南京E区排水工程规划设计和污水处理厂工艺设计开题报告

 2023-03-08 03:03

1. 研究目的与意义

设计(论文)的研究背景:

随着城市的快速发展,城市用水量日益增加,导致生活、工业的排水量也大量增加。为保护城市水环境质量,避免城市污水对水环境的污染和破坏,“还老百姓清水绿岸、鱼翔浅底的景象”,需要对城市用户排水的各种污水进行收集、处理后达标排放,为此进行排水工程规划设计。

设计(论文)的目的和意义:

1)通过该毕业设计,提高资料检索、文献阅读、设计计算、绘制图纸、编写设计说明的能力;

2)通过毕业设计培养自己理论联系实际的独立工作能力,综合分析、判断的思维能力,运用所学知识解决实际问题的能力等;

3)通过毕业设计达到对学习成果的综合性总结和检阅,也是以后从事相关工作的最初尝试。

4)系统掌握排水系统的设计过程,掌握排水系统中不同单元的基本概念、基本理论和计算方法,把排水系统的理论与实践相结合。

2. 研究内容与预期目标

毕业设计任务:

1、某区排水工程管网规划设计,确定城市污水厂建设规模、位置,并进行管道系统布置,方案论证;

2、排水管网水力计算,排水管网、雨水管网平面图,部份管道纵断面图;

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3. 研究方法与步骤

研究方法及步骤

1、根据设计要求,查阅相关排水设计资料、规范和期刊,外文资料查阅、翻译。

2、明确设计任务书,收集城市现状、水文、地质、气候等所需资料,研究该地区新建污水处理的常用设计方案,为毕业设计的后续工作做准备。

3、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。请教指导老师,选定设计方案或对原选定方案略作修改。

4、编写设计计算说明书,根据设计内容给出概算书,并给出毕业设计成果的初稿并上传系统。请教指导教师,讨论设计图及设计合理性,进一步完善设计。

5、成果定稿后按照制图要求完善设计图,完成CAD制图部分及手绘制图部分,打印并装订毕业设计说明书(含外文翻译),完成设计成果的定稿,上传系统,并由指导老师审阅。

6、整理所有设计相关成果,完成毕业设计的纸质材料,准备毕业答辩。

设计方案:

本次对南京市玄武区设计主要分为两部分,一是排水管网规划设计,二是进行污水处理厂工艺设计。

1.排水管网设计方案

本次排水体制采用分流制排水系统,污水经排水管道汇入城市污水处理厂处理;雨水经雨水管道后直接排入城中河。

在污水管道定线时,因为管道定线一般采用顺坡排水。通常,集水线或河岸低处敷设主干管及干管,而横支管的坡度应尽可能与地面坡度一致。本次设计中的地势比较平坦,结合夹江的流向,本次设计干管同等高线垂直,主干管与等高线平行敷设至河岸附近,采用截留式布置形式,主干管江各干管的污水截留送至污水处理厂。

2. 污水处理工艺的设计方案

(1)选择依据

根据GB50014-2021《室外排水设计标准》中污水厂处理效率相关规定:

首先,根据上方表格一中的原水水质以及去除率的计算,TP要达到88.89%的去除率,SS要达到92.86%的去除率,结合表格二中的污水厂中各级处理效率,由此确定污水厂设计须采用一级处理、二级处理以及深度处理才能保证SS、TN、TP同时达到一级A排放标准。

其次,一级处理的流程和作用基本相同,都为了保证二级处理生化池更好地运行,因此二级处理中的生物池为核心单元,生物处理的脱氮除磷也是出水水质达标的关键。本次设计的城市污水厂规模为12吨/天,属于大中型污水厂,常采用A2/O、SBR及其改良工艺,因此本工艺中方案一选用A2/O法工艺设计,方案二选用CASS法工艺设计。

因此,两套方案流程图如下:

方案一:

1 A2/O法工艺流程图

方案二:

2 CASS法工艺流程图

(2)两套方案工艺比选

城市污水处理厂工艺流程方案技术比较表

方案一

A2/O法处理工艺

方案二

(CASS法处理工艺)

优点:

(1)染物去除效率高,运行稳定,有较好的耐冲击负荷。污泥沉降性能好。

(2)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,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。

(3)在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中,该工艺流程最为简单,总的水力停留时间也少于同类其他工艺。

(4)在厌氧-缺氧-好氧交替运行下,丝状菌不会大量繁殖,SVI一般小于100,不会发生污泥膨胀。

(5)污泥中磷含量高,一般为2.5%以上,具有很高的肥效。

缺点:

(1)这个过程可以称为系统中最简单的同步脱氮除磷工艺。

(2)流程复杂、构筑物多、占地较大、造价较高。

(3)沼气回收利用经济效益差。

优点:

(1)工艺流程简单、管理方便、造价低。CASS工艺只有一个反应器,不需要二沉池,不需要污泥汇流设备,一般情况下也不需要调节

池,因此要比活性污泥工艺节省基建投资30%以上,而且布置紧凑,节省用地。

(2)处理效果好。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程中,因此处理效果好。

(3)有较好的脱氮除磷效果。CASS工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境,并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高脱氮除磷效果。

(4)污泥沉降性能好。CASS工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长,减少了污泥膨胀的可能。同时由于CASS工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的,因此沉淀效果更好。

(5)CASS工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质的波动。

缺点:

由于进水贯穿于整个运行周期,沉淀阶段进水在主流区底部,造成水力紊动,影响泥水分离时间,进水量受到一定限制,水力停留时间较长。

曝气沉砂池

平流沉砂池

优点:

(1)通过调节曝气量,可以控制污水的旋流速度,使除砂效率较稳定,受流量变化影响较小;除砂效率高;

(2)通过曝气可以有助于有机物和砂子的分离。

(3)对污水起到预曝气作用;受流量变化的影响小

(4)沉砂中有机物含量低于10%,克服了普通平流沉砂池的缺点

缺点:

(1)出水的溶解氧含量较高;

(2)对生物处理的厌氧及缺氧生物处理产生影响。

优点:

(1)适应流量变化能力强;

(2)截留无机颗粒较好,工作稳定,构造简单 排砂方便。

缺点:

(1)表面附着15%有机物的沉砂容易发生腐败,增加后续处理难度还需,进行洗砂处理。

(2)池子本身虽占地小,但由于要求切线方向进水和进水渠直线较长,在池子数多于两个时,配水困难,占地也大。

V型滤池

普通快滤池

优点:

(1)运行稳妥可靠;

(2)采用均制滤料,滤床含污量大、周期长、滤速高、水质好;

(3)具有气水反洗和水表面扫洗效果好;

(4)不易产生滤料流失现象,滤层仅为微膨胀,提高了滤料使用寿命,减少了滤池补砂、换砂费用

缺点:

(1)需配套设备:如鼓风机等;

(2)土建较复杂,池深比普通快滤池深。

优点:

(1)池深较浅,可采用降速过滤;

(2)运行管理可靠,有成熟的运行经验

缺点:

(1)反冲洗耗水量较大;

(2)阀门多操作,较V型滤池较复杂,(3)滤速小,纳污能力低。

经过上述比选,A2/O工艺具有良好的脱氮除磷效果,运行效果稳定,有较好的耐冲击负荷,污泥沉降性能好;且该工艺运行管理方便,并在实际工程中得到了广泛应用;最为重要的工艺总的水力停留时间少于同类其他工艺,节省基建投入,综合比较,因此最终选用A2/ O工艺。

4. 参考文献

1. 上海市建设和交通委员会.室外排水设计规范(GB50014-2021)..北京:中国计划出版社.2021.

2. 北京市政工程设计研究总院.给水排水设计手册(第5册)城镇排水(第三版)北京:中国建筑工业出版社.2017.

3. 沈耀良. 废水生物处理新技术——理论与应用.第二版.北京:中国环境科学出版社.2006.

4. 张智.排水工程(上册)(第五版).北京:中国建筑工业出版社.2015.

5. 张自杰.排水工程(下册)(第五版).北京:中国建筑工业出版社.2015.

6. 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002).北京:中国环境科学出版社.

5. 工作计划

1、2022年2月14日~2022年2月20日 0教学周 毕业实习

2、2022年2月21日~2022年2月27日 1教学周毕业实习报告、听相关讲座

3、2022年2月28日~2022年3月13日 2~3教学周 排水管网方案和污水厂规模

4、2022年3月14日~2022年3月27日 4~5教学周 排水管网设计计算和草图

5、2022年3月28日~2022年4月10日 6~7教学周 污水厂方案及可行性研究

6、2022年4月11日~2022年5月1日 8~10教学周工艺计算和绘制图纸

7、2022年5月2日~2022年5月22日11~13教学周 修改完善正式图纸

8、2022年5月23日~2022年5月29日14教学周整理说明书和工程经济分析

9、2022年5月30日~2022年6月5日 15教学周预答辩和修改完善成果

10、2022年6月6日~2022年6月12日 16教学周毕业答辩和毕业教育

外文翻译在第4周前完成,平时方案确定、计算及时录入计算机,污水厂和管网投资估算在第6周连同可行性报告一起完成,部分工程概预算在各分项工程计算过程中完成。预答辩安排在6月初进行

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