毕业设计（论文）-原平市排水工程设计.doc

图书分类号：密 级：毕业设计(论文)原平市排水工程设计THE WASTEWATER TREATMEMT ENGINEERING DESIGN OF YUAN PING CITY全套图纸加扣3012250582 学生姓名 学院名称环境工程学院专业名称给水排水工程指导教师2013年5月31日徐州工程学院毕业设计(论文)徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘 要本设计是原平市排水工程设计，主要包括城市排水管网的设计和污水处理厂的初步设计。原平市夏季多雨，冬季干燥。采用分流制排水系统。污水管网经各分区收集，汇集到城市北侧的主干管，然后进入污水处理厂进行处理。雨水管网根据地形坡度，分为三个大区，各区汇集的雨水直接经由主干管排放至河流中。排水管采用钢筋混凝土管。污水处理厂采用A2/O工艺。污水厂设计水量为3.06万m3/d，通过三级处理最终水质达到国家1级A排放标准。预处理以格栅、沉砂池、初沉池组成，粗、细格栅的倾角均为60，粗格栅槽长3.19m，细格栅槽长3.52m，采用机械清渣。提升泵房设三台200WLZ-12型立式污水泵，2用1备。平流式沉砂池设一组分两格运行，设计流量为Q=360L/s；设计流速为v=0.25m/s；水力停留时间为t=90s。贮泥区间隔排泥天数为两天，沉砂斗容积为1.34m3.初沉池采用辐流式沉淀池，池子直径为23.5m，沉淀部分有效水深2.25m，沉淀时间1.5h，污泥斗容积为47m3。进水管直径450mm，流速为1.13m/s。二级处理采用A2/O生物脱氮除磷池，共两个系列，每系列承担50%流量。厌氧池平均停留时间为2h，容积为1020.5m3；缺氧池均停留时间为1.125h，容积为478.36m3；好氧池水力停留时间为3.375h，容积为1435.08m3。剩余污泥为1745.11(kg/d)，污泥龄4.38d。采用穿孔管淹没水深为4.8m，总供气量为5780.36m3/h,采用RD-130型鼓风机5台,3台工作2台备用；高负荷时4台工作，1台备用。二沉池采用两座辐流式沉淀池，池子直径为23.5m，有效水深3.75m。污泥总容积为94.6m3，沉淀池高度为6.96m，排泥量为447m3/d。采用接触消毒池1座，选用液氯为消毒剂。接触池容积为425.21m3，平面面积为212.61m2，剩余污泥经浓缩消化处理后，经过机械脱水然后外运。由于城市污水40%做中水回用，处理后的污水40%流经平流式沉砂池进行深度处理，其他60%处理完成后直接排放至水体。工程投入使用后将大大缓解夏季城市的内涝问题，并减轻由于水污染造成的环境恶化情况。关键词 排水工程；分流制；A2/O；深度处理；污泥处理AbstractThis design is the Yuanping city drainage engineering design, including the preliminary design and the sewage treatment plant in the city drainage pipeline network.Yuanping rainy summer, winter dry. The drainage system. Sewage pipe network by the district collection, collection to the city on the north side of the main pipe, and then enter the sewage treatment plant for processing. Rainwater pipe network according to the terrain slope, is divided into three regions, each collected rainwater directly through the main pipe is discharged into the river. Drainage pipe reinforced concrete pipe.Sewage treatment plant using A2/O technology. Sewage treatment plant design capacity of 30600 m3/d, reached the 1 National A emission standards through three levels of processing the final water quality.Pretreatment with grille, grit chamber, primary settling tank, coarse, fine grid dip angle is 60 degrees, the coarse grid slot length 3.19M, the fine grid slot length 3.52M, using mechanical slag. Pumping station to install three sets of 200WLZ-12 type vertical sewage pump, 2 prepared with 1.Horizontal flow type grit chamber is provided