h排水管网工程及污水处理厂设计

1、h市排水管网工程及污水处理厂设计h市排水管网工程及污水处理厂设计H市排水管网工程及污水处理厂设计 石河子大学水利建筑工程学院给水排 水专业毕业设计 石河子大学 2013届 毕业设计（论文）开 题报告题目：H市排水管网工程及污水处理厂设计指导教师：*学院：水利建筑工程学院专业：给水排水工程姓名：学号：毕业设计（论文）起止时间：2013年3月至2013年6月（一）题目来源及研究的目的和意义题目来源：H市位于黑龙江省北部，交通便利，经济发达，城市总面积 约为1660公顷，属中小型城市。整个城市由铁路及河流划分为四个行政区域。市内有较大的工厂两个，是该市的主要经济支柱产业。工厂生产污水排入城市管网经城

2、市污水处理厂处理后达 标排放。市区人口规模预计于 2010年将达到50万人次。目前H市市内用水主要来源于地下水的采取，污水的排除 没有很好的渠道和方式，部分污水只是未经处理就简单的排 入周边一些小河道内，并未达到国家排放标准，对部分河流 及生态造成了 一定程度的污染和破坏。虽然目前没有发生严重污染情况，但是基于对整体生态环境维护和城市发展保障的考虑， 现H市政管理部门开始对市 内排水工程进行全面、慎重的研究、规划，以保证环境和城 市发展的相协调。研究目的和意义：通过对H市排水管网工程和污水处理厂的设计，主要有两个方面的目的和意义。其一，毕业设计是总结学生在校期间学习成果，是完成 工程技术人才基

3、本训练的一个重要环节。通过毕业设计使学生综合运用所学的基础知识和专业知 识，总结和巩固在校四年所学的理论知识，使之进一步加深 和系统化。培养学生将所学的理论运用于解决工程实际问题的能力， 提高学生独立思考问题和解决问题的工作能力，培养学生踏 实细致、认真负责、刻苦钻研的工作作风。此外还需学习并领会与设计相关的技术规范和法律法规。在设计中还需要求学生树立正确的设计思想及设计观点， 认真贯彻执行党的多项建设方针政策。其二，通过对该市的污水管网的设计和污水处理厂的设计和研究，着重解决黑龙江地区的水资源匮乏，水污染严重等问题，并改善人民生活状况。近年来，黑龙江省的污水处理工作有了前所未有的发展 ，城

4、镇污水处理厂在解决水污染问题方面起到了巨大作用，在很大程度上缓解了黑龙江省水污染危机。然而各城镇污水处理厂在运转过程中也反映由一些问题。此次的设计项目将彻底解决以上相关问题。使由水水质良好，污水处理厂性能在温差较大的情况下也 能相对稳定的运行。城市污水处理设施的建设不仅有利于改善了城市的生态 环境质量，同时有利于减轻对水资源和环境的破坏，保护了 人民群众的身体健康，促进经济的可持续性发展，加快了老 工业基地改造，对黑龙江省贸易业、旅游业的发展及经济的 腾飞，具有极其深远的意义。（二）本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析在本课题的设计中，主要包括排水管网的设计和污水处理厂 的设计。在设计

5、中涉及的问题很多很广，但迄今为止，在国内外研 究最多也最突生的问题有一下四个，即排水体制的选择问 题、管道的设计布局问题、 污水处理工艺中脱氮除磷的问题， 生物处理法研究新进展。1、排水体制的选择问题。纵观近几十年世界各国的发展，在城市排水体制的选择 上，大部分城市选择了合流制的排水体制。八艮据 Jago R 在 Overflow management for CSO control 文中 的统计1:德国、英国、法国、日本的合流制排水管道占排水管道总长度的70%左右，丹麦的合流制排水管道约占45% o此外德国科隆市的合流制排水管道所占比例甚至高达94%,日本东京的合流制排水管道的比例也达到了9

6、0%以上。这种污水排放体制就是将生活污水、工业污水和雨水混合在同一个管渠内排除的体统。最早由现的合流制排水系统，是将排除的混合污水不经处理就直接就排入就近水体。但是由于污水未经处理就直接排放导致收纳水体遭受严重污染。虽然在后期有部分国家对合流制进行改进，但始终无法改变污染这一污染现状。近几十年来，欧美国家已逐渐开始将合流制改建成分流制2。这种排水体制其实就是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。排除生活污水、城市污水或工业废水的体统称为污水排水 系统；排除雨水的系统称为雨水排水系统。对于这种排水系统，不仅可以保持管内的流速、不致发 生沉淀，同时，流入污水厂的

