给排水专业排水工程毕业设计.docx

装订线安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书摘要安徽歙县经济开发区（二期）位于歙县城区东部，规划用地7.58km2，规划人口5万。规划区以丘陵地貌为主，布射河沿规划区西界流动，风向以东北风为主。本设计内容包括：排水管网工程和污水处理厂工程两部分。该地区排水制度采用雨、污分流制。工业废水经局部处理，达到进入城市下水道标准后，与城市生活污水合并进行处理。排水管网按远期规模设计，污水管网由3条干管、1条主干管组成；雨水管网分为5个流域，就近排入水体。污水处理厂选址在规划区西南方向，布射河下游河畔。设计进水水质为：BOD5=233mg/L，CODcr=340 mg/L，SS=234 mg/L，NH3-N=30 mg/L，TP=3mg/L。通过工艺选择、方案对比，确定污水处理流程如下：城市污水中格栅提升泵站细格栅旋流沉砂池A2/O生物池高密度沉淀池普通快滤池紫外消毒渠巴氏计量槽出水。出水水质达到一级标准A标准（GB 18918-2002），即：BOD510mg/L，CODcr50 mg/L，SS10 mg/L，NH3-N5 mg/L，TP0.5mg/L，尾水排至布射河。污泥处理流程如下：二沉池出泥污泥泵房污泥浓缩池贮泥池污泥消化池脱水车间。污水处理厂分两期建设，近期规模2.0万m3/d，远期规模3.0万m3/d。整个排水工程总投资24195.56万元，污水处理厂的年运行费用为1082万元，单位运行成本为0.99元/m3。关键词：排水管网 污水处理 A2/O工艺 污泥处理ABSTRACTShexian economic development district (phase ii) is located in the east of Shexian town, Anhui Province. With the planning area is 7.58 km2 and the planning population of 50000 . Planning area with hilly terrain mainly along the western boundary flow of the Bushe river planning area, with northeasterly wind based.The design includes: drainage network engineering and sewage treatment plant project in two parts.The area separate rainwater and sewage system. Local treatment of industrial waste water, reach into the city sewer standards, and municipal sewage treatment merger. Drainage network design by long-term scale, the sewage pipe network consists of three main pipe, a main tubes; Rain water pipe network is divided into five basins, discharged into the nearest body of water. Sewage treatment plant is located in the southwest planning area, the Bushe river downstream. Design of water quality is: the BOD5 = 233 mg/L, CODcr = 340 mg/L, SS = 234 mg/L, NH3 - N = 30 mg/L, TP = 3 mg/L. By process selection, plan comparison, determining the sewage treatment process is as follows: InflowCoarse Screen BarPumpFine Screen BarRotational Flow Grit ChamberA2/O Biological TankSecondary Sedimentation TankHigh Density Sedimentation TankOrdinary Fast FilterUV Disinfection ChannelHY-BSCOutflow. Effluent water quality reach the standard level A standard (GB 18918-2002). Namely:BOD510mg/L，CODcr50 