三、设计或论文方案：[⑴技术方案（有关方法、技术路线、技术措施）；⑵实施方案所需的条件（技术条件、试验条件等）]

3.1 技术方案

3.1.1可生化性分析

污水BOD₅/COD_Cr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD₅/COD_Cr>0.45可生化性较好，BOD₅/COD_Cr>0.3可生化，BOD₅/COD_Cr<0.3较难生化，BOD₅/COD_Cr<0.25不易生化^[22,23]。结合进水水质分析：COD的浓度：260mg/L，BOD₅的浓度：140mg/L，SS的浓度：100mg/L。经计算，BOD₅/COD=140/260=0.54，废水可生化性好。各污染物的去除率分别为COD=80.8%，BOD₅=92.9%，SS=90.0%，可见，本项目对COD、BOD、SS的去除率均很高。表明麦架污水处理厂可采用生化处理，且生化处理效果好。

3.1.2脱氮除磷分析

BOD₅/TP是鉴别能否生物除磷的重要指标，该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。生物除磷是活性污泥中除磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP，并利用ATP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB（聚-β-羟基丁酸）及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可利用聚-β-羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排出系统，达到生物除磷的目的^[24]。进水中的BOD₅是作为营养物供除磷菌活动的基质，故BOD₅/TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于20，该值越大，生物除磷效果越明显。结合进水水质分析，BOD₅/TP=23.3，故可以采用脱氮除磷工艺。经过对生化处理、脱氮除磷的方案的多次对比，再结合城市污水的特点，本设计拟采用A²/O工艺，以满足废水处理后实现达标排放和回用的建设要求。

3.1.3工艺选择

我国从八十年代开始研究生物脱氮除磷技术，在八十年代后期逐步实现工业化流程。目前，常用的生物脱氮除磷工艺有A ²/O法、氧化沟法、SBR等。下表将对这三种方法做一个简单对比，从对比结果出发，综合考虑，本设计拟采用A²/O法。

目前国内滤布过滤有两方面的应用：一是混凝-滤布滤池工艺深度处理城市污水，二是将工业滤布应用于MBR反应器中，代替其他膜材料。洪俊明等将滤布滤池工艺与混凝剂的混凝作用相结合，应用于城市污水的深度处理，以同步去除污水中的TP和浊度。高速纤维滤料滤池、活性砂滤池以、纤维转盘滤池及深床滤池等新型过滤方式也在污水深度处理工程中得到应用。均质滤料滤池应用较为广泛，技术成熟，运行管理方便^[25-27]。结合本工程水质特点、处理规模，在保证出水稳定性的前提下，本设计拟选用气水冲洗均质滤料滤池。

本设计工艺流程图如下：

3.1.4工艺说明及拟选型

（1）污水进入粗、细格栅后，可去除大尺寸的漂浮物和悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。本设计采用自动清渣的机械格栅，渣耙循环运行，截留物经皮带输送机送入螺旋压榨机，压榨打包后外运出厂。

（2）沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m³的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。本设计拟选用曝气沉砂池，设置曝气沉砂池的目的在于使得0.25mm以下粒径的沙粒，能够尽可能多地沉淀下来，而又不至于沉泥，而悬浮物在气泡的作用下摩擦碰撞，将吸附在砂粒上的有机物分离出来，起到节约碳源作用。同时污水经曝气后，油脂上浮，浮渣经收集后，将会明显减少后续生化处理池和二沉池的表面浮渣，对表观性状有极大的改观。还对深度处理滤池起到了很好的保护作用。

（3）沉淀池主要完成混合液分离和污泥的部分浓缩，使出水悬浮物浓度达到所要求的排放标准和回流污泥达到一定的浓度。国内大中型污水处理厂多采用辐流式沉淀池，其沉淀效果好，运行稳定可靠，而本设计的出水水质要求较高，故本设计的初沉池及二沉池均拟采用辐流式沉淀池。

（4）生物处理池是污水处理厂内主要的生产构筑物，本设计采用A²/O工艺，在保证污水处理效果的前提下，采用底部鼓风曝气^[28]。“A²/O+生物滤池”的工艺能够使出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

（5）经滤池流出的水进入紫外消毒渠进行紫外消毒，最后达标排放。

3.2 实施方案所需的条件

（1）计算机及常用软件如WORD、AUTOCAD。

（2）相关的文献，资料，工具书。

（3）设计人员对该污水处理厂的资料调研.

