城镇排水管网与1万吨污水厂设计 毕业设计.docx

1、毕业设计（论文）的内容与要求本设计需要进行粤北某镇排水管网与污水处理工程设计。部分基础资料如下：1.1、自然条件1.1.1、气象资料 （1）、气温 年 平 均：12.0；历年最高：41.2；历年最低：-6.1（2）、降雨量年 平 均：1324.6毫米历年最大：2086.9毫米历年最小：1100.1毫米日 最 大：201.9毫米（3）、最大积雪深度：20毫米（4）、最大冻土深度：80毫米（5）、年平均蒸发量：1278.1毫米（6）、主要风向：冬季：西北风，夏季：东南风（7）、风速：历年平均：1.3米/秒，最大：1.8米/秒1.1.2、工程地质与地震资料：本工程厂址所在地地震烈度为六度。1.1.3、水文资料该镇位于清溪河西南边。镇中无其他水体。常水位：70.10米（黄海高程）洪水位：72.21米（黄海高程）枯水位：68.89米（黄海高程）1.1.4、水质资料根据该镇现供水情况，饮用水源取之清溪河，由现场调查可知，清溪河由于年过境水量达102亿立方米，虽自净能力强，也已受到不同程度的污染，现为二类水质。该镇内主要污染源为化工企业，工业废水排放量较大，生活污水量相对较小。1.1.5、水文地质资料该镇地下水深在冻土线以下0.752.80m之间。1.2城市概况1.2.1、设计人口根据该镇的总体规划，污水厂服务区设计人口为：近期3.5万人，远期5万人。1.2.2、工厂企业该镇污染物排放最大的行业为化工厂，该化工厂最大排污（水）量近期为400吨/天，远期为800吨/天。1.2.3城市排水现状简述近年来随着社会经济的迅速发展，环境污染问题呈上升趋势。由于该镇人口相对较少，生活污水量较少，生活污水大部分经化粪池后直接排入水体。目前该镇规划范围内排水基本上无管网设施，没有一个完善的污水收集、处理和排放系统。雨、污水均直接就近排入清水河。食品厂的废水未经任何处理直接排放。污水自由排放，河流水体被严重污染。这样不仅造成地下水和清溪河水体的污染，在夏季蚊蝇滋生，严重影响市民的生活环境和大气质量。1.3、毕业设计（论文）应完成的工作1.3.1、毕业设计说明书（附计算书）完成毕业设计说明书、计算书，按学校相关要求应包括目录、前言、正文、小结，参考文献，外文文献翻译等。设计计算内容包括：该区污水收集系统设计计算、该区雨水收集系统的设计计算、污水厂规模及设计进水水质及出水水质的确定、污水厂厂址比选、污水处理工艺流程比选、污泥处理工艺流程比选、单体处理构筑物设计计算、辅助建筑物建筑面积的确定、污水厂平面布置方案比选、污水厂高程布置设计计算（构筑物内及构筑物间水头损失需精确计算）、污水厂投资估算及运行成本估算。1.3.2、毕业设计图纸毕业设计图纸需达到初步设计深度。图面应布局合理、正确清晰、用工程字注文、符合制图标准及有关规定，图纸至少包括：（1）污水管网平面布置图 （2）雨水管网平面布置图（3）污水处理厂平面布置及污水处理流程（高程）图（比例：1：5001：250）（4）污水泵房工艺图（比例：1：501：100）（5）污水及污泥处理构筑物工艺图（比例：1：501：100） 包括：一级处理（或预处理）单元、生物处理单元、二沉池、消毒单元、污泥处理单元等。1.4、应收集的资料及主要参考文献1 给水排水设计手册（第二版）2 给水排水工程快速设计手册3 城市排水工程规划规范gb503184 城市工程管线综合规划规范gb502895 室外排水设计规范gb500146 总图制图标准gb/t501037 给水排水制图标准gb/t501068 cad工程制图规则gb/t182299 市政工程投资估算指标 第四册 排水工程hgz47-90210 泵站设计规范gb/t50265 11 地表水环境质量标准 gb383812 工业企业设计卫生标准 gbz1 13 城市污水处理工程项目建设标准14 城镇污水处理厂污染物排放标准gb1891815 污水排入城市下水道水质标准cj3432 污水收集系统设计与计算2.1 污水管网初步设计与计算2.1.1初步方案的对比与选择（1）方案一方案二：2.2污水管网水力计算2.2.1、将各街区编上号码，并按各街区的平面范围计算它们的面积，列入下表中。街区编号1234567面积（ha）22.228420.835619.09085.54166.33445.787621.9644街区编号891011121314面积（ha）20.603218.87766.68284.7867.214421.383.08街区编号15161718192021面积（ha）3.07444.085.16641.18525.25924.63726.8328街区编号22232425262728面积（ha）8.16447.459225.429619.573617.179.099616.1888街区编号2930313233面积（ha）13.896418.131615.195216.93762.1242.2.2污水流量的计算 根据室外给水设计规范（gbj13-86)1997，粤北某镇属于一类地区的中小城市，综合生活用水定额（平均日）的范围是170-280，选取该地区的综合生活用水为225（l/(cap.d),居民综合生活污水定额为综合生活用水定额的0.9，则居民综合生活污水定额为200（l/(cap.d)。 