mg/L，SS10 mg/L，NH3-N5 mg/L，TP0.5mg/L. Tail water discharged into the Bushe river. Sludge treatment process is as follows: Secondary Sedimentation Tank mudSludge pumping stationSludge Thickening TankSludge Storage TankSludge Digestion TankDewatering House. Sewage treatment plant construction of two phases, the scale of the recent 20000 m3 / d, the long-term scale 30000 m3 / d. The total investment of the entire drainage work 241,955,600 yuan. Annual operating costs for the wastewater treatment plant is 10.82 million yuan, and unit volume of sewage running costs 0.99 yuan / m3. Key words： Drainage network, sewage treatment, A2/O process, sludge treatment 共 2 页 第 2 页目录1. 绪论11.1 研究背景11.1.1 区域概况11.1.2 规划要求21.1.3 水质特点21.1.4 当地污水处理设施现状21.2 现阶段常用污水处理技术和工艺21.2.1一级处理工艺31.2.2 二级处理工艺31.2.3 深度处理工艺41.3 城市污水处理现状及展望41.3.1 城市污水处理存在的主要问题41.3.2 城市污水处理发展趋势51.4 结语5第一部分 设计说明书62. 设计概述62.1 设计内容62.2 设计依据62.3 设计要求72.3.1 设计说明书要求72.3.2 图纸要求73. 设计污水量与水质73.1 人口预测73.2 污水量预测83.2.1 单位人口综合用水量指标法83.2.2 单位建设用地综合用水量指标法83.2.3 单位建设用地分类指标法83.3 污水管网和污水厂设计规模的确定93.4 设计水质103.4.1 进水水质103.4.2 出水水质114. 排水管网设计114.1 排水管网体制确定114.2 污水管网设计124.2.1 污水管网布置原则124.2.2 污水管网定线方案124.2.3 污水管网水力计算144.3 雨水管网设计154.3.1 雨水管网布置原则154.3.2 雨水管网定线方案164.3.3 雨水管网水力计算165. 污水处理厂设计185.1 污水处理程度的确定185.2 污水处理的工艺选择195.2.1 常规二级处理工艺205.2.2 污水生物脱氮除磷工艺的选择205.2.3 深度处理工艺选择215.2.4 污水处理方案比较235.3 污水处理厂工艺设计265.3.1 中格栅265.3.2 提升泵站275.3.3 细格栅285.3.4 旋流沉砂池285.3.5 A2/O生物池295.3.6 辐流式二沉池305.3.7 高密度沉淀池305.3.8 普通快滤池315.3.9 紫外线消毒渠325.3.10 巴氏计量槽325.3.11 污泥泵房325.3.12 污泥浓缩池325.3.13 贮泥池335.3.14 污泥消化池335.3.15 脱水车间335.3.16 鼓风机房345.3.17 附属构筑物345.4 污水处理厂厂区设计355.4.1 污水处理厂位置的选择355.4.2污水厂平面布置355.4.3 污水厂高程布置36第二部分 设计计算书376. 排水管网计算376.1 污水管网计算376.1.1 污水管网的总体布置376.1.2 各区块污水量计算376.1.3 流量分配及管径的确定396.1.4 污水管道标高系统的确定416.2 雨水管网计算446.2.1 排水流域的划分及雨水管网布置446.2.2 各流域设计管段水力计算447. 污水处理构筑物计算747.1 泵前中格栅747.1.1 设计参数747.1.2 设计计算747.2 污水提升泵房777.2.1 设计参数777.2.2 设计计算777.3 泵后细格栅787.3.1 设计参数787.3.2 设计计算797.4 旋流沉砂池817.4.1 设计参数817.4.2 设计计算817.5 A2/O生物池837.5.1 设计进出水水质837.5.2 判断是否可采用A2/O837.5.3 污水处理程度计算847.5.4 设计参数847.5.5 反应池容积和停留时间857.5.6 校核氮磷负荷857.5.7 剩余污泥量X857.5.8 碱度校核867.5.9 反应池主要尺寸867.5.10 反应池进出水计算877.5.11 曝气系统设计计算887.5.12 设备选型917.6 配水井927.6.1 设计参数927.6.2 设计计算927.7 辐流式二沉池937.7.1 设计参数937.7.2 设计计算947.8 高密度沉淀池967.8.1 沉淀区计算967.8.2 絮凝区计算977.8.3 混合区计算997.8.4 加药量的计算1007.9 普通快滤池1017.9.1 池体尺寸计算1017.9.2 配水系统计算1027.9.3 排水槽计算1037.9.4 管渠计算1047.10 紫外线消毒渠1057.10.1 设计参数1057.10.2 设计计算1067.11 巴氏计量槽1077.11.1 设计参数1078. 