7、水量和水质比合流制变化小得 多，污水厂的运行易于控制。2、管道的设计布局问题。排水管网的平面布局包括确定排水区界、划分排水流域 和管道定线.正确的定线是合理、经济的设计污水管道系统 的先决条件，也是污水管道系统设计的重要环节.已有研究表明，城市排水系统的最佳布局是将小流量路径减至最小 并将整个排水系统的总的埋深减至最低，且不增加管线泵站在选取排水系统。布局时考虑水力因素是非常重要的.由布局优化得到的施工成本节省可能比只优化给定布局的设计要大得多3。有关这方面的研究最初是撇开水力因素4的彳艮多研究人员发现城市排水系统平面布置能够抽象为由点和线构成的 决策图，提倡用定权方法来求解。1986年，S.

8、Tekel和H.Belkaya将3种权值法分别运用到 最短路生成树算法求管线平面布置方案，再进行管径、埋深和提升泵站的优化设计，最后取投资费用最小的平面布置方 案为最优设计方案。国内学者在这方面做了不少工作，并取得了许多有价值的研究成果。例如1997年陈森发先生提生的优化树的修正逐步生成法5陈先生在他的城市排水管网系统布局的优化设计一文 中阐述了城市排水管网系统最优布局为树状结构的定理；同 时提由获得优化树的修正逐步生成法。定理包括：(1)城市单污水处理厂的排水管网系统的布局是最优的 ，当 且仅当它是一棵以污水处理厂所在节点为根的优化树；(2)城市N个污水处理厂的排水管网系统的布局是最优的 ，

9、当 且仅当N棵优化树彼此不相连通。此外通过对江苏省无锡市、常熟市等多个城市的实际数据 的计算，其结果令人满意，在一定程度上是可用的。郭建生提生了地势和地貌在排污管网系统优化设计中的 作用6,将地势地貌直接应用于排水系统优化设计，利用反 映地势地貌特征的空间直角坐标系的三个坐标作为设计变 量，定义了与反映地势地貌特征密切相关的具有工程意义的 费用因子及分项费用系数，给由了分项费用系数的计算方 法，利用费用因子等效线性化，建立了排污管网系统之线性 规划设计计算模型，该计算模型计算直观、简便。无论是1997年陈森发先生提生的优化树的修正逐步生成 法,还是郭建生等人提由的将地势-地貌用于排水系统优化设

10、计方法。这些研究成果都基于图论理论，在一定程度上解决了城市排水管道系统布局优化的问题，但均没有解决变权问题直到遗传算法的由现才为排水管道系统平面优化布置提 供了有利条件，因为遗传算法的运算机制对目标函数和约束 条件没有特殊要求。目前国内外学者已经把遗传算法应用于城市给水排水、农 田灌溉、电缆和煤气管线等方面进行研究。遗传算法(Genetic Algorithms,简称 GA法)是近年迅速 发展起来的一项优化技术，该方法源于达尔文的生物进化理 论。1975年美国Holland等提由了 GA的系统概念和方法，20多年来 GA在越来越多的领域中得到了应用，显示了巨大的优越性。3、污水脱氮除磷工艺在我

11、国的应用与改进现行应用广泛的脱氮除磷工艺均包含着空间或时间上厌氧、缺氧、好氧 三种状态的交替，通过调整和优化三种状态的组合方式及其 数量的时空分布以及回流方式、位置而达到高效脱氮除磷的 目的。我国污水处理厂设计采用的脱氮除磷工艺主要有5大类:A/O工艺、A2/O工艺、改进A2/O工艺氧化沟工艺、SBR 及其改进工艺，并就我国的应用效果提由或实施了相应的设 计和运行改进7。(1) A/O工艺A/O工艺通过聚磷菌在厌氧和好氧状态的循环实现磷的去除也有部分A/O工艺以缺氧/好氧方式运行，通过硝化菌和 反硝化菌实现脱氮。该工艺不需外加碳源脱氮，又能充分实现反硝化且易于控 制污泥膨胀，投资和运行费用较低

