《污水毕业设计》doc版.docx

四川理工学院毕业设计F县污水处理工程设计学 生：刘 川 江学 号：12141020208专 业：给水排水工程班 级：2012级2班指导教师：曾 国 明四川理工学院土木工程学院二0一六年六月四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： F县污水处理工程设计 学院：土木工程学院专业：给水排水工程 班级：2012级2班学号： 12141020208学生： 刘川江 指导教师： 曾国明 接受任务时间 2015年12月 教研室主任 （签名）学院院长 （盖章）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求一、毕业设计内容（一）项目简介F县污水处理工程设计基础资料：F县总体规划，F县范围内的地形图（路网图）一张（1:1000）。根据城市规划，到2015年，近期城市人口5万人，到2025年，远期城市人口10万人。设计综合污水定额（近期150L/人天，远期200L/人天）包括人均居民生活污水定额、人均公建商业污水定额和工业用水定额。污水处理厂规模近期1万m3/d，远期2万m3/d。城市污水水质如下：BOD5=180280 mg/L，CODCr=450650 mg/L，SS=180250mg/L，NH3-N=3040mg/L，TN=4565mg/L，总磷=3.84.9mg/L，pH=6.58.0，水温1228。经城市污水处理厂处理之后要求出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002一级B排放标准。F县下游河流历史洪水为480.00米，正常水位为455.00米，最枯水位为380.00米。根据所提供的基础设计资料和图纸，完成F县排水管道系统（包括污水管道系统和雨水管道系统）的定线，排水管道计算和图纸的绘制；进行污水处理厂厂址的选择、污水处理工艺流程的方案比较，对推荐处理工艺的处理构筑物和附属建筑物进行设计计算，绘制污水厂平面图、工艺流程图和主要的处理构筑物工艺图；完成F县排水系统设计说明书和计算书的编制。（二）毕业设计开题报告根据毕业设计任务的安排及要求，编制填写开题报告。（三）图纸内容1）污水排水管网平面布置图标出管径、管长、埋设坡度、检查井的位置及检查井地面标高、上游管内底标高、下游管内底标高、图例明确、注明设备材料一览表。2）雨水排水管网平面布置图标出管径、管长、埋设坡度、检查井的位置及检查井地面标高、上游管内底标高、下游管内底标高、图例明确、注明设备材料一览表。3）污水排水管道剖面图只要求绘制污水排水主干管剖面图4）雨水排水管道剖面图只要求绘制雨水排水干管剖面图5）污水处理厂主要处理构筑物工艺图各主要处理构筑物的平面图和剖面图，节点大样图、材料设备一览表、图例明确、尺寸要标准清楚，准确。6）污水处理厂总平面布置图具体要求：根据污水处理厂布置原则进行污水处理厂总平面的布置，要考虑远期用地及绿化带、办公室、化验室等的用地，总平面图包括工艺布置平面图和管道布置平面图两部分。7）污水处理厂污水处理流程高程布置图要求作出详细的高程标注，包括构筑物的控制标高及水位标高。（四）毕业设计论文（说明书）完成不少于15000字毕业设计论文。基本格式按四川理工学院毕业设计（论文）规范编撰，主要包括详细的计算说明书和计算书及参数的选定。二、基本要求（一）图纸用2、图纸绘制，图纸处理清晰，绘图严格按照相应的制图规范处理，并装订成册。（二）毕业设计绘制辅助工具以电脑绘制为主，手工绘制为辅。（三）毕业设计提交成果提供纸质成果一式两份（按四川理工学院毕业设计（论文）规范编撰）；同时，提供电子文件一份（通过电子邮件发给毕业设计指导教师）。（四）其他要求1）未注明事项，严格按四川理工学院建筑工程学院毕业设计（论文）管理要求完成，并注意图纸、论文题目名称要与毕业设计（论文）任务书的设计（论文）题目一致。2）毕业设计任务书纸质文件最迟在提交毕业设计成果前到指导教师处领取，并按要求装入毕业设计论文中。2指定查阅的主要参考文献及说明1给水排水设计手册(第1册)常用资料(第二版)，中国建筑工业出版社，2000年10月；2给水排水设计手册(第5册)城镇排水(第二版)，中国建筑工业出版社，2004年2月；3给水排水设计手册(第10册) 技术经济(第二版)，中国建筑工业出版社，2000年8月；4给水排水设计手册(第11册) 常用设备(第二版)，中国建筑工业出版社，2002年6月；5给水排水快速设计手册，2册， 5册，建筑工业出版社，1998年6月；6排水工程，上、下册，第三版，中国建筑工业出版社，1996年6月；7市政工程定额与预算，建设部标准定额研究所编，中国计划出版社，1993年6月；8污水脱氮除磷技术，中国建筑工业出版社，1998年11月；9城市污水生物处理新技术开发与应用，化学工业出版社，2001年5月；10水处理新技术及工程设计，化学工业出版社,2001年5月；11排水管网理论与计算，中国建筑工业出版社，2000年12月；12城市中小型污水处理厂的建设与管理，工业出版社，2001年5月；13期刊给水排水，近几年各期；14期刊中国给水排水，近几年各期；3进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1确定题目，完成文献综述和开题报告2015年12月2016年1月2进行设计（论文）准备及实践材料搜集2016年3月1日14日3完成设计方案及计算书（论文初稿）2016年3月15日4月30日4绘制图纸、撰写设计说明书（修改并完成论文）2016年5月1日5月31日5答辩准备及答辩2016年6月1日6月中旬注：本表在学生接受任务时下达摘 要F县位于重庆某江沿岸。