市政污水管网设计任务书.doc

东华理工大学毕业设计 论文 摘 要 人的生存和城市的发展都离不开水 随着国民经济的发展 在许多城市里环境污 染日趋严重 这给人们的日常生活带来了许多害处 而建造城镇污水处理厂被证明 是解决城镇水污染的一条有效途径 所以为了保护我们周围的环境 需要建立一整 套完整的污水处理系统 收集 输送 处理是非常必要的 本次毕业设计的题目是 A市新城区排水工程设计 包括排水管网布置及污水 处理厂初步设计和单项处理构筑物初步设计 该污水处理厂主要处理工艺为氧化沟法 氧化沟法可以同时完成有机物的去除 硝化脱氮除磷等功能 脱氮的前提是NH3 N应完全硝化 而氧化沟的好氧 厌氧区能 完成这一功能 在好氧区进行有机物降解和氨化 在厌氧区进行硝化和反硝化 从 而完成污水的处理 使排放出水达标 关键词 排水工程 污水处理 生物处理 Carrousel氧化沟 东华理工大学毕业设计 论文 ARSTRACT The survival and development are inseparable from the city s water with the national economic development in many cities increasingly serious environmental pollution to people s daily life has brought many harmful effects and the construction of urban sewage treatment plants proved to be to solve urban water pollution an effective way so in order to protect the environment around us the need to establish a set of comprehensive sewage treatment system the collection transmission processing is essential The graduation project is entitled A urban drainage works in the new design including the drainage network layout and a sewage treatment plant preliminary design and construction of structures dealing with individual design plans The main sewage treatment plant for the process of oxidation ditch Oxidation Ditch law can complete the removal of organic matter nitrogen and phosphorus removal and other functions nitrification Nitrogen is the premise of NH3 N should be fully nitrification and the oxidation ditch aerobic anaerobic zone to complete this feature in aerobic areas and degradation of organic matter ammoniation anaerobic zone nitrification and denitrification To complete the sewage disposal so that the effluent discharge standards Key words Drainage Engineering Waste water Treatment Biological treatment Carrousel Oxidation Pond 东华理工大学毕业设计 论文 目目 录录 绪 论 1 1 设计概论 2 1 1 城市概况 2 1 1 1 城市规划 2 1 1 2 排水工程现状及规划 2 1 2 主要设计资料 2 1 2 1 新城区城市规划资料 2 1 2 2 水文及气象资料 4 1 2 3 设计依据 4 1 2 4 设计内容和要求 5 1 3 设计指导思想和设计原则 6 1 3 1 设计指导思想 6 1 3 2 设计原则 6 2 排水系统设计与计算 7 2 1 排水系统体制的确定 7 2 2 排水管网系统布置原则 7 2 3 污水管网系统设计与计算 7 2 3 1 污水管道布置与定线 7 2 3 2 污水设计流量计算 8 2 3 3 管段设计流量计算 9 2 4 雨水管渠系统设计与计算 13 2 4 1 雨水管渠系统布置原则 13 2 4 2 排水流域和雨水管道定线 13 2 4 3 雨水管网设计流量计算 13 2 4 4 雨水管渠设计控制参数 15 3 污水处理厂工艺设计 17 3 1 污水处理厂厂址的选择 17 3 2 污水处理厂的设计规模 17 3 2 1 污水处理厂的设计规模 17 3 2 2 污水处理厂处理构筑物规模 18 3 2 3 设计流量 18 