城市污水给排水说明书毕业论文.doc

引 言据统计资料，我国城市污水的年排放量已达400多亿立方米，但在我国680多个城市中，仅有200多座在建和建成的污水处理厂，并且集中在近100个城市中。污水的大量排放，导致了水环境的污染和水资源可利用性的降低。城市污水、工业污水和农业面源污染致使我国城市水域90%受到污染，所以城市水质型水资源危机是我国普遍存在的现象。随着社会和经济的不断发展，城市污水和废水量会不断的增加，污水处理就显得尤为重要了。我国水资源短缺已经是一个不争的事实，也引起了国家对污水治理的重视，并相应的出台了一系列的政策，必须向建设节水型工农业、节水型城市、节水型社会的方向发展。这也在一定程度上促进了一些先进的处理工艺的诞生， 可以实现污水的再利用，实现水体的循环利用，水的循环利用不仅能减少向天然水体取水的数量，缓解水资源短缺，并且也减少了向天然水体排放污水的数量，减少了对水环境的污染。 第一章 设计任务及原始资料1.1 设计题目内蒙古B市排水工程设计1.2 设计目标以培养工程师基本素质为中心，通过毕业设计的教学环节，使学生具备一些基本的工程知识：1 调查研究、收集资料和阅读中外文文献的能力；2 方案的技术、经济、环境、社会等诸方面的综合分析论证能力；3 一定的理论分析与设计运算能力；4 良好的计算机操作及应用（绘图、方案论证、技术优化等）能力；5 熟悉并掌握与工程建设有关的标准和规范；6 工程制图及编写说明书的能力。1.3 设计任务1 排水管网的扩初设计；2 排水泵站工艺设计，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 污泥处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；5 平面布置及高程计算。1.4 基本要求 1 通过阅读中外文文献，调查研究与收集有关的设计资料，确定合理的污水处理工艺流程，进行各个构筑物的水力计算，经过技术与经济分析，选择合理的设计方案； 2 设计说明书应包括污水处理工程设计的主要原始资料，污水管道计算、污水处理程度计算、污水处理厂计算、排水总泵站计算，附有必要的计算简图，设计说明书要求内容完整，计算准确，文理通顺、书写工整，一般应在3.55.5万字左右，应有300字左右的中英文说明书摘要，编写格式参照内蒙古工业大学本科生毕业设计（论文）模板及表格（修订）； 3 毕业设计图纸应准确地表达设计意图,图面力求布置合理、正确、清晰，符合工程制图要求，图纸不少于10张（1号图不少于8张），采用计算机绘制，至少有3张图纸应基本达到施工图图纸深度； 4 设计中建议对有能力的学生进行某一专题或某一设计部分进行深入的计算，培养学生的独立工作、善于思考的能力。1.5 设计原始资料1 地形与城市规划资料（1） 城市污水处理厂附近地形平面图一张；（2） 城市居住人口总数为48万，分为东区和西区，各区的居住人口密度及水质表1-1 人口密度及水质分区人口（人）污水量标准（L/人d）SS（g/人d）BOD5（g/人d）COD（g/人d）氨氮（g/人d）磷酸盐（g/人d）pH水温（）东区26.7万1054530423.30.57.120西区21.3万1304530423.30.57.420（3） 市区内火车站排水量3L/s;大型工厂有A：糖业公司，B：纺织厂和C：玉米加工厂表1-2 工厂的排水量及水质厂名日排水量（m3/d）最大时排水量（m3/h）SS（mg/L）BOD5（mg/L）COD（mg/L）氨氮（mg/L）磷酸盐（mg/L）pH水温（）糖业31001805205106003476.537纺织18001056004305503749.042玉米13107371072089042157.020（4） 屋面各类路面比例（%）表1-3 各类路面比例各种屋面混凝土与沥青路面碎石路面非砌石路面绿地20351515152 气象资料表1-4 气象资料名称指标名称指标月平均气温9最冷月平均气温-8年最高气温36冰冻期36天年最低气温-22 冰冻时间12月末2月初年降雨量720 mm/年年蒸发量310 mm/年常年主导风向见风玫瑰图年平均风速2.9m/s3 地质资料表1-4 气象资料土壤性质00.7m处土壤性质0.76.7m处土壤性质6.79.5m处冰冻深度（m）地下水位（m）承载力（kpa）腐植性耕土厚0.50.7m粉质黏土厚5.65.9m粗砂厚6.79.1m1.856.57.2984 纳污河流：河水年平均流量为8m3/s,平均流速为0.2m/s，平均水温 T=15,DO=8.0mg/l,BOD5=2.0mg/l;最高洪水位 -3.3 m；常水位 -4.6 m；排污口下游20KM处有取水点。