（4）国家环保部现行排放标准。

（5）环境工程设计和给水排水工程设计的有关技术规范和设计手册等。

四、主要参考文献目录

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Treating municipal wastewater[J]. Bioresource  Technology, 2011,102(3):2193-2198.

[27] 李江雯. 混凝滤布过滤—生物滤池组合工艺处理小城镇生活污水研究[D].哈尔滨工业大学,2013.

[28] 周国标,周鹏飞,雷睿等，传统A²/O城市污水处理中存在的工艺问题及其优化控制策略[J].水处理技术，2017(6):11-17.

五、毕业设计（论文）工作进度计划。（必须包含一定工作量的计算机知识综合应用环节）

1-4周：根据下达的设计任务收集资料，查阅文献，计划好工作进度，做好外文翻译并提交译文，准备文献综述和开题报告；

5-8周：现场实习，设计方案的初步设计，整理好开题所需材料，准备开题答辩；

9-12周：完成各部分构筑物计算，撰写设计说明书、设计计算书，绘制设计图；

13-14周：检查修改设计图，完善设计说明书及计算书，设计图纸打印，整理好相关材料并上交；

15-16周：整理完善毕业设计材料，编写答辩发言稿，准备毕业答辩及其它相关工作。

六、指导教师审核意见

指导教师签字：

年   月   日

七、开题答辩结论和审核意见

教研室主任签字：

年   月   日

一、毕业设计（论文）选题的目的和意义。[⑴题目名称；⑵有关的选题的背景和发展情况分析；⑶前人在本选题领域中的工作成果简述]

1.1 题目名称

贵阳市白云区麦架污水处理厂一期工程方案设计

1.2 有关的选题的背景和发展情况分析

水是生命的源泉，万物的根基。水体一旦受到污染，对人类的生产生活会产生极大影响。近年来，出现了很多的水污染问题，在对人们的生命安全带来不良影响的同时，又对生态环境造成严重的破坏。随着我国城市化进程的加快、人们生活水平的提高，城市污水的产生量显著增加，污水处理负荷大幅提升，增建城市生活污水处理厂成为必然趋势^[1,2]。

目前，我国城镇污水处理厂正以每年8%的速率增长^[3]。2016年中华人民共和国国家发展和改革委员会发布的《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》提出“十三五”期间，新增污水处理设施规模5022万m³/d，其中设市城市2856万m³/d，县城1071万m³/d，建制镇1095万m³/d，并提出提标改造污水处理设施的建设任务^[4]。根据中华人民共和国住房和城乡建设部发布的2016年城乡建设统计公报可知，截止到2016年年末，全国城市共有污水处理厂2039座，比上年增加95座，污水厂日处理能力14910万立方米，比上年增长6.2%，排水管道长度57.7万公里，比上年增长6.9%。城市年污水处理总量448.8亿立方米，城市污水处理率93.44%，比上年增加1.54个百分点，其中污水处理厂集中处理率89.80%，比上年增加1.83个百分点。城市再生水日生产能力2762万立方米，再生水利用量45.3亿立方米^[5]。

想要处理城市生活污水，实现水污染控制的目标，不仅需

要在量上匹配更多的污水处理设施，更需要在质上提升处理设施的有效运行效率^[6]。城镇污水处理设施是关乎国家经济发展和水资源保护的关键因素，在美国、英国、荷兰和日本等发达国家，已经普遍实现了城市污水的集中二级处理^[7]。我国污水处理自20世纪30年代开始，与国外相比起步较晚。但自改革开放以来，我国污水处理取得了快速的发展。众所周知，污水处理工艺的选择会对污水厂的选址、建设及运行成本、出水水质、可操作性等方面产生深远影响，故在进行污水处理厂设计时，需要对不同的处理工艺进行比较，从众多方案中选择最佳方案^[8]。