with a set of two parts, the design flow of Q=360L/s; design the flow rate was v=0.25m/s; hydraulic retention time of t=90s. The mud storage interval mud for two days, the sand hopper volume 1.34m3.The primary settling tank by using radial flow sedimentation pool, the pool diameter 23.5m, precipitate effective depth 2.25m, precipitation time 1.5h, the sludge bucket volume is 47m3. The water inlet pipe diameter 450mm, the flow rate was 1.13m/s.Two levels of treatment using A2/O biological removal of nitrogen and phosphorus pool, a total of two series, each series taking 50% flow. The average stay time of anaerobic pool is 2h, volume 1020.5m3; time of anoxic tank were stay for 1.125h, volume 478.36m3; aerobic tank of the hydraulic retention time was 3.375h, the volume is 1435.08m3. The residual sludge was 1745.11 (kg/d), sludge age 4.38d. The perforated pipe inundation depth is 4.8m, the total gas supply is 5780.36m3/h, using RD-130 type blower 5 sets, 3 sets of 2 standby; high load 4, 1 backup.By using the two radial flow sedimentation pool two sink the pond, pool diameter 23.5m, depth 3.75m. Total sludge volume 94.6m3, sedimentation tank height 6.96M, mud content was 447m3/d. The disinfecting tank 1, selection of liquid chlorine as disinfectant. Contact tank volume is 425.21m3, surface area of 212.61m2,Residual sludge concentration digestion treatment, after mechanical dewatering and then sinotrans. Because the city sewage 40% water reuse, sewage after treatment 40% through the flat flow sand pool depth of processing, 60% other processing is done directly discharged into water body.After the project put into use will greatly alleviate the problem of city waterlogging in summer, and reduce the water pollution caused by the deterioration of the environment.Keywords drainage engineering triage system; A2/O advanced treatment sludge treatmentV目 录1 绪论11.1城市排水管道系统11.1.1 排水体制的分类11.1.2 排水体制的选择11.1.3 污水厂位置的选择11.1.4 污水排水管网的定线21.2污水处理厂的设计21.2.1 污水处理要求31.2.2 污水处理工艺的选择31.2.3深度处理工艺选择41.3主要构筑物的选择51.3.1格栅51.3.2 污水提升泵房51.3.3沉砂池61.3.4沉淀池61.3.5 A2/O生物池71.3.6 消毒71.3.7 污泥处理系统71.3.8 深度处理系统81.4设计目的意义、主要内容81.4.1 设计的目的意义81.4.2 设计主要内容82工程设计原始资料103 城市排水管道系统设计123.1污水管道系统设计123.1.1 污水设计流量的计算123.1.2 污水管道水力计算164 雨水管网设计194.1 设计计算194.1.1 水力计算公式194.1.2 设计参数194.1.3 暴雨强度公式204.1.4 雨水管渠设计重现期20I4.1.5雨水管渠的降雨历时204.1.6 