1.6 设计步骤1 排水量计算（1）确定排水量标准，计算城市最高日排水量、居民最高日生活排水量、工厂最高日生产排水量、未预见排水量，即可得该城市最高日设计排水量；（2）计算城市最高日最大时的排水量，设计流量；（3）计算城市平均日平均时的排水量，平均流量；2 排水管网水力计算（1）排水方案、排水体制的选择；（2）排水区域划分、排水管网定线；（3）划分设计管段，确定管段的设计流量；（4）管道的水力计算；（5）根据计算结果绘制管网平面布置图；3 .污水处理程度计算（1）城市生活用水和工业废水综合后的水质情况；（2）根据污水排放口的出水水质要求计算悬浮物SS、生化需氧量BOD5、氮N和磷P的处理程度（出水水质要求：SS30mg/l，CODcr120mg/l，BOD30mg/l，TN20mg/L）；进水总氮35mg/l,硝酸盐氮15mg/l;出水氨氮8mg/l。 污水经处理后直接排入河流，江心排放。4 污水厂设计计算（1）根据地形、气象、水文等原始资料，考虑城市总体规划、污水的再生利用与环境影响等因素，通过技术经济比较选择适宜的厂址和处理方案，并加以说明；（2）确定各处理构筑物的设计流量；（3）确定各构筑物的形式和数目，根据确定的污水厂位置，初步进行污水厂的平面布置和高程布置，在此基础上确定构筑物的形状，有关尺寸和安装位置等；（4）进行各构筑物的设计计算，订出各构筑物和各主要构件的尺寸；（5）绘制出各构筑物的具体尺寸，确定各构筑物在平面布置上的确切位置，最后完成平面布置，确定各构筑物之间连接管道的位置、管径、长度、材料及附属设施，最后确定污水厂的高程布置；5 泵站工艺设计计算泵站位置选择和构造形式、主要尺寸、设备型号与数量、技术性能说明、水泵工作点计算和流量、扬程复核等计算、集水井的面积、平面尺寸、有效深度、进水格栅计算等，要求画出水泵特性曲线与管路特性曲线。1.7 工作进度表表1-5 工作进度表时间完成工作第1周阅读中外文文献，分析给定的原始资料，调查与收集有关的设计资料第23周排水管网设计第46周污水厂设计第7周泵站设计第8周中期检查及修改第910周编写设计说明书第1112周毕业设计图纸绘制第13周终期检查及修改第14周毕业设计答辩1.8 参考资料给水排水设计手册排水分册 中国建筑工业出版社给水排水设计手册专用机械手册 中国建筑工业出版社给水排水设计手册水力计算分册 中国建筑工业出版社室外排水设计规范 中国建筑工业出版社排水工程上、下册（第四版） 中国建筑工业出版社给水排水工程专业大学生毕业设计指南 化工出版社水处理工程设计计算 中国建筑工业出版社给水排水管网系统第一版 中国建筑工业出版社 给水排水制图标准(GB/T 501062001)第二章 城市排水管网设计2.1 自然概况B市位于内蒙古，城市的地形西高东低，地形起伏缓慢，没有明显的分水岭。整个城市的东边有一条自北向南的河流。该城市分为东、西区，该市有2个工厂，A、B均位于西区。2.2 排水体制及布置方式的确定合理地选择排水系统的体制，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。排水系统的选择应满足环境保护的需要，根据当地条件，通过技术经济比较确定，而环境保护应是选择排水体制时所考虑的主要问题。下面从不同角度进一步分析。一般来说，城市排水系统的排水体制有三种情况：分流制、合流制和混流制。合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。其中有部分混合污水未经处理直接排放，成为水体的污染源而使水体遭受污染，对于环境保护、维护管理方面来讲，是较差的。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以上各自独立的管渠内排除的系统。从环保方面来看，分流制将城市污水全部送至污水厂进行处理，与合流制比较它较为灵活，截流干管尺寸不算太大，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城市卫生的要求，所以在国内外获得了较广泛应用。从造价方面来看，分流制可节省初期投资费用。从维护管理方面来看，分流制系统可以保持管内的流速，不易发生沉淀，同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。