各街区的居民排水量入下表：街区编号1234567街区人口（人）2894.2324722712.8839722485.703572721.5399519824.7658927753.57020092859.858546居民排水量（l/d）578846.4944542576.7945497140.7144144307.9904164953.1785150714.0402571971.7092街区编号891011121314街区人口（人）2682.6245012457.944023870.1290585623.1576097939.34564542783.767174401.0291345居民排水量（l/d）536524.9003491588.8045174025.8117124631.5219187869.1291556753.434880205.8269街区编号15161718192021街区人口（人）400.2999906531.233399672.6873119154.3180942684.7702676603.7832151889.6596981居民排水量（l/d）80059.99813106246.6798134537.462430863.61885136954.0535120756.643177931.9396街区编号22232425262728街区人口（人）1063.039697971.21964943311.0423632548.5661912235.6072211184.8067252107.850796居民排水量（l/d）212607.9393194243.9299662208.4727509713.2381447121.4441236961.345421570.1593街区编号2930313233街区人口（人）1809.3705412360.8116411978.4798392205.34775276.5538577居民排水量（l/d）361874.1081472162.3283395695.9678441069.549955310.771542.2.3、计算各管段的设计流量生活污水量总变化系数如下表：污水平均日流量（l/s)51540701002005001000总变化系数（kz)2.32.01.81.71.61.51.41.3各管道的设计流量计算如下表：管段编号居民区生活污水量q1集中流量设计流量(l/s）本段流量转输流量q2(l/d）转输流量q2(l/s）合计平均流量(l/s）总变化系数kz生活污水设计流量q1(l/s）本段(l/s）转输(l/s）街区编号流量l/d流量q1(l/s）1-23、4641448.70 7.42 0.00 0.00 7.42 2.20 16.33 16.33 9-101.00 578846.49 6.70 0.00 0.00 6.70 2.20 14.74 14.74 10-22.00 542576.79 6.28 578846.49 6.70 12.98 2.10 27.26 27.26 11-125.00 144307.99 1.67 0.00 1.67 2.30 3.84 3.84 12-26.00 164953.18 1.91 144307.99 1.67 3.58 2.30 8.23 8.23 2-3000.00 2072133.16 23.98 23.98 1.90 45.57 45.57 13-310.00 174025.81 2.01 0.00 2.01 2.30 4.63 9.26 13.89 3-4000.00 2246158.97 26.00 26.00 1.90 49.39 9.26 58.65 14-157.00 150714.04 1.74 0.00 0.00 1.74 2.30 4.01 4.01 15-48、91108496.61 12.83 150714.04 1.74 14.57 2.00 29.15 29.15 16-1711.00 174025.81 2.01 0.00 2.01 2.30 4.63 4.63 17-412.00 124631.52 1.44 174025.81 2.01 3.46 2.30 7.95 7.95 4-5000.00 3804026.96 44.03 44.03 1.80 79.25 9.26 88.51 18-522.00 177931.94 2.06 0.00 2.06 2.30 4.74 4.74 5-6000.00 3981958.90 46.09 46.09 