径流系数214.1.7 雨水管道一般规定214.1.8 划分设计管段和汇水面积、汇水面积编号224.1.9 雨水管道设计流量和水力计算244.2 小结265 污水处理工艺方案设计275.1污水处理构筑物设计计算275.1.1格栅275.1.2提升泵房315.1.3平流沉砂池325.1.4辐流式沉淀池335.1.5 A2/O生物池375.1.7二沉池的设计计算435.1.8消毒池445.2污泥处理构筑物设计计算465.2.1污泥泵房465.2.2污泥浓缩池465.2.3贮泥池485.2.4污泥消化池485.2.5消化污泥控制室505.2.6贮气柜515.2.7脱水机房525.2.8事故干化场536 深度处理构筑物设计计算546.1 滤池546.1.1 设计依据546.1.2 设计计算556.2中水泵站597污水厂总体布置607.1污水厂平面布置607.1.1总平面布置原则607.1.2总平面布置607.2污水厂高程布置617.2.1高程布置原则617.2.2总高程布置618总结63致谢64参考文献65III1 绪论随着我国城市化步伐的加速和工业经济的发展，城市居民生活污水和工业企业废水排放量日益增加，对水环境的破坏也日益严重。我国是一个人均水资源量十分贫乏的国家，目前严重的水污染使得部分水体丧失原有功能，更加剧了水资源的紧张局面，加上城市雨季排水能力不佳。水污染、城市内涝已成为城市与工业发展最为重要的限制条件之一，改进水处理工艺、改善日益恶化的水环境、改良城市排水系统成为摆在给水排水工程技术人员面前一个重要而紧迫的课题。为了改善原平市的水污染状况，减轻城市内涝的风险，城市的排水工程需要完善排水管网、改良水处理工艺、扩大污水厂规模以适应城市的高速发展。1.1城市排水管道系统1.1.1 排水体制的分类排水体制又分流制和合流制两种类型。合流制指将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。分流制指将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或者两个以上各自独立的管渠内排除的系统。从环境保护方面看，合流制排水系统在控制和防止水体污染方面看是很好的，分流制的雨水不经处理直接排放对水体会造成一定的污染。从造价方面看，合流制排水管道的造价低于分流制，但是合流制的泵站和污水厂却比分流制要高很多。1.1.2 排水体制的选择结合原平市实际情况，原平市地处中部，夏季高温多雨，冬季干燥少雨，采用合流制污水厂的处理量太大，处理费用太高。而降雨量较丰富的夏季，雨水的污染较轻，直接排放水体不会造成太大污染。故本设计采用分流制排水系统。1.1.3 污水厂位置的选择污水厂厂址的选择应考虑一下几方面的因素：（1）厂址必须位于集中给水水源的下游，并应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主导风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应与城镇、工厂厂区、生活区及农村居民点保持约300米以上的距离，但也不宜太远，以免增加管道长度，提高造价。（2）当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政设施时，厂址应考虑于用户靠近，或者便于运输。当处理水排放时则应于受纳水体靠近。（3）要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少土方量。（4）根据城市的总体发展规划，污水厂厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的可能。该区的主导风向为东南风，因而污水厂应设在西北或者东北角为宜。又该区处理水主要排放水体，污水厂宜设在靠近水体的地方。该区东边有一条自南向北的河流，为靠近受纳水体，结合风向，厂址初选在西北角据水体200米处，并与居民区保持300米以上的距离。该区地势东高西低，南高北低，将污水厂设在西北角利于污水自流排入污水厂。又该区整体地势较平缓，在小范围内高 差不大，就水厂的占地部分高程基本没什么变化，不考虑土方量问题。最后确定污水厂设在西北角。1.1.4 污水排水管网的定线污水管道布置原则：（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。（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、基岩浅露地带、基地土质不良地带、河道、铁路等。当必须穿越时，需采取必要的措施。（3）安排好控制点的高程。一方面应根据城市的竖向规划，保证汇水面积内各点的水都能够排出，并考虑发展，在埋深上适当留有余地，一方面又应避免因照顾个别控制点而增加全线管道埋深。本市的排水管道采用分流式的排水体制，各区污水经收集后由主干管输送到污水处理厂后集中排放。综合考虑该区的地形，地貌，坡度，污水厂的位置与可能的埋设深度等因素，污水主干管选择城市北侧的道路处埋设，走向由东向西。具体布置请参看排水管道设计布置总平面图。1.2污水处理厂的设计现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三级处理是在一、二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求。 