综上所述，并考虑到该区雨季雨量的变化较大，且该城市地区道路较宽，环保要求较高，本设计采用完全分流制排水系统。2.3污水管线选择比较 管道系统布置符合地形趋势，一般为顺坡排水，取短捷线路。每段管道均划分适宜的服务面积。汇水面积划分除依据明确的地形外，在平坦地区要考虑各毗邻系统的合理分担。在设计中尽量避免或减少管道穿越不易通过的地带和构筑物，如高地，基岩，基地土质不好的地带，河道，铁路，地下管道，人防工事等。安排好控制点的高程。一方面应根据竖向规划，保证汇水面积内个点的水都能排出，并考虑发展，在埋深上适当留有余地；一方面应避免因照顾个别控制点而增加全线管道的埋深。在进行雨水管渠的系统规划时，应综合考虑城市地形和雨水管渠系统的布置原则，尽量采用重力流最短距离就近排至河流。2.4管网布置方案的选择2.4.1管道定线定线原则：应尽可能地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。排水管网的布置原则既要使管道工程量为最小，又要使水流畅通节省能量。（1） 支管、干管、主干管的布置要顺直，水流不要绕弯。（2） 充分利用地形地势，最大可能采用重力流形式，避免提升。（3） 在起伏较大的地区，应将高区系统与低区系统分离，高区不宜随便跌 水，应直接重力流入污水厂，并尽量减少管道埋深。至于个别低洼地区应局部提升，做到高水高排。（4） 尽量减少中途加压站的个数。如果遇山岗尽量采用隧洞方式。若须经过土壤不良地段，应根据具体情况采用不同的处理措施，以保证地基与基础有足够的承载能力。当污水管道无法避开铁路、河流或其它地下建（构）筑物时，管道最好垂直穿过障碍物，并根据具体情况采用倒虹管、管桥或其它工程设施。（5） 若各种管线布置发生矛盾，处理的原则是，新建让已建的，临时让永久的，小管让大管，压力管让重力管，可弯让不可弯的，检修次数小让检修次数多的。2.4.2 污水管道设计规定（1） 最大设计充满度 表2-1 管径与最大充满度的关系管径 D（mm）最大设计充满度h/D2003000603504500705009000751000080（2） 最小坡度：管径300mm的最小设计坡度000.3。（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 厂区内的工业废水管、生活污水管、街坊内的生活污水管200mm。 城市街道下的生活污水管300mm。（5） 覆土 冰冻要求：在1.8m以上。 最大覆土：不宜大于6m。 理想覆土：在满足各方面要求的前提下，争取维持在12m。 荷载要求：最小覆土在车行道下一般不小于0.7m。（6） 连接 管道在检查井内连接。 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。 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 管道坡度骤然变陡，可由大管径变小管径。 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，但减小不能超过二级。 管道坡度骤然变缓，应逐渐过渡。（8） 小管核算 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。 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。2.4.3 污水管道布置与敷设（1） 从该城区的平面图可知该区地势自西向东倾斜，坡度较小，根据自然地形管道顺坡排水。整个管道系统呈截流式形式布置，见城市污水系统总平面图。（2） 干管敷设在所服务排水区域的较低处，便于支管的污水自流接入。（3） 在地形较平坦处，将干管敷设在低区，使得污水能以最短距离排入干管，从而使支管最短，由于支管坡度较小，所以增大支管管径能有效地减小整个管网的埋深。（4） 城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由东北方向流入污水处理厂厂区，主干管进入污水处理厂处的管径为1600mm。1. 管道穿越铁路（1） 管道垂直穿过铁路。（2） 结构尺寸按照相应的外部荷载计算，并经当地铁路交通管理部门同意。（3） 在穿越重要铁路干线时，管道设在套管中，并设事故排出口；套管两端设检查井。（4） 顶管或套管管顶与铁路轨底之间的垂直距离不小于1.2m。 根据管道定线原则及城区实际情况，设计初步考虑两套方案。管道的布置方案应在同等条件和深度下进行技术经济比较，选择一最佳方案。 