開題報(bào)告(設(shè)計(jì)樣本)

1選題背景和意義中水指各種排水經(jīng)處理后，達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水，其水質(zhì)介于清潔水(上水)與污水(下水)之間，亦故名為“中水”。中水能夠代替非飲用與人體非直接接觸的自來(lái)水。應(yīng)用于市政雜用等領(lǐng)域；將污水處理為中水并加以使用的過(guò)程就是中水回用。中水利用也稱作污水回用。城市污水經(jīng)處理設(shè)施深度凈化處理后的水(包括污水處理廠經(jīng)二級(jí)處理再進(jìn)行深化處理后的水和大型建筑物、生活社區(qū)的洗浴水、洗菜水等集中經(jīng)處理后的水)統(tǒng)稱“中水”?！爸兴被赜?，一方面為城鎮(zhèn)供水開辟了第二水源，可大幅度降低“上水”(自來(lái)水)的消耗量；另一方面在一定程度上解決了“下水”(污水)對(duì)水源的污染問(wèn)題，從而起到保護(hù)水源、水量的作用。隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)的迅猛發(fā)展，世界人口增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市用水量劇增，加以水質(zhì)不斷惡化，水資源情況日趨緊張。許多國(guó)家都面臨著水資源短缺的危機(jī)，因此把城市外排污水作為第二水資源加以開發(fā)利用就顯得尤為重要，通過(guò)中水回用可一定程度上緩解水資源危機(jī)。污水的資源化利用，既減少水環(huán)境污染，又有效緩解目前資源型和水質(zhì)型缺水的雙重壓力，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，開展相關(guān)研究具有較好的理論和現(xiàn)實(shí)意義。應(yīng)大力推行污水資源化利用技術(shù)，提高它的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。培訓(xùn)中心的污水經(jīng)處理后回用于景觀，既可以減少環(huán)境污染，又可以美化環(huán)境。所以可以取得良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)2.1國(guó)內(nèi)外中水回用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)中水回用技術(shù)在國(guó)外已應(yīng)用于實(shí)踐。美國(guó)、日本、以色列等國(guó)家都大量地使用中水，在中水利用方面積累了不少成功的經(jīng)驗(yàn)。日本從20世紀(jì)80年代起大力提倡使用中水，并在上水道和下水道之間，專門設(shè)置了中水道。要求新建的政府機(jī)關(guān)、學(xué)校、企業(yè)辦公樓以及會(huì)館、公園、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等公共建筑物都須設(shè)置中水道。20世紀(jì)90年代初日本開發(fā)了很多污水深度處理工藝，在新型脫氮、脫磷技術(shù)，膜生物反應(yīng)器技術(shù)等方面取得很大進(jìn)展，建立起了許多“水再生工廠”；美國(guó)也是世界上中水利用最早的國(guó)家之一，有300余座城市實(shí)現(xiàn)了污水處理后再利用；新加坡為了更好地節(jié)約水資源，目前每天至少有數(shù)千萬(wàn)升經(jīng)過(guò)深度處理的中水已經(jīng)加到飲用水管中，不是單純作為中水利用了。1987年以色列全國(guó)已有210個(gè)市政污水回用工程，城市污水回用率達(dá)72%。國(guó)外的研究資料表明，超濾技術(shù)作為中水處理的后處理技術(shù)，具有適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)懸浮物、細(xì)菌和洗滌劑的去除率高，出水穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)。實(shí)行中水回用可減少污水排放量，消除因污水排放而造成的對(duì)河流的污染，減少環(huán)境資源損失，有效保護(hù)水環(huán)境。只有結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況，根據(jù)回用點(diǎn)的水質(zhì)要求，選擇處理方法才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的處理使用效果。我國(guó)在20世紀(jì)90年代末開始使用中水回用技術(shù)，起步較晚，與世界先進(jìn)水平的差距在15年～20年，主要還是用于居民沖廁、灌溉、景觀用水、洗車，正在開發(fā)的工業(yè)和農(nóng)業(yè)中的使用，因此更應(yīng)加大研究力度，以縮短同世界先進(jìn)水平的差距，發(fā)展水資源再生產(chǎn)業(yè)。北京、天津、青島等缺水的城市都把中水回用列入城市總體規(guī)劃之中。