3 2 4 处理程度的确定 18 3 3 污水处理工艺流程的选定 18 3 3 1 处理工艺流程选定应考虑的因素 18 3 3 2 污水处理工艺选择 19 3 4 污水处理构筑物的设计计算 20 3 4 1 泵前中格栅 20 东华理工大学毕业设计 论文 目 录 3 4 2 污水提升泵房 23 3 4 3 平流式沉砂池 25 3 4 4 初次沉淀池 28 3 4 5 Carrousel 式氧化沟 34 3 4 6 二次沉淀池 40 3 4 7 接触消毒池 47 3 4 8 计量设施 49 3 5 污泥处理构筑物的设计计算 53 3 5 2 贮泥池 57 3 5 3 污泥脱水 59 3 6 污水处理厂平面及高程布置 60 3 6 1 污水处理厂的平面布置原则 60 3 6 2 污水处理厂平面布置 62 3 6 3 污水厂高程布置原则 62 3 6 4 污水处理构筑物高程布置 62 结 论 63 致 谢 64 参考文献 66 附 录 67 东华理工大学毕业设计 论文 绪论 1 绪 论 我国地域幅员辽阔 然而各地的气候不同 经济发展状况水平差异也很大 目 前 各城市都面临着不同的水环境污染 现有城市污水处理厂 90 以上采用的是活 性污泥法 其余采用一级处理 强化一级处理 生物膜法 稳定塘法及土地处理法 等 七五 八五 九五 十五 国家科技攻关课题的建立与完成 使我国在 污水处理新技术 污水再生利用新技术和污泥处理新技术等方面都取得了可喜的科 研成果 某些研究成果达到国际先进水平 因此 根据城市的规划 建立一套与自己经济发展相适应的控制水污染 保护 水环境的方针 政策 标准和法规 同时建设与经济发展水平相适应的污水处理厂 这能够有效地防止因水资源短缺而制约城市社会经济发展 在人们的日常生活中 几乎任何时候都与水有关 例如盥洗 淋浴 生活洗涤等都离不开水 经过人们用 了之后便成了污水 城市的雨水和冰雪融水也应及时排除 否则它们将积水为害 妨碍城市的交通 甚至危及人们人身财产安全 在人们生产和生活中产生的这些污水中 如不加控制 任意排入水体 江 河 湖 海 地下水等 或土壤 将使水体受到污染 即会破 坏原有的大自然环境 从而引起许多环境问题 甚至造成公害 因此 为了保护水 环境 避免发生上述问题 国家规定现代城市就需要建立一套完整的工程设施 排 水工程 来收集 输送 处理和利用污水 它的基本任务是保护水环境免遭受人为 的污染 以促进工 农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活 以便维持良好 的城市面貌 其主要内容包括 1 各种污水和雨水的收集并及时地将其输送至适当地点 2 妥善处理后排放或者再利用 排水工程在建设我国社会主义国家中起着十分重要的作用 从环境保护方面讲 排水工程有保护和改善环境 消除污水危害的作用 是保障人民健康和造福子孙后 代的大事 从卫生上讲 排水工程的兴建对保障人民的健康具有深远的意义 对预 防和控制各种传染病 癌症或 公害病 等等都有着极其重要的作用 从经济上讲 城市污水资源化 可重复利用于城市或工业 这是节约用水和解决淡水资源短缺的 重要途径 它将产生巨大的经济效益 总之 在建设中国特色的社会主义国家过程中 把排水工程作为国民经济的组 成部分 对保护环境 促进工 农业生产和保障人民健康有着现实的意义和深远的 影响 并使经济建设 城乡建设与环境建设同步规划 同步实施 同步发展 这样 才能实现经济效益 社会效益和环境效益的统一 Comment lin1 东华理工大学毕业设计 论文 1 设计概论 1 1 城市概况 1 1 1 城市规划 A 市位于北纬 30 度 9 分 东经 115 度 29 分 地处长江三角洲东缘 我国南北 海岸线的中部 交通便利 地理位置十分优越 近几年 随着该市经济的快速发展 城市发展需要新的空间 市政府决定发展城区南部 创造一个布局合理 功能齐备 交通便捷 生活方便 具有文化内涵的新城区 1 1 2 排水工程现状及规划 A 市的新建城区的现状是 无任何的排水管网 因为是刚开发建设不久的新城 所以排水主要靠沟渠流入池塘或河流中 从而造成水环境污染破坏了整个城市的环 境 影响了人民的日常工作 生活和身体健康 已成为影响和制约该市经济可持续 发展的重要因素之一 随着开发区面积的扩增 各类企事业单位的相继入驻 建筑面积也成倍增长 用水量也随之大幅度增加 因此排放的污水量肯定也会相应地增加 新区的基础设 施将日益增强 为更好的落实环境保护基本国策和可持续发展战略 保护该市良好 的生态环境 改善市民的生活质量 决定建设一整套的排水管道和相应的污水处理 系统 以便适应市政建设发展的需要 综合新建城区的地势地貌特点和河流的容纳能力 以及参照国内外城市的规划 经验确定 新建城区的排水体制为分流制 即将城区污水先经过污水管道收集后送 入城市污水处理厂进行处理 处理达标后再排入 H 江 而对于雨水就直接排入 H 江 1 2 主要设计资料 1 2 1 新城区城市规划资料 1 2 1 1 城市总体规划平面图一张 1 2 1 2 规划区人口数及人口密度 根据总体规划 该城区近期 2015 年 规划人口为 12 万人 居住区人口密度为 400cap hm2 远期 2025 年 该城区形成良性循环发展的局面后 新区人口达到 20 万 人 居住区人口密度 450cap hm2 根据该市用水量定额和排水设施水平等因素 