开题报告(设计样本)

1选题背景和意义中水指各种排水经处理后，达到规定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水，其水质介于清洁水(上水)与污水(下水)之间，亦故名为“中水”。中水能够代替非饮用与人体非直接接触的自来水。应用于市政杂用等领域；将污水处理为中水并加以使用的过程就是中水回用。中水利用也称作污水回用。城市污水经处理设施深度净化处理后的水(包括污水处理厂经二级处理再进行深化处理后的水和大型建筑物、生活社区的洗浴水、洗菜水等集中经处理后的水)统称“中水”。“中水”回用，一方面为城镇供水开辟了第二水源，可大幅度降低“上水”(自来水)的消耗量；另一方面在一定程度上解决了“下水”(污水)对水源的污染问题，从而起到保护水源、水量的作用。随着现代社会工业的迅猛发展，世界人口增长和社会经济的发展，城市用水量剧增，加以水质不断恶化，水资源情况日趋紧张。许多国家都面临着水资源短缺的危机，因此把城市外排污水作为第二水资源加以开发利用就显得尤为重要，通过中水回用可一定程度上缓解水资源危机。污水的资源化利用，既减少水环境污染，又有效缓解目前资源型和水质型缺水的双重压力，是经济社会可持续发展的必然趋势，开展相关研究具有较好的理论和现实意义。应大力推行污水资源化利用技术，提高它的环境效益、经济效益和社会效益。培训中心的污水经处理后回用于景观，既可以减少环境污染，又可以美化环境。所以可以取得良好的环境效益、经济效益和社会效益。2国内外研究现状和发展趋势2.1国内外中水回用的现状和发展趋势中水回用技术在国外已应用于实践。美国、日本、以色列等国家都大量地使用中水，在中水利用方面积累了不少成功的经验。日本从20世纪80年代起大力提倡使用中水，并在上水道和下水道之间，专门设置了中水道。要求新建的政府机关、学校、企业办公楼以及会馆、公园、运动场等公共建筑物都须设置中水道。20世纪90年代初日本开发了很多污水深度处理工艺，在新型脱氮、脱磷技术，膜生物反应器技术等方面取得很大进展，建立起了许多“水再生工厂”；美国也是世界上中水利用最早的国家之一，有300余座城市实现了污水处理后再利用；新加坡为了更好地节约水资源，目前每天至少有数千万升经过深度处理的中水已经加到饮用水管中，不是单纯作为中水利用了。1987年以色列全国已有210个市政污水回用工程，城市污水回用率达72%。国外的研究资料表明，超滤技术作为中水处理的后处理技术，具有适应性强、对悬浮物、细菌和洗涤剂的去除率高，出水稳定等诸多优点。实行中水回用可减少污水排放量，消除因污水排放而造成的对河流的污染，减少环境资源损失，有效保护水环境。只有结合当地具体情况，根据回用点的水质要求，选择处理方法才能达到经济合理的处理使用效果。我国在20世纪90年代末开始使用中水回用技术，起步较晚，与世界先进水平的差距在15年～20年，主要还是用于居民冲厕、灌溉、景观用水、洗车，正在开发的工业和农业中的使用，因此更应加大研究力度，以缩短同世界先进水平的差距，发展水资源再生产业。北京、天津、青岛等缺水的城市都把中水回用列入城市总体规划之中。在北京，许多居住区和集中建筑均要求配套建设中水处理站或中水机房，将沐浴、盥洗、洗衣等优质杂排水收集处理后供冲厕、绿化、洗车等。目前天津市的一些小区都使用中水来替换自来水用于景观用水，以及浇灌绿地，还为此专门出台了关于住宅使用中水的规定。2.2国内外中水回用技术研究现状和发展趋势近年来，各国环保工作者在废水处理生活领域作了广泛深入的探讨和研究，探索出许多生活废水处理的新方法。由于废水的可生化性较高，水中氨氮含量较高，因此生物处理法以其成本低，处理效果高，对环境危害小等特点而成为主要的处理方法。曝气生物滤池的最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续二次沉淀池，具有投资少、运行费用低、占地面积小、处理效率高、出水水质好等优点。曝气生物滤池最初用于污水的三级处理，后发展成直接用于二级处理。目前曝气生物滤池已直接应用于城市污水的处理回用，且呈现出良好的应用前景，如德国的HERFORD污水厂和大连马栏河污水处理厂均采用曝气生物滤池，其出水水质可达到生活杂用水标准，适用作绿化、工业冷却水及景观用水。