开题报告范例.docx

1、开题报告范例 开题报告 题目 华东地区H市污水处理厂设计 报告人： 指导老师：杨昌柱 教授 杨 群 讲师1 课题来源、内容及意义和国内外研究概况1.1课题来源 指导老师自选课题1.2课题内容华东地区H市污水处理厂工艺设计1.3课题意义水被称为是21世纪的油，水资源危机是21世纪仅次于全球变暖的第二大问题。随着工业的高速发展和城市化进程的加快，我国的水污染问题日趋严重，废水治理特别是城市污水处理也越表越受到环保工作者的重视。因而城市污水处理方法的探讨就显得尤为重要。与大中型污水处理不同，小型污水处理厂具有水质水量波动大、处理成本相对偏高的特点，而且地域的偏远对自动化技术的使用产生限制，人口的不集

2、中也会使污水的收集变得困难。通过课题的训练，可以对上述问题进行进一步探讨，并且为以后的实际工作进行指导。 1.4 国内概况1.4.1 我国城市水质及污水处理建设现状2009年中国环境状况公报显示，2009年，全国重点城市共监测397个集中式饮用水源地。监测结果表明，重点城市年取水总量为217.6亿吨，达标水量为158.8亿吨，占73.0%。截止2009年底，我国已经累计建成城镇污水处理厂近2000座，每天总处理能力超过1 亿立方米,但至今仍有106个设市的城市没有建成投运的污水处理厂，主要分布在东北和中西部的省份。目前，城市污水处理工艺仍在应用的有一级处理、二级处理、深度处理，但国内外最普遍流

3、行的是以传统活性污泥法为核心的二级处理。如下表是国内的各种生化工艺，活性污泥法的工艺相对较成熟。表1 生化处理法生物膜法生物滤池活性污泥法传统活性污泥法及其变型传统活性污泥工艺(按曝气方式可分为鼓风曝气、机械曝气、射流曝气、纯氧曝气、深井曝气等；按流态可分为推流式完全混合式等)；AO脱氮工艺A0除磷工艺；A2O脱氟除磷工艺(普通A2O工艺、UcT、改良型UcT、倒置A2AO工艺)；AB法氧化沟工艺卡鲁塞尔氧化沟；双沟式氧化沟：奥贝尔氧化沟；一体化氧化沟SBR工艺传统SBR工艺；ICEAS；DATLAT：CAST(CASS)；UNITANK； MSBR传统活性污泥法 与氧化沟结合工艺OOC；OC

4、O；AOR；AOE；改进型A 2O氧化沟与SBR结合 工艺三沟式氧化沟特种形式 的活性 污泥法vT工艺；BIOLAK工艺生物膜法与活性污泥法结合工艺传统接触 氧化法；投科曝气； BIOFOR； 厌氧生化法水解酸化法1.4.2城市污水处理技术和工艺的研究趋势 (1)反应器的开发和利用。不同的反应器的应用受到了技术、经济和理论条件的限制。而且各种反应器都有相应的优点和缺点。而现在的趋势是组合各种反应器或结合各自的优点开发出新的高效的反应器。例如膜生物反应器的开发和应用。(2)处理技术的开发。污水处理技术包括物理法，化学法，物理化学法，和生物法以及这些处理单元的组合。当今国内外污水处理决大多数采用生

5、物法为主体。而其它众多处理单元作为辅助单元。但对一些生化性很差的污水，我们应考虑其它的处理单元。Tio光催化氧化技术就是近年来研究很热的一个方向，因为它可以处理很多中生化性能差的污水。而且它有望利用太阳光的照射作为能源，就更为它的可行性提供理论依据。(3)质粒育种和基因工程技术开发微生物的优良品种。由于工农业的发展使得污水中的污染物成分更加多样化，有些污染物的可生化性非常差。所以，除了可以利用其它的非生化手段外，我们还可以利用质粒育种和基因工程技术培养优 良品种来用于某些特殊污染物的处理。 (4)开发新的污泥处理和处置技术。随着污水处理厂建设规模的扩大，污泥产量会有大幅度提高。污泥厌氧硝化的投

6、资约占污水处理费用总投资的204 。在我国仅有的几十座污泥硝化池中，能够正常运行的不是很多，有些根本不能运行。这也是导致我国近年大量采用延时曝气低负荷 氧化沟的原因。因此，我国城镇污水处理工艺的进步，尤其是从低负荷向中、高负荷转变的过程中，污泥的处理和处置起着非常重要的作用。1.5国外发展状况西方国家的污水处理已有一百余年历史，最初只考虑去除有机物和悬 浮物 ，二十世纪八十年代，水体富营养化的危害促进各国将去除氮磷列入污水处理厂的排放标准，带动生物脱氮除磷技术的研究和实践迅速进展，各种同时去除有机物和氮磷的工艺像雨后春笋般应运而生。最早得到推广的生化法是生物滤池，它的造价低廉，运行费用省，管理

