排水工程毕业设计

沈阳建筑大学毕业设计1第一章 概况1.1 前言随着经济高速发展，污水处理事业也相继取得了较大的发展，许多城市兴建了污水处理厂，工业企业也开始重视工业废水的处理，同时更多的城市和工业企业在规划、筹划和设计污水处理厂。水污染防治、保护水环境，已经成为一项非常重要的话题。近几十年来，新工艺、新技术大量涌现，氧化沟系统和高效低耗的污水处理技术，如各种类型的稳定塘、土体处理系统、湿地系统都取得了长足的进步和应用。这些新工艺、新技术已成为水污染防治领域的热门研究课题。在国家科委、住建部、国家环境保护部的组织和领导下，广泛、深入地开展了这些课题的科学研究工作，取得了一批令人瞩目的研究成果。我国水资源严重短缺的事实是不容回避的，北方一些城市人民生活水平的提高和工农业生产的发展已受到水资源不足的限制和制约。城市污水和工业废水回用，以城市污水作为第二水源将成为必然的趋势。本设计的主要内容包括辽宁省 WA 市排水工程规划及污水处理厂工艺设计。城市排水体制采用分流制排水系统，雨水就地就近直接排放河流，城市生活污水经污水处理厂统一处理后排放。该市为省辖市，污水处理厂的出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）中一级标准的 A 标准。该市城市污水中 BOD5、NH 3-N、TN、TP 等主要指标不是很高，属于中等浓度，因此，污水生物处理采用采用改良A2/O 工艺。污泥处理工艺采用浓缩中温厌氧二级消化工艺，污泥最后由离心脱水机脱水后外运卫生填埋。1.2 设计任务与内容（1）排水管网规划设计，含两个以上的方案比较；（2）污水泵站工艺设计，含部分工艺施工图设计；（3）污水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；（4）污泥水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；（5）污水处理厂的工程预算；（6）有条件的同学还可以在教师指导下自选一个专题进行深入研究。沈阳建筑大学毕业设计21.3 设计要求1.3.1 基本要求（1）完成排水管网和雨水管道的定线，至少应对两个排水管网定线方案（也可以是局部变化的方案）进行技术经济比较，从中选优。（2）排水管网的主干管、区域干管、支干管及倒虹吸管应进行详细的水力计算与高程计算。水力计算应采用计算机编程计算。不计算管道不必编号，最不利点应校核。有跌水井的应计算一个。（3）按给出的原始资料合理地选定设计暴雨强度公式进行雨水管道的水力计算。从街道明渠开始只计算其中一、二条雨水管道即可。雨水管道也可只布置第一修建期的管线。（4）污水泵站工艺设计要确定水泵机组的台数、水泵型号、泵站的结构形式以及集水池的容积，并应进行泵站水泵机组管道水力计算和电器设备等布置的设计，泵站的建筑与结构设计可参照标准图大致来确定。（5）应根据原始资料与城市规划情况、并考虑环境效益与社会效益，合理地选择污水处理厂的位置。（6）根据水体自净能力以及要求的确定处理水质，并结合当地的具体条件，如水资源情况、水体污染情况等来确定污水处理程度与处理工艺流程。无特殊要求时，污水处理后BOD 5、NH 3-N、TN、TP等主要指标应达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）的相应要求，SS经深度处理后达到，本次设计可不予考虑。（7）根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺方法，进行各单体构筑物的设计计算。（8）污水处理厂平面布置要紧凑合理，节省占地面积，同时应保证运行管理方便。（9）在确定污水处理工艺流程时，同时选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有构筑物都进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料与规格等。（10）对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行更详细的施工图所必须的设计与计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。