污水一级处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放标准。三级处理为深度处理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处理费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外，应用较少。目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂，以解决日益严重的水污染问题。1.2.1 污水处理要求（1）设计进水水质1） BOD5=210 mg/L,COD=400 mg/L,SS=200 mg/L, TN=35 mg/L, NH3-N=25 mg/L，TP=6 mg/L,PH=68；2）重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响；3）大肠杆菌数：超标；4）冬季污水平均温度15 ，夏季污水平均温度25 。（2）设计出水水质污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级A标准，因此确定本污水厂出水水质控制为：CODCr50 mg/L ，SS10 mg/L，BOD510 mg/L，TN15 mg/L ，NH3-N=5 mg/L，TP0.5 mg/L 。城市污水经处理后，40%作为市政的杂用水，用于园林绿化、街道喷洒、建筑施工等。出水水质应执行污水回用设计规范（试用）要求:CODCr 50 mg/L，SS15 mg/L，总大肠菌群3个/L。1.2.2 污水处理工艺的选择该污水处理厂日处理能力约3万吨,属于中小规模的污水处理厂。按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规 活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。根据污水水质水量和污水处理程度，考虑到要求脱氮除磷，设计采用典型A2/O工艺流程。该工艺由完整的一级处理、二级处理和深度处理系统，以及污泥处理系统组成。一级处理由格栅，沉砂池组成，作用是去除污水中的固体污染物质。污水的SS值通过一级处理能够去除50%60。二级处理系统是城市污水处理系统的核心，作用是去除城市污水中呈胶体和溶解状态有机污染物。通过二级处理，污水的BOD值可降至20-30mg/L，可达到排放标准。由于处理出水有40%用作为市政杂用水，通过深度处理系统，污水出水水质满足污水回用设计规范（试用）要求。污泥是污水处理过程的副产物，也是必然产物。从二沉池排出剩余污泥。这些污泥应加以妥善处置，否则会造成二次污染。处理流程如图1.1：图1.1 污水及污泥处理流程1.2.3深度处理工艺选择本设计中经二级处理的污水仍然含有一部分污染物，而设计中要求40%的污水回用作为市政的杂用水，用于园林绿化、街道喷洒、建筑施工等。出水水质应执行污水回用设计规范（试用）要求：根据二级出水水质，回水要求，本设计采用直接过滤方式。（1）在三级处理中，砂率的作用主要可分为两方面：作为与处理设施，去除生化过程和化学沉淀中未能去除的颗粒、胶体物质、悬浮固体、浊度、磷、重金属、细菌、病毒等，以进一步提高水质防止堵塞，保证后续工序的正常运转。作为水质把关单元：通过去除上述细菌微粒，以进一步降低BOD5、COD等指标，使出水水质达到预期的处理目标。或替代固液分离单元，通过直接过滤、截留絮凝体达到进一步去除污染物的目的。（2）在三级处理中砂率池的运行条件与给水的主要区别在于：因砂率过程所截除的将主要是含有大量细菌、微生物等有机物质的絮凝体和大量胶体物质，滤床截污后粘度较大，且极易发生腐败。故在三级处理系统中对滤池的反冲洗要求较高。在三级处理中，滤池进出水质受二级处理系统的运行工况的影响较大。特别当三级处理系统规模比例较大时，在实际生产中原水的水质、水量都很不稳定，这将使滤池的运行工况变得极为复杂，对滤池的稳定性带来极为不利的影响。1.3主要构筑物的选择1.3.1格栅为了保证污水处理效果及保护后续设备安全（在雨季或污水浓度较低时，污水将超越一沉池而直接进入A2/O生物处理池），全厂采用两道格栅设计。粗格栅为泵前格栅，其中粗格栅为固定格栅，栅间距80mm，采用机械清渣。细格栅为泵后格栅，采用机械格栅，栅间距为10mm。每组均选用一个格栅排放。污水处理厂拟用链条式回转格栅除污机。链条式回转格栅除污机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于市政污水处理厂污水预处理。1.3.2 污水提升泵房污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升，污水经提升后入平流式沉砂池，然后自流进入各工艺池。泵房形式采用湿式矩形半地下合建式泵房，它具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点。如果所选的水泵型号过大，则在平均日平均时流量就显得十分不经济，故一般在最高日最高时，大泵和小泵一起运行；当夜间污水流量比较小的时候，可以只开小泵。此种运行方式比较的经济合理。选泵的设计参数是按最大日最大时的流量来确定。由于泵房较深，采用电动排水。采用全部机械通风和部分机械通风。 部分机械通风机械将电机排出的热风抽出，冷空气自然补充。