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含CAD图纸+文档 浙江省 义乌市 苏溪镇 排水 工程设计 CAD 图纸 文档

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中期检查表学生自查毕业设计题目浙江省义乌市苏溪镇排水工程设计学生姓名学号专业根据工作任务与进度安排，至检查日前应完成的工作任务1.写开题报告，确定设计方案2.管网平面草图绘制3.相关计算4.绘制污水厂平面图及剖面图、管网布置图及相关构筑物的平剖图本人认为工作任务完成情况工作进度：按期完成 基本按期完成 已拖期工作质量：较好 一般 较差 如已拖期，请说明拖期原因及解决办法工作拖拉 教师指导不力 设备条件不具备 其它 解决办法 本人为体现已完成的工作情况，提供下列材料1.写开题报告，确定设计方案2.管网平面草图绘制3.相关计算指导老师意见工作进度较快 正常 较慢 太慢 工作质量较好 一般 较差 太差 结 论合格 基本合格 不合格 评价与措施：指导老师（签名）：年 月 日学院检查组意见：签名： 年 月 日注：1.中期检查要讲求实效，主要是找问题，找差距。对中期检查不合格的学生提出警告。2.此表一式二份，一份反馈学生，一份交学院教管部备案。3.在相应填写或打任务书学生姓名专业、班级指导教师工作单位设计题目浙江省义乌市苏溪镇排水工程设计设计主要内容：1. 城市排水工程设计，主要包括雨污水管道设计；2. 污水处理厂工程设计。设计内容包括：进行方案比选，确定本工程处理方案；确定污水处理的工艺流程，并对各流程和各有关构筑物的功能作用，设计要点等做说明；根据设计手册和设计规范合理选择各流程的主要工艺参数，进行各处理构筑物的选型和设计计算；编制设计说明书，计算书，对污水、污泥中的水处理单元构筑物进行详细计算（包括设计流量计算、设计参数设计、并配相应的计算草图）；绘制工程设计图纸等。要求完成的主要任务：1. 收集基础资料，包括地质资料、人口分布、水文状况、地形地貌、地理特征、气象特征等；2. 进行污水厂工艺的选择，对主要的处理构筑物的工艺尺寸进行计算，确定污水厂平面布置和高程布置，绘制出污水厂平面布置图、高程布置图和处理构筑物的大样图及设备选型；3. 进行浙江省义乌市雨污水系统管网的设计。 指导教师签名： 学生签名： 年 月 日教研室意见： 教研室主任签名： 年 月 日院（部）意见： 院（部）负责人（盖章）： 年 月 日开题报告题 目 浙江省义乌市苏溪镇排水工程设计 学 号班 级专 业申 请 者联系电话Email指导教师申请日期xxx 学院设计题目名称浙江省义乌市苏溪镇排水工程设计起止年月成果形式设计图纸、设计计算说明书申请者姓名性别班级指导教师姓名性别职称设计小组成员学号姓名性别班级在本项目中的分工设计项目主要内容1 工程概况1.1 工程名称：浙江省义乌市苏溪镇排水工程设计1.2 工程规模：设计人口1.8万人，城市面积108.37 ha，污水厂处理量近期1.8万m3/d，远期3.5万m3/d。1.3 排水体制：雨水分流制。1.4 污水厂处理工艺：改进型SBR（A/O-SBR）。1.5 设计依据：通过对给排水工程专业的学习，结合“义乌市”特殊的地理位置，参照国家污废水一类A级排放标准和给排水设计手册等规定，理论联系实际，同时考虑进行过程中的安全、经济、可靠因素和节能减排等方面的要求并符合设计任务书的要求进行设计。2 主要设计内容2.1 熟悉相关的设计标准，现行设计规范与设计手册。深入领会各项设计标准的用意，对工程流程有大致了解，参与到现场对工程及设计有切身体会。查阅参考资料。了解城市生活污水处理的国内外现状，发展趋势以及各种处理方法在城市生活污水中的应用情况。2.2 收集基础资料，包括地质资料、人口分布、水文状况、地形地貌、地理特征、气象特征等；进行污水流量的计算，通过方案比较论证及水力计算，设计城市排水管网。2.3 进行污水处理厂工程设计。设计内容包括：进行方案比选，确定本工程处理方案；确定污水处理的工艺流程，并对各流程和各有关构筑物的功能作用，设计要点等做说明；根据设计手册和设计规范合理选择各流程的主要工艺参数，进行各处理构筑物的选型和设计计算；编制设计说明书，计算书，对污水、污泥中的水处理单元构筑物进行详细计算（包括设计流量计算、设计参数设计、并配相应的计算草图）；绘制工程设计图纸等。拟采取的设计方法和技术路线（包括设计工作的总体安排、步骤和各时间段的工作任务等）1 设计思路 1.1 排水管网设计 1.1.1 排水量计算及水质分析 (1) 汇总工业生产废水和生活污水的水质、水量，说明住宅区的生活污水水量标准和变化系数及其确定的理由。计算确定设计规模，并综合说明近、远期工程的发展计划和分期建设的计划。 (2) 说明雨水设计采用的暴雨强度公式、地面集水时间t1（min）、重现期q（年）、径流系数等设计参数及其依据。 1.1.2 根据总体规划、分期建设计划、当地雨水量、污水量、水质等资料结合城市环境现状，对下述问题进行论证： (1) 排水体制的选择； (2) 排水系统方案的确定； (3) 污废水处理方案的考虑； (4) 现有排水系统的利用方案。 1.1.3 设计计算 (1) 排水系统分区主干管、流域干管或重要干管定线及其依据； (2) 干管长度、管径等主要尺寸和最小流速； (3) 管网系统特殊构筑物选择理由、布置形式及主要尺寸和材料； (4) 泵站站址选择和构造型式、占地面积、排水能力、事故排出口、泵站布置、主要尺寸和设备型号、规格、技术性能以及数量。 1.1.4 设计图纸内容 (1) 排水管道系统总图（1：50001：10000）：包括主干管、干管在平面图上的位置，中途泵站、终点泵站、污水处理厂、雨水出口、倒虹吸管等附属构筑物位置；每一设计管段应注明管径、长度、坡度、检查井编号、管段起讫点地面标高；图例、指北针、图纸比例、说明（如管材、单位等等）； (2) （主）干管纵剖面图，特别注意接入管（其它干管、支管）的位置及其表示。1.2 污水处理系统设计1.2.1 污水处理工艺流程的选择根据本工程废水特点分析和处理程度要求分析，本工程的二级处理需具有较强的有机物降解能力和脱氮功能，因此选用A/O生化处理。活性污泥法工艺如前所述主要有氧化沟工艺、A/O活性污泥法，改进型SBR工艺等，由于氧化沟工艺对池子深度有一定要求，不能太深，除三沟氧化沟外一般需要设置二沉池，占地比其他工艺要大，而义乌市占地比较紧张，而且氧化沟具有的耐冲击等优点在本项目的预处理设施中已有所考虑，结合本工程的占地及工艺衔接等因素，我选用改进型SBR（A/O-SBR）。SBR（Sequencing Batch Reactor）又称序批式活性污泥法，是集曝气、沉淀、回流于一池，提供一种以时间顺序为工作中心的污水处理工艺技术。典型的SBR工艺已发展出了许多变种，改进型SBR（A/O-SBR）为改良式连续流序批反应器, 它是在传统的SBR技术的基础上改进成功的污水处理工艺，该方法为各种优势微生物的生长繁殖创造了良好的环境条件和水力条件，使得有机物的降解、氨氮的硝化、反硝化等生化过程保持高效反应状态，有效地提高生化去除率。该法采用组合式联体结构，占地面积小，运行费用低，剩余污泥量少。改进型SBR系统原理流程图改进型SBR的原理流程图如图所示，其实质是A/O系统后接SBR，因此具有A/O法的生物脱氮功能和SBR的一体化特性。它强化了各反应区的功能，为各优势菌种创造了更优越的环境和水力条件，同时，改进型SBR（A/O-SBR）工艺的缺氧、好氧过程的交替进行使缺氧区同时起到优化选择器的作用。1.2.2 污水处理构筑物的选择计算1.2.3 污泥处理系统的设计1.2.4 污水处理厂的总体布置1.3 管网及水处理工艺施工图的绘制2 总体安排 初步设计（设计构思、草案、方案比较）扩大初步设计（设计计算说明书、设计图纸）完善设计答辩 工作方法：(1) 明确设计任务书要求；(2) 收集设计所需资料（城市现状、总体规划、水文地质、气候等）；(3) 查阅相关参考文献（设计手册、设计规范、排水工程等）；(4) 整理资料后做初步设计，拟定方案，进行多方面（技术、经济、安全等）比较，优化设计；(5) 用word编写设计计算说明书，用Auto CAD等软件进行设计制图；(6) 请教指导老师，给出意见，进一步完善设计；(7) 准备毕业答辩资料。 本设计共进行8周，具体安排如下：(1) 熟悉有关原始资料 0.5周(2) 排水管网设计计算 1周(3) 污水处理工程水处理构筑物的设计计算 1.5周(4) 污水处理工程污泥处理构筑物的设计计算 1周(5) 污水处理和污泥处理高程的计算 1周(6) 管网及水处理工艺施工图绘制 2周(7) 整理设计计算说明书及毕业答辩准备和答辩 1周最终成果描述：（1）义乌市苏溪镇排水管网设计，绘制污水管网平面图、污水管网主干管纵剖图、雨水管网平面布置图；（2）义乌市苏溪镇排水工程设计计算，完成计算说明书一份（20000字以上），内容包括排水管网设计以及污水、污泥处理系统的设计；（3）义乌市苏溪镇排水工程设计，绘制污水厂总平面图、污水及污泥高程布置图、处理构筑物详图。本设计项目的背景、意义和应用前景，国内外设计概况，发展趋势，立论依据，本项目的特色或创新之处，设计方案的可行性分析和已具备的设计条件以及主要的参考文献、软件等：1 本设计项目的背景、意义和应用前景 1.1 选题背景 我国是一个水资源相对贫乏、时空分布又极不均匀的国家。由于我国城市化进程的加快和国名经济的高速发展，水环境污染和水资源短缺日趋严重。目前，许多的城市由于水资源的不足影响了当地的社会经济发展，全国每年因为水资源短缺而造成的经济损失高达数千亿元。 随着义乌市经济社会的迅速发展，水环境污染问题日益突出，成为制约义乌持续发展的瓶颈因素。为此，义乌市委市政府高瞻远瞩，投巨资推进污水处理工程建设。义乌污水处理一期工程为楼下村污水处理中心，日处理污水7万吨。在2005年以前，该中心担负了我市城区污水处理的重任。目前，楼下村污水处理中心的出水标准，已由原一级B标准，提升至一级A标准，每天污水处理率在90%以上。经紫外线消毒后，各项出水的环境指标和病理指标，均达到2005年7月1日新颁布的污水综合排放标准的要求。为缓解污水处理能力不足的问题，改善生态环境，2005年，义乌市正式开始筹建污水处理厂二期，三期。污水处理工程还被列入了2011年全市重点工程项目之一。目前，义乌市所有街道、镇区及60%的农村污水已纳入污水处理厂处理，对没有条件纳入污水处理厂的偏远农村，按照农村生活污水减量化排放、无害化处理和资源化利用的原则进行处理，全力打造推进污水处理、建设生态环境的良好局面。1.2 选题意义(1) 在经过给排水课程理论学习后，该课题的选择可以初步检验我对污水处理先关技术、污水处理的工艺流程的选择原则、相关设备的计算选择、管网的水力计算和构筑物的设计计算，以及进行污水处理厂的初步设计的能力。(2) 通过确定污水处理厂的处理工艺流程和处理构筑物的类型与数量，和进行处理构筑物及设备的工艺设计计算和污水厂各构筑物以及各官管渠等总体布置，使我们进一步加深所学的基础理论、基本知识和专业技能，使之系统化、综合化。(3) 通过毕业设计的训练，使我们树立起具有符合国情和生产实际的正确的思路和观点，树立其严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并具有创新意识及与他人合作的工作作风。1.3 应用前景 为了实现水资源的可持续利用，以及适应国民经济和社会发展的需要，发挥水资源的多种功能，我国完善污水处理政策法规，建立监管体制，创建合理的收费体系，大力扶植国内环保产业发展，推进污水处理行业的产业化和市场化。在地方上报建设部的给水排水建设项目中，供水项目322个、污水项目208个，总投资将达1100亿元。1999年国家增发650亿其中一部分国债主要用于1998年的在建项目和一些新建项目。如此巨大的投资和市场份额，这对我国水工业的发展既是机遇又是挑战。污水处理行业是一个朝阳产业，发展前景十分广阔。我国将在“十一五”期间投资3000亿元以推进城市污水处理和利用，中国污水处理行业由此迎来高速发展期。2 国内外设计概况，发展趋势城市污水处理厂的发展趋势，除了数量上不断增加外，一是二级处理厂所占比重逐渐增大，并开始建设三级处理厂。美国和德意志联邦共和国，二级处理厂占70以上；英国则全部为二级处理厂；日本二级处理厂占90以上。另一个趋势是向大型发展，几个甚至十几个城镇共同建设统一的污水处理厂，如法国的阿谢尔污水处理厂就接受巴黎地区一个市和三个省的污水，日本也在发展接受几个城镇污水的“流域下水道”。美国芝加哥市的西西南污水处理厂是世界最大的污水处理厂之一，服务人口为260万，面积15万公顷,日处理水量340万立方米。目前,中国约有50座城市污水处理厂。3 主要参考文献1孙慧修等.排水工程（上册）M.北京：中国建筑工业出版社，2000：12.2沈毅.微机在污水管道优化设计中的应用M.交通部第一航务工程勘查设计院，1988:5455.3森发.