全文总字数:6416字
1. 研究目的与意义(文献综述)
目前,宿松县新区缺乏专业的雨污水管道及合理的污水处理措施,雨污水均直接排放进入二浪河,这对环境造成了污染破坏。由所给资料可知,二郎河本身水质可达II类水质要求,但是经纳污后水质降至III类水质。故该设计的目的为解决对二浪河水体污染的问题,将使经处理后排放的水质达到一级A标准,符合当前国家对大部分水厂处理效果的要求。
2. 研究的基本内容与方案
2.1设计的基本内容
在规定的时间内完成宿松县新区的排水工程设计。排水工程设计范围包括:雨、污水管网工程与污水处理厂工程。
2.2设计目标
在规定时间内,完成污水厂及雨污水管网的设计,并使出水标准预达到一级A标准。PH:6~9
序号 | 基本控制项目 | 一级A标准 |
1 | 化学需氧量(COD) | 50 |
2 | 生化需氧量(BOD5) | 10 |
3 | 悬浮物(SS) | 10 |
4 | 动植物油 | 1 |
5 | 石油类 | 1 |
6 | 阴离子表面活性剂 | 0.5 |
7 | 总氮(以N计) | 15 |
8 | 氨氮(以N计) | 5(8) |
9 | 总磷(以P计) | 0.5 |
10 | 色度(稀释倍数) | 30 |
11 | PH | 6-9 |
12 | 粪大肠菌群数(个/L) | 103 |
并按时提交以下材料
(1)、毕业设计说明书(附计算书)
毕业设计说明书、计算书一般为60~90页(给3.5万~5.5万字),应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等,学生必须用外语书写毕业设计摘要(约200~300词)。
具体设计说明书的书写格式参见《武汉理工大学本科生毕业设计(论文)工作管理办法》。
(2)、毕业设计图纸
毕业设计图纸的数量不得少于8张(按1号图计)。图面应布局合理、正确清晰、用工程字注文、符合制图标准及有关规定。
在绘图能力方面要求:
1至少有一张图纸用CAD绘制;
2至少有一张图纸用铅笔绘制;
3墨线底图数量不得少于一张。
在设计深度方面要求:至少有一张图纸基本达到施工图要求。
2.3拟采用的措施
2.3.1排水体制
排水体制选取为完全分流制排水系统。其中收集和输送生活污水和工业废水(或生产污水)的系统称污水排水系统;收集和输送雨水、融雪水的系统称雨水排水系统。为两套完全独立的管道系统,这样的排水系统更加符合环境卫生要求,并且目前国内所有管网系统都在向这个方向发展。污水管道将汇聚的生活污水,工业废水等送往污水厂进行处理;雨水管道将就近往二郎河中排水,这样的方式,可以使得低有机物含量的雨水对污水处理产生影响,可以提高污水厂的处理效果。
2.3.2污水管网敷设
预计将污水厂定于东南方的空地处,该地距离二郎河近且处于地势地点可满足重力自流要求。污水管网设计预计两种方案。方案A:污水干管为从北向南布置,支管主要为从西往东分布,干管位于从左往右第四条竖向道路上。方案B:污水干管由西往东布置,支管主要沿从北往南布置,干管位于最底部。
由方案A可求得,坡度i=
由方案B可求得,坡度i=
在管网布置中,主干管往往放在坡度较小的道路上,因为支管数目多于干管,这样布置水力条件更好,并且主干管往往更加粗,因此坡度越小,干管埋深越小,花费的费用越低。据此,应该选择方案A。
但是由于,考虑到干管埋深不仅和坡度有关,更与每段支管末端的埋深有关,所以在实际工程中,选择干管位置时,应该考虑到支管的长度不宜太长,否则会导致干管起始段的埋深特别大,尽量选择可以让支管尽可能多的方向并且两个坡度差距不大。因此,在本次设计中选择方案B更为合理。
2.3.3雨水管网敷设
方案A:雨水干管由北向南敷设,共设五条,支管由西向东沿每个街道横向布置与其左侧干管相连,干管底部通入二郎河。
方案B:雨水干管位于从西往东第二及四条街道,从北往南敷设,汇水区域为其左右两侧相邻地域,支管布设于相邻的街道,并连于相近的干管上,干管底部通向二郎河。
根据雨水就近排放原则,两个方案均符合要求,但就整体设计而言,该设计会导致干管过粗,使得埋深过大,费用增加。并且这还会使得支管的管径过大过长,对整体费用有较大提升,虽然干管数目减少,但是总体费用上涨,不利于工程进行。因此,最终选择方案A。