确 东华理工大学毕业设计 论文 设计概论 2 定新城区综合生活污水排放定额为 360L cap d 1 2 1 3 雨水设计参数 1 暴雨强度公式 采用 A 市暴雨强度公式 n bt pCA q lg1 167 1 21 mttt 式中 设计降雨强度 q 2 hmsL 设计降雨重现期 根据规划区汇水地区性质 地形特点和气象特P 点等因素确定雨水设计重现期标准为年 1 P 重现期为 1 年的设计降雨的雨力 设计中取 17 812 1 A 雨力变动参数 是反映设计降雨各历时不同重现期的强度变化程C 度的参数之一 设计中取 14 668 参数 设计中取 10 472 b 指数 设计中取 0 796 n 降雨历时 t 地面集水时间 单位为分钟 在本次雨水管道管径计算中 根据 1 t 径流区面积的大小 雨水流程长短 地形坡度大小等不同情况 取 min10 1 t 管渠内雨水流行时间 2 tmin 折减系数 暗渠 暗管 m 2 明渠 m 1 2 设计中取 m 2m 2 汇水面积上降雨量计算 设计雨水量采用下列公式计算 sLqFQ 式中 为雨峰时段内的平均设计暴雨强度 q 2 hmsL 地面径流系数 本规划范围内取 6 0 汇水面积 F 2 hm 1 2 1 4 污水处理工艺设计基础资料 根据对现状生活污水水质中 BOD5的计算结果 对工业废水的调查统计结果和 A 市污水收集管网部分为截流式合流制的现状并考虑规划发展的需要 参考我国南 方的部分生活污水处理厂的进水水质 为稳妥 可靠起见 污水处理厂的进水水质 东华理工大学毕业设计 论文 设计概论 3 确定为 表 1 1 污水处理厂设计进水水质 项 目 BOD5 mg L CODcr mg L SS mg L TN mg L NH3 N mg L TP mg L pH 值 平均水温 数 值40070040738244 566 5 8 520 因污水处理厂出水最终排水排入 H 江 经过污水处理厂二级处理后的水质应达 到国家 GB18918 2002 中的一级标准排放 表 1 2 污水处理厂出水水质 项 目 BOD5 mg L CODcr mg L SS mg L TN mg L NH3 N mg L TP mg L pH 值 平均水温 出 水 20 60 30 15 8 1 5 6 920 1 2 2 水文及气象资料 1 2 2 1 水文资料 H 江最大流量 125000m3 s 最大流速 2m s 最小流速 0 5m s 历史最高洪水位 26 53m 98 年 最低洪水位 25 20m 历年平均洪水位 25 03m 历年平均水位 21 38m 1 2 2 2 气象资料 该市属于亚热带海洋性季风气候 其主要气候特征 冬冷夏热 四季分明 但 冬季常有寒流 雨热同季 降水充沛 但变率较大 光温协调 日照较多 但年 际多变 据该 1873 1994 年气象资料统计 全年平均气温 15 5 以 1 月最冷 平均气温 3 4 7 月最热 平均气温 27 5 气温最高的是 7 8 两月 这些年该 市的夏天越来越热 超过 35 的高温天数 10 天左右 全年主导风向为 东南风 冬季主导风向为 西北风 平均风速为 3 0m s 年 平均气温为 15 5 极端最高气温为 39 2 1959 8 22 全年降水总量平均为 1149 8mm 平均相对湿度为 80 年最大蒸发量为 1796 1mm 年最小蒸发量为 1155 5mm 1984 1 19 1 2 2 3 地形 地貌 工程地质及地震烈度 A 市为 H 江冲积物淤积而成 属冲积平原 全市无山丘 地势低平 海拔 29m 49m 规划区范围内的地形由西北向东南方向倾斜 高差不超过 4m 现建成 区地面标高在 30m 34m 之间 现建成区地下水位埋深夏季一般为 8 9m 冬季为 9 10m 东华理工大学毕业设计 论文 设计概论 4 规划区地质条件基本相同 基岩是扬子古陆的组成部分 地耐力一般为 8 10t m2 地面 3 5m 以下为粉砂层 流砂 A 市位于三个地区的地震断裂带边缘 地震烈度五度 1 2 3 设计依据 1 污水综合排放标准 GB8978 1996 2 地表水环境质量标准 GB3838 2002 3 城市污水处理厂项目建设情况 1994 4 城市污水处理厂污水污泥排放标准 CJ T3070 1999 5 室外排水设计规范 GB50101 2005 6 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 7 城市排水工程规划规范 GB50318 2000 8 污水排入城市下水道水质标准 CJ3082 1999 9 水处理工程设计计算 2006 年 10 给水排水管网系统 2007 年 11 给水排水设计手册 1 2 4 设计内容和要求 1 2 4 1 设计内容 根据该市总体规划图和所给的设计资料进行排水工程初步设计 设计内容如下 1 雨水和污水的排水管网设计 2 污水和污泥处理工艺设计 含其工艺流程的确定和单体构筑物的设计计算 3 污水处理厂总平面布置说明 4 绘制 7 10 张 CAD 图纸 例如平面布置图 剖面图等 1 2 4 2 设计成果要求 1 设计深度应达到初步设计水平 2 设计说明书和设计计算书 不少于 2 万字 内容与要求 见排水工程毕 业设计指示书 3 绘制的图纸不少于 7 张 此外 其组成还应满足下表要求 表 1 3 毕业设计绘制图纸要求 