近年来，在国家实施西部大开发战略的背景下，国民经济得到了飞速发展。尤其是“十二五”期间，城市建设得到快速发展，人口急剧增加，2015年常驻人口达到5万人，2025年规划聚居人口15万。由于建设快速发展，外来人口、企业的不断增加，用水量和排水量成倍增加，以及对环境保护的重视，排水管网和污水处理厂等环境基础设施严重滞后，制约了社会经济的发展。本设计污水处理厂的初步设计，主要任务是完成污水及污泥处理方法选择、工艺设计计算、污水厂平面图、高程图及单项处理构筑物施工图设计。该城市排放的污水中BOD、CODcr及SS严重超标,同时氮、磷浓度过高，依据污水的水质、水量以及受纳水体的环境容量等相关资料，必须对其进行二级处理方可去除水中过量的有机污染物，达到排放标准进而保护环境，所以本设计采用氧化沟工艺。氧化沟工艺由于具有良好的除去磷脱氮能力、抗冲击负荷能力和运行管理方便等优点，已经得到了广泛的应用。所以这里本设计也将选择氧化沟工艺作为生物处理工艺。通过此设计，污水处理厂建成后，本县的水污染问题能得到较好的解决，产生良好的环境效益，同时也会收到很好的经济效益和社会效益。关键词：氧化沟工艺；污水处理厂；城市污水。ABSTRACTF county is located along a river in Chongqing. In recent years, the national economy has been developing rapidly in the background of implementing the strategy of developing the western region. Especially in the 12th Five-Year period, the rapid development of urban construction, the rapid increase in population, the resident population in 2015 reached 50 thousand people, in 2025 the planning community population of 150 thousand. Due to the rapid development of the construction, the increasing foreign population, business, and discharge of water increased exponentially, and on the importance of environmental protection, drainage pipe network and sewage treatment plants and other environmental infrastructure is seriously lagging behind, which restricts the economic and social development.The design of the sewage treatment plant design, the main task is to complete the sewage and sludge treatment method selection, process design and calculation, sewage plant plan, elevation map and the individual treatment of construction drawing design.Emissions from the city sewage BOD, COD and SS seriously overweight, while nitrogen and phosphorus concentration is too high, according to the sewage water quality, water and receiving water environmental capacity and other relevant information must