1.80 82.96 9.26 92.22 19-20(20-24)13,14,15824828.39 9.55 0.00 0.00 9.55 2.20 21.00 21.00 21-2216,19,20247877.67 2.87 0.00 0.00 2.87 2.30 6.60 6.60 22-2318.00 134537.46 1.56 247877.67 2.87 4.43 2.30 10.18 10.18 23-2417,21227003.32 2.63 382415.13 4.43 7.05 2.20 15.52 15.52 24-6000.00 1434246.85 16.60 16.60 2.00 33.20 33.20 25-623.00 212607.94 2.46 0.00 0.00 2.46 2.30 5.66 5.66 6-7000.00 5628813.68 65.15 65.15 1.70 110.75 9.26 120.01 26-2724.00 194243.93 2.25 0.00 0.00 2.25 2.30 5.17 5.17 27-725,、261171921.71 13.56 194243.93 2.25 15.81 2.00 31.62 31.62 28-727.00 447121.44 5.18 0.00 0.00 5.18 2.30 11.90 11.90 7-8000.00 7442100.77 86.14 86.14 1.60 137.82 137.82 29-3028.00 236961.34 2.74 0.00 0.00 2.74 2.30 6.31 6.31 30-31（31-34）30.00 361874.11 4.19 236961.34 2.74 6.93 2.20 15.25 15.25 32-3329.00 421570.16 4.88 0.00 0.00 4.88 2.30 11.22 11.22 33-3431、32867858.30 10.04 421570.16 4.88 14.92 2.00 29.85 29.85 34-8000.00 1888263.91 21.85 21.85 1.90 41.52 41.52 8-污水厂33.00 55310.77 0.64 9330364.68 107.99 108.63 1.60 173.81 9.26 183.07 根据各管段的设计流量，查水力计算表（管道选用钢筋混凝土圆管），可以确定管径d，坡度i，标高以及埋深等，详细计算见表排水管道的材料、接口及基础（1）管材：由于该地区地质条件较好，采用钢筋混凝土圆管（2）接口：主干管、干管采用钢丝网水泥砂浆抹带接口，支管采用水泥砂浆抹带接口，该地区地质情况良好，可以采用刚性接口（3）基础：由于接口采用刚性接口，所以基础采用混凝土带形基础，管座型式分为90、135、180，其中当管顶覆土厚度在0.72.5m时采用90管座基础；管顶覆土厚度在2.64m时用135基础；当覆土厚度在4.16m时采用180管座基础。26管段编号管道长度（m）设计流量q(l/s）管径d（mm)坡度i流速v(m/s)充满度降落量i*l(m)标高(m)埋设深度(m)h/dh(m)地面水面管内底上端下端上端下端上端下端上端下端9-1041414.74 3000.0040.680.350.1051.65682.00 80.60 80.11 78.45 80.00 78.34 2.00 2.26 10-239227.26 3500.0050.870.470.381.9680.60 78.60 78.67 76.71 78.29 76.33 2.31 2.27 2-328645.57 4000.0040.990.410.1641.14478.60 78.00 76.44 75.30 76.28 75.14 2.32 2.86 3-426658.65 4500.00350.920.430.19350.93178.00 77.40 75.28 74.35 75.09 74.16 2.91 3.24 4-525888.51 5000.00351.010.460.230.90377.40 76.40 74.34 73.44 74.11 73.21 3.29 3.19 5-629292.22 5000.00351.020.480.241.02276.40 75.50 73.44 72.42 73.20 72.18 3.20 3.32 6-7486120.01 6000.00351.090.420.2521.70175.50 74.40 72.33 70.63 72.08 70.38 3.42 4.02 7-8512137.82 6000.00351.140.440.2641.79274.40 73.50 70.63 68.84 70.37 68.57 4.03 4.93 