污水 雨水管网平面布置图2 张 A1 污水 雨水干管纵剖面图2 张 A2 污水处理厂总平面布置图1 张 A1 污水处理厂污水与污泥处理系统高程布置图1 张 A2 东华理工大学毕业设计 论文 设计概论 5 污水处理主体构筑物 污水提升泵房 沉淀池 二级处理构筑物 工艺图2 4 张 A2 4 按照学校要求完成毕业设计文件 1 3 设计指导思想和设计原则 1 3 1 设计指导思想 随着社会的发展和人民生活水平的不断提高 环境的污染也变的越来越严重 尤其是对水体的污染使我国的水资源更加贫乏 面对当前存在的水资源危机 环境 保护是我国的一项基本国策 对环境的保护和治理已经刻不容缓 城市排水设施不 仅是维护城市生态物质代谢功能的重要前提 也是保护城市水质资源和居民生活环 境的重要措施 坚持经济建设 城乡建设 环境建设 同步规划 同步实施 同步 发展的方针 开展以城市为中心的环境综合治理 以实现经济效益 社会效益和环 境效益的统一 并结合环境保护法和水污染防治法进行城市排水工程的规划和设计 1 3 2 设计原则 1 遵守国家对环境保护及城市污水治理的有关规范 标准和规定 2 污水管网建设必须与污水处理厂的建设相配合 3 根据统一规划 分期建设的原则 以近期为主 考虑远期发展 4 因地制宜地根据实际情况 在保证处理效果的前提下 尽量节约投资减少 用地 做到技术先进 安全适用 5 积极稳妥地引进和采用先进技术 先进设备 新材料 提高运转可靠性 尽可能减轻劳动强度 减少日常维护检修工作量 6 尽可能减少污水在收集 运输 处理 排放过程中对环境造成的不良影响 防止二次污染 东华理工大学毕业设计 论文 设计概论 6 2 排水系统设计与计算 2 1 排水系统体制的确定 根据 A 市总体规划 综合考虑各种排水体制的特点 经过经济效益 社会效益 和环境效益比较 规划新开发地块采用完全分流制排水系统 污水集中收集后 统 一入污水处理厂 经处理达标后 排入自然水体 雨水就近汇流至后直接排入附近 河道 2 2 排水管网系统布置原则 在进行城镇排水管渠系统的规划和布置时 通常应遵循以下原则 1 排水管道系统的规划设计应符合城市总体规划 并应与其他单项工程建设 密切配合 互相协调 2 经济合理地确定管网密度 排水路线尽量短捷 3 截流干管尽可能布置在河岸或水体附近较低处 以便于干管接入 4 城镇污水管渠应考虑城市工业废水的接入 满足排入城市下水道水质标准 的工业废水可直接排入下水道 不满足标准的在厂内进行预处理后排入下 水道 5 排水管渠应尽量避免穿越不易通过的地带和构筑物 也不宜穿越有待规划 和发展的大片空地 以避免影响整块地的功能和价值 6 排水管渠系统应与地形地势变化相适应 顺坡排水 尽量使污水重力排除 不设或少设中途提升泵站 7 合理比较和选择整个排水系统的控制点及控制点标高 以使整个管网系统 埋深与投资合理 8 在条件允许时 分流制排水系统的雨水 特别是初期雨水 可考虑初步处 东华理工大学毕业设计 论文 排水系统设计与计 算 7 理后排入水体 合流制排水系统可修建溢流水调节池 以尽量减少对受纳 水体的影响 2 3 污水管网系统设计与计算 2 3 1 污水管道布置与定线 2 3 1 1 定线方案说明 1 排水管网的定线原则 应尽可能在管线较短和埋深较浅的情况下 让最大 区域的污水自流排除 2 定线时考虑的因素 地形和水文地质条件 城市总体规划 竖向规划和分 期建设情况 排水体制 线路数目 污水处理利用情况 处理厂和排放口 的位置 排水量大的工业企业和公建情况 道路和交通情况 地下管线和 构筑物的分布情况 3 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 使管道的 走向符合地形趋势 一般应顺坡排水 地形标高较高的污水不要经较低地 区泵站排水 4 排水管网定线的顺序应当是先确定污水处理厂的位置 然后依次确定主干 管 干管 支管的位置 污水厂应设在河流下游 地下水流向的下游 城 市主导风向的下风向 5 管道埋深和泵站数量直接影响到工程总造价 管网定线需做方案比较 选 择最合适的管线位置 使其既能减少埋深 又可少建泵站 6 排水管道定线应尽量避免或减少管道与河流 山谷 铁路及地下构筑物交 叉 以降低施工费用 减少养护工作的困难 7 当排水干管与等高线垂直时 排水干管一般采用双侧集水 当排水干管与 等高线斜向相交时 排水干管一般采用单侧集水 当排水干管双侧集水时 干管间距一般为 600 1000m 当排水干管单侧集水时 干管间距一般为 600 800m 2 3 1 2 定线方案及比较 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 主导风向偏 距离居民区约 符合卫生和防1000m 洪要求 两种设计方案分别为方案一和方案二 1 方案一 根据城市的地形特点 即地势向水体倾斜 地面较平缓 可采用 正交截流式布置方案 污水干管沿与等高线垂直 近似 方向布置 污水主干管沿 河岸布置 与等高线平行 但这样造成主干管过长 管道埋深增加较多 这样会增 加基建投资 是不利的 2 方案二 该采用近似干管平行式布置的方式 由于该市地形坡度不大 污 Comment lin2 东华理工大学毕业设计 论文 排水系统设计与计 算 8 水干管沿与等高线平行 近似 方向布置 污水主干管与等高线垂直布置 这样主 干管以最短的距离坡向水体 