12、，在我国污水处理厂中广 泛使用。这些污水处理厂的运行结果表明 ：A/O工艺在污泥沉降性 和磷的去除上明显优于传统活性污泥法，但是发生硝化作用和有限的工艺控制会造成磷去除率的下降。此外，A/O法在除磷方面的推广受到以下几个因素的制约。当温度低、进水负荷低时，微生物代谢能力减弱，污泥生长 缓慢，磷的去除率必然降低 ，厌氧池的厌氧条件难以保证 受水质波动影响大，不够稳定8 o由于A/O工艺流程简单，是在活性污泥法基础上发展起 来的一种污水处新工艺，因此适用于老厂改造。(2) A2/O工艺 A2/O工艺在只有除磷功能的A/O 工艺中添加了一个缺氧池，能同步脱氮除磷，操作简单、运行费 用低，所产生的剩余

13、污泥量较一般生物处理系统少，而且污泥沉降性能好，易脱水。A2/O工艺是我国最常用的同步脱氮除磷工艺。但由于含有硝酸盐的RAS回流到厌氧区，影响了厌氧释磷作用，进而影响了 A2/O工艺的除磷能力。A2/O工艺需要更高的进水 C/N和C/P来达到同步脱氮 除磷。昆明市第二污水厂就是 A2/O工艺的典型事例。由于该厂对由水水质要求较高：BOD和SS为15mg/L, TN,TP的去除率需在 80%以上，为 此设计采用了 ”多格串联厌氧池和同心圆形降解池 ”之A2/O 工艺。1996年建成投产，该厂设计流量Q=105m3/d,进水水质：BOD=180mg/L , SS=250mg/L, TN=45mg/

14、L , TP=5mg/L ;由 水水质：BOD 三 15mg/L, SS三 15mg/L, TN 三 8mg/L , TP 三 1mg/L。(3)改进A2/O工艺针对传统A2/O工艺运行中的技术 难题，有两项中国专利：倒置A2/O工艺和A-A2/O工艺。倒置A2/O工艺把缺氧池置于厌氧池之前。进水时少于60%的污水进入缺氧池，其余的进入厌氧池。倒置A2/O工艺在有无硝酸盐回流条件下均可运行。对于含氮低的污水，氮可以通过增加污泥回流转移到缺氧 池。因此，厌氧池进水中硝酸盐含量很低，可产生一个较低的氧化还原电位，直接进入好氧池进行磷的过量摄取。倒置A2/O工艺有利于微生物形成更强的吸磷动力，所有污

15、泥都将经历完整的释磷和吸磷过程使除磷能力得到增强。A-A2/O工艺在厌氧池前增设缺氧池。充足的回流污泥停留时间保证了RAS中硝酸盐彻底反硝化，需要2030 min。10%20%的原污水保证了足够的碳源。厌氧池中最低限度的硝酸盐使磷去除率得到提高。通过分隔厌氧池和原污水，此工艺可以很容易地由 A2/O工 艺改造而成。江苏省常州市清潭污水处理厂两年多的运行状况表明：CODCr、SS、T N和TP的去除率均有不同程度的提高 ，TP 去除率提高最多。2003年由水 CODCr、BOD5、SS、NH3 ) N和TP分另为 35.5 mg/L、5. 35mg/ L、12 mg/ L、0.65 mg/L 和

16、 0. 4 mg/ L。另一个规模为15万m3/d的污水处理厂)河南省新乡骆 驼湾污水处理厂正在修建中o(4)氧化沟 通过特殊的运行方式，氧化沟创造了一定的 溶解氧梯度，使硝化和反硝化作用在氧化沟中交替发生而完 成生物脱氮功能。氧化沟工艺流程简单、运行稳定、运行方式灵活、管理方 便、处理费用低。由于采用了较低的 BOD负荷、较长水力停留时间以及独 特的流动方式，与其他工艺相比，氧化沟有较强的耐冲击负荷 能力、由水水质较好，剩余污泥少且稳定，构筑物少。Orbal氧化沟已由我国自行设计，实现设备国产化。采用Carrousel氧化沟工艺的城市污水处理厂大部分为外 贷项目。如昆明市第一污水处理厂，其T