方案一：由于城市地形北高，南底，考虑风向为西风，河流处于城市东部方向从北向南。所以污水厂及出水口设在城市东南，使所有污水尽量靠重力排出。主干管尽量平行于河流布置，干管尽量垂直于河流布置，但由于该城市东面地势复杂这样致使主干管长度加大而且曲折故施工难度加大，增加了建设费用。故而舍弃。 方案二：相对方案一作了较大的改动。水厂改在更靠近河下游位置，管段增多。主干管垂直于河流布置，干管平行于河流布置，在布置雨水干管时和雨水干管交叉。这样虽然靠近河流的干管施工难度挺大，但却减小了主干管的施工难度，较方案一更为合理。所以选择方案二。2.5 污水处理厂厂址选择在城市总体规划中，污水厂的位置范围已有规定，但是，在污水厂的总体设计时，对具体厂址的选择，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地区，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。本设计中污水处理厂布置在该城镇的东南角，位于城市坡度下游，城市河流的下游，靠近岸边，周围300m内无居住区。见城市污水系统总平面图，其依据是： 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。 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。2.6 排水管道的设计计算2.6.1 排水管网水力计算步骤（1）在适当比例的、并绘有规划总图的地形上，按地形并结合排水规划布置管道系统，划定排水区域；（2）根据管道综合布置，确定干支管在道路横断面和 平面上的位置，确定井位及每一管段长度，并绘制平面图；（3）根据地形、干支管和一切交叉线的现状和规划高程，确定起点、出口和中间各控制点的高程；（4）根据规划确定的人口、污水量定额等标准，或折合为面积的污水量模数，计算各管段的设计流量；（5）进行水力计算，确定管道断面、纵断面及高程，并绘制纵断面图。2.6.2 街坊编号及面积计算 将各街坊编上号码，如图纸上的所示，并按各街坊的平面范围计算它们的面积，列入附表1中。2.6.3 设计水量计算 综合生活污水量设计计算（1）城市每天的平均污水量 （2-1）式中 各居住区平均污水量（m3/d）；居住区生活污水量标准（m3/人d）；N1居住区规划设计人口数（人）；平均工业废水量（m3/d）。 Qd5（2）变化系数 Qd100 5Qd100 （2-2） （3）设计秒流量 （2-3）式中 设计秒流量（L/s）； 工业废水设计秒流量（m3/h）； 各区的平均生活污水量（L/s）； 总变化系数。2.6.4 设计污水水质计算（1）生活污水和工业废水混合后污水的SS浓度（2-5）（2-4）式中 污水的SS浓度（mg/L）；平均生活污水量（m3/d）；平均工业废水量（m3/d）；生活污水的SS浓度（mg/L）；不同工厂工业废水的SS浓度（mg/L）；（2）生活污水和工业废水混合后污水的BOD5浓度（2-5） 式中 污水的BOD5浓度（mg/L）； 生活污水的BOD5浓度（mg/L）； 不同工厂工业废水的BOD5浓度（mg/L） （3）生活污水和工业废水混合后污水的总氮浓度（2-6） 式中 污水的总氮浓度（mg/L）；不同分区生活污水的总氮浓度（mg/L）；不同工厂工业废水的总氮浓度（mg/L）； 第三章 雨水管布置与设计3.1 雨水管网概述 降雨是一种自然过程，降雨时间和降雨量大小有一定的随机性，同时又服从一定的统计规律。一般，越大的降雨出现的几率越少。为了排除会产生严重危害的某一场大暴雨的雨水，必须耗用巨资建设具有相应排水能力的雨水排除系统雨水管网。特别值得意的是，我国地域宽广，气候差异很大，南方多雨，年平均降雨量可达1600mm/a，而北方少雨干旱，西北内陆各个地区年平均降雨量少于200mm/a，因此，不同地区的城市排水管网的设计规模和投资具有很大的差别。降雨量的计算必须根据不同地区的降雨特点和规律，对正确设计城市雨水管网特别重要。正确计算雨水设计流量，经济合理的设计雨水管道，使之具有合理的和最佳的排水能力，最大限度的及时排除雨水，避免洪涝灾害，又不使建设规模超过实际需要，避免投资浪费，提高工程投资效益，具有非常重要的意义和价值。3.2 雨水管的布置3.2.1 雨水管的布置原则及设计方案的特点1. 原则：能畅通地及时地排走城镇或工厂汇水面积内的暴雨径流量。2. 