城市污水管网系统布局的递阶优化设计M.中国给水排水.1988.4刘兴昌.市政工程规划M.北京:中国建筑工业出版社,2006:6569.5姜乃昌，陈锦章水泵及水泵站M 北京：中国建筑工业出版社，1998.6中国市政工程西南设计研究院给水排水设计手册，第1册：常用资料M北京：中国建筑工业出版社，20007北京市市政工程设计研究总院给水排水设计手册，第5册：城镇排水M北京：中国建筑工业出版社，20048北京市市政工程设计研究总院给水排水设计手册，第6册：工业排水M北京：中国建筑工业出版社，20009上海市市政工程设计研究院给水排水设计手册，第9册：专用机械M北京：中国建筑工业出版社，200010上海市市政工程设计研究院给水排水设计手册，第10册：:技术经济M.北京：中国建筑工业出版社，200011 中国市政工程西北设计研究院给水排水设计手册，第11册：常用设备M北京：中国建筑工业出版社，200212中国市政工程华北设计研究院给水排水设计手册，第12册：:器材与装置M.北京：中国建筑工业出版社，200013李圭白水质工程学M北京：中国建筑工业出版社，2005.14魏先勋主编.环境工程设计手册M.湖南：湖南科学技术出版社，1992. 15张自杰，林荣忱，金儒霖.排水工程（上册，第4版）M.北京:中国建筑工业出版社，2000. 16姜乃昌主编.水泵及水泵站（第三版）M.北京：中国建筑工业出版社，1993.17尹士君，李亚峰水处理构筑物设计与计算M化学工业出版社，2004. 18曾科等主编.污水处理厂设计与运行M.化学工业出版社, 2001.19王彩霞 主编.城市污水处理新技术M.中国建筑工业出版社, 1990.20高俊发等.污水处理厂工艺设计手册M.北京:化学工业出版社,2003:4(5). 21 Pouns fordplanning,Construction,Maintenance and operation of Sewage SystemMBHRA：The Fluid Enginning Center:England，1984.22Boiler,and Gieri Deplanes.Small Wastewater Treatment Plants in SwitzerlandM. Water Science and Technology . 1990.23Metcalf and EddyWastewater Engeering Treetment Disposal Reuse，Second EditionMMc Graw-Hill Book Compony，2001.24刘雨等编著.生物膜法污水处理技术M.中国建筑工业出版社,2000.25贺延龄编著.废水的厌氧生物处理M.中国轻工业出版社, 1998.26杨承义编著.环境监测M.天津大学出版社,1993.27余淦申编.生物接触氧化法处理废水M.浙江科学技术出版社,1983.28崔玉川等编.城市污水厂处理设施设计计算M.化学工业出版社,2004.29李田、胡汉明主编. 室外排水设计规范S.北京：中国建筑工业出版社，199430游浩、王景文主编. 市政工程设计施工系列图集S.北京：中国建材工业出版社，2002指导教师意见（对本设计项目的意义、方案、取得预期成果的可能性等签署具体意见）： 指导教师（签字）： 年 月 日院、系（部）毕业论文指导小组意见： 负责人（盖章）： 2013年 月 日浙江省义乌市排水工程设计 设计人员 指导老师 内容 选题背景 城镇排水体系确定 原则 在城市和工业企业中 通常有生活污水 工业废水和雨水 合理地选择排水体制 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和维护管理费用 通常排水系统体制的选择是一项很复杂的很重要的工作 排水体制的选择应该根据城镇及工业企业的规划 环境保护的要求 污水利用的状况 原有排水设施 水质 水量 地形 气候和水体等条件 从全局出发 在满足环境保护的前提之下 通过技术经济比较 综合考虑确定 LOGO 城镇排水体制确定 合流制 排水系统的体制 分流制 城镇排水体制确定 合流制和分流制的比较 LOGO 污水处理工艺选择 污水处理厂进出水水质及去除率 污水处理工艺选择 LOGO 污水处理工艺选择 污水进入改进型SBR反应池的缺氧池 并与好氧池的回流混合液混合 由好氧池至缺氧池的回流系统提供硝态氮 进行反硝化反应 缺氧池出水进入好氧池经曝气进行硝化反应并去除有机物后再进入SBR池1或SBR池2 如果SBR池1作为沉淀池出水 则SBR池2处于曝气好氧状态 SBR池的污泥通过污泥泵回流到缺氧池 污泥回流用于强化整个系统的反硝化效率及污泥浓度的平衡 根据要求的反硝化效率高低 可通过变速调节回流泵来改变系统的回流量 剩余污泥从SBR池排出 LOGO 致谢 本次设计能顺利的完成 首先离不开老师耐心指导 正是老师的指导 使我学到了更多的知识 了解了更多给排水工程设计中应该注意 应该避免的问题 使我对专业知识的认识更加深入 更加透彻 也正是老师的帮助 才使我不断的优化设计工艺 简化流程 使设计做的更加完美 同时也感谢同学们的热情帮助 使我在设计中少走了许多弯路 由于经验有限 加之时间仓促 疏漏错误之处在所难免 恳请各位老师批评指正 摘要近年来，义乌市实行“兴商建市”的城市发展战略，综合经济实力不断增强，城市化进程日趋加速，已基本确立了全国小商品流通中心的地位，具备了建设现代化商贸名城的现实基础。义乌市经济的快速发展，人口城市化进程加快，但是市政建设和污染防治滞后，已导致大量生活和工业污水未经处理排入江河，引起江河水环境的破坏和生态环境的损害。本设计的设计目的是完善义乌市苏溪镇污水排放系统，改善现有恶化的水环境，减少对镇区和吴溪的环境污染。规划镇区的常住人口和外来人口的总和约1.8万人，未来规划区人口总量约为3.50万人。城镇建设总用地为108.7公顷、而其中居住安排用地为88.08公顷。吴溪是苏溪镇最大的山溪性河流，河床坡降大，水量季节性变化较大，部分河段枯水期出现断流。因此，苏溪的水环境纳污容量非常有限，而镇区内居民、村民生活污水和工业企业的生产污水的排放 ，给苏溪的环境保护带来了巨大压力。本设计可以使苏溪的污水实现达标排放，排放的污染物可以得到大幅度的削减，这将大大改善吴溪的水环境质量，有利于促进生态市的建设和保护苏溪地区的水环境。设计计算说明书中包括二部分：城镇雨污水管网设计计算和污水处理厂设计计算。主要内容有：城市排水系统确定、确定污水厂规模，选择污水处理工艺流程及主要构筑物的设计计算与高程计算，城镇雨污水主要干管、支管的设计流量及管径、高程计算。图纸部分共10张，包括：工程设计总说明、污水干管平面布置图、雨水干管平面布置图、污水厂平面布置图、细格栅与沉砂池平剖面图、辐流式初沉池平剖面图、改良SBR平剖面图、浓缩池平剖面图、污水厂高程布置图，污水干管纵断面图。AbstractIn recent years, Yiwu City, the implementation of Xing to build city urban development strategy, the comprehensive economic strength, increasing urbanization process accelerated, has been basically established a national hub for small commodities, with the construction of modern business city basis in reality. Yiwu citys rapid economic development, population urbanization, but municipal construction and pollution prevention lag, has led a large number of domestic and industrial waste water untreated into rivers, causing river water environmental damage and ecological damage to the environment.This design is designed to improve the Yiwu Suxi sewage system, improve the existing deteriorating water environment, reducing the township and Wu Xi environmental pollution.Planning township resident population and the total foreign population and about 1.8 million people, future planning area population of approximately 3.50 million people in total. Urban construction land of 108.7 hectares total, of which 88.08 hectares of land for living arrangements. Wu Xi is Suxi largest mountain river, riverbed gradient large seasonal variations in water greater part of the river dried up during the dry season. Therefore, the towns water environment Chian dirt holding capacity is very limited, and the town residents, the village sewage and industrial enterprises producing discharge of sewage to Chian tremendous pressure on environmental protection. The construction of the project can make Chian towns sewage discharge standards, emissions can be greatly reduced which will greatly improve the quality of the environment NG Creek water, and promoting eco-city construction and protection of the water environment Chian .Design calculations manual includes two parts: the urban sewage pipe network design calculations rain and sewage treatment plant design calculations. Main contents are: urban drainage systems OK, OK sewage plant size, select wastewater treatment process and the design of the main structure calculation and elevation calculations, urban storm water trunk, branch design flow and diameter, height computation.Drawing part of a total 10, including: engineering design always shows trunk sewers floorplan floorplan dry pipe rainwater, sewage plant floorplan and fine grid with grit chamber flat profile, radial flow primary sedimentation tank flat profile Figure, improved SBR flat profile, concentrated pool flat sections, elevation sewage plant layout, profile view of trunk sewers.