宿松县位于安庆市,根据2014年公布的国家暴雨公示查询得知。
暴雨强度公式选取为,取集水时间t为10min,重现期P取两年。
2.3.4处理措施
设计出水标准为一级A。
根据参观实习,认知实习所学到的知识,可知曝气沉砂池较少使用,因为大部分的生化池前端都是缺氧或厌氧段,如若进水中含氧过高会对反应不利,因此本设计选取旋流沉砂池,二沉池一般选择为辐流式二沉池,一般来说,两侧出水的中进周出式会拥有更好的水力条件,这会使得出水水质更好,并且也更为常见,因此本设计选用这种样式。
由于设计预期的出水水质需要达到一级A标准,所有设有深度处理工艺,一般的深度处理工艺为高效澄清池及滤布滤池加消毒池,进行深度处理,高效澄清池及滤布滤池的实用性及适用性都更好,大部分参观的水厂都采用的这两者,因此在本设计中采用这种组合。
相较于紫外消毒池,接触消毒池的处理效果更加彻底,并且不易有细菌再生,或者出水水质不一的现象。并且,紫外消毒的设施,如紫外灯套管容易结垢,影响处理效果,需要有定期的维护清理过程,这增加了费用,再加上紫外消毒设备本身的成都就高于次氯化钠消毒,因此从经济角度不宜采用。而且,紫外消毒的实用性并不如接触消毒广,因为水的浊度及悬浮物,会影响透光性,从而干扰消毒效果。所以,在本设计中选择次氯化钠的接触消毒池进行消毒。
污泥处理措施选用了污泥浓缩脱水一体机,这种措施被越来越多的水厂采用,第一是这种方法占地小,并且臭味会小很多,省下了不少的人工费用,所以属于新建水厂的第一选择。
生物处理方式比选:
方案A:在其余部分保持相同的情况下,将生化池设置为A2O工艺。
方案B:在其余部分保持相同的情况下,将生化池设置为倒置A2O工艺。
A2O工艺与倒置A2O工艺均属于活性污泥处理工艺。与普通的A2O工艺相比较,倒置A2O工艺的脱氮除磷效果更好,将缺氧去设于厌氧区之前,硝酸盐将在此消耗殆尽,倒置进入厌氧区内的硝酸盐量降低,使得聚磷菌可享有更多的有机碳源,有利于吸磷的工程。并且当微生物厌氧释磷后,进入好氧环境下,其释磷过程会更充分,而且在缺氧条件下,系统的脱氮效果会更好,因此在此区若是获得更多的碳源,脱氮效果会更好。
工艺流程图为:
方案A:在其余部分保持不变的情况下,将生化池设置为A2O工艺。
方案B:在其余部分保持不变的情况下,将生化池设置为倒置A2O工艺.
方案比较:倒置A2O工艺把传统A2O工艺的厌氧,缺氧环境倒置来达到更好的脱氮除磷的效果,其原理在于硝酸盐会在缺氧区被消耗殆尽,这样的话在厌氧区的微生物将会吸收更多的磷,达到更好的除磷效果。并且由于缺氧段位于工艺首段,所以反硝化将优先获得碳源,这进一步加强了系统的脱氮能力。再者,倒置A2O工艺可以实现分段进水,以满足反硝化除磷所需的碳源;避免了回流污泥中携带的硝酸盐,溶解氧对厌氧区的不利影响;聚磷微生物经历厌氧环境之后直接进入生化效率较高的好氧段,其在厌氧环境下形成的吸磷动力得到了更有效率的利用;参与循环的微生物全部经历了完整的厌氧-好氧过程,具有群体效应,因而显著提高了系统的脱氮除磷能力。
在处理的原理上,A2O工艺与倒置A2O工艺相同,但是不同的氧浓度梯度的设计会导致不同的处理效果。因此,不难看出相较于A2O工艺,倒置A2O工艺具有更好的效果,所以本次设计中生物处理方式选择倒置A2O工艺。
本设计预计近期污水量平均日可达16105.82m/d,因此近期设计将按照20000m/d进行设计,远期可达平均日可达29344m/d,将按照30000m/d进行设计。
因此近远期设备比为2:3。
近期预计设置两个旋流沉砂池,两个倒置A2O生物处理池,及两个高效澄清池和滤布滤池及接触消毒池,远期增设一套即可。
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;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 孙慧修等.排水工程[M](上册)第4版.北京:建筑工业出版社,1999.
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