the for secondary treatment can remove excess water organic pollutants, reach discharge standards in order to protect the environment, so the design by oxidation ditch process. Oxidation ditch process has been widely used because of its excellent ability to remove nitrogen and phosphorus, the ability to resist impact load and convenient operation and management. So this design will also choose the oxidation ditch process as a biological treatment process. Through this design, the sewage treatment plant is completed, the countys water pollution problems can be better resolved, resulting in a good environmental benefits, but also will receive a good economic and social benefits.Keywords: Oxidation ditch process; sewage treatment plant; urban sewage.目录1 前 言12 概述22.1 项目基本情况22.1.1项目名称22.1.2 项目地点22.2 编制依据及基础资料22.3 法律法规及设计标准22.3.1相关法律法规22.4 编制原则32.5 编制范围32.6 城镇概况32.6.1基本概况32.6.2城镇总体规划32.6.3自然条件42.6.4排水现状及规划42.6.5其他52.7 设计范围52.7.1排水管道系统52.7.2污水处理系统62.8设计任务62.9 城市排水工程及污水、污泥处理技术概述62.9.1城市排水状况及发展62.9.2污水处理技术的现状与发展62.9.3污泥处理技术的现状与发展72.9.4污水处理的综合效益73 排水管网的设计93.1排水系统的体制及选择93.2 污水处理厂厂址选择103.3 排水系统的布置形式113.4 管道定线113.4.1 污水管道定线113.4.2污水管道设计规定123.4.3 雨水管道定线143.5 管排水管渠、接口、基础及附属构筑物143.5.1 管材接口及基础143.5.2检查井163.5.3跌水井163.5.4雨水口163.5.5 出水口174.污水管网设计计算184.1 污水管道布置与敷设184.2 街区编号并计算其面积184.3 污水流量的确定194.3.1 污水设计流量公式194.3.2 管道平面布置204.3.3 划分设计管段204.3.4 控制点的确定204.3.5 划分设计管段，计算设计流量204.4 污水主干管水力计算245. 雨水管网设计计算285.1设计参数与数据的确定285.1.1 径流系数的确定285.1.2 设计重现期P的确定295.1.3 设计降雨历时的确定295.1.4暴雨强度公式305.1.5单位面积径流量的确定305.2 雨水管道设计一般规定305.2.1设计充满度305.2.2设计流速315.2.3最小管径和坡度315.2.4不计算管段315.2.5覆土厚度315.3 雨水管道布置与敷设315.4 划分排水流域和管道定线325.5 划分设计管段325.6 划分并计算各设计管段的汇水面积355.7 雨水主干管水力计算366.污水处理工艺方案406.1 污水处理工艺方案406.2工艺方案的选择416.3氧化沟类型的比较与选择416.4 工艺流程图437.处理构筑物设计及计算447.1 处理厂设计用水量447.2 格栅457.2.1中格栅的计算467.2.2细格栅的计算487.3沉砂池的设计507.3.1 沉砂池的设计要求（平流式沉砂池）507.3.2设计参数507.3.3设计计算517.4卡罗塞氧化沟的设计计算537.5.1 氧化沟设计参数537.5.2 氧化沟的计算547.5.3氧化沟尺寸587.5.4曝气设备的设计597.5 二次沉淀池设计计算597.5.1二次沉淀池设计要求597.5.2 二沉池容积及高度计算617.5.3进水系统的计算627.6消毒池设计计算627.6.1接触消毒池与加氯间的设计627.6.2加氯间的设计637.7污泥浓缩池的设计计算657.7.1浓缩池设计参数667.7.2浓缩池计算667.8主要构筑物尺寸688 污水厂水力计算与高程计算698.1计算管径698.2水力坡度及水头计算708.2.1管段沿程水头损失708.2.2局部水头损失708.2.3标高计算719 污水处理厂的平面布置739.1 平面布置的特点739.2 构（建)筑物的布置739.3 厂区道路布置739.4 管线布置749.5 污水处理厂占地、绿化749.6 平面布置图7410 结束语75参考文献76致 谢77附图78四川理工学院毕业设计1 前 言排水设计是实现高等工科院校培养目标所不可或缺的教学环节，是教学计划中的一个重要组成部分。