法国的l座900m3／d的小型城市污水处理厂，采用传统的活性污泥法进行处理。由于出水水质不符台新的标准，该污水厂对原有工艺进行改造，采用SMBR工艺，以提高出水水质。将容积为320m3的曝气池改为生物反应器，内置体积8矗的膜组件，组成SMBR工艺。原来的贮泥池改为缺氧池进行脱氮，而二沉池改为剩余污泥池。改建后对CODCr。和TKN的去除率分别为96％和95％，粪便大肠茵降低了6个数量级，出水水质完全满足新标准的要求由于受使用目的和城市建筑的限制，要求中水回用水的水质良好，不会产生卫生问题，感官性状佳，同时还要求处理流程简单、占地少、运行稳定、易于管理且适应性强。MBR工艺具备了上述特点，因此80年代后在日本等国得到了广泛应用。日本某公司对MBR工艺的污水处理效果进行了全面研究，结果表明活性污泥一平板膜组合工艺不仅可以高效去除B0D现和CODcr，且出水中不含细菌，可直接作为中水回用。膜生物反应器是将生物降解作用与膜的高教分离技术结合而成的一种新型高效的污水处理与回用工艺。MBR工艺一般由膜分离组件和生物反应器2部分组成。MBR在废水处理中的优势：分离效率高；活性污泥浓度高；可使某些专性细菌维持其原有活性；有利于生物反应器内硝化细菌的滞留生长；可提高系统的传氧效率；MBR工艺具有常规污水生化处理无法比拟的优势，因此在国内外城市污水处理与回用、中水回用、生活污水以及高浓度工业废水等处理中得到了广泛的应用，且具有非常广阔的应用前景。生物接触氧化法又称淹没式生物滤池，它是在生物滤池的基础上，通过接触曝气方式演变成的一种污水生物处理技术。它将生物滤池和活性污泥法有机结合在一起，同时兼有两者的优点，从水中微生物的附着场所及生存方式来看，类似于生物滤池，从反应器流体力学特性及曝气方式来看，它又与活性污泥法相似。接触氧化法的体积负荷可达3-10kgBODs／m。d，是普通活性污泥法的3—5倍，COD去除率是传统生物法的2～3倍。其核心处理构筑物是生物接触氧化池，生物接触氧化池是由池体(床或生物反应器)、填料(载体)、布水装置和曝气系统等几部分组成，运行时填料全部浸没在污水中，利用机械装置向水体充氧。生物膜绝大部分附着在固体填料上，少量悬浮于水中，池体内污泥浓度大大高于传统的活性污泥法。因而污泥负荷大大提高，具有承受较高有机负荷和冲击负荷的能力，使占地面积大大降低。由于生物接触氧化法不存在污泥膨胀问题，操作管理方便，因而从20世纪60年代后期，在国外得到广泛的应用和发展。由于填料的发展和不断推陈出新，使生物接触氧化法不断得到完善，使其应用更加简单、方便、可靠、高效。我国从20世纪70年代末期开始生物接触氧化法的应用和研究，至今填料己更换到第五代，这不仅推动了生物接触氧化法的发展和应用，也使我国的生活污水处理，尤其是小区生活污水处理得到前所未有的发展。对于小区小流量的生活污水的处理，生物接触氧化法有其独特的优势。生物接触氧化法具有处理效率高、占地面积小、基建及运行费用低、管理方便和抗冲击负荷能力强等特点，是符合我国国情的简易、高效、低耗的生活污水处理工艺，近十几年来发展迅速，将成为解决我国所面临的严峻的水环境污染和水资源短缺问题的主要技术途径之一。SBR由于具有占地面积小、运行方式灵活、可控性好等优点，成为中小城镇污水及工业废水首选的生物脱氮工艺。但是，SBR法也存在其运行繁琐与过程控制复杂、脱氮除磷过程不稳定等缺点。自上世纪80年代以来，随着“分散式污水处理与再利用”理念的不断深化，以及污水处理自动化水平的迅速提高，SBR法用于处理工业废水及中小城镇污水取得了巨大成功，并在国内外得到了迅速的发展和推广应用。目前在日本、美国尤其是澳大利亚已有数百座SBR法污水处理厂正在成功运行。据统计我国近10年来新建的日处理能力在50000m3／d以下的城镇污水处理厂中有30---40％采用了SBR工艺。SBR法的应用及其发展近年来，人们围绕SBR法展开了大量的研究工作，并在工业废水处理中得到成功应用。将SBR与其他工艺相结合，出现了以SBR为主的新工艺。例如，其中的一种CASS工艺。