（11）对污水与污泥处理系统要做出较准确的水力计算与高程计算。沈阳建筑大学毕业设计3（12）对污水处理厂都要进行经济概算与成本分析。1.3.2设计计算说明书的要求设计计算说明书不仅要有完整的设计计算过程，还应包括与设计题目有关的资料汇总，可供选择的方案比较，选择方案的依据，以及对所选方案的论述。毕业设计计算说明书要结构严谨、层次分明、语言流畅、书写工整（可以打印） 、简图合理、计算正确，符合学科、专业的有关要求。毕业设计计算说明书的用语、表格、计量单位、插图应规范标准，符合给水排水专业国家标准。文中出现的符号和缩语应采用本专业的权威性机构或学术团体所公布的规定。毕业设计计算说明书应采用统一的毕业设计用纸，并按统一规格装订成册。设计计算说明书应在 30000 字以上。1.3.3 图纸要求排水工程毕业设计应完成 1#图纸 11 张。具体如下：（1）排水工程规划图，1 #图或 0#图 1 张。（2）污水主干管、雨水管纵断面图，1 #图 12 张。（3）污水处理厂总平面图，1 #图 1 张。（4）污水处理厂工艺平面图，1 #图 1 张。（5）主要处理构筑物（如初沉池、曝气池、二沉池、消化池等）工艺图，1 #图34 张。每位同学具体绘制的构筑物图，由指导教师确定。（6）污水提升泵站工艺图，1 #图 1 张。（7）污水处理工艺与污泥处理工艺高程布置图，1 #图 1 张。1.4 设计依据1.4.1 设计基本资料设计基本资料包括：（1） 沈阳建筑大学给水排水工程专业排水工程毕业设计任务书（2） WLA 市地形图 （1：10000）1.4.2 国家法规和标准、规范本设计涉及到的国家法规有：沈阳建筑大学毕业设计4（1） 中华人民共和国环境保护法 （1989）（2） 中华人民共和国水法 （1989）（3） 中华人民共和国防洪法（4） 中华人民共和国水土保持法实施条例 （1993）（5） 中华人民共和国水污染防治法 （1996）本设计涉及相关的标准、规范有：（1） 城市排水工程规划规范 （GB50318-2000）（2） 室外排水设计规范 （GB50014-2006）（3） 室外给水设计规范 （GB50013-2006）（4） 泵站设计规范 （GB/T 5026597）（5） 城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB189182002）（6） 地表水环境质量标准(GB3838-2002)（7） 污水综合排放标准(GB8978-1996)（8） 城市污水处理厂污水污泥排放标准 （CJ3025-1993）（9） 恶臭污染物排放标准 （GB14554-93）（10） 污水排入城市下水道水质标准 （CJ3082-1999）（11） 城市污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 （GBJ137-89）（12） 建筑设计防火规范 （GBJ16-87）2001（13） 给水排水工程构筑物结构设计规范 （GB50069-2002）（14） 采暖、通风及空调设计规范 （GBJ1987）（15） 环境空气质量标准 （GB3095-1996）（16） 工业企业厂界噪音标准 （GB12348-90）沈阳建筑大学毕业设计5第二章 城市排水总体规划2.1 城市概况WA 市位于辽宁省，地处北温带中纬度地区，属温带季风型大陆性气候，日光充足，降雨集中，四季变化明显，冬寒夏热，雨热同季。城市常年主导风向为西南风。这座城市的地势西南高，东北低，平均海拔 67m。该市的自然土壤主要为亚粘土，平均冰冻深度 1m，平均地下水位 7m 。WA 市依地势以铁路分为南北两大片区域，南部人口密度为 410 人/公顷，北部人口密度为 420 人/公顷，城市现在人口总数为 62 万。WA 市有三座污染较大的工厂，分散分布在市区内。城市东侧有一条河流由南至北从城市边缘流过，河岸较平直，河流洪水位 58 米，枯水位为 55 米，常水位为 56 米。2.2 排水体制的确定排水制度(分流制或合流制)的选择，应根据城镇的总体规划，结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等综合考虑确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水制度。