水处理课程设计作业.doc

水处理课程设计任务书 院系：土木建筑与工程学院 专业：环境工程 姓名：王帆 程丽 韩花琪 杜双杰班级：0909093指导老师： 高军侠目录第一章 概述 .3第二章 污水管网设计.5 2.1 排水体制选择.5 2.2 污水流量计算.5 2.3 污水管网定线.6 2.4 污水管段流量计算.7 2.5 污水管网水力计算.10第三章 总结.12附录一：参考文献附录二：排水管网总平面布置图 一条干管的剖面图 第一章 概述 该设计为某城市新区排水管网设计。根据城市新区总体规划布置图来进行设计。首先根据街坊、工厂布置选择合适的排水体制。城镇排水系统主要有合流制和分流制两种系统。由于排除雨水的方式不同，分流制排水系统又分为完全分流制、不完全分流制和半分流制三种。早期的合流制排水系统是将排除的混合污水有经处理和利用，就近直接排入水体 ，故称为直排式合流制排水系统，这种对水体污染严重。所以改造后，常采用截流式全流制排水系统。它是在早期建设的基础上，沿水体岸边增建一条截流干管，并在干管末端设置污水厂。同时，在截流干管与原干管相交处设置溢流井。晴天和初雨时，所有污水都排入污水厂，经处理后排入水体；随着雨量的增加，雨水径流相应增加，当来水流量超过截流干管的输水能力时，将出现溢流，混合污水经溢流井直接溢入水体。 其次，流量的设计要求合理，过大将增加投资，过小则满足不了要求。生活污水设计流量是按每人每日平均排出的污水量、使用管道的设计人数和总变化系数计算的。对于街坊的划分，有围坊式、低侧式和对边式面积划分方法，因此设计管段的排水面积通过划分街坊的泄水面积来确定。最后，要进行管渠的水力设计。它是根据水力学原理确定管渠的管径、坡度和高程。为了保证管渠能正常运行，以收集和输送生活污水和工业废水，管渠水力计算要满足下列要求：（1）不溢流；（2）不淤积；（3）不冲刷管壁；（4）要注意通风。因此设计的主要参数包括充满度、流速、最小管径、最小设计坡度以及管首的埋设深度和覆土厚度。以下为这些设计参数的要求。1、设计充满度管径或渠高/mm最大设计充满度h/D2003000.553504500.655009000.7010000.751、 设计流速 为了防止管渠因淤积而堵塞或因冲刷而损坏，通常我们对设计规定了一个范围。规范规定：污水管渠的最小设计流速为0.6m/s；明渠的最小设计流速为0.4m/s。3、设计最小管径管道类别最小管径/mm相应最小设计坡度污水管300塑料管0.002，其他管0.003雨水管和合流管300塑料管0.002，其他管0.003雨水口连接管2000.01压力输泥管150重力输泥管2000.01 另外，上下游管段衔接时应注意（1）尽可能提高下游管段的高程，以减少埋深，从而降低造价，在平坦地区这点尤其重要；（2）避免在上游管段中形成回水而造成淤积；（3）不允许下游管段的管底高于上游管段的管底。管段的衔接方法有管顶平接，水面平接和管底平接。在一般情况下，异管径管段采用管顶平接，同管径采用水面平接，在特殊情况下，下游管段管径小于上游管段管径，而不能采用管顶平接或水面平接时，就采用管底平接以防下游管段管底高于上游管段的管底。 第二章 污水管网设计 2.1 排水体制的选择 由于该小区为中小城市的建主小区，工厂排出的废水和生活污水一起由污水管网全部送至污水厂经处理后排入河流，所以采用截留式排水系统比较合理。 2.2 污水量的计算有原始资料知道该小区为河南省某一中小城市的建筑小区，参照水污染控制工程附录3（居民生活用水定额和综合生活用水定额）附表3-1查得平均日综合生活用水定额为70120L/(人.d),可取值为120L/(人.d),根据室外排水设计规范的规定，按居民生活用水定额确定污水定额，对给水排水系统规范完善的地区可按用水定额的90%计，一般地区可按用水定额的80%计。该小区街坊人口密度为350cap/ha,可得比流量=35012080%/86400=0.39L/(s.hm2)，已知各街坊的面积，计算得污水量的计算结果如下表：街坊编号12345678污水量计算L/s0.470.660.810.770.860.860.560.86街坊编号910111213141516污水量计算L/s0.760.800.940.940.470.890.570.66街坊编号1718192021222324污水量计算L/s0.780.700.650.480.600.670.700.86街坊编号25262728污水量计算L/s0.540.800.800.94 2.3排水管网定线排水管网定线即确定排水管道系统的路线，正确的定线是合理的，经济是涉及污水管道系统定线的先决条件。管道定线一般按照总干管，干管，支管顺序依次进行，主要原则是：应尽可能的在路线较短和埋深较小情况下，让最大区域的污水能自流排出。本地区为一中小城市，通常只需设一个污水处理厂，则只需敷设一条总干管。有街坊平面图可知该建筑小区的边界为排水边界，在该排水边界地势北高南低，坡度较小，无明显分水线，故可划分一个排水流域，在该排水流域内小区支管布置在小区南面靠近河岸的地势较低处，基本上与等高线平行。整个建筑区管道系统成截留式布置，如图所示，箭头表示各街坊的污水流向。污水处理厂和出水口要设在城市的下风向，水体的下游，离开居住区和商业区。 2.4 管段流量的计算 根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点（一般定为街坊两端）有集中流量进入及有旁侧支管接入的点，作为设计管段的起止点并将该点的检查井编上号码，如上图所示。