据了解，选取污水处理工艺的前提是保证污水达标排放，而不同地域的受纳水体的自净能力和环境功能各不相同，所以各地区具体采取哪种工艺应该因地制宜，根据自身的实际情况，选择合适的处理工艺。目前，城镇污水处理厂采用的工艺主要有：A²/O 法、CASS 法、氧化沟工艺、生物膜法、物理化学法、土地处理法、氧化塘法等^[9]。

本文的研究对象是贵阳市白云区麦架污水处理厂一期工程的方案设计，拟在贵阳市白云区麦架镇马堰村麦架河对岸建设本项目，其服务范围包括沙文片区和白云北片区，项目总投资28430.7万元，项目总用地面积51333.33m²。污水处理厂建成后，污水处理规模5m³/d，污水经处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准后排入麦架河。

项目所在地贵阳市是贵州省的省会城市，位于喀斯特集中分布区域的中部，以山地、丘陵为主。主要地表水来源为大气降水，降水分配不均导致季节性河流状况频发，全市人均水资源占有量为1380m ³，且时间分布不均，属水资源短缺地区，近年来，贵阳城镇化的推进，加剧了供水能力的不足，导致用水供需矛盾突出^[10]。基于此，白云区麦架污水处理厂的建设是大势所趋。截至2016年底，贵阳市已建成城镇污水处理厂25座，设计处理能力达到112.2万m³/d，目前，贵阳市已建成城镇污水处理厂主要采用SBR及其改良工艺、A/O、A ² /O及其改良工艺、氧化沟及其改良工艺、CAST、CASS等6种处理工艺，其中，有8座采用SBR及其改良工艺，1座采用A/O工艺，4座采用A²/O及其改良工艺，9座用了氧化沟及其改良工艺，一座用了CAST工艺，2座采用CASS工艺，与国内污水处理厂主体工艺类型相符^[11,12]。

1.3 前人在本选题领域中的工作成果简述

在国外，政府及环保有关部门很早就对生活污水的污染进行了关注，对污水成分和治理研究起步也较早，目前各国大多根据自身的城镇生活污水组成成分建立了一整套较为齐全的治理系统。通常以掌握的污水组成成分和温度变化等水质规律为基础，从生活污水的组成成分及温度变化分析入手，再优选、确定处理方案。在国内，污水处理虽然起步晚，但也在不断地发展前行，下文简要的介绍下各种常见处理工艺法。

  1.3.1预处理

污水预处理是污水进入传统生化处理之前根据后续处理流程对水质的要求而设的预处理设施，一直以来都是污水处理厂的重要处理单元，在工业废水的处理上起着重要作用。城镇生活污水处理厂虽然较工业污水处理厂对预处理的要求有所降低，但在很多污水处理厂的设计中依然是必不可少的处理环节^[13]。

城镇生活污水处理厂的预处理工艺和一级处理十分相似，不需要做过细区分，主要包括格栅、调节池、沉砂池和初沉池。由于城镇生活污水厂服务区域大，区域内各种不同类型建筑物的排水变化规律不同，有互补作用，城市污水管网对水量、水质的均衡作用，所以城市污水处理厂可以不设调节池。

1.3.2生物接触氧化工艺

生物接触氧化工艺属于生物膜法，它是在生物滤池的基础上发展起来的，可称为“淹没式生物滤池工艺”、“接触曝气工艺”或“浸没式生物膜法”等^[14,15]。本工艺是活性污泥法和生物滤池技术的结合工艺，它兼有生物膜法和活性污泥法的优点，是一种高效的生物处理技术。生物接触氧化池由池体、填料、布水系统以及曝气系统等组成，依据水流形态的不同，可分为分流式和直流式。分流式是充氧污水和生物膜在不同的单元格，污水在池内呈单向或双向循环流动，国外污水处理工程中比较常见；直流式就是在填料底部进行曝气，国内污水处理工程中较为常见^[16]。