17、 P去除率在 90%左右,TN去除率70%左右。DE型氧化沟和三沟式氧化沟在中高污染物浓度的中小型 城市污水处理中也有应用，如四川省新都污水处理厂，由水TP 达到 0.5 mg/L 以下8。(5) SBR及其变型工艺 SBR工艺在自动控制程序的操 纵下，交替进行进水、缺氧搅拌、厌氧搅拌、曝气和沉淀浑水， 形成时间序列上的 A2/O系统，高效、经济，适用于中小水量， 对氮磷去除有特殊优势。多种类型的 SBR工艺在我国均有应用，包括ICEAS工 艺、DAT-IAT工艺、CASS工艺、和 UNITANK 工艺。除了 UNI-TANK 工艺以外，其余工艺为提高效率均在主 反应区前增设了一个预反应区。I

18、CEAS工艺将反应池分隔为小体积的预反应区和大体积 的主反应区，污水连续进入预反应区后通过隔墙下端的小孔 进入主反应区，沿主反应区池底扩散，对主反应区的混合液 基本上不造成搅动，沉淀、排水和进水同时进行。DAT-IAT工艺由一个连续曝气预反应池DAT和一个连续进水间歇曝气池 IAT串联而成。天津市经济技术开发区污水处理厂于1999年底投入运行9,这是DAT-IAT工艺在我国的首次使用。CASS工艺分高负荷的基质快速积累和缓冲的预反应区 和较低负荷的主反应区。微生物处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化来达到脱氮除磷 效果。湖州碧浪污水处理厂 10和北京航天城污水处理厂11均采用此工艺。UNITANK工

19、艺主体为连通三格池结构 ，每池设有曝气系 统，外侧两池设由水堰以及污泥排放装置 ，两池交替作为曝 气和沉淀池。污水可进入三池中的任何一个，通过进水点的变化达到脱氮除磷目的。澳门有2座污水处理厂采用了该工艺。石家庄已建成了 1座10万m3/d的UNITANK 污水处理 厂，上海石洞口污水处理厂和广西梧州污水处理厂也采用了 该技术12 o（三）生物处理法的国内外研究现状生物处理法是目前研究得较多、新技术层由不穷的方法，无论是好氧生物处理 技术，还是厌氧生物处理技术都引起了研究人员的极大兴 趣。因为用生物法利用的是微生物的新陈代谢作用，以污染物质为食料，将其代谢成诸如 CO2、H2O、NH3、SO2

20、等稳定 的小分子，它的二次污染小，对处理生活污水及与之性质相 近的有机污水有其独特的优势。生物处理法自从问世以来，其技术已获得了极大的发展， 随着人们生活水平的日益提高，生活污水中的成也日益复 杂，因此用生物处理方法的目的也从以前能处理降解蛋白 质、脂肪、碳水化合物等一类物质增加到也能处理合成洗涤 剂、脱氮、脱磷及其它一些难降解的复杂有机物。这也就必然要求人们改革工艺，过去由于厌氧生物处理的 效率不尽人意，处理时间也较慢，所以未引起人们的重视， 仅仅用来处理污泥或高浓度有机污水的预处理，但现在由于 能源紧张，厌氧生物处理由于能产生能源物质一甲烷而越来越引起人们的青睐，由此也由现了许多新的工艺。

21、(1)活性污泥法的新发展到目前为止，对活性污泥法在运行方式上还没有大的突破，往往所作的是一些局部的改 进，但在曝气方式上确取得了较大的成果，如纯氧曝气、深 井曝气、射流曝气，采用微气泡扩散器等，这些都增大了氧 转移率、提高了氧的利用率使曝气池中氧的浓度增加。如美日等国研制生的一种超微气泡扩散器，气泡直径50Lm ,氧吸收率达90% , Reid Engineering Company ofFrederick shurg等研制的氧化沟下表面曝气也是一种曝气方 式的改进，把冲刷曝气(Brush Aeration)改进透平曝气(Turbine Aeration)避免了产生气溶胶、飞溅、结冰等问题。活