7、十分方便，处理出水比原污水有极大的改善。随着人们对治理污水要求的提高，生物滤池出水已不能达到新的标准，加之生物滤池卫生条件较差，滤池蝇和臭味比较严重，于是逐渐被活性污泥工艺取代，活性污泥法成为城镇污水处理的主流工艺。如下表是国外一些仍在运行的污水处理厂。与此同时，城镇污水处理厂产生的污泥处置技术发展迅速，污泥浓缩脱水机械多种多样，污泥消化要求越来越严，污泥处置由堆肥、填埋向干化、焚烧扩展，有的地方污泥处理处置费用已接近甚至超过污水处理费用。开发经济有效的污水污泥处理处置工艺是当前和今后相当一段时期业界面临的一个重大课题，值得几代人探索。1.6未来污水处理发展污水处理的发展趋势与展望随着人类对环

8、境质量要求的提高，同时受水资源短缺和能源危机等影响，未来的污水处理将向以下方向发展：(1)污水处理普及率更高国外城市都在为污水处理普及率达到100而努力。(2)推广低能耗高性能的污水处理工艺技术活性污泥法作为城市污水处理的主体工艺在今后相当长的一段时间内不会有太大变化。但一批低投资、低能耗、与生态处理相结合的具有深度处理功能的半自然化工艺，如土地处理法、氧化塘处理法等可能更适合第三世界国家和发展中国家，并以此在其中小城镇提高污水处理普及率。其次污水处理厂采用高效节能的污泥处理系统和安全的处置方法也是十分重要的。(3)水处理排放的标准提高，随着人们生活质量的提高，对环境质量的要求也逐步提高，这就

9、使得城市污水处理厂的排水标准越来越高，除BOD外，对氮磷等的去除要求也将提升。(4)多功能的污水处理技术更为流行，随着城市的发展，城市用水的供需矛盾日益突出，污水处理厂不仅要承担控制污染的任务，还要承担解决城市水资源短缺的任务，污水回用量将越来越大。另外污水处理还要兼顾生态恢复，对污水热能利用的开发研究也将普及。(5)有关污水处理的政策更完善各国对城市污水处理都非常重视，建立专门管理机构以解决城市污水处理问题，污水处理设施的投资在国民生产总值中所占的比例会更大。排污收费和污水处理设施有偿使用的观念逐步为公众接受，水污染收费体制日趋健全。2 工程设计目标、概况、任务及方案初定2.1 工程设计目标

10、综合运用所学知识，依据设计规范和相关资料，从工艺处理效果和经济角度综合考虑，能够根据具体情况选择最优可行方案，并能在规定时间内独立完成设计计算和图纸绘制工作。2.2工程设计概况2.2.1城市概况（1）地理位置H市位于江苏省北部，地理位置为东经，北纬3204334027。地处黄淮平原，地势由西北向东南倾斜，市区地面标高为6.513.0米（废黄河标高）。（2）气候H市属温暖湿润季风气候，一年四季分明，冬季干冷，夏季湿润。历年平均降雨天数102.5天，主要气象特征值为：极端最高气温： 36.8极端最低气温： -11.0年平均气温： 14.3年平均相对湿度： 73%年平均风速： 3.5m/s常年主导风

11、向： 偏东风夏季主导风向： 东南风冬季主导风向： 东北风年平均降水量： 958.8mm年平均日照时数： 2243.6hr（3）水文及水文地质H市境内河流稠密，纵横交错，主要水体有盐河、废黄河、二河、张福河、淮沭河、六塘河等，其中与工农业生产和人民生活密切相关的盐河、废黄河。涵闸较多，过境水量大，水文因素除受降水影响外，主要受过境水和水利工程的影响。杨庄闸上游正常水位11.012.5米，下游810米，最高水位15.4米，下游14.8米，泄水量一般为200m3/s，最大泄水量300m3/s。盐河闸上游水位11.012.5米，下游水位810米，正常泄水量为100160m3/s，最大泄水量为275m3