1.3.3生物滤池

生物滤池是建立在土壤自净原理之上，在污水灌溉的基础上，经过初始的间歇砂滤池和接触滤池发展起来的水处理工艺，至今已有百余年的历史。早期的生物滤池，水力负荷和BOD负荷都很低，虽然处理效果很好，但是占地面积大、容易堵塞，后来研究者采用处理水回流的措施提高了生物滤池的处理负荷^[17,18]。随着新型填料的研发和工艺技术的改进，生物滤池从低负荷向高负荷发展，现有的滤池类型主要有普通低负荷、高负荷、曝气和塔式生物滤池等。生物滤池一般由池体、滤料、布水和布气系统等组成，池体内部是由以生物膜为主构成的三相流，分别是固相的生物膜、液相的污水和气相的空气^[19]。

1.3.4膜生物反应器（MBR）

膜生物反应器是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的废水生物处理新工艺,通常提到的膜生物反应器,实际是三类反应器的总称, 生物反应器中的膜组件相当于传统生物处理系统中的二沉池,利用膜组件进行固液分离,截流的污泥回流至生物反应器中,透过水外排。膜生物反应器的发展史并不长，美国的Smith等人于1969年首次年报导了利用超滤膜取代活性污泥法工艺中二沉池的方法。到了上世纪年代,膜生物反应器已经成功应用于中水道污水处理、粪便污水处理、垃圾渗滤液废水处理、高浓度有机废水处理等。包括日本和加拿大等国在内的不少公司已经相继开发出有实用价值的膜生物反应器系统,并在实际工程中开始陆续得到应用^[20]。

二、设计或论文主要内容和重点，预期达到的目标及拟解决的主要问题和解决问题的思路。（此部分为重点阐述内容）

2.1 项目设计基础资料：

2.1.1工程概况

贵阳市白云区拟在贵阳市白云区麦架镇马堰村麦架河对岸建设本项目，项目总用地面积51333.33m²，项目总投资28430.7万元，服务范围包括沙文片区和白云北片区。

2.1.2设计资料

（1）处理水量：5.0万m³/d。

（2）进水水质指标平均值  (单位：mg/L)

（3）出水水质：执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标^[12]。

（4）气候条件：贵阳市年均气温15.3℃，全年降水量约1129.5毫米，相对湿度为77％，全年主导风向北偏东。

2.1.3设计主要内容和重点

本设计的主要内容是选择贵阳市白云区麦架污水处理厂一期工程的处理工艺，确定治理城镇生活污水的方案，使环境、经济、社会三方面效益协调可持续发展，使污水达标排放。并对污水、污泥处理构筑物进行设计计算及选型，对污水处理厂的基本设备和运行费用做出工程概算，绘制废水处理站的平面图和高程图、主要构筑物平剖面。其中，设计的计算及图纸的绘制为本设计的重点。

2.1.4预期达到的目标

本设计，经过工艺对比选择最合适的生活污水处理工艺，从而使污水能达标排放。一方面巩固自己的专业知识，将所学知识运用于实践操作中；另一方面还可以培养以及提高搜集资料、查阅文献、解决问题、发现问题的能力，并能熟练地运用CAD制图软件。

2.2 拟解决的主要问题及实现途径与方法

2.2.1  废水处理厂处理方案的确定

（1）翻阅专业课本以及查阅文献，收集污水处理的常用方法和工艺；

（2）分析研究各处理方法和工艺原理及内容，并对其进行比较；

（3）根据任务书设计要求、经济成本以及发展前景等问题，结合自然条件和污水水质特点，选择一种最适合的工艺，确工艺流程；

（4）查阅文献，通过计算对设备进行选型，选取经济运行效果好并且相互匹配的构筑物，确定最终处理方案。

2.2.2污水处理厂设计计算部分

（1）污水处理工艺设计计算

计算水质水量，污水处理程度，分析工艺可行性。

（2）污水处理构筑物计算

选择设计参数设计计算各构筑物尺寸，依据计算数据选择正确的设备型号。

（3）污泥处理工艺设计计算

 设定适当的设计参数，计算污泥量和污泥处理处置构筑物，确定工艺尺寸，并合理选型。

2.2.3污水处理厂平面布置和高程布置

根据所选方案、工艺流程以及计算确定的污水、污泥及附属构筑物工艺尺寸，进行污水处理厂的平面布置，绘制污水处理厂平面布置图，再绘制高程图。

2.2.4  工程估算