8-污水厂100183.07 7000.00351.210.420.2940.3573.50 73.70 68.76 68.41 68.47 68.12 5.03 5.58 1-228616.33 3000.0040.710.380.1141.14480.00 78.60 77.54 76.39 77.42 76.28 2.58 2.32 12-21728.23 2500.0050.660.340.0850.8678.30 78.60 77.23 76.37 77.14 76.28 1.16 2.32 14-154154.01 2000.0070.640.270.0542.90580.10 79.00 78.84 75.93 78.79 75.88 1.32 3.12 15-439229.15 3500.0040.810.410.1441.56879.00 77.40 75.87 74.30 75.73 74.16 3.27 3.24 19-2030221.00 3000.0040.750.420.1261.20879.40 78.10 76.40 75.20 76.28 75.07 3.12 3.03 20-2441521.00 3000.0040.750.420.1261.6678.10 76.50 75.20 73.54 75.07 73.41 3.03 3.09 24-639233.20 3500.0030.750.460.1611.17676.575.573.52 72.34 73.36 72.183.14 3.32 26-274185.17 2000.0060.650.340.0682.50876.475.674.68 72.17 74.61 72.11.79 3.50 27-739331.62 3500.0040.850.40.141.57275.674.472.09 70.52 71.95 70.383.65 4.02 31-3443715.25 3000.0040.720.360.1081.74874.273.871.95 70.20 71.84 70.092.36 3.71 34-835641.52 4000.0040.940.420.1681.42473.873.570.16 68.74 69.99 68.573.81 4.93 （三）、雨水收集系统设计与计算1、 雨水设计初步方案的比较与选择 （1）方案一 根据城市的地形和标高，可以把城市分几个区来排水，即设置几条雨水干管收集城市雨水直接排到河流里，初步布置见下图：（2） 方案二 另一种布置方式就是根据方案一，把方案一的两条雨水干管连起来，只设一个出水口到河里，就是总的出水口减少了两个，初步布置见下图: （3）、两种方案的比较与选择 方案一设置了几条干管收集雨水并排到河里，方案一对比方案二的干管长度短，管径小，埋深也比较浅，施工方便，因而比较经济，雨水排出也迅速。方案二对比方案一的雨水出水口减少了，雨水出水比较集中，施工时对河堤的影响也减小。综合技术经济和地形地貌等方面的因素，我认为方案一比较符合适合因此选用方案一的雨水收集系统。2、 雨水管网收集系统设计计算（1） 、根据设计的图纸测出各管道的长度，数据见下表：设计管段编号1-22-33-44-5管长（m)418391349155设计管段编号7-88-99-1010-11管长（m)420391362111设计管段编号15-1616-1717-18管长（m)414.00392.00337.00设计管段编号23-2424-2525-2626-27管长（m)420380145123设计管段编号28-2929-3030-3131-32管长（m)420431145117(2)计算各设计管段的汇水面积每一设计管段所承担的汇水面积可按就近排入附近水管道的原则划分。将每块汇水面积的编号、面积数、雨水流向标注在图中。各设计管段的汇水面积计算见表:管道编号本段汇水面积编号本段汇水面积(ha)转输汇水面积编号转输汇水面积(ha)总汇水面积(ha)1-2 122.2322.232-3220.84122.2343.066-345.545.543-43、624.881、2、448.6173.484-556.331、2、3、4、673.4879.82管道编号本段汇水面积编号本段汇水面积转输汇水面积编号转输汇水面积总汇水面积7-8721.9621.968-9820.60721.9642.5712-9106.686.689-109、1226.097、8、1049.2575.3410-11114.797、8、9、10、1275.3480.13管道编号本段汇水面积编号本段汇水面积转输汇水面积编号转输汇水面积总汇水面积13-14143.083.0814-15153.07143.086.1515-161321.3814、156.1527.5319-20164.084.0820-16181.19164.085.