埋深不至于过大 该方案的特点是充分利用地形 只 设一条主干管 管道埋深不会增加很多 通过以上方案比较 选择方案二为本设计污水管网设计方案 2 3 2 污水设计流量计算 2 3 2 1 生活污水设计流量公式 86400 1 Z nNK Q 式中 居住区生活污水设计流量 1 QsL 居住区生活污水定额 L cap d n 居住区生活污水量总变化系数 Z K 设计人口数 cap N 居民区生活污水量总变化系数 10003 1 10005 11 0 7 2 53 2 Qd Qd Qd Qd KZ 式中 居住区生活污水量总变化系数 Z K 平均日污水流量 d QsL 2 3 2 2 污水设计流量计算 居住区生活污水设计流量计算结果见下表 表 2 1 居住区生活污水设计流量计算表 日平均污水量设计流量 规划年 限 居住区面 积 hm2 人口 密度 cap hm2 居住人 数 cap 生活污水定 额 L cap d m3 dL s 总变化 系数 Kz m3 dL s 2015 年 300400120000360432005001 3658753680 2025 年 444 4450020000036072000 833 3 3 1 29928801075 工业企业 淋浴污水与工业废水设计流量已直接给出 SLQ 00 452025 2 所以 A 市的污水设计总流量为 SLQ 00 112500 4500 1075 2 3 3 管段设计流量计算 2 3 3 1 计算参数及参数说明 东华理工大学毕业设计 论文 排水系统设计与计 算 9 只有本段流量的设计管段设计流量用下式计算 式中 设计管段的本段流量 1 qsL 设计管段服务的街区面积 F 2 hm 生活污水量总变化系数 Z K 单位面积的平均污水流量 即比流量 L s hm2 0 q 86400 0 np q 居住区生活污水定额 L cap d n 街区人口密度 p 2 hmcap 2 具有本段流量 转输流量 以及集中流量 的设计管段设计流量用下 1 q 2 q 3 q 式计算 30 qKFqQ z 式中 设计管段的设计流量 QsL 设计管段和上游管段的街区总服务面积 F 2 hm 2 3 3 2 污水管道计算 1 居住区污水比流量 0 q 由原始资料可知 居民生活污水平均流量按街坊面积比例分配 则比流量为 12 1 44 444 500 2 0 hmSLq 2 街区编号并计算其面积 将各街区编上号码 并按各街区的平面范围计算出街区面积 列入表2 2中 用箭头标出各 街区污水排出的方向 见污水管网平面布置图 表2 2 街坊面积 街坊编号 I 街坊面积Ai hm2 街坊编号 I 街坊面积Ai hm2 街坊编号 I街坊面积Ai hm2 113 35115 50216 20 26 15125 98226 63 33 12135 93236 62 46 171412 08248 48 55 75158 44257 01 66 17168 78266 37 76 19178 80 84 55184 85 96 78193 84 Z KFqq 01 东华理工大学毕业设计 论文 排水系统设计与计 算 10 105 67204 01 3 划分设计管段 计算各管段的设计流量 根据方案一中管网定线平面布置图 将各干管和主干管中有本段流量进入 集 中流量及旁侧管道接入的检查井作为设计管段的起讫点并编上号码 然后计算每一 设计管段的设计流量 工业用地污水量按集中流量计算 设计管段的划分见污水管 网平面布置图 各设计管段的设计流量计算见污水干管设计流量计算表 2 3 本设计是初步设 计 只对干管和主干管进行设计计算 表 2 3 污水干管设计流量计算 居民生活污水日平均流量分配 管段设计流量计算 本段 集中流量 管段编号 街坊 编号 街坊 面积 hm2 比流量 L s hm2 流量 L S 转输 流量 L s 合计 流量 L s 总变 化系 数 沿线 流量 L s 本段 L s 转输 L s 设计流 量 L s 123456789101112 1 2 113 35 1 120 14 95 0 00 14 95 2 0 29 98 0 00 0 00 29 98 2 3 26 15 1 120 6 89 14 95 21 84 1 9 42 00 0 00 0 00 42 00 15 3 84 55 1 120 5 10 0 00 5 10 2 3 11 50 0 00 0 00 11 50 3 4 33 12 1 120 3 49 26 94 30 43 1 9 56 43 0 00 0 00 56 43 4 5 46 17 1 120 6 91 30 43 37 34 1 8 67 70 0 00 0 00 67 70 5 6 55 75 1 120 6 44 37 34 43 78 1 8 78 00 0 00 0 00 78 00 6 7 66 17 1 120 6 91 43 78 50 69 1 8 88 87 0 00 0 00 88 87 7 8 76 19 1 120 6 93 50 69 57 62 1 7 99 61 0 00 0 00 99 61 9 10 96 78 1 120 7 59 0 00 7 59 2 2 16 40 0 00 0 00 16 40 10 11 105 67 1 120 6 35 7 59 13 94 2 0 28 18 