在北京，許多居住區(qū)和集中建筑均要求配套建設(shè)中水處理站或中水機(jī)房，將沐浴、盥洗、洗衣等優(yōu)質(zhì)雜排水收集處理后供沖廁、綠化、洗車等。目前天津市的一些小區(qū)都使用中水來(lái)替換自來(lái)水用于景觀用水，以及澆灌綠地，還為此專門出臺(tái)了關(guān)于住宅使用中水的規(guī)定。2.2國(guó)內(nèi)外中水回用技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)，各國(guó)環(huán)保工作者在廢水處理生活領(lǐng)域作了廣泛深入的探討和研究，探索出許多生活廢水處理的新方法。由于廢水的可生化性較高，水中氨氮含量較高，因此生物處理法以其成本低，處理效果高，對(duì)環(huán)境危害小等特點(diǎn)而成為主要的處理方法。曝氣生物濾池的最大特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池，具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積小、處理效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。曝氣生物濾池最初用于污水的三級(jí)處理，后發(fā)展成直接用于二級(jí)處理。目前曝氣生物濾池已直接應(yīng)用于城市污水的處理回用，且呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，如德國(guó)的HERFORD污水廠和大連馬欄河污水處理廠均采用曝氣生物濾池，其出水水質(zhì)可達(dá)到生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)，適用作綠化、工業(yè)冷卻水及景觀用水。法國(guó)的l座900m3／d的小型城市污水處理廠，采用傳統(tǒng)的活性污泥法進(jìn)行處理。由于出水水質(zhì)不符臺(tái)新的標(biāo)準(zhǔn)，該污水廠對(duì)原有工藝進(jìn)行改造，采用SMBR工藝，以提高出水水質(zhì)。將容積為320m3的曝氣池改為生物反應(yīng)器，內(nèi)置體積8矗的膜組件，組成SMBR工藝。原來(lái)的貯泥池改為缺氧池進(jìn)行脫氮，而二沉池改為剩余污泥池。改建后對(duì)CODCr。和TKN的去除率分別為96％和95％，糞便大腸茵降低了6個(gè)數(shù)量級(jí)，出水水質(zhì)完全滿足新標(biāo)準(zhǔn)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質(zhì)良好，不會(huì)產(chǎn)生衛(wèi)生問(wèn)題，感官性狀佳，同時(shí)還要求處理流程簡(jiǎn)單、占地少、運(yùn)行穩(wěn)定、易于管理且適應(yīng)性強(qiáng)。MBR工藝具備了上述特點(diǎn)，因此80年代后在日本等國(guó)得到了廣泛應(yīng)用。日本某公司對(duì)MBR工藝的污水處理效果進(jìn)行了全面研究，結(jié)果表明活性污泥一平板膜組合工藝不僅可以高效去除B0D現(xiàn)和CODcr，且出水中不含細(xì)菌，可直接作為中水回用。膜生物反應(yīng)器是將生物降解作用與膜的高教分離技術(shù)結(jié)合而成的一種新型高效的污水處理與回用工藝。MBR工藝一般由膜分離組件和生物反應(yīng)器2部分組成。MBR在廢水處理中的優(yōu)勢(shì)：分離效率高；活性污泥濃度高；可使某些專性細(xì)菌維持其原有活性；有利于生物反應(yīng)器內(nèi)硝化細(xì)菌的滯留生長(zhǎng)；可提高系統(tǒng)的傳氧效率；MBR工藝具有常規(guī)污水生化處理無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，因此在國(guó)內(nèi)外城市污水處理與回用、中水回用、生活污水以及高濃度工業(yè)廢水等處理中得到了廣泛的應(yīng)用，且具有非常廣闊的應(yīng)用前景。生物接觸氧化法又稱淹沒(méi)式生物濾池，它是在生物濾池的基礎(chǔ)上，通過(guò)接觸曝氣方式演變成的一種污水生物處理技術(shù)。它將生物濾池和活性污泥法有機(jī)結(jié)合在一起，同時(shí)兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)，從水中微生物的附著場(chǎng)所及生存方式來(lái)看，類似于生物濾池，從反應(yīng)器流體力學(xué)特性及曝氣方式來(lái)看，它又與活性污泥法相似。接觸氧化法的體積負(fù)荷可達(dá)3-10kgBODs／m。d，是普通活性污泥法的3—5倍，COD去除率是傳統(tǒng)生物法的2～3倍。其核心處理構(gòu)筑物是生物接觸氧化池，生物接觸氧化池是由池體(床或生物反應(yīng)器)、填料(載體)、布水裝置和曝氣系統(tǒng)等幾部分組成，運(yùn)行時(shí)填料全部浸沒(méi)在污水中，利用機(jī)械裝置向水體充氧。生物膜絕大部分附著在固體填料上，少量懸浮于水中，池體內(nèi)污泥濃度大大高于傳統(tǒng)的活性污泥法。