污水处理毕业设计开题报告.docx

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污水处理毕业设计开题报告

CHANGCHUNINSTITUTEOFTECHNOLOGY

开题报告

设计题目：

学生姓名：

学院名称：

专业名称：

班级名称：

学号：

指导教师：

教师职称:

学历

2014年3月10日

开题报告

一．选题依据

1.设计目的及意义

改革开放30年来，经济发展蓬勃向上，各方面的变化日新月异，国家对基础设施建设投入加大了许多。

随着城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，工业废水和生活污水排出量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重，不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。

同时，水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。

因而，城市污水治理已成为当前迫切需要解决的问题之一。

理论是用于实践的，将自己在课堂上所学的知识，尤其是专业知识用于本次毕业设计之中，以提高自己的工程设计能力，为自己走上工作岗位进行工程设计打下坚固的实践基础。

通过毕业设计，能够熟悉并掌握排水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，能根据原始设计资料正确地独立地选定设计方案，掌握污水厂设计的基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。

2.设计拟解决的工程实际问题

根据《贵阳市城市总体规划（2009—2020年）》所知城市的主要发展方向：

以中心城区为核心，按照“中心放射型”的城镇体系空间布局结构，沿贵黄、贵遵、贵毕、贵开、贵惠、贵修、厦蓉、市域快速铁路等重要交通干线形成城镇主要发展走廊。

沿其支流纵深发展的城市布局形态。

而近年来随着贵阳市城市基础建设及经济的发展，该区域的人口和城市污水排放量也在逐年增加，大量工业废水和生活污水直接排放，红枫湖、百花湖、阿哈水库等区域都受到了不同程度的污染。

另排放的污水中含氮磷较多，将使水体富营养化，为改善环境，处理水环境污染问题，因此建设贵阳市金阳污水处理厂工程至关重要。

贵阳市金阳污水处理厂位于贵阳市金阳新区，小湾河大桥旁，该厂设计处理能力为12万吨／日，总投资12600万元。

该项目2008年5月基本调试完毕并启动试运行，2010年11月通过阶段性环保验收，目前已经正常运行。

目前，金阳污水处理厂的污水收集范围已全部实现雨污分流，共建污水接入管网达98.5公里、雨水接入管网达98.3公里，收集范围包括建成区的行政中心、金华园、红街、元龙地块、碧海花园、贵阳一中、金阳客车站、景怡园、金阳医院、金世旗、武警总队、卫校、电大、世纪城、水电八局、贵州工业职业学院等。

此前，金阳新区每天产生的1.8万吨生活污水，未经过处理直排入阿哈水库，今后，这些污水经金阳污水处理厂处理全部改道达标后再排放到贵阳市西河进入南明河。

据悉，在“十二五”期间，金阳新区拟建设小湾河排水收集系统，建设污水管79.9公里、雨水管28.95公里，进一步扩大污水收纳范围。

3.设计拟应用的现场资料综述

贵阳地理位置优越，贵阳市是中国西南地区重要的中心城市之一，是国务院确定的“黔中产业带”、“南贵昆经济带”和“泛珠三角经济区”内的重要中心城市，是一座以资源开发见长的综合型工业城市，主要工业产品和工业行业在中国居于重要的地位。

是我国对外开放、走向东盟、走向世界的重要门户和前沿，是新崛起的面向东盟的区域性国际城市。

3.1城市气温

贵阳夏无酷暑，夏季平均温度为23.2℃,最高温度平均在25-28℃之间,在最热的七月下旬，平均气温也仅为23.7℃，全年最高温度高于30℃的日数少,近五年平均仅为35.8天，大于35℃的天数仅为0.3天；紫外线强度仅在中午很短的时间内达到4级，其余时间均为弱或很弱；夏季雨水充沛,约500毫米，夜间降水量占全年降水量的70%。