污泥处理构筑物计算1088.1 污泥浓缩池1088.1.1 设计参数1088.1.2 设计计算1088.2 贮泥池1108.3 污泥消化池1118.3.1 设计参数1118.3.2 设计计算1118.4 脱水车间1129. 污水厂平面布置与高程计算1139.1 污水厂平面布置1139.2 污水厂高程计算1149.2.1 污水处理流程高程计算1149.2.2 污泥处理流程高程计算11810. 工程概预算12210.1 估算范围及编制依据12210.2 工程总造价12210.2.1 排水管网投资估算12210.2.2 污水处理厂投资估算表12310.2.3 工程直接投资12610.2.4 其他部分费用12610.2.5 工程总造价12610.3 运营经费12610.4 估算127结论128致谢129参考文献130共 5 页 第 5 页1. 绪论1.1 研究背景1.1.1 区域概况(1) 地理位置 歙县经济开发区（二期）用地位于歙县城区东部，皖赣铁路以北。规划区面积约7.58km2（不包括备用地）。其中居住用地106.82hm2，工业用地442.58 hm2，公共设施用地32.48 hm2，市政公用用地5.28 hm2，道路广场用地119.90 hm2，绿化等用地80.98 hm2。远期规划人口5万人。该区地势东北略高西南南略低，规划后地面标高在118.90128.40m之间。规划范围西至布射河，南与开发区（一期）相连，东至练江牧场，北以规划的南部城镇群快速路为界。(2) 自然条件气象条件a.温度：处于中纬度地带，处于北亚热带向中亚热带的过渡地区，四季分明，温差较大，常年平均气温为16.4。b.湿度：年均蒸发量1270mm，年干燥度为0.71。c.降雨量：年均降水量1536mm，多年平均降水日数154.3天，年平均无霜期231天。d.风向：主导风向为东北风。 地形地貌规划范围地形为指状谷地，地势呈中部较高，东、西较低。从坡度分析来看，绝大部分地形坡度未超过30度。从高差分析来看，绝大部分地形高差在20米以下。基地内地质良好，土壤类型以红壤、黄壤、黄棕壤土为主。由于土层薄，区内植被较为稀疏，以马尾松为主。地貌以低丘、山林地和旱地为主，低洼平坦地带为低产农田。区内有独特的小山巅、小平原，地势起伏变化较小。规划范围山体最大高程为160.00m，最低为115.50m，山水自然景观环境优美。水文条件规划地块西侧有布射河，开发区一期用地南侧有扬之河。布射河源出黄山上扬尖东南麓，流经大谷运至双河，纳跳岭河水，再经歙县黄村、宋村、岑山至规划区附近，河道长40.10km，宽2540m，坡降7.5，流域面积90.89km2，河床淤积砂、卵石。扬之河发源于安徽省绩溪县境内，经江村环入歙县境，至竦口纳双竦河，至丰溪纳湄川，再经歙县规划区附近与布射河汇合而注入练江。歙县境内河长18km，流域面积68.1km2，河宽165173m，坡降1.23，多年平均流量16.9m3/s，年径流量5.34亿m3，河床淤积砂、卵石。1.1.2 规划要求根据安徽歙县经济开发区(二期)控制性详细规划，歙县经济开发区(二期)排水工程规划应考虑以下几点： 充分考虑地形条件，并结合现有排水设施，选择合理的排水体制，分期建设，逐步完善，并充分考虑开发区远景发展的需求。区分不同的用地性质，分布污水量，合理布局、整体规划，既要满足工业企业布局要求，又要符合当地实际情况。合理配置工程管线，注重竖向设计，尽量减少土方工程量，节约工程投资。按照污水集中处理的原则，遵照卫生防护和排放水体的要求设置污水处理厂。1.1.3 水质特点根据规划，歙县经济开发区（二期）可分为4种产业分区，即新型材料产业区、高新技术产业区、机械电子产业区、汽摩配件产业区。结合产业类型，可大致了解该处工业废水的特点是：水量较大，昼夜波动量较大，污水中BOD5，SS和CODcr含量较高。混合生活污水后，BOD5，SS和CODcr含量有所降低，其具体指标如下所示：BOD5=233mg/L，CODcr=340 mg/L，SS=234 mg/L，NH3-N=30 mg/L，TP=3mg/L。该处污水可生化性好，可进行生物处理，故需目前城市污水的主要处理方法有A2O法、SBR法和氧化沟法等。1.1.4 当地污水处理设施现状 歙县县城范围内，现有污水处理厂2座。