22、性污泥法的另一个发展趋势就是朝多功能方向发展，采 用的方法有：培养驯化专用细菌，使活性污泥处理对象不局限于生活污 水，还可以处理如酚一类难降解的有毒有机物，甚至驯化可 以处理象匐一类有剧毒的无机物；把活性污泥与其它处理方 法结合起来，如活性炭 一活性污泥法，它实际上是一种以活 性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的综合处理法；固 定活性污泥法是提供微生物附着的表面，如合成纤维、塑料、细沙、粘土焦炭等，使曝气池同时存在附着相和悬浮相的生 物；这些都提高了活性污泥的净化效率，提高了抗有毒物质 等冲击负荷的能力，还具有脱色、脱氮、削减泡沫的效果， 国外已用于合成纤维、化工印染、炼油、炼焦等工业生产的

23、 污水处理；活性污泥法与厌氧工艺结合来脱氮、脱磷等，最 典型的工艺是 A-O(anaerobic oxic)流程。活性污泥法还可和化学法结合，提高净化多氯联苯、有机磷的去除效果。(2)生物膜处理法的新进展生物膜法最早由现的工艺是1893年在英国由现的将污水喷撒在粗滤料上而得以净化的 普通生物滤池，它是最早由现而至今仍在不断改进和发展的 人工生物处理设备。在它的基础上，由现了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等近二三十年来，又由现了一些新型的生物膜法处理技术， 如生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等颗粒材料作为载 体，其载体表面附着生长着生物膜，充氧后的污水以一定流 速自下而上

24、流动使载处于流化状态，载体上的生物膜可以充 分地和污水接触，使净化效率提高，它的工艺有空气流床、 纯氧流动床、三相流化床和厌氧兼型流化床工艺等。活性生物滤池是将生物滤池、曝气池及二沉池结合为一体 的新型污水处理工艺，它的特点是将生物滤池的部分由水回 流汇同二沉池的回流污泥一起进入生物滤池，用活性生物滤 池处理生活污水和食品加工废水的试验结果表明：该系统具有处理效果好、效率高、BOD容积负荷大、不发生污泥膨胀和耐冲击负荷等优点。另外还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相结 合、藻类转盘等。由于生物膜法的生态环境与活性污泥法的不同，生物膜法 生态系统中可以生长藻类、后生动物等，甚至可以生长硝化

25、 菌及反硝化菌等，因此可以用来脱氮等。(3)厌氧生物处理法的新发展 厌氧生物处理法也有一百 多年的历史，它是利用厌氧微生物在无氧的条件下对有机物 进行分解的技术。由于处理效率低、速度慢、且甲烷菌对环境要求严格不易控制等缺点，厌氧生物处理法长期以来一般仅用于污泥处 理，它的主要工艺是化粪池、消化池等。但是由于近年来能源危机及环境污染加重，厌氧生物处理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视，一大批新的厌氧生物处理法技术相继诞生，为了提高厌氧微生物的浓度，有使厌氧微生物附着在载体表面的厌氧生物膜处理方法 如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧膨胀床、厌氧接触氧化、 厌氧档板反应器、厌氧流化床法，以及象上流式

26、厌氧污泥床 反应器(UASB)依靠微生物之间凝聚造粒而形成的自己固定 法方法。还有人为地固定微生物包埋固定化法，它是人为地把增殖 速度缓慢的厌氧微生物高浓度地保持在处理系统中，提高处 理速度、缩小处理设备并可用于处理低浓度的有机污水。如日本本田等人 1988年采用包埋固定厌氧微生物处理TOC为150mg/L的人工配水，TOC的去除率可达 95%以 上。在厌氧处理中，甲烷的增殖速度慢成为产气的决定步骤， 因此为了保持甲烷发醉中高浓度的微生物，由现了利用膜的 固液分离法，如柏分等人1988年利用超滤膜(UF)进行甲烷 发醉试验，结果表明：提高了反应器内甲烷的浓度，TOC的容积负荷为2g/L 日，

27、其去除率可达98.4%以上。厌氧生物处理法目前的发展趋势是和其它生物处理方法 联用，如厌氧一好氧复合工艺等，具有节约投资、节省能源、 污泥产量少、由水水质好等一系列优点。厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水，能够脱磷 脱氮且运行维护方便经济等方面发展。（四）对课题提由的任务要求及实现预期目标的可行性分析（1）、对课题提由的任务要求：本课题为H市排水管网和污水处理厂的设计。根据近远期的要求以及 H市总体规划要求和其自然条件， 决定了采用分流制的排水体制和采用二级处理工艺，设计采 用一次性完成，分期建设。1、设计的主要内容包括： 水管网设计方案的选定 污水泵站的设计计算 污水处理工艺的确定 污