因而污泥負(fù)荷大大提高，具有承受較高有機(jī)負(fù)荷和沖擊負(fù)荷的能力，使占地面積大大降低。由于生物接觸氧化法不存在污泥膨脹問(wèn)題，操作管理方便，因而從20世紀(jì)60年代后期，在國(guó)外得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。由于填料的發(fā)展和不斷推陳出新，使生物接觸氧化法不斷得到完善，使其應(yīng)用更加簡(jiǎn)單、方便、可靠、高效。我國(guó)從20世紀(jì)70年代末期開始生物接觸氧化法的應(yīng)用和研究，至今填料己更換到第五代，這不僅推動(dòng)了生物接觸氧化法的發(fā)展和應(yīng)用，也使我國(guó)的生活污水處理，尤其是小區(qū)生活污水處理得到前所未有的發(fā)展。對(duì)于小區(qū)小流量的生活污水的處理，生物接觸氧化法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。生物接觸氧化法具有處理效率高、占地面積小、基建及運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便和抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)，是符合我國(guó)國(guó)情的簡(jiǎn)易、高效、低耗的生活污水處理工藝，近十幾年來(lái)發(fā)展迅速，將成為解決我國(guó)所面臨的嚴(yán)峻的水環(huán)境污染和水資源短缺問(wèn)題的主要技術(shù)途徑之一。SBR由于具有占地面積小、運(yùn)行方式靈活、可控性好等優(yōu)點(diǎn)，成為中小城鎮(zhèn)污水及工業(yè)廢水首選的生物脫氮工藝。但是，SBR法也存在其運(yùn)行繁瑣與過(guò)程控制復(fù)雜、脫氮除磷過(guò)程不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著“分散式污水處理與再利用”理念的不斷深化，以及污水處理自動(dòng)化水平的迅速提高，SBR法用于處理工業(yè)廢水及中小城鎮(zhèn)污水取得了巨大成功，并在國(guó)內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展和推廣應(yīng)用。目前在日本、美國(guó)尤其是澳大利亞已有數(shù)百座SBR法污水處理廠正在成功運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)近10年來(lái)新建的日處理能力在50000m3／d以下的城鎮(zhèn)污水處理廠中有30---40％采用了SBR工藝。SBR法的應(yīng)用及其發(fā)展近年來(lái)，人們圍繞SBR法展開了大量的研究工作，并在工業(yè)廢水處理中得到成功應(yīng)用。將SBR與其他工藝相結(jié)合，出現(xiàn)了以SBR為主的新工藝。例如，其中的一種CASS工藝。CASS（CycleActivatedSludgeSystem）工藝是近來(lái)在傳統(tǒng)SBR工藝上發(fā)展起來(lái)的一種新型工藝，1968年澳大利亞的新南威爾士大學(xué)與美國(guó)ABJ公司合作開發(fā)了間歇式反應(yīng)器體系和連續(xù)進(jìn)水，周期排水，延時(shí)曝氣好氧活性污泥工藝。1968美國(guó)國(guó)家環(huán)?？偩终匠姓J(rèn)CASS工藝屬于革新代用技術(shù)（I/A），成為目前最先進(jìn)的工藝。該方法在美國(guó)的明尼蘇達(dá)州草原市污水處理廠，餓亥俄周州拖萊多廢水處理廠，密執(zhí)安州地區(qū)廢水處理廠應(yīng)用均獲得良好的處理效果：COD去除率，BOD5去除率，并達(dá)到良好的脫氮除磷效果。目前該方法在美國(guó)，加拿大，澳大利亞已有270家污水處理廠得到應(yīng)用，其中城鎮(zhèn)污水處理廠有200家。我國(guó)上海北京等地也相繼應(yīng)用該工藝處理生活污水，北京航天城污水處理廠就是一典型。它是利用不同微生物在不同負(fù)荷條件下生長(zhǎng)速率差異和污水生物除磷脫氮機(jī)理將生物選擇器和傳統(tǒng)SBR反應(yīng)器相結(jié)合的產(chǎn)物，它綜合了活性污泥法和SBR工藝特點(diǎn)，具有抗沖擊負(fù)荷的能力。其為一般間歇式反應(yīng)器，在反應(yīng)器中活性污泥法過(guò)程按曝氣和非曝氣階段不斷重復(fù)，將生物反應(yīng)過(guò)程和泥水分離過(guò)程結(jié)合在一個(gè)池子中進(jìn)行，節(jié)省了占地面積。該工藝流程簡(jiǎn)單，布置緊湊，運(yùn)行靈活，處理效果好；在沉淀階段不進(jìn)水，靜止沉淀的效果好。占地面積少，該工藝一般采用矩形池結(jié)構(gòu)的模塊式建造方式，其布置非常緊湊，故可節(jié)省占地，降低投資費(fèi)用。由于采用模塊式布置方式．故便于系統(tǒng)擴(kuò)建。整個(gè)工藝系統(tǒng)的操作完全自動(dòng)化．維護(hù)費(fèi)用較低。系統(tǒng)中無(wú)需設(shè)置龐大的刮泥橋、大量攪拌設(shè)備以及龐大的污泥回流和內(nèi)回流泵，故系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備投資低。