12、/s。2.2.2工程规模根据H市东片规划，本工程规划年限近期为2012年，规模2万m3/d,中期为2017年，规模为4万m3/d。（1） 进水水质表3 进水水质项目CODcr（mg/l）BOD5（mg/l）SS（mg/l）NH3-N（mg/l）TP（mg/l）进水300180300354 （2）出水水质要求目前H市污水处理厂的出水主要排至盐河，根据功能区划，盐河控制标准为类水域，结合本项目的环境影响报告，要求出水水质满足GB 189182002城镇污水处理厂污染物排放标准的一级B排放标准，即：表4 出水水质项目CODcr（mg/l）BOD5（mg/l）SS（mg/l）NH3-N（mg/l）TP

13、（mg/l）进水60202081（3）厂区地形考虑潮水位，污水厂选址区域高程为3035米（黄海高程）；平均地面标高33m。污水通过干渠以自流方式到厂边，厂边干渠管底标高为26米(黄海高程)，出水排入厂址北部湖域，湖水常年水位33m。 2.3 工程设计任务（1）进行污水处理厂方案的总体设计：根据委托方要求和城市污水水质确定污水处理工艺方案；进行污水厂总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水回用处理厂总平面及高程设计图；进行投资估算和占地面积估算等。（2）进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计和施工图设计（每位学生要求至少有一个构筑物的设计达到施工图深度）、设备选型和工

14、程概算（某一构筑物）等，图中应有设备、材料一览表及工程量表。（3）进行辅助构建筑物（包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等）的设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型和设备管道安装图，包括有关各种机修设备、计量仪表的选型等。2.4设计方案选择城市污水处理工艺选择的关键原则可概括为四个字：“技术合理”。1指标先进，这里主要指具备高效的处理效果。达到或优于国家标准规定的处理出水水质指标。2经济实用，节省工程投资是城市污水处理厂建设的重要前提。要合理确定处理标准。选择简捷紧凑的处理工艺。尽可能地减少占地。力求降低地基处理和土建造价。同时，必须充分考虑节省电耗和消毒药耗。把运行费用减至最低。3成

15、熟可靠，合理把握工艺先进性和成熟性(可靠性)的辩证关系。一方面。应当重视技术经济指标的先进性。同时必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。 4易于管理。在工艺选择过程中。必须充分考虑到我国现有的运行管理水平。尽可能做到设备简单维护方便。适当采用可靠实用的自动化技术。5二次污染少。由于城市污水处理厂处理水量大。在处理废水的同时。也会产生大量的污泥。不仅给污泥的后续处理增大了处理成本。而且易形成二次污染。 因此在选择处理工艺时。要充分考虑产泥量少产生二次污染少的工艺。2.4.1基本方案确定： 处理要求表5 处理要求项目CODcr（mg/l）BOD5（mg/l）SS（mg/l）NH3-N（mg/l）

16、TP（mg/l）进水300180250354出水60202081去除率80%89%93%73%75%污水浊度较高，故而应设置初沉池等物理工艺；可生化比较高，且有脱氮除磷要求，故而选择生物工艺；生活污水水量变化较大，故在处理工艺前加一节流井以调节水量。具体流程初定如下：污水格栅节流井泵房细格栅沉砂池初沉池生物池二沉池深度处理排放（回用）2.4.2物理处理工艺选则（1）格栅：粗格栅通常倾斜架设在其他处理构筑物之前或泵站集水池进口处的渠道中，以防大的漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道或者损坏水泵等机械设备，起着对废水预处理和保护设备的双重作用；细格栅可以置于粗格栅之后作为预处理设施，也可替代初沉池作

17、为一级处理单元，还可用来处理合流制排水的溢流水；本设计中，粗格栅使用回转式格栅除污机，细格栅使用阶梯式格栅除污机。（2）节流井 ：在粗格栅后加一座节流井，安装流量控制阀一台，调节流量。（3）沉砂池：沉砂池的功能是从污水中分离密度较大的无机颗粒，例如砂、炉灰渣、煤屑等本设计中将沉砂池设在细格栅之后；本设计中沉砂池使用曝气沉砂池。曝气式沉砂池砂中有机物含量较低无需洗砂。（4）初沉池和二沉池：初沉池设在沉砂池之后、某些生物处理构筑物之前，其主要作用是去除有机固体颗粒，其一般可以去除废水中悬浮固体40%-50%，同时可以去除有机固体颗粒，一般占总BOD5的20%-30%，因此可以降低生物处理构筑物的有

18、机负荷；平流式初沉池：适用于地下水位高及地质较差的地区，适用于大、中、小型污水处理厂；优点：沉淀效果好，抗冲击负荷和温度变化，施工方便，多池一体，节约用地；缺点：池子配水不易均匀，采用多斗排泥时，每个斗需单独设置排泥管各自排泥，操作量大，采用链带式刮泥机排泥时，链带的支承件都浸于水中，易于腐蚀；竖流式初沉池：适用于处理水量不大的小型污水处理厂；优点：无机械刮泥设备，排泥方便，管理简单，占地面积小；缺点：池子深度大，施工困难，易受冲击负荷和温度影响，造价高，池径不宜过大，否则布水不均；辐流式初沉池：适用于地下水位较高及地质条件较差的地区，适用于大、中型污水处理厂；优点：多为机械排泥，运行较好，管