28、泥水 处理工艺的确定 2、该毕业设计成果要求包括：毕业设计成果包括设计说明书、计算书各一份（和两者可 合编一份），设计图纸。1）毕业设计说明书、计算书毕业设计说明书和计算书既要结合教学上的要求，又要参照国家有关设计成程序、 文件组成其深度规定进行。根据选题的内容及深度要求，设计说明书应该按照设 计程序编写。设计说明书、计算书的部分，必须有参考选择的依据,如采用的参数、计算公式、数据与结果图表、图示等，要求 内容清楚、文字通顺、论据充分。内容包括目录，前言，正文（包含计算书，草稿等），小结，参考文献，语言通俗简练，书写工整，用钢笔抄写。所附草图，可用铅笔绘制，但不得潦草和任意徒手绘制， 所采用的

29、公式和计算方法的符号，单位一般应有注解，采用 国家现行标准，对采用的特殊计算公式和方法还应该说明其 来源以及使用理由，计算成果用表列由，说明书页数一般为6090页，说明书应分清章节并装订成册设计说明书、计算书应该按设计任务指导书，由学生须独立完成。图纸要求：毕业设计图纸应该能够较好地表达设计总图，图面应该布局 合理，正确、清晰、整洁，符合制图标准及有关规定，采用 工程字体标注。2）提交设计成果为：图纸（1215张，根据工艺不同选择不同图纸绘制）a.H市排水水管网平面规划设计图1 # 2张b. H市排水管网主干管纵剖面图及检查并施工图1 # 3张c. H市污水处理厂的平面布置图 1 # 1张d.

30、 H市污水处理厂工艺流程图1# 1张e. H市污水处理厂高程布置图1 # 1张f.污水（或污泥）泵站工艺施工图 1 # 1张g.污水处理工艺单体处理 构筑物的平、剖面图 1 # 4张h.污泥水处理工艺单体处理构筑物大样图1# 1张 设计说明书一份（含设计的计算书）（2）、实现目标的可行性分析1、目前国内外对本设计所包括的排水体质的选择、排水管网的布局和计算、污水 处理的工艺和污水厂布局等问题均有了很深入的研究，并且 在很多的城市地区均有实例得到验证。为此次的设计提供了很多的原始资料和历史借鉴。2、学生本人通过大学四年的专业学习，具备一定的专业 知识和学术素养，能独立完成基本的设计工作，并且熟练

31、掌 握了多种办公软件（word、execl、office等）和计算机画图 软件（Auto CAD ）。此外还有资深的专业课老师指导，想必此次毕业设计的实 现是具有很大的可行性的。（五）本课题涉及的方案比选以及确定的工艺流程图。（一）排水体制的方案比选：由于历史原因，黑龙江省的很多城镇老城区都为合流制排 水系统，但是结合 H市近、远期的发展状况，为彻底解决该 市的污水处理问题，排水体制的选择是最为重要的。根据目前现存的排水体制来看，分为合流制和分流制排水 系统。在对排水体制的选择中可以从环境保护、造价、维护管理、以及我国的相关规范和地方规范来确定。从环境保护角度来看，采用截流式合流制时，雨天有部

32、 分混合污水通过溢流井直接排人水体，水体仍然遭受污染。此时甚至会增大污水处理厂的工作负荷，在遇到大暴雨时 期常常会造成污水处理厂工作超负荷，直接将污水排放至收 纳水体从而严重污染水体。对于分流制而言，分流制是将城市污水全部送至污水厂进 行处理，但初降雨水径流之后未加处理直接排人水体，对城 市水体也会造成污染，但是与合流制相比，分流制可以减少 污染。因此分流制更能符合城市卫生的要求。从工程造价来考虑，合流制排水管道的造价比完全分流 制一般要低20% 40%,可是合流制的泵站和污水厂却比分 流制的造价要高。从前期总造价来看，完全分流制比合流制可能要高。但是在管网维护方面，合流制因其管径过大，很容易