0 00 0 00 28 18 11 12 115 50 1 120 6 16 13 94 20 10 1 9 39 02 0 00 0 00 39 02 12 13 125 98 1 120 6 70 20 10 26 80 1 9 50 40 0 00 0 00 50 40 13 14 135 93 1 120 6 64 26 80 33 44 1 8 61 38 0 00 0 00 61 38 16 17 1412 08 1 120 13 53 0 00 13 53 2 0 27 43 0 00 0 00 27 43 17 18 158 44 1 120 9 45 13 53 22 98 1 9 43 95 0 00 0 00 43 95 18 19 168 78 1 120 9 83 22 98 32 82 1 8 60 35 0 00 0 00 60 35 19 20 178 80 1 120 9 86 32 82 42 67 1 8 76 24 0 00 0 00 76 24 20 21 184 85 1 120 5 43 42 67 48 10 1 8 84 82 0 00 0 00 84 82 21 22 193 84 1 120 4 30 48 10 52 40 1 7 91 54 0 00 0 00 91 54 东华理工大学毕业设计 论文 排水系统设计与计 算 11 22 23 204 01 1 120 4 49 52 40 56 90 1 7 98 49 0 00 0 00 98 49 23 24 216 20 1 120 6 94 56 90 63 84 1 7 109 1 2 0 00 0 00 109 12 24 25 226 63 1 120 7 43 63 84 71 27 1 7 120 3 4 0 00 0 00 120 34 25 26 236 62 1 120 7 41 71 27 78 68 1 7 131 4 3 0 00 0 00 131 43 27 28 248 48 1 120 9 50 0 00 9 50 2 1 20 02 25 00 0 00 45 02 28 29 257 01 1 120 7 85 9 50 17 35 2 0 34 22 20 00 25 00 79 22 29 30 266 37 1 120 7 13 17 35 24 48 1 9 46 50 0 00 45 00 91 50 8 14 57 62 0 00 57 62 1 7 99 61 0 00 0 00 99 61 14 26 57 62 78 68 136 3 0 1 6 214 3 3 0 00 0 00 214 33 26 30 136 3 0 24 48 160 7 9 1 5 248 2 7 0 00 0 00 248 27 5 污水主干管水力计算 水力计算计算结果见附录 1 和附录 2 的污水干管及主干管水力计算表 2 3 3 3 污水管道设计控制参数 1 设计充满度 根据 室外排水设计规范 规定 污水管道应按非满流进行 设计 其最大设计充满度如表 2 4 所示 表 2 4 最大设计充满度 管径D或渠道高度H最大设计充满度h D或h H 200 3000 60 350 4500 70 500 9000 75 10000 80 2 最小设计流速 为防止管道中产生淤积 根据设计规范及有关运行经验 污水管道在设计充满度下最小流速定为 0 6m s 3 最小管径 为防止管道淤积 减少清通次数 街区和厂区内连接管道的最 小管径采用 200mm 街道管 支管 干管 主干管 的最小管径采用 300mm 4 最小设计坡度 管径为 200mm 时 采用的最小设计坡度为 0 004 管径为 300mm 时 采用的最小设计坡度为 0 003 5 最大埋深 根据当地地下水位及地质情况 管道最大埋深采用 6 40m 6 50m 6 最小覆土厚度 必须满足三点要求 防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而 损坏管道 要求管内底标高在冰冻线以上 0 15m 防止管壁因地面荷载而 东华理工大学毕业设计 论文 排水系统设计与计 算 12 受道破坏 要求在车行道下管顶最小覆土厚度不宜小于 0 7m 满足街坊污 水连接管衔接的要求 7 管道衔接时 管径相同采用水面平接 管径不同 采用管顶平接 以防止 下游水位高于上游水位 8 干管与主干管衔接时 当水面差大于 1 00m 时 使用跌水井跌落 当水面 差小于 1 00m 时 直接接入 9 干管水面一般不能低于主干管水面 总控制点后至污水处理厂之间的主干 管不应跌水 10 管道埋深低于地下水位时 一般应设提升泵站 11 管道坡度尽量平行于地面坡度 应首先控制控制点的埋深 然后推求整 个主干管各管段埋深 12 在旁侧支管与干管交汇处 支管接入干管的转弯角度 与下游管道的夹 角一般应大于 90 以防止在上游管道中产生回水 2 4 雨水管渠系统设计与计算 2 4 1 雨水管渠系统布置原则 1 雨水管渠系统的布置应充分利用地形 就近排入水体 2 在布置雨水管渠系统时 应尽可能避免设置雨水泵站 3 雨水管渠系统的布置应与城镇规划相协调 4 根据条件 雨水管渠系统的布置应采用明渠和暗管相结合的形式 5 雨水出口的布置通常采用分散和集中两种布置形式 2 4 2 排水流域和雨水管道定线 