1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1设计目的

现如今，我国已经成为世界第二大经济体、世界上最大的发展中国家，尽管经济、生活水平在不断增高，但水环境污染问题也同样不容忽视。

桐庐隶属浙江省杭州市，地处钱塘江中游，富春江斜贯县境，全县面积1829.59平方千米 。桐庐是浙西地区经济实力第一强县，第一产业为农林牧渔业，有“中国民营快递之乡”、“国际花园城市”荣誉称号。它历史悠久、人文荟萃，素有“钟灵毓秀之地、潇洒文明之邦”的美誉。2015年，桐庐县各项经济指标依旧高居浙西地区各县、市首位， “浙西首县”地位进一步巩固。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

2.1.1当地基本情况

桐庐县位于浙江省西北部，地处钱塘江中游，介于北纬29°35'~30°05'和东经119°10'~119°58'之间；东接诸暨，南连浦江、建德，西邻淳安，东北界富阳，西北依临安。全境东西长约77公里，南北宽约55公里。总面积1825平方公里。

2.1.2地形

桐庐县以丘陵山区为主，平原稀少，属浙西中低山丘陵区。四周群山耸峙，中部为狭小河谷平原，山地与平原间则丘陵错落。富春江由南而北纵贯县境东部，分水江自西北向东南汇入富春江。在全县土地面积中，山地丘陵占86.3%，平原、水域占13.7%。

2.1.3气候

桐庐气候属亚热带季风气候，四季分明，日照充足，降水充沛。一年四季光、温、水基本同步增减，配合良好，气候资源丰富。年平均气温16.5℃；极端最高气温41.7℃，极端最高气温≥35℃的高温天气年平均29天；极端最低气温—9.5℃，极端最低气温≤0℃的冰冻天气年平均31天。年平均雨日161天。年平均降水量为1552毫米，年际间差异较大，1月~6月逐月递增，7月~8月起逐月递减，3月~9月雨量均在130毫米以上，最多的6月为梅雨期，降水集中，月平均雨量248毫米。

2.1.4人口

2015年末，全县户籍总人口为40.93万人，主要集中在县城和分水镇。桐庐县辖4个街道、6个镇、4个乡（包括1个民族乡）；183个行政村；4个居委会；15个社区。

街道：桐君街道、城南街道、旧县街道、凤川街道；

镇：分水镇、江南镇、富春江镇、横村镇、瑶琳镇、百江镇；

乡：钟山乡、新合乡、合村乡、莪山畲族乡。

具体情况如下：

街道（乡镇）	辖区面积（km2）	行政村	居民区	社区	户籍人口（万人）
城南街道	94.64	19	0	2	6.54
桐君街道	64.74	28	2	7	4.73
凤川街道	153.23	8	0	0	1.91
旧县街道	33.26	5	0	0	0.83
分水镇	300.01	26	0	2	5.29
富春江镇	195.20	15	0	0	2.51
横村镇	120.72	24	0	2	4.16
江南镇	81.76	20	1	0	5.07
瑶琳镇	217.03	16	0	0	3.52
百江镇	233.49	15	0	0	1.96
合村乡	121.54	8	0	0	1.01
新合乡	73.63	10	0	0	0.52
钟山乡	111.84	11	0	0	2.16
莪山畲族乡	28.50	7	0	0	0.92

2.2技术方案

2.2.1污水管网

2.2.1.1排水体制选择

在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水。这些污水是采用一个管渠系统来排除，或是采用两个及两个以上各自独立的管渠系统来排除。污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称作排水系统的体制。排水系统的体制，一般分为合流制和分流制两种类型。

我国目前现行的《室外排水设计规范》GB50013-2006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，桐庐县城区排水管网采用完全分流制。

2.2.1.2流量计算依据

污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量称为污水设计流量。进行污水管道系统设计时常采用最大日最大时流量为设计流量，其单位为L/s。合理确定设计流量是污水管道系统设计的主要内容之一，也是做好设计的关键。污水设计流量包括生活污水和工业废水两大类。现分述于下：