目录1设计任务11.1设计任务11.1.1设计题目11.1.2设计原始资料11.1.3 设计内容11.2 设计基本要求22工艺选择32.1城镇排水系统的确定32.2城镇污水处理工艺流程的确定32.2.1确定污水处理工艺流程的原则32.2.3主要构筑物的选择43 设计计算73.1城镇排水管网设计73.1.1排水系统体制的确定73.1.2污水管网定线83.1.3污水管道的设计流量计算93.1.4污水管道的水力计算163.2雨水管道设计计算173.2.1暴雨强度公式173.2.2雨水管渠设计重现期173.2.3雨水管渠的降雨历时183.2.4雨水管道水力计算成果193.3城市污水处理厂设计193.3.1污水量计算193.3.2一级处理设计203.3.3二级生物处理设计303.3.4计量堰683.3.5紫外线消毒713.4污泥处理构筑物计算713.4.1污泥处理的目的与处理方法713.4.2浓缩池计算723.4.3贮泥池计算743.5污水提升泵房设计763.5.1一般规定763.5.2具体计算773.5.3集水池793.6污泥脱水793.6.1概述793.6.2 污泥脱水设备的选择794污水处理厂平面布置814.1平面布置一般原则814.2建筑物之间的距离814.2.1防火814.2.2自然采光和通风814.3厂内道路824.4总论825污水厂高程布置835.1污水处理厂高程布置应考虑事项835.2污水厂的高程布置835.3各构筑物之间连接管渠水头损失计算835.4高程计算855.5污水高程计算85结 论87致谢89参考文献91附录931设计任务1.1设计任务1.1.1设计题目义乌市苏溪镇排水管网和污水处理厂设计。1.1.2设计原始资料（1）城镇总体规划布置图一张。（2）城镇设计人口密度120人/ha，卫生设备齐全，污水设计定额为200L/人.天，污水管道起点埋深不小于2.0米。（3）城区污水预测水质见表1.1 。表1.1污水水质设计要求 指 标pHCODcrBOD5SS氨氮TNTP进厂水质6.0-9.050015030020302排放标准6.0-9.05010105150.5去除率（%）/90.093.396.775.050.075.0（4）气象资料：本市亚热带湿润气候。气候温和，雨量充沛，四季分明。本镇年平均气温为17，7月份平均气温为30，日最高气温达42，最低气温1月份-5。夏季长达100多天，无霜期245天，历年最大降雨量为1931.6毫米，最大24小时降雨量为136.2毫米。45月份为梅雨期，降雨量较集中，一般年份占全年降雨量的30%以上，最大年达50%，78月份易形成高温干旱，同时又易受台风影响。（5）工程地质资料：义乌市苏溪所处平原系全新世以来河流不断冲积而成，岩石成因系新生界第四系全新统洪积而成，地表地下岩石多为沙粒土、亚砂土、亚粘土、粘土，地基承载力基本值为50150千帕。义乌市苏溪地带属山前地带，有许多冲积洪积扇连成一片。这里构成良好聚水构造，埋藏着丰富的地下水，潜水水质良好，埋藏深度在110米，厚度可达10米左右，开采方便，其深层有承压水埋藏。义乌最大的地表水为吴溪。（6）污水处理厂位于城区南部，处理水就近排入河流，排水口处河流正常水位15.40m，最高水位15.50m，最低水位15.00m。1.1.3 设计内容（1）污水处理构筑物的选择计算（2）污泥处理系统的设计（3） 污水处理厂的总体布置（4）管网及水处理工艺施工图的绘制1.2 设计基本要求（1）义乌市苏溪镇排水管网设计，绘制污水管网平面图、污水管网主干管纵剖图、雨水管网平面布置图；（2）义乌市苏溪镇排水工程设计计算，完成计算说明书一份（20000字以上），内容包括排水管网设计以及污水、污泥处理系统的设计；（3）义乌市苏溪镇排水工程设计，绘制污水厂总平面图、污水及污泥高程布置图、处理构筑物详图。2工艺选择2.1城镇排水系统的确定本设计是义乌市苏溪镇是排水管网的设计，在管网设计中应遵循管线的走向应与地势的降落走向相一致，这样以避免与地势等高线的相反造成管道埋深过深，给施工带来困难和增大投资污水处理厂的位置应设置在区域的下风向，靠近河流下游处。2.2城镇污水处理工艺流程的确定2.2.1确定污水处理工艺流程的原则(1)城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高；(2)污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；(3)为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；(4)污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒；(5)提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料；(6)查阅相关的资料确定其方案。最佳的处理方案要体现以下优点：保证处理效果，运行稳定；基建投资省，耗能低，运行费用低；占地面积小，泥量少，管理方便。2.2.2污水处理方案的确定根据本工程废水特点分析和处理程度要求分析，本工程的二级处理需具有较强的有机物降解能力和脱氮功能，因此选用A/O生化处理。活性污泥法工艺如前所述主要有氧化沟工艺、A/O活性污泥法，改进型SBR工艺等，由于氧化沟工艺对池子深度有一定要求，不能太深，除三沟氧化沟外一般需要设置二沉池，占地比其他工艺要大，而义乌市占地比较紧张，结合本工程的占地及工艺衔接等因素，我选用改进型SBR（A/O-SBR）。SBR（Sequencing Batch Reactor）又称序批式活性污泥法，是集曝气、沉淀、回流于一池，提供一种以时间顺序为工作中心的污水处理工艺技术。典型的SBR工艺已发展出了许多变种，改进型SBR（A/O-SBR）为改良式连续流序批反应器, 它是在传统的SBR技术的基础上改进成功的污水处理工艺，该方法为各种优势微生物的生长繁殖创造了良好的环境条件和水力条件，使得有机物的降解、氨氮的硝化、反硝化等生化过程保持高效反应状态，有效地提高生化去除率。该法采用组合式联体结构，占地面积小，运行费用低，剩余污泥量少。图2.1改进型SBR系统原理流程图改进型SBR的原理流程图如图所示，其实质是A/O系统后接SBR，因此具有A/O法的生物脱氮功能和SBR的一体化特性。它强化了各反应区的功能，为各优势菌种创造了更优越的环境和水力条件，同时，改进型SBR（A/O-SBR）工艺的缺氧、好氧过程的交替进行使缺氧区同时起到优化选择器的作用。2.2.3主要构筑物的选择2.2.3.1 格栅格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。2.2.3.2 污水泵房城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的关键所在。泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。污水泵站的主要形式：(1)合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；(2)合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。(3)对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。(4)非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可知，本设计因水量较小，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式圆形泵房。2.2.3.3 沉砂池沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件，沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池三类。(1)平流沉砂池优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理。缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。(2)竖流沉砂池优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。 (3)曝气沉砂池优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加。基于以上三种沉砂池的比较，本工程设计确定采用平流沉砂池。2.2.3.4 沉淀池(1)平流沉淀池优点：沉淀效果好；耐冲击负荷和温度的变化适应性强；施工容易，造价低。缺点：池子配水不均匀；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:大、中、小型污水处理厂；地下水位较高和地质条件较差的地区。(2)辐流沉淀池优点：多为机械排泥，运行较好，管理较简单；排泥设备已趋定型。缺点：池内水速不稳定，沉淀效果较差；机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适用条件：大、中型污水处理厂；地下水位较高的地区。(3)竖流沉淀池优点：排泥方便，管理简单；占地面积较小。缺点：池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；造价较高；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。(4)斜板（管）沉淀池优点：沉淀效率高，停留时间短；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，本工程初沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。2.2.3.5 紫外线消毒设计中选用紫外消毒设备，每，需8根灯管。2.2.3.6 污泥浓缩池由于剩余污泥的含水率很高，加大了后续对污泥处理的难度，所以设浓缩池来降低含水率，从而降低后续污泥处理构筑物的负荷，常见污泥浓缩的形式有，重力浓缩、气浮浓缩和机械浓缩。a.气浮浓缩池：适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较比重接近于1污泥，并且浓缩效果较好。b.重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥，由于本设计中没有二沉池，剩余污泥中含有部分硝酸盐。在重力浓缩池中容易形成缺氧，发生反硝化反应，从而影响污泥的沉降性能。c.机械浓缩：能耗大，且机械设备经常检修导致运行管理费用增加，适用于污泥量较小的污水处理厂。如上述，设计中采用机械浓缩池，设2座机械浓缩池。2.2.3.6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。本设计采用带式压滤机机械脱水。 3 设计计算3.1城镇排水管网设计3.1.1排水系统体制的确定在城市和工业企业中，通常有生活污水、工业废水和雨水。合理地选择排水体制，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和维护管理费用。通常排水系统体制的选择是一项很复杂的很重要的工作。排水体制的选择应该根据城镇及工业企业的规划，环境保护的要求，污水利用的状况，原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提之下，通过技术经济比较，综合考虑确定。排水系统的体制一般分为合流制和分流制。二者的优缺点比较见表3.1。表3.1 合流制和分流制的比较合流制分流制直流分散式截留式完全分流式不完全分流式环保角度排污口多，水未处理，不满足环保要求晴天污水可以全部处理，雨天存在溢流污水全部处理，初降雨水未处理，但可以采取收集措施污水全部处理，初降雨水未处理，但不易采取收集措施工程造价角度低管渠系统低，泵站污水厂高，管渠系统高，泵站污水厂低初期低，长期高，灵活管理角度不便，费用低管渠管理简便，费用低，污水厂泵站管理不便容易容易通过上述比较，完全分流制体系工程造价虽然稍高，但是环保效果好，管理方便，对于该市本身来讲，只有一条吴溪流过，其对该市以后发展的意义很大，必须保护好江水资源，环保要求高；又由于市内无任何污水处理设施，市区内原有零星合流制排水管渠，但断面太小，损坏严重，没有必要利用原来的排水设施，应该重新施工。我国室外排水设计规范(GB50014-2006)规定，在新建地区排水系统一般采取分流制。综合考虑分析，本工程即属于新建地区的排水系统，并结合该市的地形，气候，原有排水设施的状况等因素考虑，本市的排水系统的体制选择完全分流制（雨污分流制）。3.1.2污水管网定线(1) 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，如遇特殊地形时应考虑特殊措施（如跨越河道的倒虹管等），在图上标明。(2) 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。 