一处位于郑村镇山坑村循环经济园区内，建设规模为1.2万m3/d，处理工艺为：一级物化沉淀+Fenton氧化+A/O生物化学处理工艺+二级物化沉淀。该水厂出水只能到达污水综合排放标准（GB8978-1996）三级标准，随后将排入市政管网由歙县污水处理厂进一步处理达标排放。另一处即为歙县污水处理厂，该污水厂位于徽城镇三街村南侧、渔梁坝上游、练江南岸。建设规模为3万m3/d，处理工艺为：A2/O+二沉池+絮凝反应+过滤+二氧化氯消毒。出水达到一级A标准。上述污水处理厂距该规划区较远，且需跨越铁路、河流等，施工难度大，故拟在此地新建污水处理厂。1.2 现阶段常用污水处理技术和工艺污水处理的方法较多，按照不同的分类标准可以分成不同的工艺流程。按照污水处理后的功能要求，污水处理分为无害化处理系统（即达标排放）和再生回用处理系统（即可供专指用户使用）两类。前者一般一级处理和二级处理组成，后者一般在前者的的基础上再增加一个三级处理或深度处理才行1。城市污水处理的级别按照处理程度划分为三级，下面就几个部分对污水处理工艺进行分别介绍。1.2.1一级处理工艺城市污水处理厂的一级处理段通常包括粗、细格栅、提升泵房、沉砂池和初沉池。格栅处理的目的是截留大块物质以保护后续水泵管线，设备的正常运行；泵房提升的目的是提高水头，以保证污水可以靠重力流过后续建在地面上的各个处理构筑物；沉砂处理的目的是去除污水中裹挟的砂石与大块颗粒物，以减少它们在后续构筑物中的沉降；初次沉淀池可除去废水中的可沉物和漂浮物，污水初沉后，SS降低50%左右，BOD5相应降低2030%，但对于NH3-N和TP的去除很少。1.2.2 二级处理工艺二级处理是城市污水处理厂的核心，主要的功能是去除污水中的有机物、氮、磷等污染物。根据处理目标的不同，主要有以下几种：(1) 传统活性污泥法 传统活性污泥法是应用最早、最为广泛的生物处理技术，主要是由曝气池，二次沉淀池，曝气系统以及污泥回流系统组成，通过曝气，活性污泥与污水得到充分接触，污水中溶解性有机污染物被活性污泥充分吸附和分解，被微生物代谢和利用，经过处理的污水与活性污泥分离，处理出水排放，污泥回流，部分污泥排出。传统活性污泥法的优点是有机物处理效果好，BOD5的去除率可达90%以上，处理比较灵活，但是其抗冲击负荷能力弱，占地面积大，且此系统的氮磷去除效果较差，近来逐渐被其它具有脱氮除磷的工艺所代替2。(2) 氧化沟法氧化沟又称连续循环反应器，是20世纪50年代由荷兰的公共卫生研究所开发的，属于活性污泥法的一种变形。污水和活性污泥的混合液在环形曝气渠道中循环流动。氧化沟构造比较简单，出水效果好，且运行比较稳定，易于日常的管理，同时还可以实现同步的脱氮除磷，日益受到研究者与工程技术人员的重视，发展迅速，近年来得到广泛应用。 然而，此工艺也存在如下缺点：因为没有单独的污泥回流体系，不能驯化出特定的功能微生物，对难降解物质的处理效率不理想；脱氮效率与系统的内循环比例相关，提高脱氮效率则会使系统的运行成本增大；好氧区与厌氧区的溶解氧能以准确地控制，会影响脱氮效果；同时，微生物经常性地处于好氧缺氧好氧短暂的循环中，使得微生物的富集较难，由此也影响单位体积构筑物的处理能力3。(3) 序批式活性污泥法（SBR） SBR脱氮除磷工艺一般可以分为以下5个工序过程，即进水、反应、沉淀、排水和闲置。 SBR工艺可以根据进水的不同成分、不同浓度以及反应器中底物的降解情况及时灵活地改变各工序的反应时间，从而较为灵活地控制好氧、缺氧和厌氧的环境条件以达到同步除磷脱氮的目的。特别是对于小水量的污水系统，SBR已成为较理想的除磷脱氮工艺而得到广泛应用。 SBR工艺特点：工艺流程简单、基建与运行费用低；生化反应推断力大、速率快、效率高；有效防止污泥膨胀；操作灵活多样；耐冲击负荷能力强。然而，SBR工艺因每个池子池容的利用率不理想，因此，一般来说SBR并不适用于大规模的城市污水处理厂4。(4) A2/O法A2/O是在原来 A/O 工艺的基础上嵌入一个缺氧池，并将好氧池中的混合液回流到缺氧池中达到反硝化脱氮的目的。这样厌氧、缺氧、好氧相串联的系统能同时除磷脱氮。A2/O法工艺特点：工艺流程较为简单，应用广泛，其基建费用和运行费用与其他的除磷和脱氮工艺相比，是比较简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其它同类工艺；厌氧（缺氧）好氧交替运行，不宜丝状菌增殖繁衍，无污泥膨胀之虑；不需投药，厌氧和缺氧段只进行缓速搅拌，以不提高溶解氧含量为度，故运行费用低。但需增加内回流系统，污泥提升、污水内循环等能耗大，这又会增加运行费用5。1.2.3 深度处理工艺 城市污水深度处理的工艺一般可以分为基本的处理单元如混凝、沉淀（澄清、气浮）、过滤、消毒。在水质要求更高时需要采用再生水处理单元技术有：活性炭吸附、反渗透、除氨、离子交换、折点加氯、电渗析、臭氧氧化等6。