（1）生活污水设计流量：

①居住区生活污水设计流量按下式计算：

式中Q1——居住区生活污水设计流量（L/s）；

n——居住区生活污水定额（L/(cap·d））；

N——设计人口数；

Kz——生活污水总变化系数

cap——“人”的计量单位

居住区生活污水定额：

居住区生活污水定额可参考居民生活用水定额或综合生活用水定额。

A.居民生活污水定额

居民每人每天日常生活中洗涤、冲厕、洗澡等产生的污水量（L/cap·d）

B.综合生活污水定额

指居民生活污水和公共设施（包括娱乐场所、宾馆、浴室、商业网点、学校和机关办公室等地方）排除污水两部分的总和（L/cap·d）。

②工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量按下式计算：

式中Q2——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量（L/s）；

A1——一般车间最大班职工人数（cap）；

A2——热车间最大班职工人数（cap）；

B1——一般车间职工生活污水定额，以25（L/(cap·班））计；

B2——热车间职工生活污水定额，以35（L/(cap·班））计；

K1——一般车间生活污水量是变化系数，以3.0计；

K2——热车间生活污水量是变化系数，以2.5计；

C1——一般车间最大班使用淋浴的工人数（cap）；

C2——热车间最大班使用淋浴的工人数（cap）；

D1——一般车间的淋浴污水定额，以40（L/（cap·班））计；

D2——高温、污染严重车间的淋浴污水定额，以60（L/（cap·班））计；

T——每班工作时数（h）。

淋浴时间以60min计。

（2）工业废水设计流量

工业废水设计流量按下式计算：

式中Q3——工业废水设计流量（L/s）

m——生产过程中每单位产品的废水量（L/单位产品）；

M——产品的平均日产量；

T——每日生产时数（h）；

Kz——总变化系数。

由调查已知，该城区经济发展较好，拥有杭州嘉顺印务有限公司、 瑞霖化工有限公司、丹艺工业园等三家大型骨干企业，且日排水量分别为300m3/d、500 m3/d、800m3/d。

2.2.1.3管道定线应遵循原则

在城镇（地区）总平面图上确定污水管道的位置和走向，称污水管道系统的定线。正确的定显示合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道系统设计的重要环节。管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。

定线应遵循的主要原则是：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自留排出。

定线时通常考虑的几个因素：地形和用地布局；排水体制和线路数目；污水厂和出水口位置；水文地质条件；道路宽度；地下管线及构筑物的位置；工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。

2.2.1.4控制点和污水厂位置选择

设计区域整体地势呈西南部较高，桐庐县夏季以东南风为主，冬季以西北风为主，考虑到城镇地形和风向，因此将在县城东北角设计一座污水处理厂。

在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点称为控制点。根据污水厂位置，控制点为该排水区域内距离污水厂位置最远的地方。

2.2.1.5管材选择

排水管道中，生活污水管采用PVC管和钢筋混凝土管，工业废水采用钢筋混凝土管。对于相同管径，管道之间的衔接方式采用水面平接，对于不同管径，管道之间的衔接方式采用管顶平接。连接采用承插式接口，对于管径大于1200mm的管段采用柔性企口式接口。

2.2.1.6污水管道系统布置

排水管道的布置形式有以下六种：正交布置、截流式布置、平行式布置、辐射状布置、分区布置、环绕式布置。由于污水处理厂的位置，本设计采用截流式布置污水干管，沿河岸敷设主干管，并将各干管的污水截流送至污水厂。

2.2.2雨水管网

2.2.2.1排水区域划分

为了缓解或是避免城区下雨出现积水甚至发生内涝，本设计将通过分流制收集雨水，将雨水排入就近河流。本设计区域中间地势较低，城区内东部有富春江流过，且桐庐县全县地势西北和东南向富春江沿岸降低，沿江两岸地势最低，可见一明显分水线，坡度适宜，可以通过自重将雨水排入富春江中。故排水流域的划分基本按雨水干管服务的排水面积大小确定。根据该地暴雨量较大的特点，每条干管承担面积不宜过大。