19、理较方便，机械排泥设备已为定型，结构受力条件好；缺点：占地面积大，机械排泥设备复杂，对施工质量要求高；对于本设计，初沉池采用平流式沉淀池，二沉池采用辐流式沉淀池。2.4.3生物处理工艺选择本设计初选好氧工艺，由于对出水水质有较高要求，需要脱氮除磷，故而不使用传统活性污泥法，现将几种改进工艺作对比：（1） 氧化沟：氧化沟工艺是五十年代由荷兰工程师发明的，因其池型呈封闭循环流沟渠而得名，其沟内循环水量往往是进水量的几十倍甚至上百倍，所以氧化沟兼有推流型和完全混合型曝气池的特点，具有较强的抗冲击负荷的能力。一般情况下，氧化沟工艺不设初沉池，以简化工艺，便于操作。氧化沟工艺发展速度较快，种类也较多，但

20、其机理仍是活性污泥法。目前国内外应用较多的氧化沟主要有卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟、奥贝尔（Orbal）氧化沟、多沟交替式氧化沟等。各种氧化沟的主要区别在于沟型和曝气方式的不同，一般情况下，氧化沟都采用表面机械曝气，如表曝机、转刷、转碟等。其中应用较为多的是奥贝尔氧化沟，这种氧化沟由三个椭圆形沟道组成，来自沉淀池的污水和回流污泥混合后首先排入外沟道，然后进入到中沟道和内沟道，最后经中心岛的出水堰排至二沉池。其曝气设备可以采用转碟曝气器。但是，由于受到沟深的限制，导致氧化沟的占地面积较大，同时，其充氧能耗往往高于鼓风曝气的能耗，造成运转的费用相对较高，并且由于其负荷很低，容易引起污泥膨胀

21、。（2）SBR工艺 SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水

22、头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。（3）A/A/O工艺A/A/O是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称，是在传统活性污泥曝气工艺的基础上，为加强生物脱氮除磷效果开发出来的污水处理工艺。A/A/O工艺的生物反应器池分为厌氧段、缺氧段、好氧段。在厌氧段（DO0.2mg/L），流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥(BOD5/P10)，本段的主要功能为释放磷，为在好氧段磷的过量吸收创造条件；污水经过第一厌氧反应器进入缺氧段，硝态氮由好氧段混合液内循环回流送来，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流液中带入的大量硝态氮通过反硝化过程转换为氮气而达

23、到脱氮的目的。进水中的有机物作为反硝化所需的碳源，在反硝化的同时有机 A/A/O工艺可同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，缺氧池和好氧池联合完成脱氮，厌氧池和好氧池联合完成除磷。图1 A2O流程图该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%95%，总氮为70%以上，磷为90%左右。总的来说，这种工艺运行稳定可靠，除磷脱氮程度高，在对出水氮、磷指标要求严格时，多采用这种工艺，同时该工艺对今后的污水资源化，以及防止水体富营养化均有重要意义。A/A/O修建安装简单，而且管理操作很方便，通过综合性比较，采用A/A/O工艺处理污水较为合理。 表6 各种工艺比较工艺名称传统活性

24、污泥法A2O法氧化沟法SBR法工艺流程进水初沉曝气二次沉淀出水进水厌氧缺氧好氧沉淀出水进水氧化沉淀池出水进水SBR池沉淀池出水建设成本较高高低较低运行能耗（元/吨水）0.40.60.40.6 0.30.50.40.6处理效果CODBOD去除良好；TNTP去除效果欠佳CODBODTNTP去除效果好 CODBOD去除率高；TNTP去除效果较好CODBOD去除率高；TNTP去除效果较好控制技术自控程度较低回流和曝气过程难以控制自控程度较低自动控制运行2.4.4 深度处理 污水经过以上的构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是一般情况下，还会有相当数量的污染物质，细菌的绝对值仍然十分