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。 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。 污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。 采用的排水体制也影响管道定线。 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。 管道定线时还需考虑街道宽度及交通情况。 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。 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。 (3) 排水流域的划分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。每一个排水流域往往有1个或1个以上的干管，根据流域地势标明水流方向和污水需要抽升的地区。 (4) 污水主干管定线 本市的地形属于丘陵地带，布设排水管段的区域具有明显的坡度走向和分界，又因为吴溪从两区间通过，为排水创造了很好的条件和可能，经分析，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，污水主干管选择临近江边的道路处埋设，走向由高到低，由东向西。具体布置请参看某市排水管道设计布置总平面图。(5) 污水干管定线由于各区具有明显的坡度走向，故各区污水干管的布置宜充分利用这种地形顺坡铺设，使每个小区的污水能够自流排出。各区污水经支管系统进入污水干管收集并经污水主干管汇流至污水处理厂处理达标后排放。具体布置请参看某市排水管道设计布置总平面图。(6) 泵站和倒虹管的设置根据估算，将南岸区的污水输送到江岸时，管道的埋深已经比较大，所以通过技术经济比较，考虑采用在江面较窄处设置过江倒虹管的方式，通过下文的计算，将南岸区的污水用泵站压送通过倒虹管至对岸。根据室外排水设计规范(GB50014-2006)中的相关规定：通过河道的倒虹管，一般不宜少于两条，当排水量不大不能达到设计流量时，其中一条作为备用。(7) 出水口的形式排水管渠排入水体的出水口的位置和形式，应根据污水水质、下游用水情况、水体的水位变化幅度、水流方向、波浪情况、地形变迁和主导风向等因素确定。出水口与水体岸边连接处应采取防冲、加固等措施，一般用浆砌块石做护墙和铺底，在受冻胀影响的地区，出水口应考虑用耐冻胀材料砌筑，其基础必须设置在冰冻线以下。（8）检查井最大间距检查井通常设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离的直线管渠段上。直线段上的最大间距见表3.2。当排水管管径（街道排水管）大于800mm时，可不设检查井，而设连接暗井。表3.2 检查井最大间距管径或暗渠净高(m)污水管道最大间距(m)200400405007006080010008011001500100160020001203.1.3污水管道的设计流量计算3.1.3.1划分设计管段根据管道平面布置，划分设计管段（定出检查井的位置并编号），量出主干管的设计管段长度。3.1.3.2街坊排水面积的划分根据污水管道的布置，划分各设计管段服务的街坊排水面积，编上号码并按其平面形状计算面积（以公顷计），用箭头表示污水流向。3.1.3.3污水管道设计流量计算采用的公式居住区生活污水设计流量按下式计算：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) ，取值参见原始资料；N设计人口数；生活无水量总变化系数；cap“人”的计量单位。服务总人数18000人，居民用水定额为120L/(cap.d)居民平均日生活污水量：Qd=q1iN1i243600=12018000243600=25L/s比流量：qA=QdAi=25108.37=0.231(L/s)/ha造纸厂废水设计流量：Q=1000mM3600TKG=10008010360081.5=41.67L/s式中 m生产每单位产品的平均污水量M产品的平均日产量T每日生产时数 KG总变化系数，取1.53.1.3.3 生活污水量总变化系数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)5540701002005001000总变化系数()2.32.01.81.71.61.51.41.3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，列入表3.4中表3.4 街区面积街区编号街区面积街区编号街区面积街区编号街区面积12.31171.69332.6621.95181.52343.1331.99191.74352.7141.87203.27362.9851.83212.57372.4362.61221382.1671.44231.43392.5582.08241.55402.3591.96252.7412.57102.44261.62422.15112.27273.59432.56122.31281.39442.54133.5291.44452.28141.93303.86462.17152.14314.36472.01161.59323.17s=108.37ha水力计算的目的在于合理经济地确定管道的管径、流速、充满度及坡度，进一步求定管道的埋深。水力计算应列表进行，管底标高及管道坡度计算至小数点后三位，地面标高与管底埋深计算至小数后二位。水力计算中的数值U、h/D、i、D应符合规范关于设计流速、最大设计充满度、最小管径、最小设计坡度的规定。从水力计算表中摘录主干管的管段编号、管长、管径、充满度、流速、坡度、埋深（上、下端）列成表格，有倒虹管时应在表中注明倒虹管的管段编号，有泵站时应说明泵站的设计流量和扬程以及在表中标明泵站位置所对应的编号，在备注栏注明。污水主干管水力计算结果见表3.5。表3.5污水干管设计流量计算表管路编号居住区生活污水量Q1集中流量设计流量(l/s)本段流量转输流量q2(l/s)合计平均流量 q(l/s)总变化系数生活污水设计流量Q1(l/s)街区编号街区面积（ha）比流量q0L/(s*ha)流量q1(l/s)本段(l/s)转输(l/s)1-212.310.231/0.530.532.31.22/1.222-321.950.231/0.450.452.31.04/1.042-5/0.231/0.980.982.32.25/2.254-531.990.231/0.460.462.31.06/1.065-641.870.231/0.430.432.30.99/0.995-8/0.231/1.471.472.33.38/3.387-851.830.231/0.420.422.30.97/0.978-962.610.231/0.600.602.31.38/1.388-11/0.231/2.492.492.35.73/5.7310-1171.440.231/0.330.332.30.76/0.7611-1282.080.231/0.480.482.31.10/1.1011-14/0.231/3.303.302.37.59/7.5913-1491.960.231/0.450.452.31.04/1.0414-15/0.231/3.753.752.38.63/8.6315-16102.440.231/0.560.562.31.29/1.2915-17/0.231/4.314.312.39.91/9.9117-68112.270.231/0.520.522.31.20/1.2018-17122.310.2310.534.835.362.010.72/10.72管路编号居住区生活污水量Q1集中流量设计流量(l/s)本段流量转输流量q2(l/s)合计平均流量 q(l/s) 总变化系数 生活污水设计流量Q1(l/s)街区编号街区面积（ha）比流量q0L/(s*ha)流量q1(l/s)本段(l/s)转输(l/s)19-20241.550.2310.366.947.302.014.60/14.6035-34152.140.231/0.490.492.31.13/1.1334-33161.590.2310.370.490.862.31.98/1.9833-36252.700.231/0.620.622.31.43/1.4333-31/0.231/1.481.482.33.40/3.4031-3217,183.210.231/0.740.742.31.70/1.7031-37261.620.2310.371.852.222.35.11/5.1142-43273.590.231/0.830.832.31.91/1.9139-42/0.231/0.830.832.31.91/1.9139-40281.390.231/0.320.322.30.74/0.7439-41291.440.231/0.330.332.30.76/0.7638-39/0.231/1.481.482.33.40/3.4038-31261.620.2310.371.481.852.34.26/4.2631-29/0.231/4.044.042.39.29/9.2930-29191.740.231/0.400.402.30.92/0.9229-31303.860.231/0.890.892.32.05/2.0529-26/0.231/5.365.362.010.72/10.7227-26203.270.231/0.760.762.31.75/1.75管路编号居住区生活污水量Q1集中流量设计流量(l/s)本段流量转输流量q2(l/s)合计平均流量 q(l/s) 总变化系数生活污水设计流量Q1(l/s)街区编号街区面积（ha）比流量q0L/(s*ha)流量q1(l/s)本段(l/s)转输(l/s)26-28314.360.231/1.011.012.32.53/2.5324-26/0.231/7.137.132.014.26/14.2625-24212.570.231/0.590.592.31.36/1.3624-22/0.231/7.727.722.015.44/15.4422-23323.170.231/0.730.732.31.68/1.6822-20/0.231/8.688.682.017.36/17.3620-44/0.231/15.9815.981.828.76/28.7645-46/0.231/44.6744.671.775.94/75.9446-44/0.231/44.6744.671.775.94/75.9444-47372.430.2310.5660.6561.211.7104.06/104.0661-62332.660.231/0.610.612.31.40/1.4064-63432.560.231/0.590.592.31.36/1.3663-62382.160.2310.500.591.092.32.51/2.5162-57/0.231/1.701.702.33.91/3.9158-57343.130.231/0.720.722.31.66/1.6660-59442.540.231/0.590.592.3136/1.3657-59392.550.2310.590.591.182.32.71/2.7157-54/0.231/3.603.602.38.28/8.28管路编号居住区生活污水量Q1集中流量设计流量(l/s)本段流量转输流量q2(l/s)合计平均流量 q(l/s) 总变化系数 生活污水设计流量Q1(l/s)街区编号街区面积（ha）比流量q0L/(s*ha)流量q1(l/s)本段(l/s)转输(l/s)53-54352.710.231/0.630.632.31.45/1.4556-55452.280.231/0.530.532.31.22/1.2254-55402.350.2310.540.531.072.32.46/2.4654-49/0.231/5.305.302.010.60/10.6050-49362.980.231/0.690.692.31.59/1.5952-51462.170.231/0.500.502.31.15/1.1551-49412.570.2310.590.501.092.32.51/2.5149-48/0.231/7.087.082.014.16/14.1666-65472.010.231/0.460.462.31.06/1.0665-48422.150.2310.500.460.962.32.21/2.2148-47/0.231/8.58.52.017.00/17.0047-67/0.231/69.7169.711.7118.51/118.5169-70133.500.231/0.800.802.31.84/1.8470-71141.930.231/0.450.452.31.04/1.0471-18/0.231/1.251.252.32.88/2.8818-19231.430.2310.336.616.942.013.88/13.883.1.4污水管道的水力计算在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度(1)将各设计管段的设计流量列入表中第3项，设计管段起迄点的地面标高计算各设计管段的地面坡度作为确定管道坡度时的参考。