贵州省织金县新区排水工程设计开题报告
2020-04-26 11:04
1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1 毕业设计目的及意义
在城镇，从住宅、工厂和各种公共建筑中不断地排除各种各样的污水和废弃物，在人们的日常生活中，盥洗、淋浴和洗涤等都需要用水，用后便成污水。现代城镇的住宅，不仅利用卫生设备排除污水，而且随污水排走粪便和废弃物，特别是有机废弃物。生活污水含有大量腐败性的有机物以及各种细菌、病菌等致病性微生物，也含有为植物生长所需要的氮、磷、钾等肥分，应当予以适当的处理和利用；在工业企业中，几乎没有一种不用睡的工业。水经过生产过程使用后，绝大部分成为废水。工业废水有的被热污染，有的则携带大量的污染物质，如酚、氰、砷、有机农药、各种重金属盐类、放射性元素，甚至还可能含有某些致癌物质等，必须对其妥善处理或回收利用；城市雨水和冰雪融水也需要及时排除，否则将积水为害，妨碍交通，甚至危及人们的生产和日常生活。从环境保护方面讲，排水工程有保护和改善环境，消除污水危害的作用。而消除污染，保护环境，是进行经济建设必不可少的条件，是保障人民健康生活和造福子孙后代的大事。本次设计将对织金县新区的污水管道、雨水管道、污水处理厂进行合理有效规划布置和设计计算，改善管理混乱的现状，遏制未经处理的污水直排六冲河的现象，保护水质和自然环境。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
排水工程主要内容包括：（1）收集各种污水并及时地将其输送至适当的地点；（2）妥善处理后排放或再利用。通过此次设计，我们需要熟练掌握以下内容：
1. 污水系统选择与方案比较；
2. 污水管网设计和计算；
3. 雨水系统选择与方案比较；
4. 雨水管网的设计和计算；
5. 设计污水总量计算，污水处理厂规模确定；
6. 污水处理厂工艺选择与设计计算；
（1）确定污水厂址；
（2）根据受纳水体与设计流量确定污水处理厂的工艺流程；
（3）根据选定的工艺流程，选定各类生产构筑物型式和设备及其工艺设计计算；
（4）污水厂各类管渠的定线和水力计算；
（5）污水处理厂的总体布置（平面与高程布置）及辅助建筑物与其它设施的选定；
2.2 技术方案
2.2.1 污水干管布置的方案比选
根据织金县新区地形经过方案比较，确定干管布置的设计方案为：
方案一：主干管布置在平行沿着六冲河的那条街道，干管垂直于六冲河接至主干管收集污水。
方案二：设置两条主干管，一条沿六冲河的街道收集靠河街区以及西南片街区的污水；另一条主干管设在最东边的街道垂直六冲河，收集其余街区的污水。
方案一布置更简洁，干管均较短埋深较小，主干管不必刻意加大埋深迎合干管接入。方案二设置两根主干管分摊整个城区污水，主干管管径比方案一更小，造价会相应减少，有平行六冲河布置的干管，埋深会比方案一的干管埋深大，但主干管距污水处理厂距离短，主干管埋深不会太深。整个城区横向和竖向的街道走向恰好和等高线均成一定角度，所以主干管平行六冲河或垂直六冲河，其地面坡度近似，所以综合考虑选择方案二，更加经济合理。
2.2.2 雨水干管布置的方案比选
本设计中雨水不需经过处理直接排污自然水体，雨水管道的布置原则是就近排放，根据地形及街区和六冲河的位置关系有两套方案：
方案一：设置一根主干管收集东边八块街区的雨水，然后到里河流最近的点排放，剩下三条南北走向的街道各设置一根干管；
方案二：设置六根南北走向干管直接连至河流排放；
方案二虽然有部分管从街区到河流的管段较长，但其东侧排水面积分摊均匀，管径小造价会更低，方案一是在最近点收集排放，跌水井或者消能渠设置更少，可节省部分费用，但其主干管收集八个街区雨水，流量相比方案一大很多，管段造价和施工费用会高出很多，所以选择方案二。暴雨强度公式由于规范没有织金县该地的公式，采用在其西南方向紧邻的安顺市的暴雨强度公式，其公式为：
2.2.3 处理工艺的方案比选
生物膜法对比活性污泥法有如下优点：1.微生物多样化，食物链长分阶段运行易形成优势菌属；2.耐冲击负荷能力强；3：污泥沉降性能好，无污泥膨胀问题即使丝状菌大量繁殖；4：易于运行管理、节能。但也有交明显的缺点：1.与活性污泥比更容易受到传质的限制，溶解氧浓度要求较高；2.需要较多的填料和支撑结构，基建投资大；3.处理的BOD浓度相比活性污泥法低且效果不如；4.对SS的要求较高，容易堵塞；5.活性生物量较难控制，运行灵活性差；6.易滋生苍蝇散发臭味。综上优缺点的比较，结合工程实情况，污水处理量较稳定，BOD较高，厂址里居住区距离不远，且国内活性污泥工艺更为成熟，所以选择活性污泥法。
活性污泥处理系统自20世纪初在英国问世以来，已历经近百年的发展与革新的历程。随着科学技术的进步和活性污泥处理厂世纪运行经验的积累，现已拥有以传统活性污泥处理系统为基础的多种运行方式。常用的工艺技术及其优缺点如下:
| 工艺 | 优点 | 缺点 |
| 氧化沟 | 流程简单，构筑物少，运行管理方便；可不设初沉池也可使氧化沟与二次沉淀池和建，省去污泥回流装置 | 占地大、动力效率较低，能耗也较高 |
| SBR间歇式活性污泥法 | 工艺流程简单，基建与运行费用低；生化反应推动力大，速率快、效率高，出水水质好；防止污泥膨胀的最好工艺，耐冲击负荷能力强。 | 运行复杂，需要精确的操作系统，如要实现自动化需要借助电动阀、液位计、自动计时器及可编程程序控制器等；人工管理难度大。 |
| A2/O同步脱氮除磷 | 总的水力停留时间少，在厌氧、好氧交替运行条件下丝状菌不能大量增殖，运行中不需要加药等 | 脱氮效果廋混合液回流比大小的影响，脱氮除磷效果不能很高 |
经对比选择，A2/O同步脱氮除磷工艺相较于其余两种工艺占地面积较小，污水厂建在靠河位置用地需要紧凑，污水经A2/O生物池处理能一次性到达排放标准排入就近的六冲河。相比SBR工艺运行操作更简单，更合适这种中、小城镇污水处理厂。由于污水厂较小且有脱氮除磷，不需要污泥厌氧消化和重力浓缩，采用浓缩脱水一体机直接完成污水污泥浓缩。污水厂的工艺流程图如下：
3. 研究计划与安排
第一周：查询设计原始条件，阅读《室外排水设计规范》，熟悉课本及设计手册，确定污水排放体制并进行污水管网水力计算；
第二周：污水管道方案比选，完成开题报告；
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 张智.排水工程[m](上册)第五版.北京:建筑工业出版社，2015.
[2] 张自杰等.排水工程[m](下册)第五版.北京:建筑工业出版社，2015.