25、可观，并有存在病原菌的可能。含有以上物质的处理水，如排放湖泊、水库等缓流水体会破会水体环境，更不利于回用。因此为进一步提高水质，对出水增加深度处理。本设计二级出水絮凝凝沉淀过滤消毒工艺作为深度处理工艺。混凝沉淀工艺去除的对象是污水中成胶体和微小悬浮状的污染物。表观而言即是去色度和浊度，也能够去除能导致水体富营养化的氮和磷。混凝设备选用澄清池，搅拌，絮凝、沉淀在一个池中进行。该澄清池能将已生成的絮体回流，回流将大大减少混凝剂的投加量和形成絮体所需时间。混凝剂采用硫酸铝，为提高混凝效果可投加助凝剂，加快沉淀。常用的助凝剂为活化硅酸。过滤是利用滤料分离废水中的杂质。近年来，国内外都在研究采用塑料或纤

26、维作为滤料的滤池。这种滤池具有滤速高、水头损失小、过滤周期长、冲洗水量少等优点。设计中采用塑料、石英砂双层滤料滤池。 水消毒的主要方法是向污水中投加消毒剂。常见消毒剂比较如下表7。原始资料中，受纳水体无特殊要求，设计中采用液氯作为消毒剂对污水进行消毒。 污水经过深度处理后可达到回用标准的可以作为水资源加以利用，利用的途径以不与人体接触为准。主要是用于城市公共事业，如园林灌溉、喷洒马路和补给景观用水。表7 各种消毒方法比较名称优点缺点适用条件液氯效果可靠，投配设备简单，价格便宜对生物有害，可致癌大、中型污水处理厂次氯酸钠可以现场制备，使用方便，投量易控制需专门设备中、小型型污水处理厂臭氧除色、除

27、臭效果好，无害，增加溶解氧投资大，成本高，设备复杂水质卫生要求较高的污水处理厂二氧化氯杀菌效果好，无气味，有定型产品维修管理要求高中、小型型污水处理厂紫外线快速、无化学药剂，杀菌效果好，无残留毒害物质耗能大，对浊度要求高下游水体要求较高的处理厂2.4.5污泥处置工艺(1)污泥处置方案选择原则：减少有机物，使污泥稳定化；减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；减少污泥中有毒物质；利用污泥中可用物质，化害为利；因选用生物脱氮除磷工艺，故尽量避免磷的二次污染。(2)本设计污水处置方案：污泥 污泥泵房污泥浓缩池消化池脱水车间 泥饼外运2.5设计规范及原则本方案设计中采用的主要规范和标准有：1、地面水环境质

28、量标准 (GB3838-2002)2、污水综合排放标准 (GB8978-1996)3、水污染物排放标准 (GB4426-89)4、室外排水设计规范 (GBJ14-87(1997年版)5、污水排入城市下水道水质标准 (CJ3082-1999)6、农用污泥中污染物控制标准 (GB4284-84)7、建筑设计规范 （GBJ15-88）8、建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002)9、建筑抗震设计规范 (GB50191-93)10、建筑结构设计统一标准 (GBJ68-84)12、电力装置的过电压保护设计规范 （GB50064）13、电力装置的接地设计规范 （GB50065）14、建筑给水排水设

29、计规范 （GBJ15-88）15、厂矿道路设计规范 （GBJ22-87）16、泵站设计规范 （GB/T50265-97）17、给水排水工程结构设计结构 （GBJ69-84）18、砌体结构设计规范 （GBJ3-88）19、城市污水处理工程项目设计建设标准 （2001版）20、建筑设计防火规范 (GBJ16-87(1997年版)21、城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(GBJ31-89)22、地下工程防水技术规范 (GBJ108-87)23、建筑电气设计技术规范 (GBJ10-83)3程设计进度计划第一周：完成开题报告，结合课题任务完成阅读教材及相关文献资料；第二周：完成外文翻译的初稿及修改

30、稿；第三四周：确定污水处理工艺，确定污水处理构筑物类型；第五周：污水处理构筑物的设计计算第六周：整理设计说明书和计算书，进行检查和修改；第七周：水厂平面图和高程图的绘制；第八周：其他处理构筑物的工艺图纸绘制；4 主要参考文献【1】排水工程（第四版）,张自杰主编，中国建筑工业出版社，2000年6月第四版；【2】活性污泥工艺简明原理及设计计算，周雹，中国建筑工业出版社，2005年5月；【3】水污染控制工程，高廷耀，顾为国，周琪，高等教育出版社，2007年7月；【4】污水处理技术，李建，高沛峻，中国建筑工业出版社，2005年11月；【5】城市污水处理厂的工艺选择，张艳，陕西科技，2007年5月20日；【6】国内外城镇污水处理技术概况，周雹，天津市政设计给排水专辑，2003:；【7】污水生物处理工艺技术,韩魁声主编，大连理工大学出版社，2004年12月第一版；【8】水质工程学,李圭白、张杰主编，中国建筑