新城区地形平坦 无明显分水线 故排水流域按城市主要街道的汇水面积划分 流域分界线为城区边界 河流的位置确定了雨水出口的位置 为使雨水以最短距离 按重力流就近排入水体 设计方案采用正交式布置 故雨水干管的走向为自北向南 由于河流的洪水位低于该地区地面平均标高 可依靠重力排除雨水 因此在干管的 终端不设置雨水泵站 2 4 3 雨水管网设计流量计算 2 4 3 1 雨水设计流量计算公式 1 暴雨强度公式 采用 A 市暴雨强度公式 东华理工大学毕业设计 论文 排水系统设计与计 算 13 n bt pCA q lg1 167 1 21 mttt 式中 设计降雨强度 q 2 hmsL 设计降雨重现期 根据规划区汇水地区性质 地形特点和气象特P 点等因素确定雨水设计重现期标准为年 1 P 重现期为 1 年的设计降雨的雨力 设计中取 14 502 1 A 雨力变动参数 是反映设计降雨各历时不同重现期的强度变化程C 度的参数之一 设计中取 0 79 参数 设计中取 7 b 指数 设计中取 0 766 n 降雨历时 t 地面集水时间 单位为分钟 在本次雨水管道管径计算中 根据 1 t 径流区面积的大小 雨水流程长短 地形坡度大小等不同情况 取 min10 1 t 管渠内雨水流行时间 2 tmin 折减系数 暗渠 暗管 m 2 明渠 m 1 2 设计中取 m 2m 2 汇水面积上降雨量计算 设计雨水量采用下列公式计算 sLqFQ 式中 为雨峰时段内的平均设计暴雨强度 q 2 hmsL 地面径流系数 本规划范围内取 6 0 汇水面积 F 2 hm 2 4 3 2 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 有支管接入或两条 以上管道交汇处 以及超过一定距离 的直线管段上设置检查井 把两检查井之间流量不变且预计管径和坡度也不变 的管段定为设计管段 将设计管段的检查井依次编上号码 确定各检查井的地面标 高和设计管段的长度 以上数据见下表 表 2 5 检查井标高 检查井编号 地面标高 m 检查井编号 地面标高 m 东华理工大学毕业设计 论文 排水系统设计与计 算 14 132 0001732 220 231 7621831 990 331 5901932 710 431 3302032 560 532 2002132 596 631 9802232 492 731 7902332 340 831 590 932 300 1032 121 1131 895 1231 720 1332 860 1432 684 1532 529 1632 411 表 2 6 设计管段长度 设计管 段编号 管长 L m 设计管段 编号 管长 L m 1 224111 12255 2 326113 14183 3 423814 15280 5 623515 16250 6 726516 17310 7 829817 18104 9 1024119 20208 10 1123720 21293 21 22251 2 4 3 3 划分并计算各设计管段的汇水面积 各设计管段所承担的汇水面积按就近排入附近雨水管道的原则划分 确定每块 汇水面积的面积数 雨水管道的汇水面积应基本上保证均匀增加 这样才能保证管 径是均匀增加的 另外在管径发生变化的地方应对汇水面积适当的加以调整 一般 而言 管径变化的管段上游应适当的减少汇水面积而在下游增加汇水面积 这样做 的原因是可以使管道的坡度都适当的减小 具体数据见表 2 7 表 2 7 汇水面积计算表 东华理工大学毕业设计 论文 排水系统设计与计 算 15 设计管 段编号 本段汇水面积编号总汇水面积 ha 设计管 段编号 本段汇水面积编号总汇水面积 ha 1 2 16 19 11 1211 12 14 68 2 3 2 5 93 13 14 1613 35 3 43 4 12 99 14 1517 18 10 7 5 6 56 17 15 1613 19 9 29 6 7 65 98 16 17 14 20 12 45 7 87 8 13 64 17 1815 21 4 01 9 10 95 75 19 2023 22 12 08 10 11 105 50 21 2224 25 27 8 69 22 2326 28 16 86 2 4 3 4 水力计算 列表计算各设计管段的设计流量 进行雨水干管的水力计算 确定各设计管段 的管径 坡度 流速 管底标高和管道埋深等值 雨水干管水力计算结果见附录 3 雨水干管水力计算表 2 4 4 雨水管渠设计控制参数 为使雨水管渠正常工作 避免发生淤积 冲刷等现象 对管渠水力计算的基本 数据作如下的技术规定 1 设计充满度 雨水管道设计充满度按满流计算 明渠有等于或大于 0 20m 的超高 街道边沟应有等于或大于 0 03m 的超高 2 设计流速 满流时管道内最小设计流速为 0 75m s 明渠内最小设计流速 为 0 40m s 金属管最大设计流速为 10m s 非金属管最大设计流速为 5m s 3 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 雨水口连接管最小管径为 200mm 最小坡度为 0 01 4 管道至检查井处的连接 一般采用管顶平接 必须保证进水管底不得低于 出水管底 且保证覆土大于或等于 0 7m 管道的最大埋深不宜超过 5 