2716-17175.1713、14、15、16、1832.8037.9721-2219、2213.4213.4222-17204.6419、2213.4218.0617-1821、2314.2913-20、2256.0370.32管道编号本段汇水面积编号本段汇水面积转输汇水面积编号转输汇水面积总汇水面积23-242425.4325.4324-252519.572425.4345.0025-262617.1724、2545.0062.1726-27279.1024、25、2662.1771.27管道编号本段汇水面积编号本段汇水面积转输汇水面积编号转输汇水面积总汇水面积28-292816.1916.1929-303018.1316.1934.3233-302913.9013.9030-313115.2028、29、3048.2263.4131-3232、3319.0628、29、30、3163.4182.47(3) 、雨水干管水力计算主要设计参数： 暴雨强度公式，因为该城市为粤北的某小镇，而设计资料未提供相应的暴雨强度公式，因此我在网上找了同样属于粤北的韶关市作为该小镇的暴雨强度公式，公式如下： 集水时间t=t1+mt2，其中t1=10min,折减系数m=2。重现期取p=3年。 雨水设计流量q=qf,其中径流系数取=0.5。根据上述两个公式就可以求出雨水管道设计流量q，再由q查水力计算表可以确定管径d、坡度i、流速及管底标高等。雨水管道选用钢筋混凝土圆管，详细计算见表:根据雨水干管水力计算结果，画雨水干管平面图。雨水出水口雨水出水口可以采用非淹没式，其管底标高在常水位 70.10m以上，以避免水体倒流。设计管段编号管长（m)汇水面积f(ha)管内雨水流行时间(min)单位面积径流量q(l/(s.ha)设计流量q（l/s)管径d(mm）坡度i流速v(m/s)管道输水能力q.(l/s)坡降i*l(m)设计地面标高(m)设计管内底标高(m)埋深(m)t2t起点终点起点终点起点终点1-2 41822.23 05.8138.39426.67 7000.00221.24300.92 82.0080.6079.0078.083.002.522-339143.06 5.815.0126.31566.51 8000.00181.35700.70 80.6078.6078.0777.372.531.233-434973.48 10.824.8520.52753.95 9000.00171.27600.59 78.6078.0077.2776.681.331.324-515579.82 15.672.1517.74707.99 9000.00161.27100.25 78.0077.6076.5876.331.421.277-842021.96 05.8338.39421.61 7000.00221.24250.92 80.1079.0077.1076.183.002.828-939142.57 5.835.0126.32560.19 8000.00181.35650.70 79.0077.4076.0875.382.92234 10.85 5.03 20.5772.26 9000.00171.27750.62 77.40 76.50 75.28 74.66 2.12 1.84 10-1111180.13 15.87 1.54 17.73710.34 9000.00161.27150.18 76.50 76.30 74.66 74.48 1.84 1.82 15-1641427.53 0 4.93 38.39528.52 7000.00351.45301.45 78.10 76.50 76.10 74.65 2.00 1.85 16-1739237.97 4.93 5.03 26.43501.72 7000.0031.35051.18 76.50 75.50 74.65 73.47 1.85 2.03 17-1833770.32 9.95 4.68 21.15743.62 9000.00171.27500.57 75.50 75.00 73.27 72.70 2.23 2.30 23-2442025.43 0 5.38 38.39488.12 7000.0031.34901.26 76.40 75.60 74.90 73.64 1.50 1.96 24-2538045.00 5.38 5.28 25.79580.32 8000.00181.25850.68 75.60 74.40 73.54 72.86 2.06 1.54 25-2614562.17 10.66 2.01 20.63641.32 9000.00141.26450.20 74.40 74.55 72.76 72.56 1.64 1.99 26-2712371.27 12.68 1.71 19.31688.14 9000.00151.26900.18 