(2)确定起始管段的管径以及设计流速v，设计坡度I，设计充满度hD。首先拟采用最小管径300mm，即查水力计算图。这张计算图中，管径D和管道粗糙n为已知，其余4个水力因素只要知道2个即可求出另外2个。现已知设计流量，另1个可根据水力计算设计数据的规定设定。设计坡度采用I=0.001。当Q=118.51L/s 、 I=0.001时，查表得出v=0.7m/s(大于最小设计流速0.6m/s)， hD=0.58（小于最大设计充满度0.70），计算数据符合规范要求。(3)确定其它管段的管径D 、管道坡度 I 、设计流速v 、设计充满度hD。通常随着流量的增加，下一个管段的管径一般会增大一级或两级，或者保持不变，这样便可根据流量的变化情况确定管径。然后可根据设计流速随着设计流量的增大而逐渐的增大或者保持不变的规律设定设计流速。根据Q和v的关系即可确定相应的h/D和I值，若h/D和I值符合设计规范的要求，说明水力计算合理，将计算结果填入表相应的项中。(4)计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度：根据设计管段长度和管道坡度求降落量。如管段1718的降落量为IL=0.004621=1.86m。根据管径和充满度求管段的水深。如管段1718的水深为h=DhD=0.250.40=0.10m。求设计管段上、下端的管内底标高，水面标高和埋设深度。17点的等于17点的地面标高减17点的埋深，为22.50-2.00=20.50m，18点的管内底标高等于17点的管内底标高减降落量，为20.50-1.86=19.64m， 18点的埋设深度等于28点的地面标高减18点的管内底标高，为21.60-19.64=1.96m。 (5)管段上下端水面标高等于相应点的管内底标高加水深。如管段1718中的17点的水面标高为20.50+0.10=20.60m。18点的水面标高为19.64+0.10=19.74m。 (6)根据管段在检查井处采用衔接方法，可以确定下游管内底标高。 如管段1718与1819的管径的相同，可采用水面平接，即管段1718与1819中的18点的水面标高相同，然后用19点的水面标高减去降落量，求的19点的水面标高。将18、19点的水面标高减去水深求出相应的管底标高。进一步求出18、19点埋深。（7）污水管网主干管水力计算见表3.6.3.6污水管网主干管水力计算管段编号管道长度L（m）设计流量(L/s)管径D(mm)坡度I（）流速 v (m/s)充满度埋设深度 （m）h/Dh(m)上端下端68-174681.203003.90.600.300.062.002.1217-1862110.723003.10.620.400.102.182.2918-1943713.883002.80.640.520.132.622.7819-2057514.603002.40.660.640.162.883.0320-44161228.763501.50.670.510.183.223.7544-47815104.066001.00.700.520.313.884.1647-67779118.516001.00.700.580.354.295.203.2雨水管道设计计算3.2.1暴雨强度公式式中 q设计暴雨强度P设计重现期(a)；t降雨历时(min)；，C，b，n地方参数，根据统计方法进行计算确定。本设计采用如下公式计算：q=1770(1+7.7gP)(t+6.4)0.6863.2.2雨水管渠设计重现期暴雨强度随重现期的不同而不同。在设计中若重现期选用较大，则暴雨强度大，相应的雨水设计流量大，管渠的断面相应大。这样偏安全，有利于防止地面积水，但工程造价高。若重现期选用较低，则暴雨强度小，雨水设计流量小，管渠断面小。这样工程造价低，但可能会发生排水不畅、地面积水，或对城市生活及生产造成危害。 应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般选用0.53a，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用35a，并应与道路设计协调。特别重要地区和次要地区可酌情增减。本设计中选择P=1a。3.2.3雨水管渠的降雨历时对管道的某一设计断面来说，集水时间t由地面集水时间t1和管内流行时间t2两部分组成：t =t1 + mt2式中 t 降雨历时(min)；t1地面集水时间(min)，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用515 min；m折减系数，暗管m=2，明渠m=1.2，在陡坡地区，暗管m=1.22；t2管渠内雨水流行时间(min)。式中 L 各管段的长度(m)； v 各管段满流时的水流速度(m/s)； 60单位换算系数，1min=60s。本设计中选择t1=10min，m=2。(1)设计充满度按满流设计，即h/D1。(2) 最小设计流速满流时最小流速不得小于0.75m/s。起始管段地形平坦，不小于0.6m/s。明渠内最小设计流速为0.40m/s。雨水中往往泥沙含量大于污水，特别是初降雨水，为避免雨水所挟带的泥砂等无机物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道，雨水管渠的最小设计流速应大于污水管道。(3) 最大设计流速雨水管渠的最大设计流速规定为：金属管最大流速为10m/s；非金属管最大流速为5m/s；明渠中水流深度为0.41.0m时，最大设计流速宜按规范采用。管渠设计流速应在最小流速与最大流速范围内。(4) 覆土厚度覆土厚度要求同污水管。(6) 检查井最大间距检查井通常设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离的直线管渠段上检查井最大间距见表3.7。表3.7检查井最大间距管径或暗渠净高(m)雨水(合流)管道最大间距(m)200400505007007080010009011001500120160020001203.2.4雨水管道水力计算成果从水力计算表中摘录所计算干管的：管段编号、管长、管径、流速、坡度、埋深（上、下端），列成表格雨水干管水力计算结果表见表3.8.表3.8雨水干管水力计算结果表设计管段编号管长管径坡度流速坡降IL(m)埋深(m)L(m)D(mm)()V(m/s)起点终点1241011001.00.980.4102.5002.4502360013500.91.100.5402.7002.3163444015001.11.300.4842.4662.8074560018001.41.700.8403.1073.42956110018001.61.801.7603.4293.80967130018001.12.801.4303.8094.3897864020001.52.800.9604.5892.3718950020001.82.800.9003.9364.2153.3城市污水处理厂设计3.3.1污水量计算为了简化计算，公共建筑生活污水量和小型工业企业的集中排水量，一般按计算街坊生活污水流量的方法近似计算，包括在居住区内按面积计算。城市每天的平均污水量Q平=300500120=18000m3/d=208 L/s式中 Q平城市每天的平均污水量()；N各区人口数(人)；n污水量设计定额(/),本设计取n=120设计秒流量:Qmax=KzQ平=1.518000=27000m3/d=312L/s式中 总变化系数, 本设计取K=1.53.3.2一级处理设计3.3.2.1格栅的设计格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。1）设计要求(1)粗格栅间隙一般采用50100mm，细格栅采用310mm；(2)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；(3)过栅流速一般采用0.40.9m/s；(4)格栅倾角一般采用4575；(5)通过格栅的水头损失一般采用0.080.17m/s；(6)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台有安全和冲洗设施；(7)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度：人工清除，不小于1.2m；机械清除，不小于1.5m；(8)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施；(9)设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除。2）设计参数(1)栅前水深h=0.4m；(2)过栅流速v=0.9m/s；(3)格栅间隙b=10mm；(4)格栅安装倾角=60。3)格栅的设计计算设计中选择2组格栅。通过每组格栅的设计流量Q=0.3122=0.156m3/s。 (1)格栅的间隙数：式中 格栅角度，60 n格栅栅条间隙数N设计的格栅组数，N2b格栅栅条间隙，b0.01mh 格栅前水深，h0.4 m v格栅过栅流速，v0.9 m/s则 n=0.156sin6000.010.40.9=40(2)格栅宽度：式中 S每根栅条的宽度 取10 则 B=0.0140-1+0.0140=0.79m(3)进水渠道渐宽部分的长度：式中 B1进水明渠宽度（B10.65m） 1渐宽处角度（120）则 l1=0.79-0.652tg200=0.20m(4)出水渠道渐窄部分的长度 式中 渐宽处角度（20）则 =0.10 m(5)通过格栅的水头损失 式中 格栅条的阻力系数，查表2.42格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，取2.5则 2.42 m(6) 栅后明渠的总高度：Hh+h1+h2式中 明渠超高 取0.3 m则 H0.4+0.240.30.94 m(7) 格栅槽总长度 式中 明渠的总深度为0.40.30.7m则 L=L+L+0.5+1.0+=2.31m(8) 每日栅渣量 式中 每日每103m3污水的栅渣量 取0.05 m3/103m3污水则 w=864000.1560.051.521000=0.44m3/d0.2 m3/d采用机械清渣及皮带输送机输送栅渣。(9)格栅间尺寸的确定工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。 格栅间的尺寸为：50002640mm。(10)格栅平面图见图3.1图3.1 格栅平面图3.3.2.2沉砂池的设计设计中选用二组平流沉砂池，每组沉砂池设计流量为0.156m3/s。1） 平流沉砂池设计参数（1）沉砂池的格数不应小于2格，并应按并列系列设计，水量较小时可考虑一格工作，一格备用。（2）沉砂池按去除密度大于2.65，粒径大于0.2mm的沙粒设计。（3）设计流量的确定。当污水由水泵提升时按水泵的最大组合流量计算，当污水自流进入时，应按最大设计流量计算。（4）设计流速的确定。设计流量时水平流速、最大流速应为0.3m/s，最小流速应为0.15m/s，最大设计流量时，污水在池内停留时间不应小于30s，一般为3060s。（5）设计水深确定。设计有效水深不应大于1.2m，一般采用0.21.0m，每格宽度不宜小于0.6m。（6）沉砂量的确定。城市污水的沉砂量，可按3m3/10104m3污水计算，沉砂含水率设为60%，容重为1.5t/m3。（7）砂斗容积按2d的沉砂量计算，斗壁倾角5560。（8）池底坡度为0.010.02。（9）除砂一般采用机械方法，采用人工时，排砂管直径不应小于200mm。（10）沉砂池超高不宜小于0.3m。2）设计计算（1）沉砂池长度L： 式中 v最大设计流量时的流速,m/s，取v=0.20m/s t最大设计流量时的流行时间，s，取t=30s代入数据得：（2）水流过水断面面积A（m2）A=Qmaxv=0.1560.20=0.78m2（3）池总宽度B取设计有效水深h=0.6m，每组沉砂池设两格（4）沉砂池所需容积V式中 T清除沉砂的间隔时间，设为2d。 X城市污水沉砂量，一般用30m3/106m3污水KZ生活污水流量变化系数，1.5其他字母含义同前。