贵阳冬无严寒，最冷一月上旬，平均气温是4.6℃。

3.2城市降水

贵阳市海拔高度在1100米左右，处于费德尔环流圈，常年受西风带控制，属于亚热带湿润温和型气候，年平均气温为15.3℃，年极端最高温度为35.1℃，年极端最低温度为-7.3℃，年平均相对湿度为77%，年平均总降水量为1129.5毫米，年雷电日数平均为49.1天，年平均阴天日数为235.1天，年平均日照时数为1148.3小时，年降雪日数少，平均仅为11.3天

3.3城市地形地貌

贵阳地处黔中山原丘陵中部，长江与珠江分水岭地带。

总地势西南高、东北低。

苗岭横延市境，岗阜起伏，剥蚀丘陵与盆地、谷地、洼地相间。

相对高差100—200米，最高峰在水田镇庙窝顶，海拔1659米；最低处在南明河出境处，海拔880米。

中部层状地貌明显，主要有贵阳——中曹司向斜盆地和白云——花溪——青岩构成的多级台地及溶丘洼地地貌。

峰丛与碟状洼地、漏斗、伏流、溶洞发育。

较平坦的坝子有花溪、孟关、乌当、金华、朱昌等处。

南明河自西南向东北纵贯市区，流域面积约占市区总面积的70%。

贵阳地貌属于以山地、丘陵为主的丘原盆地地区。

其中，山地面积4218平方千米，丘陵面积2842平方千米；坝地较少，仅912平方千米；此外，还有约1.2%的峡谷等地貌。

3.4城市风向

最近五年贵阳市秋季和冬季偏东北方向的风较多，而春季和夏季则以偏东南方向的风较多，从季节性变化来看主导风向是东南风，贵阳市平均风速为1.2～1.5m/s。

3.5厂址及场地状况

厂区选址以平原为主，污水处理厂拟用场地较为平整，占地面积10公顷。

厂区地面标高0.00米，原污水将通过管网输送到污水厂，来水管管底标高为-5.00米（于地面下5米）。

4.设计拟应用的文献综述

4.1前言

城市污水处理设施是现代化城市经济发展和水资源保护不可或缺的组成部分。

在美国、荷兰、日本等发达国家，已经普遍实行了城市污水的集中二级处理，近年来，我国中央政府，各级地方政府及相关部门对城市污水治理十分重视，同时加大了对污水处理的资金投入和治理力度，使我国在污水处理厂方面的建设方面取得了重大的进展。

“十二五”期间，国家在巩固化学需氧量减排的基础上，将加强对氨氮以及总氮、总磷和重金属等污染物的排放控制及总量削减。

水污染防治以城镇生活污水提标升级改造、高浓度、高含盐、难降解工业废水处理、废水资源化为重点，同时加强农村生活污水及河湖等领域的污染防治。

4.2氮磷含量较高的城市污水对环境的影响

由于城市污水中有着各种不同的化学成分和有害物质，污水中的氮磷含量的超标会对整个生态环境造成严重的影响。

而氮磷含量的超标的直接体现就是水体富营养化。

富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。

溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。

同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。

因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中毒致病。

可见控制污水中氮磷的排放是至关重要的，也是建设城市污水处理厂中必须考虑到的问题。

4.3城市污水处理技术

污水处理所采用的工艺技术是污水处理厂的核心部分，与进水水质、出水要求、处理量、投资大小等等因素密切相关。

自我国第一座采用活性污泥工艺的城市污水处理厂1921年在上海建成以来，污水处理事业在我国得到了发展，污水处理的工艺层出不穷，由于城市污水的主要污染物是有机物，因此目前国内外大多采用生物处理技术处理城市污水，又可分为活性污泥法和生物膜法两大类。

其中，由于生物膜法的处理效率不高，卫生条件较差，我国只有少数几座生物膜法城市污水处理厂；而活性污泥法污水处理厂占绝大多数，其中使用最广泛的主要有①传统活性污泥工艺和其改进型A/O、A²/O工艺；②AB工艺；③SBR及其改进工艺；④氧化沟及其改进工艺；⑤其他工艺。