特点：1) 充分利用地形，就近排入水体；2) 根据城市规划布置雨水管道；3) 合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。4) 雨水管采用的材料、基础处理、接口形式5) 材料：钢筋混凝土圆管。6) 基础处理：与污水管的基础处理相同。7) 接口形式：钢丝网水泥砂浆抹带接口。3.2.2 雨水管设计计算及雨水量计算参数的选择 1）雨水设计流量确定 采用下式计算 （3-1） 式中 Q雨水设计流量（L/s）；地面径流系数；F雨水汇水面积（ha）； q 设计暴雨强度（L/sha）。 A市暴雨强度公式： （3-2）式中 q 设计暴雨强度（L/sha）； P 设计重现期,据A市实际，取P=1年； t 设计降雨历时；t=t1+mt2 t1 地面集水时间（min）； t2 管渠内雨水流经时间（min）； m 折减系数；根据室外排水设计规范规定：暗管m2.0 ，明渠m1.2，本设计中取m2.0。地面集水时间视距离长短和地形坡度及地面覆盖情况而定，一般采用t1 =5-15 min。本设计中取t1 =10 min。径流系数值的求定 （3-3） 式中 Fi 各类地面的面积（ha）； i 各类地面径流系数。各类地面径流系数i值见下表表3-1 各类地面径流系数值地面种类值各种屋面、混凝土、沥青路面0.90碎石路面0.40非铺砌土路面0.30公园、绿地0.15根据前面的设计原始资料和上表，综合径流系数为3.3 雨水管网设计与计算3.3.1 雨水管网平面布置特点 在雨水水质符合排放水质标准的条件下，雨水应尽量利用自然地形坡度，以重力流方式和最短的距离排入附近的池塘，河流，湖泊等水体中，以减低管渠工程造价。 当地形坡度较大时，雨水干管易布置在排水流域的中间，以便于支流管就近接入，尽可能的扩大重力流排除雨水的范围。3.3.2 雨水管网设计参数 为了使雨水管道正常工作，避免发生淤积、冲刷等现象，对雨水管道水力计算的基本参数作如下的技术规定。（1）设计充满度 雨水较污水清洁的多，对环境的污染较小，加上暴雨径流量大，而相应的较高的设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，且从减小工程投资的角度讲，雨水管道允许溢流。故雨水管道的充满度按满流考虑，即h/d=I（2）设计流速 由于雨水中夹带的泥沙量比污水大的多，则相对污水管道而言，为了避免雨水所夹带的泥沙等无机物在管渠内沉淀下来而堵塞管渠，所用的最小设计流速应大于污水管渠，满流时管道内的最小设计流速为0.75m/s。 为了防止管壁的冲刷损坏，影响及时排水，雨水管道的设计流速不得超过一定的限度。由于这项最大流速只发生在暴雨时，历时较短，所以雨水管道内的最高容许流速可以高一些。对雨水管渠的最大设计流速规定为：金属管道最大流速为10m/s,非金属最大流速为5m/s。（3）最小坡度 为了保证管道内不发生沉积，雨水管内的最小坡度应按最小流速计算确定。在街区内，一般不宜小于0.004，在街道下，一般不宜小于0.0025，雨水口连接管的最小坡度不小于0.01。（4）最小管径 为了保证管道在养护上的便利，便于管道的清除堵塞，雨水管道的管径不能太小，因此规定了最小管径。街道下的雨水管道，最小管径为300mm,相应的最小坡度为0.003，街坊内部的雨水管道，最小管径一般采用200mm,相应的最小坡度不小于0.01。雨水管网的计算 城市综合径流系数=0.62，设计重现期取P=1a,采用暗管压力流排水，取t1=10min,m=2。根据以上的数据进行雨水干管水力计算，见表283.4雨水管线选择比较在雨水水质符合排放水质标准的条件下，雨水应尽量利用自然地形坡度，以重力流方式贺最短的距离排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中，以减低管渠的工程造价。当地形坡度较大时，雨水干管布置在排水流域的中间，以便于支流管道正常工作，避免发生淤积、冲刷等现象，对雨水管道水力计算的基本参数作如下的技术规定。3.4.1设计要求1）雨水管道系统设计的基本要求 能通畅及时地排走城镇和工厂面积内的雨水2）雨水管道系统平面布置的特点 a充分利用地形，就近排入水体 b根据城市规划布置雨水管道。 通常，应根据建筑物的分布，道路布置及街坊内部的地形，出水口位置等布置雨水管道，使雨水以最短距离排入街道低侧的雨水管道。 c雨水口的布置应使雨水不致浸过路口。 d雨水管道采用明渠或暗渠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水。3).