代入各数值，得V=0.156302864001.5106=0.54m3（5）每个沉砂斗容积V0设每一格分两个沉砂斗，共4个沉砂斗V0=0.5440.14m3（6）沉砂斗各部分尺寸取斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平倾角55，斗高h3=0.35m则上口宽 沉砂斗容积（7）沉砂室高度h3（m）采用重力排砂，取池底坡度0.02，坡向砂斗 h3=h3+0.06L2=0.35+0.022.27=0.40m（8）池总高度:取超高h1=0.3mH=h1+h2+h3= 0.3+0.6+0.40=1.30m（9）验算最小流速，最小流量时，取一格工作情况n=1 符合要求。则 V/0（10）进水渠道格栅的出水采用DN900mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入沉砂池，进水渠道的水流流速 式中 进水渠道宽度 取0.6 m 进水渠道水深 取0.5 m则 V1=0.1560.60.5=0.52m/s（11） 出水渠道出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头 式中 流量系数 取0.4 b堰宽 0.73 m则 H=0.26m出水堰后自由跌落0.15 m，出水流入出水槽，出水槽宽度=1.0 m,出水槽水深0.5 m，水流流速0.58m/s。在出水槽中部设出水管，采用钢管，管径，流速v=0.62m/s，水力坡度i=0.77。（12）排砂管道采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道DN=200mm平流式沉砂池平面布置如图3.2图3.2 平流式沉砂池平面布置3.3.2.3初沉池的设计1） 设计要求 (1)沉淀池个数或分格数不应少于两个，并宜按并联系列设计；(2)沉淀池的直径一般不小于10mm，当直径小于20mm时，可采用多斗排泥；当直径大于20mm时，应采用机械排泥；(3)沉淀池有效水深不大于4m，池子直径与有效水深比值不小于6；.(4)池子超高至少应采用0.3m；(5)为了使布水均匀，进水管四周设穿孔挡板，穿孔率为10%20%。出水堰应用锯齿三角堰，堰前设挡板，拦截浮渣。(6)池底坡度不小于0.05；(7)用机械刮泥机时，生活污水沉淀池的缓冲层上缘高出刮板0.3m，工业废水沉淀池的缓冲层高度可参照选用，或根据产泥情况适当改变其高度。(8)当采用机械排泥时，刮泥机由绗架及传动装置组成。当池径小于20m时用中心传动，当池径大于20m时用周边传动，转速为1.01.5m/min（周边线速），将污泥推入污泥斗，然后用静水压力或污泥泵排除；作为二沉池时，沉淀的活性污泥含水率高达99%以上，不可能被刮板刮除，可选用静水压力排泥。(9)进水管有压力时应设置配水井，进水管应由井壁接入不宜由井底接入，且应将进水管的进口弯头朝向井底。2 ）设计计算设计中选择二组辐流沉淀池，每组设计流量为0.156m3/s（1）沉淀部分有效面积:F=3600Qq=0.15636002=280.8m2（2）沉淀池直径 : D=4F=4280.83.14=20m（3） 沉淀部分有效水深: 取沉淀时间t=1.5hh2=（4） 沉淀部分有效容积:V=Qmaxnt=0.3123600122.0=1123.2m3（5）污泥部分所需容积 :V= 式中 V每池每天污泥量，m3/d；S每人每天产生的污泥量，本设计取0.5L/(人d)；N设计人口数；T两次排泥的间隔时间，本设计取4h。V=0.51800041000224=0.75m3污泥斗容积:设污泥斗上部分半径r1=2m,污泥斗下部半径r2=1m，倾角=。污泥斗高度:hs=(r1-r2)tg =(2-1)tg=1.73mV1=h5(r12+r1r2+r22)3=3.141.73(22+12+12)3-12.7m3（6）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设池底径向坡度0.05则圆锥体高度h=(R-r)0.05=(10-2)0.05=0.4圆锥体部分污泥容积:=51.9m3（7）污泥总容积：V=V1+V2=12.7+51.9=64.6m3 12.5 m3（8）沉淀池总高度: 设沉淀池超高h1=0.3m， 缓冲层高度h=0.3mH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.3+0.4+1.73=5.73m（9）沉淀池池边高度:H=h1+h2+h3=0.3+3+0.3=3.6m（10）径深比:Dh2=203.0=6.7（11）进水集配水井辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设置集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。配水井的中心管直径 式中 配水井内中心管直径（m）；v配水井内中心管上升流速（m/s）,一般采用v0.6 m/s。设计中取配水井内中心管内污水流速v=0.6 m/sD2=40.3123.140.6=0.81配水井直径: 式中 D配水井直径（m）V配水井内污水流速（m/s）,一般采用v=0.20.4m/s。设计中取V=0.3 m/sD3=40.3123.140.3+0.812=1.41m(12) 进水管及配水花墙沉淀池分为二组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管道采用钢管，管径 DN=800mm，管内流速0.35 m/s，进水管道顶设穿孔花枪墙处的管径为DN=1000mm。沉淀池中心管配水采用穿孔花墙，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔花墙，过孔流速v= 式中 v穿孔花墙过孔流速（m/s）,一般采用v=0.20.4m/s。B孔洞的宽度（m）；h孔洞的高度（m）； n 孔洞数量（个）。设计中取B=0.2 m，h=0.7m，n=6个V3=0.1560.20.76=0.19m/s（13）出水堰 沉淀池出水经过双侧出水堰跌落进入集水槽，然后汇入出水管道排入集水井。采用双侧三角堰（90。）出水，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，间距0.05m，外侧三角堰距沉淀池内壁0.4m，三角堰直径为9.4m，共有140个三角堰。内侧三角堰距沉淀池内壁0.3m，三角堰直径为8.6m，共有128个三角堰。两侧三角堰宽度0.6m，三角堰堰后自由跌落0.10.15m，三角堰有效水深为H=0.7Q式中 Q 三角堰流量（m） H 三角堰水深（m），一般采用三角堰高度的。H=（0.7 =0.7(0.156140+128)25=00.36m三角堰堰后自由跌落0.15m,则堰后水头损失0.186 m(14) 堰上负荷q= 式中 q堰上负荷L/(sm),一般小于2.9 L/(sm)；D三角堰出水渠道平均直径（m）q1=0.156100023.14(20-1.2)=1.32L/(sm)2.9 L/(sm)（15）出水挡板三角堰前设有出水挡渣板，利用刮泥机上的浮渣刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，深入水下0.5m ,在挡渣板旁设一个浮渣收集装置，采用管径 DN=300mm的排渣管排出池外。（16）出水渠道出水槽设在沉淀池的四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.5m，深0.7m，有效水深0.4m，水平流速0.44m/s。出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN800mm，管内流速0.35m/s。（17）刮泥设备沉淀池采用周边传动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗，刮泥机上部设有刮渣板，将浮渣刮进排渣装置。本设计选用ZBG-28周边传动刮泥机，其性能参数如表3.8：表3.8 ZBG-28周边传动刮泥机性能参数型号池径（m）功率(KW)周边线速(m/min)推荐池深(mm)周边轮压(kN)周边轮中心(m)ZBG-28281.53.03000-50005028.4（18）排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN300mm，排泥管深入污泥斗底部，排泥静压头采用1.2 ,连续将污泥排出池外。3.3.3二级生物处理设计改进型SBR其实质是A/O系统后接SBR，因此具有A/O法的生物脱氮功能和SBR的一体化特性。它强化了各反应区的功能，为各优势菌种创造了更优越的环境和水力条件，同时，改进型SBR（A/O-SBR）工艺的缺氧、好氧过程的交替进行使缺氧区同时起到优化选择器的作用。改进型SBR单池工艺流程见图3.4。污水进入改进型SBR反应池的缺氧池，并与好氧池的回流混合液混合，由好氧池至缺氧池的回流系统提供硝态氮，进行反硝化反应。缺氧池出水进入好氧池经曝气进行硝化反应并去除有机物后再进入SBR池1或SBR池2。如果SBR池1作为沉淀池出水，则SBR池2处于曝气好氧状态，SBR池的污泥通过污泥泵回流到缺氧池，污泥回流用于强化整个系统的反硝化效率及污泥浓度的平衡，根据要求的反硝化效率高低，可通过变速调节回流泵来改变系统的回流量。剩余污泥从SBR池排出。图3.4改进型SBR系统原理流程图3.3.3.1设计参数1） 设计流量Q=18000/d （不考虑变化系数）2）设计水质COD=550mg/l，BOD=150mg/l，SS=300mg/l，PH=69，TN=30mg.l，TP=2mg/l3）计算污泥龄确定硝化污泥龄需反硝化的氨氮浓度 式中： 需要反硝化的氮，； 生化池进水的浓度，； 生化池出水的浓度，； 出水中氨氮浓度，。4）反硝化速率5）硝化泥龄式中： 硝化污泥龄，d；考虑进水中氨氮浓度波动的影响采用的安全系数，它与污水厂的规模大小有关，水量大时氨氮浓度波动小，反之波动大，规模大小用进水总量衡量，随值的变化取值的经验如下： 3.4水温时保证消化的最小泥龄，它硝化菌在时的最大生长率的倒数2.13d再乘以1.6的经验系数，这是为了保证活性污泥中能生长和保持足够的硝化菌，如果只有2.13d的泥龄，实际工程中无法实现硝化反应。 T设计水温，按最不利的低温条件计算，故取一年中的最低月平均温度，设计中取T=12。 取由 知 其中可得 其中缺氧1.65d，好氧6.6d。6)计算产率系数 式中： 产率系数； 结合我国情况的修正系数，设计中取=0.9； 进水悬浮固体浓度，； T设计水温，同前。 =0.77)核算污泥负荷8)反应池平面尺寸计算 (1)反应池容积:式中： 生化池进水中进入系统的流量，；Q1=180000.8=14400m3 池中浓度，mg/L，设计中取。=5198m3A池容积： 设水深8，则A池表面积A池水力停留时间: O池容积： 设水深6m, 则O池表面积:O池水力停留时间:需氧量、供气量计算在夏季高温时，硝化反硝化所需实际运行泥龄可以缩短，夏季水温，硝化所需泥龄： 式中参数同前。 =1.6加上反硝化泥龄: 再取一个安全系数，取 对应再考虑最冷月的泥龄: =11.57 加上反硝化泥龄 : 得（注水温为）故取 的去除量:式中： 的去除量，； 进入AO系统设计流量，； 波动系数，取=1.25 其它同上。需硝化的氨氮量:式中： 需硝化的氨氮量，； 生化池进水凯式氮（）浓度，； 要求出水氨氮浓度，； 其它同上。 =691.2=28.8反硝化的硝酸盐量:式中： 反硝化的硝酸盐量，； 需要反硝化的氮，； 其它同前。 =378=15.75总耗氧量: 式中： 去除含碳有机物单位耗氧量，包括降解耗氧量和活性污泥衰减耗氧量； 实际耗氧量，； 其它同前。 =613.8标准需氧量:式中：标准需氧量，； 需氧来年感修正系数，按下式计算；混合液中值与清水中值之比，我国规范的建议 值为0.85，如条件允许应实测；混合液饱和溶解氧值与清水饱和溶解氧值之比，我国规范的建议值为0.9，如条件允许应实测； 最热日反应池平均水温（)，计算时采用的水温同一温度值； 标准条件下清水中饱和溶解氧，； 清水在和实际计算压力时的饱和溶解氧，；混合液剩余溶解氧值，一般=2，机械曝气的氧化沟=1.5，同步硝化反硝化他=0.5， 设计中取=2。 对机械曝气和鼓风曝气是不同的，对于机械曝气，是清水在，一个大气压时的饱和溶解氧值，对于鼓风曝气是清水在时曝气装置安装深度处至水面的平均溶解氧值： 式中：清水在时的饱和溶解氧，,查=8.15； 曝气装置处绝对压力，； 曝气他选出气体中含氧，。 曝气设备氧利用率，设计中取=0.2则 =1.4 需气量: 标准状态下的空气体积，温度为20，气压为个大气压。气水比 : 3.3.3.2 AO系统处理程度校核根据硝化泥龄来校核氨氮在系统中的去除率，以确定序批池中的负荷。