新建地区的排水系统宜采用分流制。合流制排水系统应设置污水截流设施。对水体保护要求高的地区，可对初期雨水进行截流、调蓄和处理。在缺水地区，宜对雨水进行收集、处理和综合利用 1） 。WA 市是是一个发展速速很快的新兴城市，因此， WA 市的排水系统规划既要立足现实，又要有考虑长远发展；既要考虑城市的雨水和污水的排放，又要考虑环境保护。综合考虑 WA 的排水体制采用完全分流制排水系统。2.3 城市污水管网的设计2.3.1 城市污水管网方案WA 市分为两个区，在城市东面有一条由南向北的河流。根据 WLA 市的地形及自然情况，城市污水管网布置初选两套方案。方案一的布置图见图 2-1，排水分区 1 与分区 2 统筹考虑，分区 3 与分区 4 统筹考虑，只设一根截流干管，总体布局简单明了。方案一的水力计算结果见附录一。1 摘自室外排水设计规范 （GB50014-2006） 1.0.4沈阳建筑大学毕业设计6方案二的布置图见图 2-2，排水分区 3 单独考虑，分区 2 的管径与埋深减少，但增加了一根一根截流干管，并且分区 2 的部分管径将有所增加。方案二的水力计算结果见附录二。方案一：沈阳建筑大学毕业设计7图 2-1 城市污水管网方案一方案二： 沈阳建筑大学毕业设计8图 2-2 城市污水管网方案二2.3.2 城市污水管网方案比较污水管网的设计需考虑如下问题：(1) 管道系统布置要符合地形趋势，一般宜顺坡排水，取短捷路线。每段管道均应划给适宜的服务面积。汇水面积划分除依据明确的地形外，在平坦地区要考虑与各毗邻系统的合理分担。(2) 尽量避免或减少管道穿越不容易通过的地带和构筑物，如高地、河道、铁路、地下铁道等。当必须穿越时，需采取必要的处理或交叉措施，以保证顺利通过。(3) 安排好控制点的高程。1) 局部管道覆土较浅时，采取加固措施、防冻措施。2) 穿过局部低洼地段时，建成区采用最小管道坡度。3) 必要时采用局部提升办法。4) 在局部地区，雨水管道可采用地面式暗沟，以避免下游过深。(4) 查清沿线遇到的一切地下管线，准确掌握它们的位置和高程，安排好设计管道与它们的平行距离，处理好设计管道与它们的竖向交叉。(5) 管道在坡度骤然变陡处，可由大管径变为小管径。当 D=200300mm 时，只能按生产规格减小一级。当 D400mm 时，应根据水力计算确定，但减小不得超过二级。管道坡度的改变应尽可能徐缓，避免流速骤降，导致淤积。(6) 同直径及不同直径管道在检查井内连接，一般采用管顶平接，不同直径管道也可采用设计水面平接，但在任何情况下进水管底不得低于出水管底。(7) 流量很小而地形又较平坦的上游支线，一般可采用非计算管段，即采用最小管径，按最小坡度控制。方案一：排水分区 1 与分区 2 统筹考虑，分区 3 与分区 4 统筹考虑，只设一根截流干管，总体布局简单明了。方案二：排水分区 3 单独考虑，分区 2 的管径与埋深减少，但增加了一根一根截流干管，并且分区 2 的部分管径有所增加。根据经济技术比较，最终决定采用方案一。沈阳建筑大学毕业设计92.4城市雨水管网的设计2.4.1城市雨水管网方案WLA 市城市雨水管网布置初选两套方案。方案一的布置图见图 2-3，方案二的布置图见图 2-4。 2.4.2 城市雨水管网方案比较雨水管网的设计需考虑如下问题：(1) 重力流管道按满流计算，并应考虑排放水体水位顶托的影响。(2) 管道流时最小设计流速一般不小于 0.75m/s，如起始管段地形非常平坦， 最小设计流速可减小到 0.6m/s。最大允许流速同污水管道。(3) 最小管径和最小坡度：雨水管与合流管不论在街坊和厂区内或在街道下，最小管径均为 300 毫米，最小设计坡度为 0.002。 (4) 最大埋深和最小埋深：1) 必须防止管壁因地面荷载受到破坏，为此管顶需要有一定厚度的覆土。2) 必须满足街道连接管在衔接上的要求。这三个数值中的最大一个数值就是这以管道的允许最小覆土厚度。一般在干燥土壤中，最大埋深不超过 7-8m，在多水、流砂、石灰岩地层中，不超过 5m。雨水管线的布置应垂直等高线，应尽量少穿越铁路，并采用分散出水口式的管道布置形式。方案一与方案二的主要区别在于，排水分区