雨水管道水力计算的设计数据 a设计充满度 雨水中主要含有泥砂等无机物质，不同于污水的性质，加以暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，故管道设计充满度按满流考虑.即h/d=1。 b设计流速 为避免雨水所挟带的泥砂等无机物质在管道内沉积而堵塞管道，室外排水设计规范规定：满流时管道内最小流速应等于或小于0.75m/s，明渠内最小流速应等于或大于0.40m/s。 为防止管壁受到冲刷而损坏，影响及时排水，室外排水设计规范规定：金属管最大流速为10 m/s，非金属管最大流速为5 m/s。 c最小管径和最小设计坡度 雨水管道的最小管径为300mm,相应的最小坡度为0.003 d最小埋深和最大埋深4)污水管（雨水管相同）的最小覆土厚度，应满足下述三个因素： a必须防止管道内的污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道。规范规定：无保温措施的生活污水管道或水温和它接近的工业废水管道，管低可埋设在冰冻线以上0.15m，并应保证管顶最小覆土厚度。 b必须防止管壁因地面荷载而受到破坏。规范规定，在车行道下，管顶最小覆土厚度一般不小于0.7 m 。 c必须满足街道连接管在衔接上的要求。 以上三个数值中的最大一个值就是这一管道的允许最小覆土厚度或埋设深度。一般在干燥的土壤中，最大埋深不超过6.5 m， 雨水管道采用分散出水口式的布置形式。3.4.2雨水水力计算图 雨水管网布置详见雨水管网布置图。说明：雨水管网采自西北东向布置，直接排入河流。3.4.3雨水水力计算 计算详见表2-3。本设计以北侧第一条雨水干管为例进行水力计算。第四章 污水处理构筑物工艺设计4.1 城市污水处理的现状和发展 水是万物之源。世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力得到提高，使人民生活得到进一步改善，都离不开水，但是也随之带来不同程度的水环境污染。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。 未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。4.2影响污水工艺选择的因素 1、处理程度，即根据处理污水的出路和污水的水质，确定污水中各项污染物的处理程度，根据出水的要求，确定各种污染物的处理程度；再根据处理程度选择响应的处理工艺流程；2、水水质和水量的变化情况，污水水质和水量的变化幅度，对处理工艺的选择影响很大，根据水量变化情况才可确定采用连续处理工艺还是间歇处理工艺； 3、自然条件，气候，受纳水体，地形等条件也影响到污水处理工艺的选择； 4、运行管理，对于运行管理水平有限的小型污水处理厂或工业废水处理站，宜采用操作简单，运行可靠的处理工艺；对于运行管理水平较高的大型污水处理厂，应尽量采用处理效率高，净化效果好的新工艺。4.3 污水方案的技术经济比较 方案一 氧化沟处理工艺 方案二 普通A/A/O法处理工艺技术比较：两种方案的技术比较如下所述方案一（氧化沟处理工艺）该工艺具有普通A/A/O法处理工艺的各项优点外，还具有氧化沟的一些独特的特点。优点a）氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化作用和反硝化作用，取得脱氮的效果。b）不使用初沉池，原污水经过格栅和沉砂池预处理，已经有效防止污水中无机沉渣沉积，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度。c） BOD负荷低，类同于活性污泥法的延时曝气系统。使氧化沟具有：对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；污泥龄（生物固体平均停留时间）一般在18-30天左右，为传统活性污泥系统的3-6倍，可以存活、繁殖时间长、增殖速度慢的微生物硝化菌，在氧化沟内能够产生硝化作用，如运行得当，氧化沟能够具有较高的脱氮效果，污泥产率低，且多以达到稳定的程度，勿需要再进行硝化处理。d） 脱氮效果还能进一步提高。因为脱氮效果的好坏很大一部分取决于内循环量，要提高脱氮效果势必要增加内循环量。而氧化沟的内循环量从理论上说可以是不受限制的，从而氧化沟具有较大的脱氮潜力。e） 氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用更低。