通过排水课程设计训练学生综合应用所学基础课和专业基础课知识。在老师指导下，培养学生独立完成市政排水工程的设计能力；让学生熟悉并掌握市政污水和雨水排放的设计内容，方法，步骤；学会并掌握根据原始资料正确地选定设计方案，熟练地掌握各个系统的计算和施工设计的要求，了解并掌握设计说明书的编写内容和编写方法。我国环境保护虽然取得积极进展，但环境污染形势严峻的状况仍未改变。在经济快速增长、资源能源消耗大幅度增加的情况下，我国污染排放强度大、负荷高，主要污染物排放量超过受纳水体的环境容量。当前，我国小城镇水环境问题相当突出，污染类型十分复杂，基础设施建设也严重滞后。随着小城镇人口密度的增加和人们经济活动的日趋频繁，污水的排放量更呈迅速上升趋势。我国中小城镇数量众多，分布范围很广，其大量未经处理的污水任意排放导致大范围水体受到污染，致使水污染形势日益严重。长期严重的水污染问题影响着水资源利用和水生态系统的完整性，影响着人民群众身体健康，已经成为制约我国经济社会可持续发展的重大瓶颈，合理解决水污染问题已刻不容缓。根据计划任务上的要求，依靠在某市地形、地势等资料上合理选择排水系统体制，对排水管网进行全面规划，做到排水管道布置合理,要求按照图纸求出街坊分区面积、各管段排水面积，并根据规范对管网工程进行设计与计算。还要根据实际情况选择处理工艺，建设污水处理厂。要求：设计说明书要求结构严谨，层次分明，内容完整、书写工整、计算参数选择合理、简图合理、计算准确、符合学科、专业的有关要求，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，完成排水系统平面布置图两张，污水或雨水管渠主干管纵剖面图一张。通过城市中小型污水处理厂工艺的选择、设计，培养给水排水工程专业学生利用所学到的水污染控制理论，系统的掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物结构设计与参数计算，主要设备造型包括格栅、提升泵、SBR反应池、污泥脱水机、砂水分离器、刮泥机、水下搅拌器、淹没式循环泵、加药设备、消毒设备等，以及平面布置和高程计算。然后根据所确定的工艺和计算结果，绘制污水处理厂总平面布置图，管线总平面布置图、工艺流程图及各主要构筑物图。2 概述2.1 项目基本情况2.1.1项目名称 重庆市F县排水工程2.1.2 项目地点重庆市F县2.2 编制依据及基础资料1.F县1:1000总体规划图2.F县排水工程设计资料3.F县排水工程毕业设计任务书2.3 法律法规及设计标准2.3.1相关法律法规中华人民共和国环境保护法中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国大气污染防治法中华人民共和国固体废物污染环境防治法2.3.2设计规范标准 污水综合排放标准GB8978-1996地表水环境质量标准GB3838-2002城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002城市污水处理工程项目建设标准污水排入城市下水道水质标准CJ3082-1999城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准CJJ31-89室外排水设计规范GBJ14-87(1997版)城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程CJJ58-44建设项目经济评价方法与参数其它相关的国家标准和设计规范2.4 编制原则贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家的有关政策、法规、规范及标准；在总体规划指导下，采取全面规划，分期实施的原则，使工程建设与城市发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益；采取高效节能，简便易行的污水处理工艺，确保污水处理效果，减少工程投资和日常运行费用；妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免二次污染；合理选用国内先进、可靠、高效、运行管理方便、维修保养简便的排水专用设备；采用可靠的控制系统，做到技术先进、管理方便。2.5 编制范围设计范围为服务上述区域的污水管网系统、雨水管网系统、污水处理厂的工程规模、工程方案及经济分析等。设计年限：近期2015年，近期城市人口5万人，污水处理厂规模近期1万m3/d。 