气水反洗 表面冲洗结合 反冲洗的效果比其它滤池好 反冲洗布气布水均匀 单池的 面积大 池子的结构复杂 滤料较 贵 增加了反冲洗的供气系统 与同规模的普通快滤池相比费 用高 方案二 隔板絮凝池 简单 方便 适用于大中 型水厂 流量变化大时絮凝效果差 需较长絮凝时间 池子容积较大 斜管沉淀池 与其他沉淀池相比沉淀效 率高 池体小 所需面积小 适用于各种规模的水厂 斜管耗用较多材料 老化后 更换 费用较高 不设机械排泥 装置时 排泥较困难 普通快滤池 运行管理方便可靠 单个 池子的面积大 池深相比较浅 阀件较多 一般为大阻力冲 洗 需要专设冲洗设备 由表 1 可以看出 两个方案各有各的优缺点 折板絮凝池是在隔板絮凝池的基础 上发展起来的 现阶段国内大部分水厂已经逐渐不采用隔板絮凝池 折板絮凝池被广 泛采用 平流沉淀池较斜管絮凝池 从表中可以看出 平流沉淀池优点更多 排泥设 备采用虹吸排泥的话也能有效解决排泥问题 V 型滤池现阶段也已经被广泛利用 虽 然费用较普通快滤池高 但其过滤效果比普通快滤池好 滤料使用寿命也比普通快滤 池长 两个方案对的经济比较见表 2 表表 2 方案经济比较方案经济比较 方案构筑物指标造价建筑安装费用设备购置费小计 方案一 折板反应水平 沉淀 4331760638934610721106 V 型滤池411517258478761404875224011800 合计34732906 方案二 隔板反应斜管 沉淀 4764936682252211587458 普通快滤池69308169529872276951019230198 合计30817656 从表 2 可知 综合起来 虽然方案一的造价比方案二的高 但方案一的处理效果 比方案二好很多 所以方案一更加合理 因此本设计采用方案一 四 设计 研究 进度计划 1 收集资料 完成开题报告 外文翻译第 1 周 2 选择工艺 完成水厂设计说明书第 2 周 3 进行水厂部分工艺计算 完成计算书 绘制设计草图第 3 5 周 4 完成管网布置及管网部分计算 绘制计算草图第 6 7 周 5 绘制设计图纸第 8 11 周 6 进行工程造价估算第 12 周 7 编写正式设计计算说明书第 13 周 8 修改设计 整理资料第 14 15 周 9 资料装订 准备答辩第 16 周 10 毕业答辩第 17 周 五 参考文献 1 石明岩 崔福义 常规给水工艺的除污染效果极其强化 J 工业用水与废水 2004 年 10 月 16 19 2 王占生 刘文君 微污染水源饮用水处理 M 北京 中国建筑工业出版社 2001 3 陈磊 王习冶 浅谈给水处理中的优化方法及应用前景 A 2010 年全国给水排水技 术信息网年会论文集 C 80 83 4 张红振 刘汉胡 我国城市供水的水质现状 问题及对策 J 净水技术 2005 年 4 月 56 76 5 石明岩 给水处理系统高效经济运行的试验研究 D 哈尔滨 哈尔滨工业大学市政 环境工程学院 2000 6 Gary LA Henry H W Molecular size distrubution of dissloved organic matter J J AWWA 1992 84 3 67 75 7 Vrijenhoek E M Removing particles and THM precursors by enhanced coagulation J J AWWA 1998 90 4 139 150 8 郑丽娜 马放 迟熠 生物絮凝剂用于给水混凝处理中浊度去除的研究 J 环境科 学 2008 年 6 月 9 方永忠 沈顺东 微涡流混凝给水处理新工艺 同济大学环境科学与工程学院 10 Water Purification in EEC P166 P167 11 何志军 刘俊良 张自力 漂浮滤料上向流过滤水处理工艺调试运行研究 J 河 北建筑工程学院学报 2004 04 12 韩小刚 黄延林 水厂常规工艺去除有机物和总磷 J 环境工程学报 2013 年 5 月 第 7 卷第 5 期 13 赵丽 艾萍 对持久性有机污染物的研究进展 J 云南化工 2008 年 4 月 第 35 卷第 2 期 6 龚云峰 丁桓如 给水处理工程中去除有机物的方法 A 2001 年全国工业 用水与废 水处理技术交流会论文汇编 C 上海电力学院水处理研究室 2001 150 152 14 姜安玺 韩玉花 生物除铁除锰滤池的曝气溶氧研究 J 中国给水排水 2001 年 第 17 卷第十期 15 梁萍 生物滤池在地下水除铁除锰技术的运用 J 铁道技术监督 2006 年 11 月 第 34 卷第 11 期 16 傅金祥 冯青 原水铁锰含量对细菌除铁除锰效能的影响 J 供水技术 2008 年 10 月 第 2 卷第 5 期 17 尚贞晓 强化混凝处理微污染水