本方案设计中，考虑到对脱氮的较高要求和设计进水中污染物浓度较高的实际情况，本工程氧化沟增加了厌氧区和高氧曝气区，增强了NH3-N的硝化率，由于采用了倒伞型曝气机，在两曝气机之间存在缺氧段，形成了多个A/O串联，实现好氧硝化和缺氧反硝化达到脱氮目的。因此，这种氧化沟提高了污水处理程度，达到了脱氮的良好效果，能确保出水达到所要求的排放标准。 在曝气设备的选择方面，克服了传统的鼓风曝气方式噪音大，曝气头容易堵赛和曝气转碟检修麻烦的缺点，选用倒伞型叶轮曝气机，这种机子单机充氧大，两台机子之间的距离较大，使曝气机上下游溶解氧梯度大，可产生好氧、缺氧、厌氧条件，形成多个A/O串联，从而大大提高了氧的利用率和脱氮效果，同时脱氮过程可利用硝酸盐中的氧，达到节能的目的。在污泥处理方面，由于氧化沟工艺采用低污泥负荷及合适的污泥龄，有机物的生物分解比较彻底剩余污泥基本稳定，而且脱水性能较好，最后将要处理的污泥集中处理，采用污泥脱水一体化设备脱水至含水量75%-80%左右的污泥饼外运。方案二（普通A/A/O法处理工艺）优点a）该工艺是最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间总的占地面积少于其它同类工艺。b）在厌氧（缺氧）好氧交替运行的条件下，丝状菌得不到大量的繁殖，无污泥膨胀之忧，SVI值一般均小于100。c）污泥中的含磷浓度高，具有很高的肥效。d）运行无须投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧浓度，运行费用低。缺点a) 除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不宜太高，特别是P/BOD值高时更是如此。b) 脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行的费用。c) 对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。 综上，使用氧化沟工艺更适合本设计。4.4污水处理构筑物4.4.1 格栅 格栅采用中格栅（2组）除去较大的杂物，用细格栅再除去水中的较小杂物，中格栅和细格栅之间设置污水提升泵房 。4.4.2污水泵房 由于该泵站为常年运转且连续开泵，故选用自灌式泵房。又由于该泵站流量较大，故选用矩形泵房。矩形泵房工艺布置合理，运行管理较方便，现已普遍采用。 集水间计算 选择水池与机器间合建式的方形泵站，用5台泵（2台备用） 每台水泵的流量为：Q0=930.53/3=310.2L/s，取310L/s 集水池的容积，采用相当于1台泵5min的容量。W=111.7立方米 泵型：kwp300-500型污水泵 每台泵流量：310L/S 扬程：10.22米 有效水深：H=2.0米，则集水池面积为：F=111.7/2.0=55.85 m3 池底做成斜坡泵房地面有一定坡度，坡向排水沟。4.4.3平流沉砂池 共设两个，每个平流沉砂池分两格，每格平面尺寸为10 m1.2m有效水深为1.34 m，设池内流速v =0.25 m/s，停留时间为40s沉沙室所需容积 设T=2d V=3.2 m3 每个分格有1个沉沙斗 V0=0.80m3 沉沙斗各部分尺寸 设斗底宽a1=0.85m，斗壁与水平面的倾角为：55度斗高h3=0.80m，沉沙斗上口宽 a=1.97m 沉沙斗容积：V0=0.82 m30.8m3沉沙室高度 采用重力排沙，设池底坡度为：0.06，坡向沙斗h3=h3+0.006L2=0.80m 池总高度，设超高h1=0.3m H=h1+h2+h3=2.62m污水经泵房提升后，经过进水管道、集水井、配水渠道、均匀的进入沉砂池。4.4.4氧化沟的选择1. Carrousel氧化沟第一代普通型carrousel氧化沟以去除有机碳为主要目的，兼具一定的除磷脱氮效果。对BOD、COD、N、P的去除率分别达到95%、90%、75%和60%；Carrouse120OO系统是在普通型Carrousel氧化沟前增加一个厌氧区和缺氧区，从而实现了C、N、P的高效去除，对BOD、COD、N的去除率分别达到95%、95%、95%，出水磷可降到12mg/l。Carrouse13000系统是在Carrouse12000系统前再增加一个生物选择区，该选择区是利用高有机负荷筛选菌种，抑制丝状菌增长，提高污染物的去除率，其后的工艺原理同Carrousel2000系统。