1.3 城市污水处理现状及展望1.3.1 城市污水处理存在的主要问题(1) 污水处理厂建设和运行资金严重短缺污水处理系统是城市建设的重要基础设施，也是防止城市水污染、改善城市水环境质量的重要手段。在我国，要想提升城市的污水处理能力，必须在很短时间内建设足够数量的城市污水处理厂，这就需要很大一笔资金。而筹集这一大笔资金，困难很大。(2) 缺乏先进的城市污水资源化利用技术城市污水资源化利用事业的发展必须以新技术作为支撑和保证。而我国现有的设备、所采用的城市污水资源化利用技术难以满足实际需要。(3) 污水管网建设不合理我国已建成的污水处理厂中，因管网建设不合理的原因造成污水处理厂低负荷运行，或不正常运转的污水处理厂约占总数的2/37。1.3.2 城市污水处理发展趋势(1) 污水处理厂规模大污水处理厂朝着大型化方向发展。大型集中污水处理厂具有明显的规模效益的，其来水水质稳定，日常运行管理方便，污水处理能力强，是今后发展的趋势。(2) 污水处理技术工艺新采用新工艺、新设备和新技术，在很大程度改变了污水处理厂的面貌，提高了污水处理厂的污水处理能力，降低了污水处理厂基础设施的造价和运行成本，还节约了能源，经济效益和生态效益显著。(3) 污水处理纵深化污水处理逐渐向其上游和下游延伸，如，将二级处理后的污水直接供化工厂，由化工厂按要求进行三级处理后使用，实现水的循环利用。(4) 污水处理厂管理方式多样化8改变现行单一的政府投资和运营管理模式，拓宽投融资渠道，实现投资多元化。BOT模式、准BOT模式、TOT 模式、托管运营模式和供排水一体化模式等，都可以应用到污水处理厂的运行管理中。1.4 结语在城市污水的三级处理体制中，预处理及一级是基础，二级是主体，三级是精制。在各种污水处理方法中，目前生物处理法仍是整个城市污水处理的主流。一级处理技术已相对定型，三级处理处在发展阶段，技术费用较高。但随着城市污水处理厂的出水排放标准达到一级A标准要求的日益增多，三级处理的研究也会更加深入。第一部分 设计说明书2. 设计概述2.1 设计内容本设计要求完成污水处理厂工艺以及其配套污水管网的规划设计。工程设计内容包括：(1) 进行雨水排放系统的设计：包括排水流域的划分，雨水排除系统的布置。(2) 进行污水收集系统的设计：包括排水体制的确定，污水排除系统的设计规模，污水排除系统的布置及方案的比较并确定最佳方案。(3) 进行污水处理厂方案的总体设计：通过调研收集资料，确定污水处理工艺方案；进行污水厂总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路设计；完成污水处理厂总平面及高程设计图；进行投资估算和占地面积估算等。(4) 进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计和施工图设计、设备选型和工程概算等，图中应有设备、材料一览表及工程量表。(5) 进行辅助构建筑物（包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等）的设计。2.2 设计依据(1) 设计基本资料安徽歙县经济开发区(二期)控制性详细规划黄山市城市总体规划（20082030）歙县城市总体规划纲要（20082030）(2) 国家标准和规范城市排水工程规划规范（GB50318-2000）室外排水设计规范（GB50014-2006）室外给水设计规范（GB50013-2006）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）建筑给水排水制图规范（GB50106-2010）给水排水制图标准 GBT50106-2001城市污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（GBJ137-89）厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范（HJ576-2010）2.3 设计要求2.3.1 设计说明书要求(1)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。(2)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。(3)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。(4)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。2.3.2 图纸要求排水工程毕业设计应至少完成A1图纸10张。具体如下：(1) 手绘图 1张(2) 污水管网总平面图 1张(3) 雨水管网总平面图 1张(4) 污水处理厂总平面布置图 1张(5) 污水处理厂管线布置图 1张(6) 污水厂构筑物高程图 1张(7) 主要处理构筑物工艺图 45张3. 设计污水量与水质3.1 人口预测工业区职工人口密度发展具有两个趋势，一是随着工业企业资金与技术含量提高，职工密度将降低，二是随着土地集约使用的程度提高，职工密度可能增加，而其综合趋势将取决于两者的合力。