由 式中： 硝化时的安全系数，一般取值1.5之间，设计中取=1.8； 亚硝酸菌在PH=7.2时的比增长速率，； 亚硝酸菌的最大比增长速率，； 设计温度，设计中取=12； 出水中的氨氮浓度，； 亚硝酸菌氧化氨氮时的饱和常数，； 混合液中溶解氧的浓度，好氧时取，设计中取=2； 溶解氧的饱和常数，取值，设计中取=0.5。则 得 =0.273 =0.35 =0.29 得 =10即：AO系统出水氨氮不达标，原因是污泥龄较短，导致AO 系统中硝化反应进行不充分。为节省主曝气的容积，保持AO系统中污泥龄不变，剩余氨氮的去除，在序批池的计算中设计。3.3.3.3序批池（SBR池）计算序批池的一个运行周期为4，分上、下两个半周期各2。在是上半周期里30缺氧搅拌，60曝气，30预沉淀。下半周期为沉淀，出水阶段。两个序批池交替运行。1）进水水质序批池进进水水质为：2)计算污泥龄确定硝化污泥龄需反硝化的氨氮浓度 : 式中： 需要反硝化的氮，； 序批池进水的浓度，； 序批池出水的浓度，； 出水中氨氮浓度，。反硝化速率: 取硝化泥龄:式中： 硝化污泥龄，d；考虑进水中氨氮浓度波动的影响采用的安全系数，它与污水厂的规模大小有关，水量大时氨氮浓度波动小反之波动大，规模大小用进水BOD总量BODT衡量，F随值BODT的变化取值的经验如下： 3.4水温时保证消化的最小泥龄，它硝化菌在时的最大生长率的倒数2.13d再乘以1.6的经验系数，这是为了保证活性污泥中能生长和保持足够的硝化菌，如果只有2.13d的泥龄，实际工程中无法实现硝化反应。 T设计水温，按最不利的低温条件计算，故取一年中的最低月平均温度，设计中取T=12。 取 由 知 其中 可得 计算产率系数式中： 产率系数，； 结合我国情况的修正系数，设计中取=0.9； 进水悬浮固体浓度，； T设计水温，同前。 =0.77 因为两序批池交替运行则 3）序批池容积计算（1）污泥产量计算: 式中： 单池设计最大流量，；序批池中的污泥产量，； 序批池中的污泥龄，； 其它同前。 =4574（2）实际沉淀时间: 式中：实际沉淀时间，； 沉淀时间，设计中取=1.5； 排水时间，设计中取=1。（3）池容计算: 式中：安全高度，m，设计中取=0.7m； 最高日最高时流量，； 污泥指数，100150，设计中取=100； 池内水深，m，设计中取=6m； 周期数，设计中= 其它同前。 =2440即 取序批池水深6m,则表面积水力停留时间: （4）剩余污泥量计算 剩余污泥是从SBR系统中的序批池中产生的，序批池污泥量，为整个SBR系统的剩余污泥量。 剩余污泥中生物污泥量: 式中： 剩余污泥中生物污泥量，； 污泥产率系数，； 自身氧化系数，； VSS站SS中的比例，一般取=0.75； 时 = =480.24（） 剩余污泥中的非生物污泥量: 式中： 非生物污泥量，；序批池中设计进水浓度，； 设计出水浓度，设计中取10； 进水中可生化部分的比例，设计中取=0.7； =312.93（）剩余污泥量:剩余污泥按含水率计算，则湿污泥量为=序批池需氧、供气量计算 在夏季高温时，硝化反硝化所需实际运行泥龄可以缩短，夏季水温，硝化所需泥龄：式中参数同前。 =1.6加上反硝化泥龄:再取一个安全系数，取 对应再考虑最冷月的泥龄 （） =11.57加上反硝化泥龄 查得（注水温为）故取 的去除量: 式中： 序批池中的去除量，； 进入序批池设计流量，； 波动系数，取=1.25 其它同上。需硝化的氨氮量: 式中： 需硝化的氨氮量，； 序批池进水凯式氮（）浓度，； 要求出水氨氮浓度，； 其它同上。 =743.04=31反硝化的硝酸盐量: 式中： 反硝化的硝酸盐量，； 序批池中需要反硝化的氮，； 其它同前。 =311.04=13总耗氧量:式中： 去除含碳有机物单位耗氧量，包括降解耗氧量和活性污泥衰减耗氧量； 序批池中实际耗氧量，； 其它同前。 =422.07标准需氧量:式中：序批池中标准需氧量，； 需氧来年感修正系数，按下式计算；混合液中值与清水中值之比，我国规范的建议值为0.85，如条件允许应实测；混合液饱和溶解氧值与清水饱和溶解氧值之比，我国规范的建议值为0.9，如条件允许应实测； 最热日反应池平均水温（)，计算时采用的水温同一温度值； 标准条件下清水中饱和溶解氧，； 清水在和实际计算压力时的饱和溶解氧，；混合液剩余溶解氧值，一般=2，机械曝气的氧化沟=1.5，同步硝化反硝化他=0.5，设计中取=2。 对机械曝气和鼓风曝气是不同的，对于机械曝气，是清水在，一个大气压时的饱和溶解氧值，对于鼓风曝气是清水在时曝气装置安装深度处至水面的平均溶解氧值：式中：清水在时的饱和溶解氧，, =8.15； 曝气装置处绝对压力，； 曝气他选出气体中含氧，。 曝气设备氧利用率，设计中取=0.2 则 =1.4 需气量: 标准状态下的空气体积，温度为20，气压为个大气压。 气水比: 3.3.3.4改良SBR池平面布置各单元平面尺寸如下：SBR1池SBR2池（序批池） 水深：6m；A池（厌氧池） 水深：8m；O池（主曝气池） 水深：6m。3.3.3.5改良SBR进出水系统设计进水分两部分进水，80%的新鲜污水，由两根管径DN800mm铸铁管厌氧池进入AO系统，20%的新鲜污水通过两根DN400mm铸铁管，直接进入序批池，以补充序批池中的碳源。出水采用空气堰出水，空气堰选用PKQ5000型空气堰（PKQ5000 Type Air Weir），处理水量500800，出水堰长度5000mm，驱动功率0.37Kw，过水流速3.3.3.6空气管路布置及损失计算曝气装置选OMT-300型微孔曝气器，其主要性能参数如下：直径D=330mm，气泡尺寸，工作气量，服务面积，氧总转移能力，氧转移率（水深6m），充氧动力效率，典型流量时压降。主曝气池空气管路布置及损失计算设计中曝气头的布置，采用间距为1.0m。主曝气池内的曝气头数量为个则单个曝气头空气流量为： 主曝气池选配鼓风机所需的压力（相对压力）H，可用下式计算：式中，风管的沿程阻力，风管的局部阻力，穿孔管以上的调节池水深（应以最高水位计），穿孔管孔眼出流阻力，的计算公式为：式中，单位管长的阻力（）风管的阻力（m）温度为时，空气的密度修正系数大气压力为p时的压力修正系数空气管路计算草图见图3.8：图3.8空气管路计算草图以上参数中，在T20，标准压力为0.1MPa时，i的计算公式为：的计算公式为：其中，温度为时的空气密度（）温度为时的空气密度（）的计算公式为：的计算公式为：式中，局部阻力系数风管中平均空气流速（m/s）空气密度（kg/m3）当温度为，标准压力为760133.322Pa时，空气密度为1.205 kg/m3，在其他情况下，值可用下式推算：其中，p空气的绝对压力（MPa） T空气温度（）风管的沿程阻力的计算：首先计算各参数：设风管内的空气温度设为，空气的绝对压力取为0.1 MPa（100kPa），则：穿孔支管损失较小，损失计算时按整体计算，不再以各穿孔为节点分开细算。0-1管段：流量，内径，管长，则：流速：1-2管段：流量，内径，管长，则：流速：23管段：流量，内径，管长，则：流速：34管段：流量，内径，管长，则：流速：45管段：流量，内径，管长，则：流速：56管段：流量，内径，管长，则：流速：67管段：流量，内径，管长，则：流速：78管段：流量，内径，管长，则：流速：89管段：流量，内径，管长，则：流速：9-10管段：流量，内径，管长，则：流速：10-11管段：流量，内径，管长，则：流速：11-12管段：流量，内径，管长，则：流速：12-13管段：流量，内径，管长，则：流速：13-14管段：流量，内径，管长，则：流速：14-15管段：流量，管径，管长，则：流速：15-16管段：流量，管径，管长，则：流速：16-17管段：流量，管径，管长，则：流速：17-18管段：流量，管径，管长，则：流速：18-19管段：流量，管径，管长，则：流速：19-20管段：流量，管径，管长，则：流速：20-21管段：流量，管径，管长，则：流速：21-22管段：流量，管径，管长，则：流速：鼓风机房至主曝气池空气管道沿程压力损失见图3.9.图3.9鼓风机房至主曝气池空气管计算节点草图22-23管段：流量，管径，管长，则：流速：22-23管段：流量，管径，管长，则：流速：从鼓风机房至包含最不利曝气头的曝气池管段沿程损失由此，整理上述计算结果得曝气池内沿程损失表见表3.10。表3.10曝气池内沿程损失表管段编号管长空气流量管径计算内径空气流速沿程损失0-11.00.12431.381.0111-21.00.24432.753.793.742-31.00.36434.318.298.183-41.00.48435.5114.4414.244-51.00.60436.8922.221.895-61.00.72438.2631.4731.036-71.00.84439.6440.8540.287-81.00.964311.0254.854.038-91.01.08557.5819.4619.199-101.01.20558.4223.823.4910-111.01.32559.2628.628.211-121.01.445510.133.8133.3312-130.51.565510.9439.4219.4313-141.03.0819.719.0518.7814-151.06.01258.157.827.7115-161.09.01508.496.696.616-171.012.015011.3211.6411.4817-181.015.02256.293.242.2118-190.518.02257.543.171.5619-201236.03008.492.7532.5420-215.072.04009.552.3911.7821-226.9144.06008.491.137.71合计/398.4计算得：风管的沿程阻力，即约为。局部阻力计算设计中取局部阻力为沿程阻力的则 主曝气的最高水深为，穿孔支管中心在池底以上，则穿孔管上的水深为，由此可得，OMT-300型微孔曝气器压降取则 鼓风机所需的相对压力为 鼓风机选型：选用型号为C130-1.65离心鼓风机2台，性能参数：进口流量：130，升压：65Kpa，电机功率：200Kw，温度：20。生产厂商：上海华鼓风机有限公司。3.3.3.7序批池空气管路布置及损失计算设计中曝气头的布置，采用间距为1.0m。主曝气池内的曝气头数量为个则单个曝气头空气流量为： 主曝气池选配鼓风机所需的压力（相对压力）H，可用下式计算：式中，风管的沿程阻力，风管的局部阻力，穿孔管以上的调节池水深（应以最高水位计），穿孔管孔眼出流阻力，的计算公式为：式中，单位管长的阻力（）风管的阻力（m）温度为时，空气的密度修正系数大气压力为p时的压力修正系数式中各阻力计算同上。序批池空气管路计算草图见图3.10：图3.10序批池空气管路计算草图0-1管段：流量，内径，流速管长，则：流速：1-2管段：流量，内径，流速管长，则：流速：23管段：流量，内径，流速管长，则： 流速：34管段：流量，内径，流速管长，则：流速：45管段：流量，内径，流速管长，则： 流速：56管段：流量，内径，流速管长，则：流速：67管段：流量，内径，流速管长，则： 流速：78管段：流量，内径，流速管长，则： 流速：89管段：流量，内径，流速管长，则：流速：910管段：流量，内径，流速管长，则：流速：1011管段：流量，内径，流速管长，则：流速：1112管段：流量，内径，流速管长，则：流速：1213管段：流量，内径，流速管长，则：流速：1314管段：流量，管径，流速管长，则：流速：1415管段：流量，管径，流速管长，则：流速：1516管段：流量，管径，流速管长，则：流速：1617管段：流量，管径，流速管长，则： 流速：1718管段：流量，管径，流速管长，则： 流速：1819管段：流量，管径，流速管长，则：流速：序批池至鼓风机房管线计算图见图3.11.图3.11序批池至鼓风机房管线计算草图图中节点20即为图中节点1920-21管段：流量，管径，管长，则：流速：21-22管段：流量，管径，管长，则：流速：由此，整理上述计算结果得曝气池内沿程损失表见表3.11。表3.11曝气池内沿程损失表管段编号管长空气流量管径计算内径空气流速沿程损失0-11.00.124311.05282.53278.581-21.00.24431.721.541.522-31.00.36432.583.353.313-41.00.48433.445.835.754-51.00.60434.38.968.845-61.00.72435.1612.7312.556-71.00.84436.0317.1816.947-81.00.96436.8922.221.898-91.01.08557.7527.8427.459-101.01.20558.6134.0833.610-110.51.32559.4740.9440.3611-121.01.44555.346.045.9612-131.01.565510.6722.8822.5613-141.03.0816.725.395.3214-151.06.01258.969.389.2515-160.59.015011.2414.5114.316-171112.01508.754.914.8417-18415.02257.782.339.1218-196.918.02258.752.0213.74合计535.88计算得：风管的沿程阻力，即约为。