Carrousel氧化沟系列同常规污水处理系统相比，有以下几个特点: 1）工艺稳定可靠，控制简单，对C、N、P具有很高的去除率; 2）在处理城市污水时不须设初沉池，污泥稳定，不须消化可直接干化; 3）Carrousel氧化沟系列构筑型式从田径跑道式向同心圆式转化，池壁共建，减少占地，降低造价; 4）Carrousel氧化沟系列不再用卧式曝气转刷，而采用立式低速表曝机，可使沟深加大到7.58m。 2.奥贝尔(orbal)氧化沟奥贝尔氧化沟为多反应器系统，通常由三个同心的沟渠串联组成，沟渠呈圆形或椭圆形。污水从外沟道(第一沟)进入，然后流入中沟道(第二沟)，再经内沟道后由中心岛流出。 从上可以看出，奥贝尔氧化沟具有以下特征： 1）奥贝尔氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点 2）奥贝尔氧化沟具有较好的脱氮功能。在外沟道形成交替的耗氧和大区域的缺氧环境，较高程度地发生“同时硝化反硝化”，即使在不设内回流的条件下，也能获得较好的脱氮效果。 3）奥贝尔氧化沟独特的构造和机理，使之以较为节能的方式获得稳定的处理效果。 4）奥贝尔氧化沟在三个沟道内均设有曝气转碟，达到供氧和推动混合液的作用。3. T型氧化沟三沟交替工作式T型氧化沟生物脱氮的运行过程可分为6个阶段。阶段A 污水通过分配井流入池，出水自池引出，三池的工作状态为：池转刷低速旋转，维持缺氧状态，进行反硝化和有机物的部分分解；池转刷高速转动，进行有机物进一步降解及NH4+-N的硝化；池转刷停止转动，作为沉淀池。阶段B 进水引入池，出水自池引出，池和池维持好氧状态，池保留为沉淀池。阶段C 进水仍引入池，出水自池引出，池转为沉淀池，完成泥水分离；池转刷低速转动，维持缺氧状态。对阶段B中积累的硝酸盐进行反硝化，池仍为沉淀池。阶段D 进水引入池，出水自池引出。池与池的工作状态正好与阶段A相反，池则与阶段A相同。阶段E 池工作状态与阶段B相同，池与池的工作状态与阶段B 相反。阶段F 池工作状态与阶段C相同，池与池的工作状态与阶段C相反。从上可见， Carrousel氧化沟对本设计中的COD5和氮能够达到取出目的。4.4.5二次沉淀池 为周边进水，周边出水的幅流式二沉池，设两座，单座的工艺参数为：设计处理能力为40198m3/d，表面负荷为1.4m3/m2h；回流污泥量：2000kg/（m2d）出水堰负荷：2.21/（sm）；池子有效水深3.5m，池子直径为39m；采用幅流式沉淀池中心传动垂架式刮泥机；4.4.6加氯间污水的二级处理加氯消毒时，液氯投加量一般为5-10mg/l,在设计采用液氯投加量8.0mg/l，每日投加量为642.82kg/d。加氯机2台，采用一用一备。4.4.7计量堰设计计算 本工程计量堰采用巴式计量槽装置，由仪表显示。这种装置工作比较稳定，精度较高，但是为了防止在堰前积污，一般仅用于处理构筑物之后。4.5 污泥处理构筑物4.5.1浓缩池 采用辐流式浓缩池，使用带有栅条的刮泥机刮泥，利用静压排泥。浓缩池设两座，为圆形辐流式。直径7.97 m，池总高5.75 m，取浓缩时间24 h.4.5.2污泥贮存池采用一个贮泥池，污泥经浓缩后进入贮泥池，贮泥时间12h，边长为2.1m的正方形。4.5.3脱水机房 采用带式压滤机，设计中采用2台带式压滤机，其中一用一备，工作周期为12小时。4.6厂内给水排水及道路厂内生产及生活用水由市政给水管网引入给水管，分别接入各构筑物内，进水总管上设水表。厂内采用雨水、污水完全分流，雨水不经处理直接排至厂外，超越管与处理后的水管相连，而不与雨水管相连，可节约输水管道。厂内污水由污水总管输送至格栅前，与厂外污水一起处理。4.7辅助建筑物 污水处理厂的辅助建筑物有综合楼、试验综合楼、食堂、仓库、车库、机修间、总控制室、配电室、值班室、预留地等。主要集中于入厂门口的生活区内，和南面大门除便于设备仪表的运输和维护管理。污水厂所设总控制室，便于对厂区内仪器，仪表的运行进行自动控制。第五章 处理构筑物设计计算5.1.格栅的设计计算5.1.1泵前中格栅为保证后续污水提升泵房的安全运行，隔除较大的漂浮物质及垃圾，在污水提升泵房前端设有中格栅。格栅的间距为e=40mm，栅前部分长度0.5m，中隔栅设2组，水量小时可只开一组，水量大时两组都开启。配置自动除渣设备。栅前流速取0.6m/s,栅前水深根据最优水力断面公式B=2h=1.64m 则h=0.82m,过栅流速取v=0.7m/s，栅条间隙e=20mm，格栅的安装倾角为60，则栅条的间隙数为 n=Qmaxsin0.5/ehv2 （5-1） =0.804（sin60）0.5/（0.02