综合本工业区及其它工业区统计，规划按每万平方米工业用地职工100人计算，以工业用地442.58万平方米计，工业职工为4.4万人左右。参照其它一些工业区工业职工人数与其它设施从业人员比例（8：15：1）并考虑本区块以发展工业的实际情况，确定这一比例为7：1左右，其它设施从业人员约为0.6万人，据此推算全部职工数为5.0万人左右。3.2 污水量预测污水量的预测根据给水量进行推算。根据城市给水工程规划规范（GB 5028298）及城市排水工程规划规范（GB 503182000），城市用水量预测主要有单位人口综合用水量指标法、不同性质用地用水量指标法和单位建设用地综合用水量指标法等三种计算方法。3.2.1 单位人口综合用水量指标法污水量=（人口单位人口综合用水量）/给水总变化系数污水排放系数污水总变化系数（1+地下水渗入系数）Q=uKmNKpKz+Qu式中：Km取1.8，Kp取0.8，Qu取总流量的10%；歙县属一区小城市，城市单位人口综合用水量指标取0.7万m/(万人 d)。因此，Q=0.71.850.81.531+10%=2.65万m3/d3.2.2 单位建设用地综合用水量指标法 该方法对用地性质不细化，直接根据单位建设用地用水量指标得出总污水量。污水量=（建设用地面积单位建设用地用水量）/给水总变化系数污水排 放系数污水总变化系数（1+地下水渗入系数）Q=vKmNKpKz+Qu式中：Km取1.8，Kp取0.8，Qu取总流量的10%，城市单位建设用地综合用水量 指标取0.5万m/(kmd) 因此，Q=0.51.87.580.81.511+10%=2.80万m3/d3.2.3 单位建设用地分类指标法该方法根据不同用地性质对应不同用水量，对各类指标进行细分，最后得出总污水量，在现状各类地块用水量调查清晰的前提下，具有较大准确性。污水量=（某性质用地面积对应性质用地用水量）/给水总变化系数污水 排放系数污水总变化系数（1+地下水渗入系数）。Q=xKmExKpKz+Qu 式中：Km取1.8，Kp取0.8，Qu取总流量的10%。(1) 居住用地R：Ex=1.07km2， x=1.1万m3/(km2.d)则，Q1=1.11.81.070.81.721+10%=0.99万m3/d(2) 公共设施用地C：Ex=0.32km2， x=0.5万m3/(km2.d)则， Q2=0.51.80.320.82.141+10%=0.17万m3/d(3) 工业用地M：Ex=4.43km2， x=0.5万m3/(km2.d)则， Q3=0.51.84.430.81.61+10%=1.73万m3/d(4) 市政公用设施用地U：Ex =0.05km2, x=0.25万m3/(km2.d)则， Q4=0.251.80.050.82.31+10%=0.02万m3/d注：道路广场用地、绿地污水量不作计算。因此，Q =Q1+Q2+Q3+Q4=0.99+0.17+1.73+0.02=2.91万m3/d安徽歙县经济开发区二期排水工程远期污水量预测结果汇总如下：表3.1 污水量预测汇总表预测方法预测水量（万m3/d）单位人口综合用水量指标法2.65单位建设用地综合用水量指标法2.80单位建设用地分类指标法2.91注：以上所预测的水量皆为最高日最高时的污水流量。3.3 污水管网和污水厂设计规模的确定通过三种计算方法得出歙县开发区二期最高日最高时污水总量为2.652.91万m3/d，而在进行污水管网设计时，采用最高日最高时的污水流量作为设计流量。因此，将污水管网的设计流量定为2.91万m3/d。在进行污水厂设计时，采用平均日平均时作为设计流量。因此，将污水厂的设计流量定为2万m3/d。以上计算数据未考虑备用地产生的污水量，考虑到远期发展需要，将远期污水厂规模定为3万m3/d。3.4 设计水质3.4.1 进水水质根据室外排水设计规范 3.4.1 城镇污水的设计水质应根据调查资料确定，或参照邻近城镇、类似工业区和居住区的水质确定。无调查资料时，可按下列标准采用： 生活污水的五日生化需氧量可按每人每天2550g计算；生活污水的悬浮固体量可按每人每天4065g计算；生活污水的总氮量可按每人每天511g计算；生活污水的总磷量可按每人每天0.71.4g计算；工业废水的设计水质，可参照类似工业的资料采用，其五日生化需氧量、悬浮固体量、总氮量和总磷量，可折合人口当量计算。由于设计资料中没有充分的工业资料，故工业废水水质参考污水综合排放标准来确定。