CASS（CycleActivatedSludgeSystem）工艺是近来在传统SBR工艺上发展起来的一种新型工艺，1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了间歇式反应器体系和连续进水，周期排水，延时曝气好氧活性污泥工艺。1968美国国家环保总局正式承认CASS工艺属于革新代用技术（I/A），成为目前最先进的工艺。该方法在美国的明尼苏达州草原市污水处理厂，饿亥俄周州拖莱多废水处理厂，密执安州地区废水处理厂应用均获得良好的处理效果：COD去除率，BOD5去除率，并达到良好的脱氮除磷效果。目前该方法在美国，加拿大，澳大利亚已有270家污水处理厂得到应用，其中城镇污水处理厂有200家。我国上海北京等地也相继应用该工艺处理生活污水，北京航天城污水处理厂就是一典型。它是利用不同微生物在不同负荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮机理将生物选择器和传统SBR反应器相结合的产物，它综合了活性污泥法和SBR工艺特点，具有抗冲击负荷的能力。其为一般间歇式反应器，在反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复，将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行，节省了占地面积。该工艺流程简单，布置紧凑，运行灵活，处理效果好；在沉淀阶段不进水，静止沉淀的效果好。占地面积少，该工艺一般采用矩形池结构的模块式建造方式，其布置非常紧凑，故可节省占地，降低投资费用。由于采用模块式布置方式．故便于系统扩建。整个工艺系统的操作完全自动化．维护费用较低。系统中无需设置庞大的刮泥桥、大量搅拌设备以及庞大的污泥回流和内回流泵，故系统机械设备投资低。工艺系统运行费用低。近年来得到了广泛的运用。3工艺的确定3.1进水水质状况与出水水质要求设计废水处理厂占地面积100平方米，日处理废水能力为100吨。经过处理后，要求出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放一级A标准（GB18918—2002），达到该标准的再生水可回用于景观水体。其进水出水水质如下：进出水水质一览表项目进水(mg/L)出水(mg/L)去除率(％)CODCrBOD5SSTNH3-NTP400240250353501010101.087.595.896.071.466.73.2工艺流程的确定由进水状况（该培训中心主要是淋浴产生的污水，则污水的有机物含量高）和出水达标状况（由于出水要达到景观用水的标准，所以出水比二级处理后排放要求要高，需要经过深度处理才能达到要求），以及该培训中心的污水处理量小：这就需要工艺间歇运行，即一天24小时运行16小时。经综合考虑得出工艺流程如下图：工艺流程图3.3工艺流程说明4工艺设计任务及目标4.1工艺设计任务要求1.熟练掌握CAD软件基本操作；2.掌握进行水污染治理工程设计的工作流程及要求；3.掌握培训中心污水的特征、基本处理方法，并根据资料进行工艺流程设计及计算。4.2预期目标1.掌握CAD软件基本操作及进行水污染治理工程设计的工作流程及要求；2,撰写条理清晰、内容充实的设计计算书及设计说明书各一份；3.绘制4张1号水处理工艺图纸（包括工艺流程图、总平面布置图及主要建筑物平剖图）。4.3毕业设计进度安排第1—2周：查资料，编写开题报告，确定设计方案；第3—5周：进行设计计算；第6—10周：绘制设计图纸；第11—12周：编写设计说明书，完善设计图纸。4.4本设计的重点和难点重点：处理工艺流程的确定；难点：水处理设施的一体化设计。参考文献[1]袁金霞,邢敏佳.中水回用技术探讨.污染防治技术,2009年6月第22卷3期:27-28[2]张莉.资源利用新趋势——中水回用.科学之友FriendofScienceAmateurs,2009年08月(23):155-156[3]王效琴,王启山,李金河,王秀艳等.不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