机械排风可以分别是为电机分别排风。也可以多台电机组成排风系统。使用较广泛，一般用于半地下式泵站。1.3.3沉砂池沉砂池的功能是去除比较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，它们的相对密度为2.65、粒径0.2mm以上）。沉砂池设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及能使无机颗粒与有机颗粒分离便于分别处理和处置，改善污泥处理构筑物的处理条件。目前应用较多的沉砂池池型有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池和旋流沉砂池（又叫涡流沉砂池）。平流沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留无机颗粒效果较好、排沉砂较方便的优点；但平流沉砂池的主要缺点是沉砂中约夹杂有15%的有机物，是沉砂的后续处理增加难度，故常需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于10%，称为清洁砂，再外运。曝气沉砂池能克服平流沉砂池的上述缺点，它通过调解曝气量，可以控制污水的旋流速度，使无机颗粒之间的相互碰撞与摩擦机会增加，把表面附着的有机物磨去。此外，由于旋流产生的离心力，把相对密度较大的无机颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物旋至水流的中心部位随水带走。除砂效率较稳定，受流量变化的影响小，沉砂中的有机物含量低于10%，同时还对污水起预曝气的作用。竖流沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果差。旋流沉砂池是利用机械力控制流态和流速，加速砂粒的沉淀，有机物则被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的优点。 本设计采用平流式沉砂池1.3.4沉淀池初次沉淀池是二级污水处理厂的预处理构筑物，在生物处理构筑物前面。处理的对象是悬浮物（英文缩写SS，约可去除40%55%以上），同时可去除部分BOD5（约占总BOD5的20%30%，主要是悬浮性BOD5），可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。a.平流沉淀池优点：(1)沉淀效果好；(2)耐冲击负荷和温度的变化适应性强；(3)施工容易，造价低。缺点：(1)池子配水不均匀；(2)采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。适用条件:适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。b.辐流沉淀池优点：(1)多为机械排泥，运行较好，管理较简单；(2)排泥设备已趋定型。缺点：(1)池内水速不稳定，沉淀效果较差；(2)机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。c.竖流沉淀池优点：(1)排泥方便，管理简单；(2)占地面积较小。缺点：(1)池子深度大，施工困难；(2)对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；(3)造价较高；(4)池径不宜过大，否则布水不均匀。适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。d.斜板（管）沉淀池优点：(1)沉淀效率高，停留时间短；(2)占地面积小。缺点：用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差。综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体资料可知，本工程初沉池和二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。1.3.5 A2/O生物池在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效地去除了氮和磷。1.3.6 消毒 采用接触消毒池1座，选用液氯为消毒剂。1.3.7 污泥处理系统（1）污泥浓缩污泥浓缩池主要是降低污泥中的空隙水，来达到使污泥减容的目的。浓缩池可分为重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。a.浮选浓缩池：适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高贮泥能力小。b.重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多，c.运行费用低，动力消耗小。综上所述，本设计采用连续式重力浓缩池（2）污泥脱水污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水，采用带式压滤机。（3） 污泥消化污泥厌氧消化所需用的构筑物为消化池，污泥厌氧消化使污泥中的有机物变质，变为稳定的腐殖质.可减少污泥的的体积（60%70%），并改善污泥的性质。使之易于脱水，破坏和控制致病的生物，并获得有用的副产物（沼气）。本设计采用两级消化。