0m 东华理工大学毕业设计 论文 排水系统设计与计 算 16 3 污水处理厂工艺设计 3 1 污水处理厂厂址的选择 制定城市污水处理系统方案 污水处理厂厂址的选定是重要的环节 它与城市 的总体规划 城市 排水系统的走向 布置 处理后污水的出路都密切相关 对周 围环境卫生 处理厂基建投资及运行管理都有很大影响 污水处理厂的位置选择应 符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求 并根据下列因素综合确定 1 应与选定的污水处理工艺相适应 无论采用什么处理工艺 尽量少占农田 和不占良田 2 厂址必须位于集中给水水源的下游 并设在城镇 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 300m 以上的距离 但也不宜太远 以免增加 管道长度 提高造价 3 当处理后的污水或污泥用于农业 工业或市政时 厂址应考虑与用户靠近 或者以便于运输 当处理水排放时 则应与受纳水体靠近 但不低于最高 洪水位 东华理工大学毕业设计 论文 污水处理厂工艺设 计 17 4 要充分利用地形 以满足处理构筑物高程布置要求 减少土方工程量 若 有可能 宜采用污水自流流入处理构筑物的方案 以节省动力费用 降低 处理成本 5 根据城市总体发展规划 处理厂厂址的选择应考虑远期发展的可能性 有 扩建的余地 并选择地质条件较好的地方 以方便施工 降低造价 6 处理厂厂址区易于做到三通一平 综合考虑 A 市新城区地形 地势及河水流向 风向等因素 将污水厂址选在该 城区西南角 靠近岸边又与岸边留有一定距离 且离市区符合卫生防护要求 污水 厂距居民区大于 300m 污水厂设在河流下游 不会对城市的饮用水源及自然景观 产生污染 同时污水厂处于城市主导风向的下风向 不会对城市产生空气污染 污 水处理厂工程地质条件较好 交通方便 靠近受纳水体 处理后的水可以就近排放 3 2 污水处理厂的设计规模 3 2 1 污水处理厂的设计规模 污水厂规模以处理水量的平均日平均时流量计 见表 3 1 本设计中污水处理 厂规模按近期 2015 年 污水总量设计 定为 640000m3 d 并预留空地作为远期 的发展 表 3 1 污处理厂设计规模 期 限单 位生活污水工业污水污水总量 m3 d 58753388862641 近 期 L s 68045725 m3 d 92880388896768 远 期 L s 1075451125 3 2 2 污水处理厂处理构筑物规模 污水处理厂的主要构筑物拟分为 2 组 处理规模为 64000m3 d 每组处理规模为 32000m3 d 3 2 3 设计流量 当污水厂分建时 以相应的流量作为设计流量 各设计水量的具体数据见下表 表 3 2 污水处理厂的设计流量 东华理工大学毕业设计 论文 污水处理厂工艺设 计 18 项 目计 算 值设 计 值 L s 最高日用水量 725725 平均日用水量 545545 3 2 4 处理程度的确定 根据原始资料 污水厂进出水水质指标和处理程度见下表 表 3 3 污水处理厂进出水水质指标及污染物处理程度 项 目 BOD5 mg L CODcr mg L SS mg L TN mg L NH3 N mg L TP mg L pH 值 平均水温 进 水 40070040738244 566 5 8 520 出 水 2060201581 56 920 去除率 95 0091 4295 0660 5266 6767 11 3 3 污水处理工艺流程的选定 3 3 1 处理工艺流程选定应考虑的因素 污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下 所 采用的污水技术各个单元的有机组合 污水处理工艺流程选定 主要以下列各项因素作为依据 1 污水的处理程度 2 原污水的水量与污水流入工况 3 工程造价与运行费用 4 当地的各项条件 3 3 2 污水处理工艺选择 由于本工程的设计污水量为 64000m3 d 属小型污水处理工程 且对污水处理工 艺要求不但要有效地去除 BOD5 COD SS 等 还要具有脱氮除磷的效果 根据 城 市污水处理及污染防治技术政策 要求推荐 在对氮 磷污染物有控制要求的地区 应采用二级强化处理 适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺一般选用 AO 法 A A O 法 氧化沟法等技术 也可审慎选用其他的同效技术 又由于 A O 法只能单一的去除废水中的氮或磷 而不能同时具有去除氮磷的功能 所以不考虑 A O 法 但在这里 可以考虑在具有脱氮同效的工艺前加厌氧工艺使之 可以达到除磷效果 卡罗塞尔氧化沟有投资省 处理效率高 可靠性好 管理方便 和运行维护费用低等优点 BOD5 的去除率可达 95 99 脱氮效率约为 90 除磷 效率约为 50 但若投加铁盐 除磷效率可达 95 故本工程拟定以下两种方案 以作比较后确定 表 3 4 污水处理厂工艺流程方案技术比较表 东华理工大学毕业设计 论文 污水处理厂工艺设 计 19 方案一 厌氧 缺氧 好氧 方案二 氧化沟 优 点 1 基建费用低 具有较好的脱氮除磷功 能 2 具有改善污泥沉降性能 减少污泥排 放量 3 具有提高对难降解生物有机物去除效 果 运转效果稳定 工艺流程简单 总水力停留时间少于