2.2.2.2雨水管道系统布置

由于地形对排除雨水有利，拟采用多个分散出口的雨水管道布置形式。雨水干管基本垂直于高线，布置在排水流域地势较低一侧。这样雨水能以最短距离靠重力流分散就近排入水体。雨水支管设置在街坊较低侧的道路下。

2.2.2.3暴雨强度公式

雨水流量根据暴雨强度公式计算，查询当地资料，可知道当地暴雨强度公式为：

其中

P——设计重现期（a）

t——降雨历时（min）

2.2.2.4管材选择

雨水管管材采用PVC管及及金属管材（当跨越下水道或其他管道时），对于相同管径采用水面平接，不同管径采用管顶平接。且雨水一般流量较大，雨水管道管径也较大故采用胶圈连接。

2.2.3污水处理厂

2.2.3.1污水厂选址

设计区域整体地势呈西南部较高，桐庐县夏季以东南风为主，冬季以西北风为主，考虑到城镇地形和风向，因此将在县城东北角设计一座污水处理厂。

2.2.3.2污水厂流程的选择方案

桐庐县城区在城区内，以居住区为主，辅之以轻工业、化工园区及服务型加工业。所以污水处理的目的是去除COD、SS及污水中的氮磷指标，要求排放水水质达到一级A标准。

生物处理法主要由活性污泥法和生物膜法。

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某种载体上生长发育，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。但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，所以生物膜法不是经济的选择。

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。随着实际生产上的广泛应用和技术上的不断革新，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发展，出现了多种能够适应各种条件的工艺流程。

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。该污水厂采用活性污泥法。

活性污泥法又包括SBR 法、氧化沟法、A²/O 法。

a.SBR法：间歇式活性污泥法是一种按间歇曝气方式运行的活性污泥处理技术。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。但是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，因此也不符桐庐县污水处理要求。

b.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。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、有机物去除率较高、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。由于本次设计污水厂需要服务约30万人口，污水处理量较大，不符合经济和维护管理的要求。

c.倒置A²/0法：倒置A²/O法是传统A²/O法的改造，将缺氧区提前，按照缺氧-厌氧-好氧的过程流动。缺氧区位于首段，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮，避免碳源不足造成的反硝化不完全。释磷菌在厌氧区释放磷,直接进入好氧区吸收磷,除磷效果更好。有机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。本工艺总的水力停留时间少；丝状菌不能大量增殖，没有污泥膨胀的后顾之忧；缺氧、厌氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，具有去除有机物、同时脱氮除磷功能。

综上所述，根据桐庐县城区总体规划和其自然条件，最终选定倒置A²/O 法作为生物处理方法。桐庐县城区污水处理厂采用二级处理结合深度处理，就近排入富春江，设计一次完成，分期建设。

以下为工艺流程：

3. 研究计划与安排

时间	项目	具体内容
2.21-3.08	毕业实习	去污水处理厂实习，熟悉不同工艺污水处理流程，了解实际的污水、雨水管网和污水处理厂的设计成果，为毕业设计奠定基础。
3.04-3.22	污水管道系统	污水管道系统布置及水力计算
3.25-3.29	雨水管道系统	雨水管道系统布置及水力计算
4.01-4.05	泵站设计	污水处理泵站设计，包括选泵，泵站形式和布置等
4.07-4.21	污水处理厂设计	污水处理厂的设计，包括格栅、初沉池、A2/O、二沉池，出水泵站等
4.22-5.11	绘图及概预算	编制排水工程管网部分与污水处理厂的概预算
5.13-5.18	出计算书及说明书	设计计算书及说明书的撰写
5.20-5.24	出图	按要求出设计图
5.26-5.30	结尾	论文装订，交毕业设计全部成果审核，准备答辩

4. 参考文献（12篇以上）

[1].孙慧修主编.排水工程上册.第四版.北京：中国建筑工业出版社，1999

[2].张自杰主编.排水工程下册.第四版.北京：中国建筑工业出版社，1999

[3]北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水设计手册第一册《常用资料》.第二版.北京，中国建筑工业出版社，2003