故生活污水：BOD5取35g/(人d), COD取55g/(人d), SS取40g/(人d), TN取8g/(人d), TP取1.0g/(人d)生活污水水质：BOD5=35500008640099103=206 mg/LCODcr=55500008640099103= 322 mg/LSS=40500008640099103= 234 mg/LTN=8500008640099103= 46.7 mg/LTP=1500008640099103= 5.8 mg/L工业废水水质：PH=6-9,SS=250mg/L,BOD5=250mg/L CODcr=350mg/L,TN=30mg/L,TP很小NH3-N据经验值取30mg/L则总进水水质： BOD5= 20699+25017399+173=233 mg/L CODcr=32299+35017399+173=340 mg/LSS=29299+25017399+173= 265 mg/LTN=36.599+3017399+173 = 36 mg/LTP取3 mg/L， NH3-N取30 mg/L。表3.2 进入污水处理厂参考设计污水水质项目污水水质（mg/L）指标BOD5CODcrSSNH3-NTPTN生活污水206322234305.846.7工业废水25035025030很小30进水水质233340244303363.4.2 出水水质根据城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的要求，尾水排放执行该标准中的一级A标准。 表3.3 设计出水水质（单位：mg/L）BOD5CODcrSSNH3-NTPTN10501050.5154. 排水管网设计4.1 排水管网体制确定对于一个现有的城市，要建设污水收集系统，采用的排水体制主要有两种，即合流制与分流制。合流制是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一管道内排除。早期的合流制是将排除的水不经处理和利用直接就近排入水体，这种排水系统对水体污染严重。近年来，常采用的是截流式合流制排水系统，它市邻河岸设截流干管，同时设置溢流井，并设污水厂。这种排水系统虽有很大改进，但在雨天仍有部分污水未经处理排放。分流制是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上独立管渠内排除的系统。排除生活污水、城市污水或工业废水。合理选择排水系统体制是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远。同时，也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用以及维护管理费用。城市及工业企业的规划废水的系统称污水排水系统。排除雨水的系统称为雨水排水系统。根据环境保护要求，污水利用、水质水量的变化、地区气候及水文资料、工矿企业的水质状况及设计地区的自然状况，本设计采用分流制排水系统，即将完整的城市污水送入污水处理厂进行处理，雨水则就近排入受纳水体。其优点如下：(1)环境保护方面 全部城市污水都送到污水处理厂进行处理，有效的保护了水体免受污染，而且比较灵活，较容易适应社会发展需要。一般又能符合城市卫生的要求，是城市排水系统体制的发展方向。(2)工程造价方面由于分流制是排水系统增加了一套管线，但相对合流制管径变化小，且合流制污水处理厂比分流制造价高，总造价相差不多。从初期投资看，分流制可分期建设，节省初期投资，又可缩短工期，发挥工程效益快，比较适合我国国情。(3)维护管理方面虽然分流制排水系统的管线较多，但管径变化小，可以保持管内的流速均匀，不致发生沉淀。同时，流入污水厂的水质水量变化小，污水厂的运行易于控制。4.2 污水管网设计4.2.1 污水管网布置原则(1)根据城市整体规划，结合当地实际情况布置排水管网，并进行多方案技术经济比较。(2)先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，按照从干管到支管的顺序进行布置。(3)充分利用地形，采用重力流排除雨污水，并使管线最短和埋深最小。(4)协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接。(5)规划设计要考虑到管道施工、运行和维护的方便。(6)规划设计要近远期结合，考虑发展，尽可能安排分期实施。4.2.2 污水管网定线方案本设计由于等高线较稀疏，地势较缓。定线时充分利用地形趋势来顺坡排水。由于地形倾向河道，采用主干管与等高线垂直，干管与等高线平行。由于要进行技术经济比较，选择最佳方案，定线时采用了两套方案，两个方案的污水厂均设在城市河流下游，主导风向下风向。方案一：该方案主干管从规划区中部穿过且成东北-西南走向，干管成西北-东南走向，主干管与干管正交，管道铺设与地势走向相同。三根干管的长度分别为2460m,2840m，2540m，主干管长度为2780m。方案二：该方案主干管沿布射河且成西北-东南走向，干管成东北-西南走向，主干管与干管正交，管道铺设基本符合地势走向。五根干管的长度分别为1810m,2680m，2740m，3010m，2480m，主干管长度为3000m。定线方案1示意图如下图所示：图4.1 污水管网定线方案一示意图在同样服务面积内可见方案一的干管长要远小于方案二。