工藝系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低。近年來(lái)得到了廣泛的運(yùn)用。3工藝的確定3.1進(jìn)水水質(zhì)狀況與出水水質(zhì)要求設(shè)計(jì)廢水處理廠占地面積100平方米，日處理廢水能力為100噸。經(jīng)過(guò)處理后，要求出水水質(zhì)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（GB18918—2002），達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的再生水可回用于景觀水體。其進(jìn)水出水水質(zhì)如下：進(jìn)出水水質(zhì)一覽表項(xiàng)目進(jìn)水(mg/L)出水(mg/L)去除率(％)CODCrBOD5SSTNH3-NTP400240250353501010101.087.595.896.071.466.73.2工藝流程的確定由進(jìn)水狀況（該培訓(xùn)中心主要是淋浴產(chǎn)生的污水，則污水的有機(jī)物含量高）和出水達(dá)標(biāo)狀況（由于出水要達(dá)到景觀用水的標(biāo)準(zhǔn)，所以出水比二級(jí)處理后排放要求要高，需要經(jīng)過(guò)深度處理才能達(dá)到要求），以及該培訓(xùn)中心的污水處理量?。哼@就需要工藝間歇運(yùn)行，即一天24小時(shí)運(yùn)行16小時(shí)。經(jīng)綜合考慮得出工藝流程如下圖：工藝流程圖3.3工藝流程說(shuō)明4工藝設(shè)計(jì)任務(wù)及目標(biāo)4.1工藝設(shè)計(jì)任務(wù)要求1.熟練掌握CAD軟件基本操作；2.掌握進(jìn)行水污染治理工程設(shè)計(jì)的工作流程及要求；3.掌握培訓(xùn)中心污水的特征、基本處理方法，并根據(jù)資料進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)及計(jì)算。4.2預(yù)期目標(biāo)1.掌握CAD軟件基本操作及進(jìn)行水污染治理工程設(shè)計(jì)的工作流程及要求；2,撰寫條理清晰、內(nèi)容充實(shí)的設(shè)計(jì)計(jì)算書及設(shè)計(jì)說(shuō)明書各一份；3.繪制4張1號(hào)水處理工藝圖紙（包括工藝流程圖、總平面布置圖及主要建筑物平剖圖）。4.3畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排第1—2周：查資料，編寫開題報(bào)告，確定設(shè)計(jì)方案；第3—5周：進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；第6—10周：繪制設(shè)計(jì)圖紙；第11—12周：編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，完善設(shè)計(jì)圖紙。4.4本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：處理工藝流程的確定；難點(diǎn)：水處理設(shè)施的一體化設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)[1]袁金霞,邢敏佳.中水回用技術(shù)探討.污染防治技術(shù),2009年6月第22卷3期:27-28[2]張莉.資源利用新趨勢(shì)——中水回用.科學(xué)之友FriendofScienceAmateurs,2009年08月(23):155-156[3]王效琴,王啟山,李金河,王秀艷等.不同中水回用模式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析.中國(guó)給水排水,2006年08月第22卷第16期:73-76[4]張軍,呂偉婭,聶梅生,王寶貞.MBR在污水處理與回用工藝中的應(yīng)用.環(huán)境工程,2001年10月第19卷第5期:9-11[5]左利峰,郝二成,呂榮強(qiáng).MBR處理廢水技術(shù).山東煤炭科技,2008年第4期:72-73[6]趙世芬.生物接觸氧化法對(duì)生活污水脫氮效果的試驗(yàn)研究(論文).2007年5月:16-22[7]楊慶.基于實(shí)時(shí)控制的SBR工藝短程深度脫氮基礎(chǔ)研究和中試.2009年4月:9-14[8]高廷耀,顧國(guó)維.水污染控制工程.第3版.北京:高等教育出版社,2006年[9]許艷,俞林波,趙洪啟.中水回用現(xiàn)狀分析及展望.環(huán)境科技,2009年6月(1):22[10]肖錦.城市污水處理及回用技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002年5月:135-140[11]陳亞毅.小區(qū)污水處理系統(tǒng)CASS工藝設(shè)計(jì)及中水回用.市政技術(shù),2007年1月第25卷第1期:48-50[12]趙立軍,王懷建,