1．目的及意义

本次设计目的在于收集武汉光谷C区居民生活污水和规划区雨水并解决污水的处理问题，减小生活污水对环境的污染。城镇排水是现代化城市不可缺少的重要基础设施，对城镇经济发展具有决定性作用；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。其意义是可以美化城市、维持城镇正常运转，并且是实现水资源的循环利用。 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。

现状分析：

就排水系统来讲，近几十年来，合流制排水系统已经逐渐改建成分流制。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。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。

就污水处理工艺来讲，发达国家在20世纪70年代就达到了污水处理的二级处理水平，其中，世界上建设污水处理厂最多的国家是美国。但是，二级处理因其能耗高、运行费用以及投资建设费用较大等缺点，发达国家开始对传统的工艺流程进行改进以及新技术的研究，其中，污水处理利用技术收到很大程度的重视。国外的污水处理技术主要有SBR法、电磁化法、隔膜吸附过滤法、生物降解法以及活性污泥法等，其污水处理排放标准非常严格。其中，应用最为广泛的方法是活性污泥法，主要是应用在大型的城市污水厂当中。比较发达的国家在广泛普及二级处理之后，投入了大量的科研力量以及资金来对处理污水的设备的运行、检测以及管理进行了有效的加强，在很大程度上实现了很多高科技的技术应用。在上个世纪的七十年代美国开始进行自动控制污水处理厂，现在处理污水的工厂大部分已经实现了自动控制以及测试。在我国，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工艺等。但是单独的活性污泥法处理生活污水很难达到现行的一级A排放标准，一般需要增加深度处理工艺。{title}

2. 研究的基本内容与方案

{title}

基本内容：

（1）光谷C区排水管网设计，并进行方案比选

 （2）排水管网水力计算，确定管网各项参数  

（3）确定污水处理厂的位置并进行污水处理厂的设计，其中包括工艺流程设计和构筑物设计以及概算。  

（4）绘制图纸  

（5）编写计算说明书  

（6）完成一篇文献翻译  

目标：

 （1）依托地形设计排水管网，尽量保证重力自流，减少成本，提高排水效率  （2）合理安排污水处理厂位置以及各个构筑物的平面布置，减少占地面积 

 （3）处理工艺设计要满足处理要求，结合实际情况合理优化，提高处理效果  （4）根据水量和污水厂面积合理设计处理构筑物尺寸和各项参数

方案：

 （1）管网

 根据设计要求，管网排水体制采用分流制，生活污水收集后送到污水处理厂处理后达标排放，雨水收集后就近排入水体。排水管网设计大致遵循以下几个原则：

 （1）尽可能在管线较短、埋深较小的情况下，让最大区域上的污水自流排出。

 （2）要充分考虑地形

 （3）污水主干管的走向和数量要考虑污水厂和出水口的位置与数量。

 （4）尽量采用重力流形式，既要减少埋深，又可少建泵站。

 （5）尽量减少与河流、山谷、铁路和各种地下构筑物的交叉。敷设污水干管要考虑地址条件。

 （6）污水管通常设在人行道、绿化带或慢车道下，污水干管最好以排放大量工业废水的工厂为起端。

 （7）管线要简捷顺直，不要绕弯。

 （8）近远期结合。

 污水收集管网共有两套方案：根据光谷C区四周高中间低的地势，大致将整个区域分为三个排水流域，里沟港北部区域为a区；里沟港南面以快岭路为界，东西分别为b、c两个流域。

 方案一：

 a区污水在街区收集后汇入南北向的未来二路、未来三路，最终汇集到里沟北路与未来二路的交叉路口后与b区相连，b区污水通过树状收集管网首先汇集到南北向的未来二路、环翠路、小廖路、然后汇集到东西向的里沟南路，到达里沟南路和未来三路的交叉路口后沿未来三路埋设主干管输送到污水厂，c区污水首先汇入南北向的快岭路和潘竹路，最终汇集到柘树湾路与科技四路交叉路口，此处高程较低，该路口的水单独一根总管输送污水到污水处理厂。

方案二：

a区污水首先汇入东西向的高新二路、招之路、然后汇到未来三路最终污水到达里沟北路和未来二路的交叉路口后与b区相连；b区污水首先汇入东西向的里沟南路和科技四路，最后汇集未来三路流入污水处理厂，c区污水管道由于地形限制，与方案一相同。

由于管道敷设要求尽可能在管线较短，埋深较小的情况下使污水自流排出，沿沟铺设干管，方便支管自流接入，比较之后污水管道拟采用方案一

 雨水管道由于地势南北高，东南低，沿南北向的未来二路、未来三路、翠环路、小廖路等干道敷设干管，尽量使雨水自流排出，保证排水的可靠性。

 污水处理厂的位置位于光谷C区东南严家湖旁，地势较为平坦，处理污水可就近排入严家湖内。

 （2）处理工艺

 由于出水排放指标要求达到国家一级A标准，当地污水组成主要为生活污水，因此处理工艺分三级。

 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。这种絮凝体就称之为“活性污泥”的生物污泥。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，出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。结合当地情况，该污水厂最适合的工艺应为活性污泥处理法。

 而活性污泥法按空间序列和时间序列分两种：

 1 . AAO 法，即厌氧/缺氧/好氧工艺, 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。这种工艺的优点主要体现在：(1) 本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N 除P 工艺，总的水力停留 时间少于其他同类工艺；(2) 在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI 值一般均小于100；(3) 污泥中含P 浓度高，一般为2.5%以上，具有很高的肥效；(4) 运行中勿需投药，两个A 段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；(5) 厌氧、缺氧、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，能同时具有去除有机物、脱N 除P 的功能；(6) 脱 N 效果受混合液回流比大小的影响，除P效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱N除P效率不可能很高。

 2. 序批式活性污流污泥法，即SBR法，是指利用切割时间的方式，将原本需要在几个池子内完成的进水、反应、沉淀、滗水和闲置五个阶段的一整套活性污泥法放在一个池子内完成。  该法具有以下优点：由于采用了完全混合的方式，在一个池子内完成，该方法需要的构筑物和占地比较少维护气时间短，曝气效率高，同样也使得其具有较好的耐冲击负荷。另外，序批式活性污泥法工艺运行灵活、适应性强；可以及时地根据污水水质的变化调整运行的方式，对脱氮脱磷也有很好的效果。但序批式活性污泥法单体池的体积非常大，且通常算需要较好的自动化控制设备配合，运行管理对复杂。

资料显示，武汉市污水平均浓度为:

COD 155.97mg/L;BOD 61.52mg/L  SS 65.77mg/L  TN 22.61mg/L  

NH3-N 15.40mg/L   TP 2.28mg/L

考虑到光谷C区严家湖旁空地面积较大，因此不需要考虑占地问题，SBR工艺的有点主要在于节省占地，其管理运行费用较高，两种工艺比较，此处拟采用AAO工艺作为二级处理工艺。

三级处理主要针对N的去除，本设计拟采用化学除磷作为三级处理的方案

3. 参考文献

[1] 孙慧修.排水工程上册.北京:中国建筑工业出版社.1999.

[2] 张自杰, 林荣忱. 排水工程. 北京：中国建筑工业出版社.1999

[3] 北京市政设计院主编.给水排水设计手册,第5册第三版,城镇排水[M].北京:中国建筑工业出版社.2017.2