33、造成 污泥淤积的问题，维护不方面，费用较高。此外从水厂的维护和管理来看，在合流制的管渠中，晴 雨天的污水水量变化会大大增加污水处理厂管理运行的复 杂性，而分流制系统可以保持管内的流速，不致发生沉淀， 流人污水厂的水量和水质变化比合流制小得多，污水厂的运 行易于控制。根据目前我国现行的室外排水设计规范中要求: 新建城市的排水系统，一般应采用分流制排水系统。综上所述，合流制已完全不符合环境、 经济等相关的要求， 分流制排水系统基本符合环境、经济、规范的相关要求。统筹兼顾，在该市的排水管网设计中应选择分流制。（二）工艺比选。1、方案初选：污水的生物处理选择 污水的生物处理包括活性污泥法、生 物膜法和

34、自然生物处理。针对H市的污水水质情况和水量的的变化情况，应根据选择原则评选由最适合的污水处理方案。现对以上三种污水处理工艺进行简单介绍并作由相应的优缺点分析。生物膜处理法：污水的生物膜处理法是一种污水好养生物处理技术。这种处理法的实质是使细菌和菌类一类的微生物和原生 生物、后生生物一类的微型动物附着在滤料或莫种载体上生 长发育，并在其上形成膜状生物滤泥 生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物，作为营养物质， 为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。通过近几十年对生物膜处理法的研究和探讨，对其处理 效果和工艺特点已有明确的结论。事实说明生物膜法虽然在处理方面具有对

35、水质、水量变动有较强的适应性；污泥沉降性良好，宜于固液分离；能够处理 较低浓度的污水；易于维护运行、节能等优点，但是它的缺 点也是在污水处理过程中致命的，比如生物膜法的布水不太 均匀、容易产生池蝇和散发臭味；其次生物膜法采用滤料作 为生物膜的载体，这样滤料容易堵塞；此外在处理构筑物由 现问题时，维修不太方便。活性污泥处理法：活性污泥法是以活性污泥为主体的污水处理生物技术。它的工作原理就是向生活污水注入空气进行曝气，每天保 留沉淀物，更换新鲜污水。这样在持续一段时间后，在污水中即将形成一种呈黄褐色 的絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群所构成，它易于 沉淀与水分离，并使污水得到净化、澄清

36、。这种絮凝体就称之为 活性污泥”的生物污泥。从活性污泥的发展史来看，它起源与1914年英国的曼彻斯特的实验污水厂，至今已有90多年的历史，随着实际生产上的广泛应用和技术上的不断革新改进，特别是进几十年 来，在对其生物反应和净化机理进行深入的研究探讨的基础 上，活性污泥在生物学、反应动力学的理论方面以及在工艺 方面都得到了长足的发展，由现了多种能够适应各种条件的工艺流程，当前活性污泥已成为生活污水、城市污水以及有机性工业废水的主题处理技术。污水的自然生物处理：污水的自然生物处理其包括稳定塘的生物处理和土地处理系统。稳定塘是经过人工适当修建的土地，设围堤和防渗层的污 水池塘，主要依靠自然生物净化功

37、能使污水得到净化的一种 污水生物处理技术。除个别类型的如曝气池外，在提高其净化功能方面，不采 取实质性的人工强化措施。污水在塘中的净化过程与自然水体中的净化过程相近。污水土地处理系统也属于污水自然处理的范畴，就是在 人工控制的条件下，将污水投配在土地上，通过土壤一植物系统，进行一系列物理、化学、物理化学和生物化学的净化 过程，使污水得到净化的一种污水处理工艺。通过相关资料的显示，目前在国内很少有成熟的污水厂 使用自然生物处理污水工艺，因此在H市的污水厂设计中不 建议采取自然生物处理。综上所述，在当前的污水处理技术领域中，活性污泥处 理法是应用最为广泛地技术之一。因此经三者的对比之后， 结合H市

38、的当地情况，该污水厂 最适合的工艺应为活性污泥处理法。2、方案比选:经过上述的比选，已选择由活性污泥处理法。活性污泥法又包括传统活性污泥法、SBR法、氧化沟法、A/O 法、A2/O 法、A/B 法。传统活性污泥法：传统活性污泥法已经有90年的历史，其主要处理构筑物是曝气池和沉淀池。污水中有机物在曝气池内停留一段时间后，绝大部分被曝气池中的微生物吸附，随即氧化分解成无机物。在沉淀池中,呈絮状的微生物絮体 一一活性污泥下沉，而 上部的清液溢流排放。为了保持曝气池中污泥的浓度 ，沉淀后的部分活性污泥又 回流到曝气池中。该工艺的特点是有机物去除率高、污泥负荷高、池容积小、电耗省、运行费用低。此法稳定可