74.55 74.70 72.56 72.38 1.99 2.32 28-2942016.19 05.83 38.39310.74 6000.00251.23151.05 74.90 74.20 73.40 72.35 1.50 1.85 29-3043134.32 5.83 5.99 26.32451.66 7000.00241.24551.03 74.20 73.80 72.25 71.22 1.95 2.58 30-3114563.41 11.82 2.01 19.84629.05 8000.00221.26300.32 73.80 73.50 71.55 71.23 2.25 2.27 31-3211782.47 13.83 1.63 18.66769.48 9000.00181.27750.21 73.50 73.20 71.13 70.92 2.37 2.28 目录第一部分：设计说明书1.概论31.1设计内容 31.2设计任务 32.设计原则、依据、设计要求 32.1设计原则 32.2设计依据 32.3设计要求 43.原始资料 43.1设计规模 43.2城市污水水质指标 43.3水质要求 43.4污水厂厂区地形资料 43.5水文资料 53.6当地气象资料 54. 污水处理工艺流程的确定 55. 污水处理构筑物的选型及设计要点 65.1格栅 65.2沉砂池 65.3初沉池 75.4曝气池 85.5二次沉淀池 85.6污泥浓缩设备 95.7污泥脱水设备 105.8消毒设备 106.污水处理厂平面布置及处理流程高程布置 106.1各处理单元构筑物的平面布置 106.2污水处理厂的高程布置 10第二部分：设计计算书1.设计流量的计算 111.1平均流量 111.2总变化系数 111.3设计流量 112.污水处理构筑物的工艺计算 112.1格栅 11 2.1.1泵前中格栅 11 2.1.2泵后细格栅 132.2提升泵房 142.3沉砂池 142.4初沉池 162.5曝气池 18 2.5.1曝气池的设计与计算 18 2.5.2曝气池计算与各部分尺寸的确定 19 2.5.3曝气系统的设计与计算 20 2.5.4供气量计算 21 2.5.5空气管系统计算 22 2.5.6空压机的选定 232.6二沉池 232.7消毒设备 252.8污泥浓缩池 26 2.8.1设计参数 26 2.8.2设计与计算 262.9消化池 27 2.9.1第一相消化池 27 2.9.2第二相消化池 283.污水厂里厂高程计算 293.1平面设计 293.2高程计算 29第一部分 设计说明书1、概述1.1 设计内容根据所给定的原始资料，设计某城市污水处理水厂，该设计属初步设计。设计内容有：（1）、设计流量的计算。（2）、 污水处理工艺流程的选择。（3）、 污水构筑物及设备型式的选择。（4）、 污水构筑物的工艺计算。（5）、 污水处理厂的总平面布置和高程布置。（6）、 编写设计说明书和计算书。（7）、 绘制污水处理厂的总平面布置图和高程布置图。（8）、 绘制污水处理构筑物工艺图。1 .2 设计任务本设计的主要任务为：说明书及计算书一份，主要包括文字说明和图例。图纸一套，主要包括污水处理厂平面布置图，a1图纸；污水处理厂污水，污泥处理流程高程布置图，a1图纸；污水处理构筑物工艺图，a1图纸。2、设计原则、依据、设计要求2.1设计原则（1）处理效果稳定，出水水质好；（2）工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便；（3）污泥量少，污泥性质稳定；（4）基建投资少，占地面积少。2.2设计依据（1）给水排水工程快速设计手册-排水工程1996年（2）给水排水设计手册-城镇排水（第5册）2003年（3）给水排水工程师常用规范选（上册）1994年（4）室外排水设计规范2006年（5）废水处理工艺设计计算1994年（6）水污染治理新工艺与设计1999年（7）污水处理新工艺与设计计算实例2002年（8）排水工程（下册）2000年2.3 设计要求要认真阅读课程设计任务书，并复习教材有关部分章节并熟悉所用规范、手册、标准图等文献资料。要求设计选用参数合理，计算正确；说明书要有污水处理厂处理工艺流程及处理构筑物型式选择的理由，污水处理厂的总平面布置图和高程布置图要有详尽的阐述。叙述简明扼要，文理通顺；设计计算书、说明书包括必要的计算公式、草图和图表。图纸内容完整，布局合理，制图要规范。保证在规定时间内，质量较好地完成任务书中所规定的设计任务。 城市污水要求处理后水质达到污水综合排放标准（gb8978-1998）、一级排放标准，即ss20mg/l；bod520mg/l；codcr60mg/l。污泥处理后外运填埋。3、原始资料3.1设计规模南方某城市污水处理厂处理规模为 1.08 万m3/d。3.2 城市污水水质指标 污水水质指标如下表所示项目bod5codcrsstnnh4+ntp（