远期2025年，远期城市人口10万人，污水处理厂规模远期2万m3/d。2.6 城镇概况2.6.1基本概况重庆市F县规划区属浅丘地形，地形狭长，呈南北走向，东高西低，北高南低。辖区内丘陵较矮，规划区高度最高处680米，最低处524米，高差较小，坡度比较平缓。此外，F市对外交通及与西部新城的交通联系均比较方便；市政基础设施、公共服务设施课依托向新城发展；规划区山水兼备，自然景色优美，为创造良好的山水环境和景观提供了条件。规划区各方面建设条件较好。2.6.2城镇总体规划重庆市F县拟建为集居住、商贸、办公、工业于一体，并具有一定社会、经济、生态效益的现代化的区域性中心。同时，F县也是一座新兴的物流城，是重庆西部发展轴上的一个工业城镇。根据城市规划，至2015年，设计区域服务人口为5万。至2025年，服务人口为10万。2.6.3自然条件气象资料规划区气候的主要特征：气候温和，雨量充沛，冬暖春早，夏热秋凉，初夏多雨，夏多伏旱，秋多绵雨，冬多云雾。湿度大，日照少，霜雪少，风力小。暴雨强度公式：（L/s.ha） (2-1)Q=qF (2-2)式中：Q设计雨水流量（升/秒） q设计暴雨强度（升/公顷秒） P设计重现期（年） F设计汇水面积（公顷） 设计径流系数 t集水时间（分钟），t=t1+mt2设计重现期P应根据汇水地区性质、地形特点等因素确定，一般选用1年，低洼、易涝地区选用23年，对低洼广场、立交桥、下穿通道等排水困难地带及重要地区选用35年，本设计取重现期P 2年。区内综合径流系数旧城区取0.70.8，新城区取0.60.7，绿地径流系数取0.3，本设计取综合径流系数0.7。水文资料B河最大洪峰多出现于69月。据资料B河中下游二十年一遇最大洪水位在480.00米左右，正常水位为455.00米，最枯水位为380.00米。2.6.4排水现状及规划目前，F县建设快速发展，外来人口、企业不断增加，用水量和排水量成倍增加，该市的排水管网和污水处理厂等环境基础设施严重滞后，制约了社会经济的发展。目前尚无完善的排水管网和污水处理厂。生活污水未经处理直接排入穿城而过的某江中，致使水体遭到污染，此外由于F县工业的蓬勃发展，许多工业废水也是未经处理就排入该江。因此，F县排水管网和污水处理厂的建设迫在眉睫。2.6.5其他 水污染现状龙河自北向南穿在规划区西侧外经过。该水质污染严重，其流域上游的零星污水废水大都直接排入。现状水环境主要存在一下问题：生活污水及工业废水直接排放；水土流失严重，淤积和阻塞河道；农田径流及养殖业对河流形成污染；河道淤积、河岸垮塌、泄洪能力差；水资源供需矛盾突出。规划区南部设有排水管道，但是尚无完善，绝大部分的污水未经处理达标直接排放入龙河，河道污染严重。该市东部有多条小河和两个湖泊，由于接近该市工业区，而且人口密集，污染比较严重，水体的污染更为严重。 城市污水处理厂进出水水质污水处理厂出水水质要求符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级标准B标准。城市污水处理厂设计进水水质根据监测统计资料获得，详见污水处理厂设计进出水水质指标表（表2-1）所示。表 2-1污水处理厂设计进出水水质指标表BOD5(mg/L)COD(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)水温()设计进水水质160300210602731430设计出水水质2060202081电力、建材及施工技术力量电力可以保证供应，各种建筑材料本市均可供应。施工技术力量本市可以解决。2.7 设计范围2.7.1排水管道系统根据所提供的基础设计资料和图纸，完成重庆市F市排水管道系统（包括污水管道系统和雨水管道系统）的定线，排水管道计算和相关图纸的绘制。2.7.2污水处理系统 根据进水水质和对出水水质的要求，对较优处理工艺的处理构筑物和附属建筑物进行设计计算，定出污水处理厂的厂址，绘制污水处理厂平面图、工艺流程图和主要处理构筑物的工艺图及局部大样图。2.8设计任务根据所提供的基础设计资料和图纸，完成重庆市F县的排水管道系统（包括污水管道系统和雨水管道系统）的定线，设计计算和图纸的绘制；完成重庆市F县污水处理厂选址，进污水厂平面布置，通过对改良型卡鲁塞尔氧化沟的方案选择及技术经济计算。进行制定处理构筑物详图设计及规定的大样图设计。完成设计说明书和计算书的编制。2.9 城市排水工程及污水、污泥处理技术概述2.9.1城市排水状况及发展F县位于重庆市中部，某江沿岸。2015年市区常驻人口达到5万人，2025年规划聚居人口10万，属于小城镇。市区中某江穿城而过，该江水体水质为类水体。目前尚无完善的排水管网和污水处理厂。近年来，在国家实施西部大开发战略的背景下，国民经济得到了飞速发展。尤其是“十二五”期间，城市建设得到快速发展，市区人口急剧增加。由于建设快速发展，外来人口、企业的不断增加，用水量和排水量成倍增加，以及对环境保护的重视，排水管网和污水处理厂等环境基础设施严重滞后，制约了社会经济的发展。对其该市的城市拓展区的排水工程建设，已迫在眉睫。