局部阻力计算设计中取局部阻力为沿程阻力的则 序批池的最高水深为，穿孔支管中心在池底以上，则穿孔管上的水深为，由此可得，OMT-300型微孔曝气器压降取则 鼓风机所需的相对压力为鼓风机选型：选用型号为C90-1.65离心鼓风机2台，性能参数：进口流量：90，升压：65Kpa，电机功率：140Kw，温度：20。3.3.4计量堰为提高污水厂的工作效率和运转管理水平，并积累技术资料，以总结运转经验，为今后处理厂的设计提供可靠数据，必须设计计量设备，以准确掌握污水厂的污水量，并对水量资料和其它运行资料进行综合分析。3.3.4.1 计量堰的选择原则 测量装置应当是水头损失小、精度高、操作简单，并且不易沉积杂质物的。 二级出水的计量设备可采用咽喉式计量槽、电磁流量计、文氏管、超声流量计等，也可采用各种形式的溢流堰(downflow weir)进行测量。本设计中为节省投资，近在污水厂的总出水管上设置计量设备，对二级处理出水进行计量。计量车被采用咽喉式计量槽中常采用的巴氏槽（Parsh Flume）。其优点是：水头损失小、不易发生沉淀、精确度高，可达9598%。但它对于施工要求较高，尺寸如不精确即影响精度。因此，施工时应注意确保质量。图3.12 巴式计量槽计算简图3.3.4.2设计计算上游直线尺寸按最优条件取完深比，矩形截面， 则流速取值 当时，； 当时，； 当时，。设计中取。根据实际情况，设计中取。 得 设计中取0.7。喉前缩小部分的尺寸 得 调整，使得趋近于 经调整 则 喉的尺寸设，喉后扩大部分尺寸设， 则 自由流 由 可得 =喉后直线段尺寸 （取）则 保护高，设计中取； 3.3.5紫外线消毒3.3.5.1流量设计流量.最大流量3.3.5.2灯管数初步选用紫外消毒设备，每，需14根灯管。 故（根），设计中选66根 （根）设计中选100根拟选用6根灯管为一个模块，则模块数N （个）3.3.5.3消毒渠设计按设备要求渠道深度为137，设渠中水流速为0.3渠道过水断面积 渠道宽度 若灯管间距为10.16cm，沿渠道宽度可安装8个模块，选用UV3000PLUS系统 ，1 个灯组8个模块。渠道长度每个模块长度为1m，每个模块间距1.0m渠道出水设堰极调节，调节堰与灯组间距1.5，则渠道总长；3.4污泥处理构筑物计算3.4.1污泥处理的目的与处理方法3.4.1.1污泥处理的目的在污泥处理过程中，产生大量的污泥。这些污泥含有大量的易分解的有机物质，对环境具有潜在的污染能力。同时，污泥含水率高，体积庞大，处理和运输均很困难。因此，物在最终处置前必须处理，以降低污泥中的有机物含量，并减少其水分。使之在最终处置时对环境的危害减少之限度。减量：降低污泥含水率，减小污泥体积。稳定：去除污泥中的有机物，使之稳定。害化：杀灭寄生虫卵和病原菌。污泥综合利用。3.4.1.2 污泥处理方法的选择污泥处理的一般方法与流程的选择约定与当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素。由于产生污泥较小，不采用污泥消化，故本设计选择直接机械脱水。3.4.2浓缩池计算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。本设计采用两座辐流式浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静圧排泥。3.4.2.1设计要求(1)进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%97%;当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%99.6%。(2)污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80120kg/(m2.d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用3060kg/(m2.d)。(3)浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。(4)有效水深一般宜为4m,最低不小于3m。(5)浮渣挡板高出水面0.10.15m，淹没深度为0.3-0.4m。3.4.2.2设计参数进入浓缩池的剩余污泥量0.0048 m/s，则单池流量：Q=0.0024m/s=8.64m/h 污泥含水率P199.0，设计浓缩后含水率P2=97.0 污泥浓缩时间：T=16h 3.4.2.3浓缩池池体计算（1）每座浓缩池所需表面积m2（2）浓缩池直径 取D=10.50m（3）浓缩池池容V=QT=0.0024360016=138.24m（4）有效水深h1= =1.6m（5）浓缩后排出含水率P297.0的污泥,则浓缩后剩余污泥量Q 1=（6）池底高度h=0.01=0.0525m 设计中取0.06m（7）泥斗容积 泥斗的垂直高度h=tg(a-b)=tg55(1.25-0.25)=1.43m泥斗容积 = m3泥斗的上口半径，取1.25m ；泥斗的下口半径，取0.25m。污泥停留时间T=1.0h（8）浓缩池总高度： 浓缩池的超高h1取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度H为=0.3+1.6+0.30+0.06+1.43=3.69m（9）分离出的污水量q=0.0024=0.0016m/s（10）溢流堰浓缩池溢流出水经规过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出，出水槽流量 q=0.0016m/s设出水槽宽不0.2 m，水深h=0.05m，则水流速为0.16m/s溢流堰周长： 式中 c溢流堰周长（m）；浓缩池直径 取10.5；b出水槽宽（m）c=3.14(10.5-20.2)=31.7m溢流堰采用单侧90三角形出水堰，三角堰顶宽0.16，深0.08，每格沉淀池有31.7/0.16=198个三角堰，每个三角堰流量为 =0.0016 /198=0.0000081 m/s三角堰水深=0.70.0000081=0.0064m 取0.007m（11）溢流管溢流水量0.0016，设溢流管管径，管内流速v=0.2m/s。（12）排泥管浓缩后剩余污泥量0.0008，泥量很小，采用间歇排泥方式，污泥管道选用DN500mm.（13）刮泥装置 浓缩池采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。浓缩池计算草图见图3.12：图3.13 浓缩池计算草图3.4.3贮泥池计算贮泥池用作贮存来自初沉池和浓缩池的污泥，以便调节消化池的进泥量。由于泥量不大，设计中设一座贮泥池，池体采用竖流式沉淀池构造。3.4.3.1贮泥池设计进泥量 式中： 初沉池污泥量，； 浓缩后剩余污泥量，。=238.53.4.3.2贮泥池几何尺寸计算 贮泥池容积 式中： 贮泥时间，h，一般采用812h，设计中取8h； 贮泥池个数，设计中取n=1个； 其它同前。 贮泥池的设计容积： 式中：贮泥池的设计容积，； 贮泥池直径，； 贮泥池有效深度，； 污泥斗高度，； 锥体上底半径，； 污泥斗底部半径，； 污泥斗倾角，一般采用 设计中取：=5.5，=3.0，=，=1.5，； =2.2 =81.476.9 符合要求 贮泥池高度： 式中：贮泥池高度，； 超高，设计中取=0.3； 贮泥池有效深度，； 污泥斗高度，；管道部分设计贮泥池中设DN200mm的吸泥管一根。设两根进泥管，一根来自初沉池，管径DN300mm，另一根来自污泥浓缩池，管镜DN150mm，间歇进泥。3.4.3.3贮泥池搅拌机选型 搅拌机选用QJB0.8542603740cs 额定功率：0.85Kw；叶轮直径：260mm；叶轮转速：740rmin。3.5污水提升泵房设计3.5.1一般规定（1）应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管之设计流量相同；（2）应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施。并（3）根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；（4）污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形；（5）泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施。(6)选泵机组泵站泵的总抽生能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求；(7)尽量选择类型相同（最多不超过两种型号）和口径的水泵，以便维修，但还须满足低流量时的需求；(8)由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。3.5.2具体计算泵站选用集水池与机器间合建式的泵站。3.5.2.1流量的确定Qmax=312L/s本设计拟定选用4台泵（3用1备），则每台泵的设计流量为：Q=Qmax/4=312/3=104L/s3.5.2.2扬程的估算H=H静+2.0+（0.51.0）式中 2.0水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失；0.51.0自由水头的估算值，取为1.0；H静水泵集水池的最低水位H1与水泵出水水位H2之差；H1=进水管底标高+Dh /D- 1.8=14.75+0.90.41-1.8=13.32mH2=接触池水面标高+沉砂池至接触池间水头损失接触池水面标高与厂区地面大致相平，取为15.50m；沉砂池至接触池间水头损失为3.54.5m，取4.5m；则 H2=15.50+4.5=20.00mH静=H2-H1=20.00-13.32=6.68m水泵扬程为H=H静+2.0+1.0=6.68+2.0+1.0=9.68m3.5.2.3选泵由Q=104/s=，H=9.68m，可查手册11得，选用8PWL型立式污水泵，其各项性能如表3.12.表3.12 8PWL型立式污水泵型号流量Q（L/s）扬程H（m）转速n（r/min）轴功率（kw）气蚀余量（m）重量（kg）8PWL97.2180.515.59.573023335.17503.5.2.4吸、压水管路实际水头损失的计算(1)设计依据吸水管流速0.82.0m/s，安装要求有向水泵不断向上的坡度；压水管流速一般为1.22.5m/s；吸压水管实际水头损失不大于2.5m/s。（2）具体计算 Q=104l/s，吸水管选用DN=400mm的铸铁管，压水管为DN=350mm的铸铁管。V压= =1.2m/s查手册1知，1000i=10.4V吸=0.92m/s查手册1知，1000i=5.11水泵进出口直径分别为250mm，200mm。V吸水口= =2.35m/sV压水口= =3.68m/s吸水管路损失吸水管上有一个喇叭口Dg=1.5400=600mm ，1 =0.1；Dg400的90弯头一个，2 =0.6；Dg400的闸阀一个，3 =0.07；Dg400250的偏心渐缩管一个，4 =0.19；吸水喇叭口流速V1=40.104/（3.140.62）=0.41m/sh局部=0.09m设吸水管管长3m，则 h沿程= =0.015m吸水管总损失 ：h1=0.09+0.015=0.105m压水管路损失压水管上有Dg200350的渐缩管一个，1=0.25；Dg350的截止阀一个，2 =3.0；Dg350的闸阀一个，3 =0.07；Dg350的90弯头两个，4 =0.59；h局部=0.50m设压水管管长30m，则 h沿程= =10.4/100030=0.312m压水管总损失 h2=0.50+0.312=0.812m泵站内总水头损失h=h1+h2=0.105+0.812=0.917m2m泵扬程校核H=H静+h+1.0=9.68+0.917+1.0=10.60mm3脱水后污泥含水率为75%，污水体积为：脱水后的污泥用车外运处理。4污水处理厂平面布置4.1平面布置一般原则 该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道以及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总平面布置适应遵守以下几点原则：(1)污水及污泥处理构筑物是处理站的主体，应布局合理，其投资少及运行方便。应尽量应用厂区地形，使废水及污泥在各处理构筑物之间靠重力自流，同类构筑物之间配水均匀，切换简单，管理方便，不同构筑物之间距离适宜，衔接紧凑，一般在510m，污泥干化机脱水设备应在下风向，干化污泥能从