1.3.8 深度处理系统前已详述，选择普通快滤池直接过滤。1.4设计目的意义、主要内容1.4.1 设计的目的意义本次设计完成后可以大大缓解城市的水污染状况，减少暴雨和雨季发生城市内涝的可能。并能有效减轻污水处理厂的负荷，改善城市的水环境。通过毕业设计，熟悉并掌握排水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确的选定设计方案，正确计算，具备设计中、小城镇污水厂的初步能力。对排水工程、排水管道、污水厂进行工艺设计。培养从工艺流程选择、方案比较、施工方法、生产及运行管理等各方面综合考虑，进行合理的组合、布置、设计的工程设计思想。掌握设计说明书、计算书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。1.4.2 设计主要内容城市排水工程规划设计，具体包括以下内容：（1）排水系统体制的选择；（2）排水管道规划及污水处理厂的位置选择；（3）雨水管道规划设计；城市污水处理厂工艺设计，具体包括以下内容：（1）污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定、各单元构筑物的工艺设计。（2）污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计算。（3）污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包括选泵、泵站工艺设计计算和泵站工艺图的绘制。（4）污水处理厂的平面布置（总图设计），包括污水处理厂生产性构筑物和建筑物、附属建筑物、道路、绿化、照明等内容。（5）污水处理厂竖向布置及高程计算。2工程设计原始资料 工程地理位置山西省原平市。 气象条件 气温：年平均气温 15.3 ，夏季平均27.2 ，极端最高气温39.2 ，冬季平均 -1.0 ，极端最低气温-16.3 ； 风向风速：主导风向夏季为东南风，冬季为北风，最大风速6.9 m/s； 降水量：年平均降雨量850 mm，全年雨量集中在6-9月。降雨强度公式为q=1986（1+0.777lgP）/（t+7.404）0.69L/(shm2) 最大冰冻深度50 cm，无霜期200 d。 水体资料 河流最高水位84.10 m，正常水位82.80 m，最低水位79.60 m; 河流平均流量12.8 m3/s，平均流速 1.23 m/s; 河道宽度6.0 m，河底高程77.80 m。 工程地质资料 地基承载力特征值 120 KPa； 设计地震烈度7度； 土层构成：土壤为褐土、棕壤、潮土等。 城区规划情况 该城区地形平坦，规划道路网络为网格形式； 总人口密度为210人/公顷； 该城区居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。 城区给排水现状 给水现状：主要依靠主城区自来水厂供水，供水普及率98%； 排水管网工程现状：由于城区在兴建中，已建的排水系统按照完全分流制进行建设，城区待建的其他地块未建排水系统； 工业企业分布及排水状况该区目前有几个主要工业企业，各厂班组人数见表2.1。各厂排放污水水质见表2.2。工业废水经局部处理后，达到污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-1999），排入城区下水道，然后与城区污水合并处理。 其他有关情况该区主要的大型公共建筑主要有： a. 学校，其设计流量为1600 m3/d；b. 医院，其设计流量为900 m3/d。表2.1 工厂基本排水状况表工厂名称最大班职工人数（人）淋浴人数（%）生产污水量（m3/d）总变化系数一般车间高温车间一般车间高温车间甲350190557520001.3乙420200657030001.3丙400150607018001.4表2.2 工业废水水质和水量表工厂名称污水量（m3/d）污水水质甲2000CODcr600-1300mg/L，BOD5380-900mg/L，SS400-600mg/L，pH6-9乙3000CODcr800-2000mg/L，BOD5600-1300mg/L，SS300-600mg/L，pH6-9丙1800CODcr1500-2500mg/L，BOD5900-1500mg/L，SS200-500mg/L，pH6-9 地面覆盖地面覆盖种类见表2.3.表2.3 城区地面覆盖种类地面覆盖种类屋 面混凝土道路碎石路面非铺砌路面公园及绿地百分比（%）40255525 城区混合污水水质城区混合污水水质情况如下所示：a. BOD5=210 mg/L,COD=400 mg/L,SS=200 mg/L, TN=35 mg/L, NH3-N=25 mg/L，TP=6 mg/L,PH=68；b. 重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响；c. 大肠杆菌数：超标；d. 冬季污水平均温度15 ，夏季污水平均温度25 。 污水处理厂处理程度及污水回用要求污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级标准，因此确定本污水厂出水水质控制为：CODCr50 mg/L ，SS10 mg/L，BOD510 mg/L，TN15 mg/L ，NH3-N=5 mg/L，TP0.5 mg/L 。