2.9.2污水处理技术的现状与发展传统的污水处理有物理处理、化学处理和生物化学处理。在实际污水处理中，这些方法常常组合使用，形成各种不同的污水处理工艺流程。目前，我国城市污水处理新兴工艺层出不穷，并以国外引入的工艺技术为主导潮流。从中，我们确实可以学习并吸收一些先进的理念和技术。但是，就当前国际上污水处理科技发展现状看，并不存在适用于任何场合、有百利无一弊的所谓“最先进”技术，每一种工艺都有一个适用性问题。现有污水处理工艺中，污水处理可分为一级处理和二级处理。一级处理构筑物有粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池及初次沉淀池等。二级处理构筑物主要为生物处理构筑物、二次沉淀池、处理出水消毒设施等。城市二级污水处理厂常用的有：普通曝气法、氧化沟工艺、AB法（二段曝气法）、A/O除磷工艺、A/O除氮工艺、A2/O除磷脱氮工艺、氧化沟工艺序批式反应器（SBR）工艺等。同时，随着污水处理技术的不断发展及各系列工艺的不断改良，现已形成了以下几种较典型的工艺：A/O工艺、A2/O工艺、改良A2/O工艺、orbel氧化沟工艺、carrousel-2000氧化沟工艺、ICEAS工艺、CASS工艺、UNITANK工艺以及三沟式氧化沟等；同时现在还有MSBR工艺，它是将活性污泥法与膜的原理有机结合的一种新工艺。这些工艺都各具自身的优点，并在现有污水处理工程中广泛应用。随着污水处理技术研究的不断深入和发展，污水处理技术的发展前景时相当好的。现有污水处理技术正向着提高处理效率和减少运行成本的方向发展。2.9.3污泥处理技术的现状与发展污泥处理主要包括污泥的消化、浓缩、脱水以及其他污泥处置方式。污泥浓缩和脱水的主要目的在于污泥的减容化。污泥浓缩可采用重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩几种方式，污泥脱水采用机械脱水，可采用方法为真空吸滤法、压滤法、滚压带法、离心法等。污泥的消化目的在于污泥的减量化，通过厌氧或耗氧消化使剩余污泥自身发生降解，从而减少了污泥量。但目前一般小型污水处理厂均不设置消化池，且由于污水厂采用的生物处理工艺产生污泥较稳定或由于除磷脱氮原因，污泥停留时间不能过长，剩余污泥直接浓缩脱水。现在污泥处理技术中，污泥的浓缩和脱水倾向于采用浓缩脱水一体化装置，这样既可节约用地，又可以更好的实现污水厂运行的自动化，提高污水厂自动化运行程度，减少劳动定员及人员编制。此外根据最新规范要求，含水率在80%左右的污泥是不能进行填埋的，所以在采用浓缩脱水一体化装置时，处理的污泥是不能直接填埋的。因此污泥出厂后先送往污泥处理中心，进行进一步的脱水除害处理，在进行下一步的处理，比如作为建筑材料（烧砖，制瓦）、填埋（最不好的做法）、焚烧；在农村还可以作为产沼气的原材料。2.9.4污水处理的综合效益综合现有污水处理和污泥处理技术相关运行参数比较，污水处理的综合效益是良好的。首先污水处理对环境的改善和对水体的保护起到了积极的作用；其次污水处理改善了居住环境，对社会发展起到了一定的作用，产生了社会效益；同时产生的剩余污泥经处置后可以通过探索多种途径产生新的利用价值，可产生一定的经济效益。 73 排水管网的设计3.1排水系统的体制及选择排水系统的体制排水体制是指污水的不同收集和排除方式所形成的排水系统。排水系统的体制一般分为合流制和分流制两种类型。1) 合流制排水系统合流制排水系统是将城市生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。合流制排水系统可分为全处理合流制和截流式合流制。在环境保护方面，全处理合流制对于控制和防止水体污染，保护环境是最好的排水系统体制；截流式合流制收集污水和初期雨水并进行处理，在雨季时，雨污混合污水会经溢流井流入水体，对水体造成严重污染。在工程造价方面，全部收集城市生活污水、工业废水和雨水会使管道系统和污水处理系统的规模较大，增加了工程建设投资和运行费用。在维护管理方面，旱季合流制管道中只有污水，水量较小，管内流速较低易产生沉淀，雨季时水量增加，管道接近满流，管内流速较高，管中的沉积物易被暴雨水冲走，这样可以降低管道的维护管理费用，但是旱季和雨季流入污水厂的水量和水质变化很大，对污水处理构筑物产生很大的冲击负荷，增加了合流制污水处理系统运行管理的复杂性。2) 分流制排水系统分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个各自独立的管渠内排除的系统。分流制排水系统可分为完全分流制和不完全分流制。在环境保护方面，分流制系统可使城镇生活污水可以得到较好的收集和处理，但是初期雨水水质较差，未经处理直接排放会对水体造成较严重的污染。在工程造价方面，分流制有污水和雨水两套排水系统，管网造价较高；但污水处理系统仅需处理城镇生活污水，水量较合流制小，污水处理设施建设投资和工程运行费用均较合流制要低；分流制系统初期可先建设污水排水系统，从而节省初期投资费用，缩短施工期，工程效益发挥快。