39、靠，已经积累了丰富的设计管理经验 ，但普通 曝气法占地多，建设投资大，仅能满足BOD5, CODCr, SS三 项由水指标，且该工艺容易产生污泥膨胀现象 ，除磷和脱氮 效果差。由于H市的污水来源还有附近工业的污废水，因此该工艺不满足H市的污水处理要求。SBR 法：间歇式活性污泥法又被命名为序列间歇式反应器法或序列 间歇式活性污泥法，简称SBR法。它是一种按间歇曝气方式运行的活性污泥处理技术，采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉 淀。它的主要特征是运行的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解

40、、二沉等功能 于一池，无污泥回流系统。但是还处理工艺对自动控制技术和连续在线分析仪表要 求高，操作复杂，难于管理，仅适用于水量、水质排放均匀的 工业废水，因此也不符合 H市的污水处理要求。A/O 法：A/O法是在传统活性污泥法基础上发展起来的一种缺氧一好氧生物法处理工艺。该工艺中好氧池和缺氧池形成硝化一一反硝化系统，具有 明显的脱氮作用。但是如果沉淀池运行不当，则在沉淀池内会发生反硝化 反应，造成污泥上浮，使处理的水质恶化；止匕外，在城市不 断扩建的后期若污水量增大、处理要求更加严格时，必须加 大内循环比，这势必会使运行费用增高，也不符合经济的要 求。A2/O 法:A2/O法即厌氧/缺氧/好氧

41、工艺，它把除磷、脱氮和降解有机 物3个生化过程巧妙地结合起来。磷在厌氧区释放，在好氧区吸收，达到除磷目的。污染物在好氧区被氧化降解，去除COD和BOD5,同时在硝化菌作用下，有机氮转化的氨氮继而转化为亚硝酸氮和 硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化 脱氮。该工艺由于污泥回流，污泥处理工作量大，节能差，且工 艺条件比较复杂。此外进入沉淀池的处理水要保持一定的浓度的溶解氧，减 少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象的由 现，但是溶解氧的浓度不能太高，要防止循环混合液对缺氧 反应器的干扰，这一点难以控制，固在此也不建议选择该工 艺。A/B 法：A/B 法是吸附生物降解法 (A

42、bsorption Bio- degradation)的 简称。AB工艺由德国亚琛工业大学宾克(Bohnke)教授于20世纪70年代中期开创，80年代初应用于实践。目前，国内已有多家城市污水处理厂采用了AB法工艺。与传统活性污泥法相比，AB法工艺就是不设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成的 A段为一级处理系统；B段由曝气池和二次沉淀池组成； A、B两段各自拥有独立的污泥回 流系统，两段完全分开，各自由独特的微生物群体，有利于 功能的稳定。效果稳定，抗冲击负荷能力强，特别适用于处理浓度较高、 水质水量变化较大的污水，与传统活性污泥法相比，AB工艺 在COD、BOD的去除方面能力很强，能够处理高浓度

43、的污 水，但是对氮和磷的去除很弱，由于该市污水中的氮磷含量 比较高，因此该市不建议采用 AB法。氧化沟法：氧化沟法是活性污泥法的一种变形，属于低负荷、延时曝气活性污泥法。废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断地循环流动，因此又被称为循环曝气池氧化沟法具有处理工艺及构筑物简单、无初沉池和污泥消 化池（一体式氧化沟还可以取消二沉池和污泥回流系统）、有机物去除率较高、脱氮、除磷（沟前增设厌氧池卜综合指标 较优、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等优 点，但存在负荷低、占地大、电耗大、运转费用偏高的缺点。由于H市的污水处理量较大，若选择氧化沟法则可能会造 成污水处理厂超负荷的运转，不符合经济和维护管理的要 求。氧化沟工艺与一般的活性污泥法工艺相比有其独特的技 术性能特征，主要表现在以下几方面：氧化沟兼具完全混合和推流的特征。在长期内呈现完全混合特征，而在短期内则呈现推流特 征，这种独特的反应器水流特征有利于克服短流现象和提高 氧化沟的缓冲能