（1）传统活性污泥工艺

我国20世纪80年代及其以前建设的污水处理厂，由于当时没有对出水氮磷含量的要求，生物处理工艺主要采用传统活性污泥工艺及其改良工艺，其功能是大幅度去除污水中呈胶体态和溶解态的有机污染物，使经处理的污水BOD达到标准，而对污水中氮磷的去除率非常低。

同时水体富营养化问题在我国日益严重，为适应国家对氮磷含量的排放要求，保护水环境，一些采用传统活性污泥处理工艺的污水处理厂对其现有的工艺进行改造，增设了“脱氮除磷”功能。

（2）A/O工艺及A²/O

A/O工艺及A²/O工艺因其较好的脱氮除磷效果而在慢慢应用于城市污水处理之中，并且成为主流，再此阶段，氮磷污染物控制与去除分别达到90%以上和80%左右，而A²/O工艺能同时高效脱氮除磷。

该工艺主要优点是对COD、BOD5、SS等具有较高的去除率，对脱氮除磷也具有较高的去除效果，具有运行费用低、占地少，出水水质好等特点；其缺点是运行管理要求较高，投资较大，节能差20世纪90年代以来，随着具有脱氮除磷功能污水处理工艺的研究应用，发现A²/O工艺本身存在的缺陷，既反硝化菌和聚磷酶在有机负荷，污龄及碳源需求上存在着矛盾和竞争，很难在同一系统中同时获得氮磷的高效去除，阻碍生物脱氮除磷的应用，为了解这些工艺的矛盾，研究者们进行了大量研究来进行工艺改造，开发出倒置A²/O，UCT，A+A²/O。

（3）SBR工艺

随着工业和自动化系统的飞速发展，特别是监控技术的自动化程度以及污水处理厂自动化管理要求，为SBR的研究和应用提供了有力的条件，我国对SBR工艺的应用很广泛，主要有CASS工艺、CAST工艺、MSBR工艺等等。

SBR工艺也叫序批式活性污泥法，其最根本的特点是处理工序不是连续的，而是间歇的、周期的，污水一批一批地经过进水、曝气、沉淀、排水，然后又周而复始。

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，无污泥回流系统优点：

出水水质稳定、水质好；耐冲击负荷；运行管理简单、自控水平高；占地面积小、造价低、操作灵活。

但SBR法存在的曝气系统易堵塞，故障率高，人工操作管理繁琐，监测手段要求高等缺点也影响了其使用。

（4）氧化沟工艺

20世纪中期，氧化沟工艺因其好的脱氮除磷效果且无需沉淀池开始慢慢被推广，此时期建设的大型污水处理项目基本上采用氧化工艺，国内许多污水处理厂的使用状况证明氧化沟工艺是一种工艺流程简单，管理方便，工艺稳定性高的污水处理技术。

常见的氧化沟有Carrousel氧化沟、交替工作式氧化沟、Orbal氧化沟、一体化氧化沟等。

（5）曝气生物滤池工艺

曝气生物滤池是当前发展较快的一种新到生物处理技术，具有占地面积小、出水水质高、投资省、运行灵活方便、易于管理、抗冲击能力强等特点，在污水的有机物去除、硝化去氨、反硝化脱氮、除磷以及微污染水源水的预处理过程中有着较好的应用前景。

曝气生物滤池的基本原理是：

在一级强化的基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，实现污染物在同一单元反应器内去除．省去了二次沉淀设备。

反应器内存在着不同的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化和反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮的目的。

该工艺存在的主要问题包括：

进水一般要求进行预处理，增加了工艺的复杂性；进水悬浮物较多时，运行周期短，反冲洗频繁；产生的污泥稳定性差，进一步处理比较困难；同步生物除磷效果不好．一般多采用化学法进行，增加了药剂的使用量等等。

在我国，目前曝气生物滤池正处于推广阶段。

4.4脱氮除磷工艺在污水处理技术中的应用机理

生物脱氮处理过程中，污水中的有机氮首先被异养菌转化为氨氮，氨氮的去除由两个过程完成，在好氧条件下氨氮被亚硝化菌转化为亚硝酸盐氮，继而被硝化菌转化为硝酸盐氮