在维护管理方面，分流制系统可以保持管内的流足够的流速，不易发生沉淀，同时，污水厂进厂污水的水量和水质变化较合流小，污水厂的运行管理更容易。各种排水制度的技术经济比较见表3-1：表3-1各种排水制度的技术经济比较项目合流制分流制全处理截流式完全不完全环境保护好差较好较差投资高较高高较低维护管理较复杂相对复杂相对简单相对简单排水体制的选择，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后确定。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。合流制排水系统多用于街道较窄、地区设施较多的老城区，或雨水稀少降雨量小的地区，水体环境容量较大的小城镇可用截流式合流制，现多用于老城区改造。分流制现多用于新建城区。综上所述，本设计采用完全分流制。3.2 污水处理厂厂址选择在城市总体规划选择中，污水厂的位置范围已有规定，但是，在污水厂的总体设计时，对具体厂址的，仍须进行深入的调查研究和详尽的技术经济比较，应遵循下列各原则：1.厂址与规划居住区公共建筑群的卫生防护距离应根据当地具体情况，与有关部门协商确定，一般不小于300米。2.厂址应在城市集中供水水源的下游至少500米。3.厂址应尽可能少占农田或不占良田，且便于农田灌溉和消纳污泥。4.厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。5.厂址应设在地形有适当坡度的城市下游，使污水有自流的可能，节约动力消耗。6.厂址应考虑汛期不受洪水的威胁。7.厂址的选择应考虑交通运输、水电供应地质、水文地质等到条件。8.厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。由于：1. 本城市地形为右高左低 ,主导风向为西南风。厂址选在城市的西南角，可以减小 污水厂所产生臭气对城市环境的影响。2.污水厂建在河流的下游，这样避免对城市取用水水质的影响。3.污水厂布置在地势较低处，有利于污水管道的重力流动，故设在河流下游的岸边。所以本设计中污水处理厂布置在该市的西南角，位于主导风向的西南风向，城市河流的下游，靠近岸边，周围300m内无居住区。3.3 排水系统的布置形式城市、居住区或工业企业的排水系统在平面上的布置，随着地形、竖向规划、污水厂的位置、土壤条件、河流情况以及污水的种类和污染程度等因素而定，主要有以下几种布置形式：1.正交布置，其干管长度短、管径小。因而经济，污水排出也迅速。2.截流式布置，对减轻水体污染、改善和保护环境有重大作用，适用于分流制污水排水系统。3.平行式，指的是使干管与等高线及河道基本上平行、主干管与等高线及河道成一定斜角敷设。4.分区式，在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流流至污水厂时，可以采用分区式。5.辐射状布置，当城市周围有河流，或城市中央部分地势高、地势向周围倾斜的地区，各排水流域的干管常采用此种形式。根据本城市的地形特点可以确定本设计采用污水排水系统主要采用截流式布置。3.4 管道定线3.4.1 污水管道定线 污水管道定线的基本原则充分利用城市地形、地质、地貌特点，尽可能在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。布置管线是确定污水管道系统总体布置的重要步骤。在定线时应考虑地形等因素的影响。根据地形，污水厂和出水口位置布置污水管道，依次定出主干管、干管、街道支管，并考虑设置泵站的合理位置。一般应将主干管和流域干管放在较平坦的集水线上，让污水尽量以重力流排送，污水干管与主干管应尽量避免和障碍物相交。 污水管道定线考虑的因素污水管道定线考虑的因素有：地形和用地布局；排水体制和线路数目；污水厂和出水口位置；水文地质条件；道路宽度；地下管线及构筑物的位置；工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。 （1）在一定条件下，地形一般是影响管道定线的主要因素。定线时应充分利用地形，利用排水系统的布置形式，使管道的走向符合地形趋势，尽量做到顺坡排水，尽可能不设泵站或少设泵站。（2） 污水支管的平面布置取决于地形及街区建筑特征，并应便于用户接管排水。（3）污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。 （4）采用的排水体制也影响管道定线。 （5）考虑到地质条件，地下构筑物以及其它障碍物对管道定线的影响。尽可能回避不良地质条件的地带和障碍。处理好与现状建筑物，构筑物和规划道路的关系，实在不能避开时应采取相应的工程措施。 （6）管道定线时还需考虑街道宽度及交通情况。 （7）管道定线，不论在整个城市或局部地区都可能形成几个不同的布置方案。应进行方案技术经济比较。 （8）结合江河走向和规划中道路的实施，合理布置管线，以利于减小施工难度。排水流域的划分原则：定线前首先根据地形划分排水流域。排水流域划分一般根据地形及城镇（地区）的竖向规划进行。在丘陵及地形起伏的地区，地形变化较显著，可按等高线划出分水线，通常分水线与流域分界线基本一致。在地形平坦无显著分水线的地区，或向一方倾斜时，可依据面积的大小划分，使各相邻流域的管道系统能合理分担排水面积，使干管在最大合理埋深情况下，流域内绝大部分污水能以自流方式接入，不设泵站或少设泵站。3.4.2污水管道设计规定（1） 最大设计充满度：表3-2管径与最大充满度的关系管径 D（mm）最大设计充满度h/D2003000.553504500.655009000.7510000.80(2)最小坡度：管径300mm的最小设计坡度0.003。(3)设计流速：最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的流速。污水管道的最小流速定为0.6m/s.金属管道的最大设计流速为 10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s.。(4)最小管径： 1.厂区内的工业废水管、生活污水管、街坊内的生活污水管200mm。 2.城市街道下的生活污水管300mm。(5)覆土： 1.冰冻要求：在0.7m以上（本设计无冰冻要求）。 2.最大覆土：不宜大于6m。 3.理想覆土：在满足各方面要求的前提下，争取维持在12m。 4.荷载要求：最小覆土在车行道下一般不小于0.7m。(6)连接： 1.管道在检查井内连接。 2.管道管径相同时的连接方式用水面平接，管径不同时用管顶平接本，本设计 全部采用管顶平接。 3.在任何情况下进水管底不得低于出水管底，若出现三条管段连接的情况，选 择出水管管内底标高低的一条管段连接。(7)坡度骤变的处理： 1.管道坡度骤然变陡，可由大管径变小管径。 2.当D=200300mm时，只能按生产规格减小一级。 3.当D400mm时，应根据水力计算确定，但减小不能超过二级。 4.管道坡度骤然变缓，应逐渐过渡。(8)小管核算：1.当有公建筑物位于管线始端时，应加入该集中流量进行满流复核。2.流量很小而地形又较平坦的上游支线，可采用非计算管段，采用最小管径， 按最小坡度控制。(9) 溢流：污水管道在进入泵站或处理厂前，当条件允许时，可设事故溢流口，但必 须取得当地有关部门的同意。(10)在充满度过高的管段、跌水井、大浓度污水接入的井位以及污水管线上每隔500 m左右的井位处宜设通风管。3.4.3 雨水管道定线 雨水管道定线的基本原则： 雨水管渠的布置遵循以下原则：a. 充分利用地形，以最短的距离，靠重力流就近排入水体；b. 根据城市规划布置雨水管道；c. 理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅；d. 雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定；e. 设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪径流。 划分排水流域和雨水管道定线考虑因素根据地形划分排水流域， 划分干管的集水面积，注意面积划分时汇水面积的增加应大致均匀。标出水流方向，布置管渠、雨水管渠布置时应充分利用地形，使雨水能以最短距离就近排入水体。一般情况下，当地形坡度较大时，雨水干管宜垂直于等高线布置在地形低处或溪谷上，地形平坦时，雨水干管宜布置在排水流域的中间。雨水管渠系统宜采用正交式布置形式。当管道排入池塘或小河时，由于出水口的构造比较简单，造价不高，因此采用分散布置雨水出水口；但当河流水位变化很大，管道出口离常水位较远时，出水口的构造比较复杂，造价较高，应采用集中的管道布置形式。3.5 管排水管渠、接口、基础及附属构筑物3.5.1 管材接口及基础管材：所有管材均采用混凝土管和钢筋混凝土管，当管径小于450mm时采用混 凝土管，当管径大于450mm时采用钢筋混凝土管；接口：为安全起见，结合当地实际情况接口采用石棉沥青卷材接口；基础：对于钢筋混凝土管，其基础要求比较夯实，因此所有管道均采用混凝土带 状基础。管座按形式不同可以分为90、135、180三种管座基础。在无地下水地段在槽底老土上直接浇混凝土基础。当有地下水时在槽底铺10-15cm厚的碎石垫层，然后才在上面浇混凝土基础，采用强度C8的混凝土。当灌顶覆土厚度在0.7-2.5m时采用90管座基础。管顶覆土厚度为2.6-4m时用135管座基础。覆土厚度在4.1-6m时采用180基础。管道的连接方式：管道在衔接时应遵循两个原则：尽可能提高下游管段的高程，以减少管道埋深，降低造价；避免上游管段中形成回水而造成淤积。管道衔接的方法，通常有水面平接和管顶平接两种。如下图所示管道的衔接方式图3-1管道的衔接方式 (1)水面平接； (2)管顶平接水面平接是指在水力计算中，使上游管段终端和下游管段起端在指定的设计充满度下的水面相平，即上