设计管段的设计流量应列表进行计算，在初步设计中只设计干管和主干管的设计流量，在技术设计和施工图设计中，要计算所有管段的设计流量，本设计为初步设计，故只计算干管和主干管的设计流量，如下表: 主干管和干管的设计流量表管段编号居住区生活用水量集中流量L/S设计流量(L/S)本段流量转输流量L/S合计平均流L/S量总变化系数K总生活污水设计流量L/S本段转输街坊编号街坊面积ha比流量q0L/(s.ha)流量q1(L/S)1-229298-9(1)(2)2.910.391.11.12.32.52.59-10(7)(8)3.640.391.41.12.52.35.85.810-2(13) (14)3.490.391.42.53.92.39.09.02-3(24)2.200.390.93.94.82.311.02940.03-4(25)1.380.390.54.85.32.312.22941.211-12(3)(4)4.060.391.61.62.33.73.712-13(9)(10)4.000.391.61.63.22.37.47.413-14(15)(16)3.150.391.23.24.42.310.110.114-4(19)(20)(21)4.420.391.74.46.12.314.014.04-5(26)2.040.390.811.412.22.125.62954.95-6(27)2.040.390.812.213.02.127.32956.315-16(5)(6)4.400.391.71.72.33.93.916-17(11)(12)4.800.391.91.73.62.38.38.317-18(17)(18)3.800.391.53.65.12.311.711.718-6(22)(23)3.510.391.45.16.52.315.015.06-7(28)2.400.390.919.520.42.040.82969.8 工厂排出的工业废水作为集中流量，在检查井1处进入污水管道，相应的设计流量分别为29L/s。如图和上表所示，设计管段12为主干管的起始管段，只有集中流量（工厂经局部处理后排出的工业废水)29L/s流入，故设计流量为29L/s。设计管段23除转输管段12的集中流量29L/s外，还有本段流量和转输流量流入。该管段接纳街坊24的污水，其街坊面积为2.20ha，故=0.392.20=0.9L/s;该管段的转输流量是从旁侧管段89102流来的生活污水平均流量，其值为：=0.39（1.21+1.70+1.43+2.21+1.21+2.28)=3.9L/s.设计管段23的合计平均流量为+=0.9+3.9=4.8L/s，查下表可知，=2.3，故该管段的综合生活污水设计流量为=4.82.3=11.0L/s，总设计流量为综合生活污水设计流量与集中流量之和，即Q=11.0+29.0=40.0L/s。其余各管段设计流量的计算方法与上述方法相同。下表为生活污水量总变化系数。生活污水量总变化系数平均日流量L/s51540701002005001000总变化系数2.32.01.81.71.61.51.41.32.5 管网水力计算各设计管段的设计流量确定后，即可从上游管段开始进行各设计管段的水力计算，本实验为初步设计，只需进行污水干管和主干管的水力计算，其计算结果见下表： 污水干管水力计算表管段编号 长度L(m)设计流量Q(m） 管径D(mm) 管坡 I 流速V(m/s)充满度h/D 水深 H(m)管底降落量I.L(m)8-91702.53000.0030.60.50.150.519-101605.83000.0030.60.50.150.4810-23209.03000.0030.60.50.150.9611-121703.73000.0030.60.50.150.5112-131607.43000.0030.60.50.150.4813-1416010.13000.0030.60.50.150.4814-416014.03000.0030.60.50.150.4815-161703.93000.0030.60.50.150.5116-171608.33000.0030.60.50.150.4817-1816011.73000.0030.60.50.150.4818-616015.03000.0030.60.50.150.48管段编号 高 程（m） 埋设深度 （m） 地 面 水 面 管 底 上端 下端 上端下端上端下端上端下端8-988.1087.6086.7586.2486.6086.091.501.519-1087.6087.1586.2485.7686.0985.611.511.5410-287.1586.1085.7686.7585.6184.651.541.4511-1288.1087.5586.7586.2486.6086.091.501.4612-1387.5587.1086.2485.7686.0985.611.461.4913-1487.1086.6085.7685.2885.6185.131.491.4714-486.6088.0085.2886.6585.1384.651.471.3515-1688.0087.5086.6586.1486.5085.991.501.5116-1787.5087.0586.1485.6685.9985.511.571.5417-1887.0586.6585.6685.1885.5185.031.541.6218-686.6585.8085.1884.7085.0384.551.621.25 污水主干管水力计算表 管段编号长度L(m）设计流量Q管径D(mm)管坡I流速V(m/s）充满度h/D水深H(m）管底降落量IL(m)1-211029.03500.00180.600.510.180.202-324040.04000.00150.600.530.210.363-416041.24000.00150.600.540.220.244-520054.64500.00130.600.550.150.255-622056.34500.00120.600.570.260.266-722069.85000.00100.600.580.290.22管段编号 高 程（m） 埋设深度（m） 地 面 水 面 管 底 上端 下端 上端下端上端下端上端下端1-286.286.184.0383.8383.8583.6522.12-386.186.0583.8183.4583.6083.242.12.413-486.0586.0083.4583.2183.2382.992.422.614-586.0085.9083.1982.9482.9482.692.612.765-685.9085.8082.9482.6882.6882.422.772.936-785.8085.782.6682.4482.3782.152.933.05 第三章 总结 在最开始的排水体制选择中，我们根据老师上课所讲的方法，以及查看一些相关资料，采用了截流式排水系统。在管网定线方面则耗时颇多，我们在开始选择了好几种定线方式，最后考虑经济效益，选择了一种。管道流量计算和管网水力计算则考验了我