两方案除了此局部的不同以外，污水厂的选址也不同。方案一将污水厂选址在规划区内，布射河畔，地势平坦，交通便利，防洪条件好，但距离居住区较近，需采取相应防护措施，尾水排入布射河距离近。方案二将污水厂选址在规划区外，布射河与扬之河交界处，为开发区一期规划用地，需额外协调用地事宜。由于地处两河交界处，防洪条件不够理想，但远离居民区，对周围环境影响较小。方案一还充分考虑了地面高程，管段顺着地势减低的方向铺设，减小了管段的埋设深度，同时也给施工带来了方便，土方量减少，管网施工投资降低。并且相对于方案二而言管网铺设比较容易，并且管段的管径不会很大。方案二干管较长，导致主干管的埋设深度很大，增加了施工的难度，且方案二污水总干管还需要穿越皖赣铁路，须采取相应的工程技术措施。由此可以从经济角度来看，方案一的造价见小于方案二；而从技术角度来看，方案二的技术要求更高。因此，综上分析可以得出结论，方案一优于方案二。定线方案2示意图如下图所示：图4.2 污水管网定线方案二示意图4.2.3 污水管网水力计算 (1) 水力计算公式流速：v=1nR23i12流量：Q=1nWR23i12式中：W过水断面面积m2；i水力坡度；n管道粗糙系数R水力半径，m。(2) 水力计算设计参数最大设计充满度在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值。表4.1 最大设计充满度管径D或渠高H（mm）最大设计充满度h/D或h/H2003000.603504500.705009000.7510000.80设计流速设计流量、设计充满度相应的水流平均速度。设计污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道；流速缓慢时，污水中所含杂质可能下沉产生淤积。根据设计手册，污水最小设计流速定为0.6m/s。通常金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道最大设计流速为5m/s。最小管径在污水管道的上游部分，污水管段的设计流量一般很小，若根据设计流量计算管径，则管径会很小，极易堵塞。故在设计中常规定一个允许最小管径。在街坊和厂区内，最小管径为200mm，街道最小管径为300mm。最小设计坡度它相当于管内流速为最小设计流速时的管道坡度；当给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计流速时的最小设计坡度也就越小。具体规定是：管径200mm的最小设计坡度是0.004，管径300mm的最小设计坡度是0.003。埋设深度污水管道在车行道下的最小覆土厚度不宜小于0.7m；一般在干燥土壤中，最大埋深不超过78m。4.3 雨水管网设计4.3.1 雨水管网布置原则(1)充分利用地形，就近排入水体。 (2)尽量避免设置雨水泵站。(3)结合街区及道路规划布置雨水管道。(4)雨水管渠采用明渠与暗管相结合的形式。(5)合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。(6)城市中靠近山麓建设的中心区、居住区、工业区，除了应设雨水管道外，应考虑在规划地区周围设置排洪沟，以拦截从分水岭以内排泄的洪水，避免洪水的危害。4.3.2 雨水管网定线方案本规划区内有河流穿入且本区的地面平均标高高于河流常年的洪水位标高，故雨水就近排入河流。由于出水口的构造比较简单，造价不高，因此在此工程中雨水干管的平面布置宜采用分散出口式的管道布置形式，且宜就近排放，管线较短，管径也较小，在技术上和经济上都是合理的。换言之，若河流的水位变化很大，管道出口离常水位较远时，出水口的构造会比较复杂，造价较高，就不宜采用过多的出水口，这时宜采用集中式出水口的管道布置形式。(1) 划分设计管段根据管道的具体位置，在管道转弯处、管径或坡度改变处，有支管接入或者两条以上管道交汇处以及超过一定距离的直线管道上都应设置检查井。把两个检查井之间流量没有变化且预计管径和坡度也没有变化的管段定为设计管段。并从管段的上游往下游的顺序进行检查井的编号。详见计算书中附图。(2) 划分汇水面积结合地形的坡度、汇水面积的大小以及雨水管道的布置情况来划定汇水面积。在本工程中，地形较平坦的地方就按照就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积；地形坡度较大的地方就按照地面雨水径流的水流方向划分汇水面积。将各设计管段的汇水面积(包括街道、绿地)进行编号，在CAD图上量取其面积的数值。详见计算书。(3) 确定定线方案本设计中共设有5条（AE）雨水主干管，每根干管对应一个雨水排放口。A干管收集备用地片区雨水，就近排入规划区东南部一小型湖泊；B、C、D、E收集整个开发区二期规划区，就近排入规划区西面布射河。雨水管渠定线详见安徽歙县经济开发区（二期）排水工程雨水管网总平面图。设计思路：(1)由于该地区地势以一定坡度坡向