城市污水经处理后，40%作为市政的杂用水，用于园林绿化、街道喷洒、建筑施工等。出水水质应执行污水回用设计规范（试用）要求:CODCr 50 mg/L，SS15 mg/L，总大肠菌群3个/L。683 城市排水管道系统设计3.1污水管道系统设计3.1.1 污水设计流量的计算 （1） 水力计算所用公式1）流量公式 式（3.1）Q流量(m3/s)；A过水断面面积 (m2)；R水力半径(过水断面面积与湿周的比值)(m)；I水力坡度(等于水面坡度，也等于管底坡度)；2) 排水管槽粗糙系数见表3.1。3) 设计充满度 表3.1 排水管渠粗糙系数表管渠种类n 值陶土管，铸铁管0.013混凝土和钢筋混凝土，水泥砂浆抹面渠道0.013-0.014石棉水泥管 钢管0.012浆砌砖渠道0.015浆砌块石渠道0.017干砌块石渠道0.020-0.025土明渠（带或不带草皮）0.025-0.030在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D之间的比值称为设计充满度(或水深比)。当1时成为满流，当1时，成为非满流、其中雨水管道按满流设计，污水管道按非满流设计。表3.2 最大设计充满度管径（D）或暗渠高（H）（mm）最大设计充满度（h/D或h/H）2003000.553504500.655009000.7010000.75（2） 污水设计流量公式1）居住区生活污水设计流量 式（3.2）式中 Q居住区生活污水设计流量(L/s）；n居住区生活污水定额(L/(cap.d) ；N设计人口数；生活用水量总变化系数；cap“人”的计量单位。也可以采用比流量计算：根据各区的污水量定额n(L/cap.d)和人口密度p(cap/ha)，可求出各区的生活污水平均流量。即Q1=1001066781.6/243600=197.55L/s根据室外排水设计规范(GB50014-2006)相关部分内容，采用的居住区生活污水量变化系数值见表3.3。表3.3 生活污水量总变化系数污水平均日流量(L/s)51540701002005001000总变化系数()2.32.01.81.71.61.51.41.32）工业废水设计流量为： Q= 式（3.3）式中 K2i 各工矿企业废水量的时变化系数； q2i 各工矿企业最大班平均生产污水量（m3/班）； N2i 各工矿企业日班制（班）； f2i 生产用水重复利用率，取零； T2i 各工矿企业最高日生产小时数（h）；Q2=133.33L/s3）工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量按下式计算： 式（3.4）式中 Q工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s)；一般车间最大班职工人数 (cap)；热车间最大班职工人数(cap)；一般车间职工生活污水定额，以25(L/(cap班) )计；热车间职工生活污水定额，以35(L/(cap班) )计；一般车间生活污水量的时变化系数，以3.0计；热车间生活污水量的时变化系数，以2.5计；一般车间最大班使用淋浴的职工人数(cap)；热车间最大班使用淋浴的职工人数(cap)；一般车间的淋浴污水定额，以40(L/(cap班) )计；热车间的淋浴污水定额，以60(L/(cap班) )计； T每班工作时数(h)。 淋浴时间按60min计。Q3=+=19.00 L/s4) 城市污水设计总流量城市污水总的设计流量是居住区生活污水，工业企业生活污水和工业废水设计流量三部分之和。当地下水位较高时还应该考虑地下水的入渗量，由原始资料得知，地下水位较低，设计管段管底标高均在地下水位以上，因此该城市污水排水管网设计不考虑地下水入渗量，设计流量为：=197.55+133.33+19.00=349.88 L/s（3） 污水比流量：1）已知人口密度：城市设计人口：人口密度210人/ha；2）已知居住区生活污水定额：居住区生活污水量定额：100L/cap.d。3）比流量q0为： 式（3.5）式中 比流量(L/(s.ha)；p人口密度(cap/ha)，取值参见原始资料；n居住区生活污水定额(L/(cap.d)=210100/86400=0.24 L/s将街区从上到下，从左到右的顺序编号，划分设计管段和汇流面积。每一个设计管段的污水设计流量由三部分组成，本段流量、转输流量 、和集中流量。街区面积计算表格见表3.4。表3.4 污水街区编号和面积汇总表街区编号街区面积(ha)街区编号街区面积(ha)018.392411.43027.112510.85038.082614.860410.932710.82058.54288.05066.38295.86076.493011.31089.543124.870910.173211.111011.57339.351117.22346.61128.65355.04135.173610.63143.91378.221514.563813.511613.69398.05178.82404.721814.49414.991910.76429.702018.264322.552121.894414.89223.984517.102310.444624.43每一个设计管段的的总变化系数 应根据该管段的本段流量和转输流量的合计平均流量确定。计算出该设计管段的生活污水设计流量后加上集中流量，即为该管段的设计流量。总变化系数的选取按我国室外排水设计规范（GB50014-2006）规定的数值。通