一、研究现状：

在本课题的设计中，主要包括雨、污水管网和污水处理厂的设计。在设计中涉及的问题很多很广，但迄今为止，在国内外研究较突出的问题，即排水体制的选择问题、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。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）污水脱氮除磷工业的应用现状

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出或实施了相应的设计和运行改进。

二、研究意义：

随着社会的迅速发展和人民生活水平的不断提高，缺水和污水排放的问题已越来越突出。目前，我国城镇对生活污水的处理率还比较低，加重了对环境的污染。在国家可持续发展的新政策下，环境保护已受到重视。

城镇排水是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是城镇水污染防治的骨干工程。城镇排水设施是衡量现代化城市水平的重要标志。城镇排水管网的意义是可以美化城市、维持城镇正常运转，并且是实现水资源循环利用的重要设施。

根据我国经济发展和环境保护的需求，结合我国环境保护最新研究成果和国际环境保护技术水平和发展趋势，提出一套合理、经济的工艺流程对污水进行处理，以达到标准排放。对于保护环境，减轻环境污染，遏制生态恶化趋势，有着重要的意义。高效节能的城镇污水输送及处理技术能为国民经济的发展起到较大的推动作用。

三、污水处理发展趋势：

结合可持续发展的要求，污水处理系统未来的发展方向应从碳减排和资源利用的角度来设计思考。结合集中式和分散式处理各自的优点，末端分离的分散处理模式是一种值得探讨的创新尝试。初步研究表明膜混凝浓缩过程在技术上具有可行性，末端分离的分散式处理系统的设计和开发还需要更多的研究和探索。

一、设计的基本内容：

（1）城区排水管网设计

（a）城区排水管网总平面布置（进行方案比选）。

（b）城区排水管网水力计算。

（c）完成排水主干管的纵剖面图。

（2）污水处理厂设计

（a）确定污水处理工艺流程（进行方案比选）。

（b）设计计算单体处理构筑物(包括污水和污泥处理部分)#8194;。

（c）进行污水处理厂平面布置、污水处理厂高程布置图、污水处理厂指定构筑物

细部工艺设计图（指导教师指定）以及高程设计。

（d）编制主要设备材料表。

（3）完成设计说明书及计算书一份。

二、设计的目标：

本设计的目标是完成湖北省当阳市排水工程的雨、污水管网工程与污水处理厂工程。生活污水设计规模为，近期总人口8万人，远期总人口16万人。工业污水设计规模为，肉联厂日平均污水量近期为1000m3/d，远期为2000m3/d，Kh=2.0。棉纺厂日平均污水量近期为1500 m3/d，远期为2500 m3/d，Kh=1.33。其它零星工业废水的平均流量，约为整个城区居住区平均污水流量的6%左右。

三、拟采用的技术方案及措施：

（1）排水体制的方案比选

从环境保护角度，采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水通过溢流井排入水体，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，在暴雨时期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。分流制则是将城市污水全部送至污水厂进行处理，但初降雨水未加处理直接排入水体，会对水体造成污染，但与合流制相比，可以减少污染。因此分流制更符合城市卫生要求。

从工程造价，合流制排水管道的造价比完全分流制一般要低20%～40%，但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。但合流制因其管径过大，容易污泥淤积，维护不方便，管网维护费用较高。此外从水厂的维护和管理来看，合流制在晴雨天的污水水量变化会增加污水处理厂运行管理的难度，而分流制系统可以保持管内的流速，不致发生沉淀，流入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，在该市的排水管网设计中选择分流制。

（2）工艺比选

（a）方案初选

生物膜法：生物膜法具有对水质、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，但它也有生物膜法的布水不太均匀、容易产生池蝇和散发臭味的缺点；其次生物膜法采用滤料作为生物膜的载体，容易堵塞；在处理构筑物出现问题时，维修不太方便。

活性污泥法：活性污泥法具有对稳定程度、净化程度较高的污水处理效果好；通过调整污泥回流比适应进水负荷等优点。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发展，出现了多种能够适应各种条件的工艺流程，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流处理技术。

对比之后，结合当地情况，该污水厂最适合的工艺应为活性污泥法。

（b）方案比选及确定

经过上述的比选，已选择出活性污泥处理法。活性污泥法又包括传统活性污泥法、SBR法、氧化沟法、A2/O法。

传统活性污泥法：传统活性污泥法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,#8194;SS三项出水指标,且该工艺容易产生污泥膨胀现象,#8194;除磷和脱氮效果差。当阳市以发展加工业为主，工业废水在处理中会占有一定比例，因此不满足当阳市的污水处理要求。

SBR法：间歇式活性污泥法的特点是运行的有序和间歇操作,集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统，但对自动控制技术和连续在线分析仪表要求高,操作复杂,#8194;难于管理，仅适用于水量、水质排放均匀的工业废水。规划中有生活污水的处理，因此也不符合当阳市的污水处理要求。

氧化沟法：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、脱氮、除磷(沟前增设厌氧池)、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、运行费用高的缺点。由于当阳市的污水处理量较大，考虑到后续运行费用，不采用氧化沟工艺。

A2/O法：A2/O法的优点是水力停留时间少于其他同类工艺；厌氧、好氧交替，丝状菌不能大量增殖，可抑制污泥膨胀，SVI值一般小于100；同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。若氮磷浓度较高时，也可采用倒置A2/O工艺提高脱氮除磷效果。

通过对比，选定的的污水处理工艺为活性污泥处理法中的A2/O法。

（c）水厂位置确定

污水处理厂位置的选择，应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求，应根据下列因素综合确定：

①厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应与城镇、工厂厂区、生活区及农村居民点保持约300米的距离，也不宜太远，以免增加管道长度，提高造价。

②厂址不适设在雨季易受水淹的低洼处，靠近水体的处理厂，要考虑不受洪水威胁，厂址应设在地理条件较好的地方。

③要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少工程量，若有可能，宜采用污水可自流入处理构筑物的方案，以节省动力费用，降低处理成本。

④根据城市总体发展规划，污水处理厂厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。

根据以上原则及实际情况，将污水厂建于沮河下游C形弯处。