水工程学院给水排设计书.doc

水工程学院给水排设计书1 概 述1.1 基础资料1、地形资料2、设计进出水水质 设计进水水质：CODcr360mg/l；BOD5150mg/l；SS200mg/l；TN35mg/l；NH3-N28mg/l；TP3.0mg/l。设计出水水质：出水满足城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 一级B 标准，即：COD60mg/l；BOD520mg/l；SS20mg/l；TN20mg/l；NH3-N8.0mg/l； TP1.0mg/l。3、城市概况 江川县位于江苏省宜兴市城镇南端 10 公里处，东濒太湖，东南与浙江长兴接壤。2007 年 8 万人；根据江川县总体规划，2015 年达 16 万人，2020 年达 20 万人。4、气候条件 江川县地处亚热带半湿润大陆性季风气候区。基本特征是：四季分明，光照充足，雨量丰富，气候温和，季风显著，无霜期长，降水年际变化大，季节分配不均匀。历 年平均气温 12.6，七、八月份最热，一月份最冷。历年平均地温 18.4，最大冻土 深度为 8cm。年平均降水量 1216mm。全年盛行东南风，平均风速 3.2m/s，最大风速14m/s。5、水文及地质江川县城区内主要河流有丁山大河、画溪河、蠡河、分洪河和新开河。地下水位多年平均值为 3.91m。江川城区河道纵横交错，地基承载力差，管道埋深范围的淤泥质土壤较多。城区河流汇入蠡河，蠡河 50 年一遇最高洪水位 2.80 米，常水位 2.00m；最低水位 1.50m，河床高程 1.00 m。6、主要工业企业江川县主要排污企业位置已标在城区规划图纸上。川平陶瓷厂：1800 m3/d；川平 纸业公司：2200m3/d，江川化工厂：2600m3/d；川平酒厂 1500m3/d；川平粮油加工厂：600 m3/d；川平面粉厂：800 m3/d。86- 1 -山东建筑大学毕业设计说明书1.2 设计工作内容、原则及主要依据1.2.1 设计工作内容1、英文翻译2、城区污水管网设计（1）城区污水管网总平面布置（进行方案比选）。 （2）完成污水主干管的纵剖面图。3、污水厂设计（1）确定污水处理工艺流程（进行方案比选）。 （2）设计计算单体处理构筑物 (包括污水和污泥处理部分) 。 （3）进行污水处理厂平面布置以及高程设计。（4）编制主要设备材料表。4、完成工程投资估算。5、完成设计说明书及计算书一份。1.2.2 系统布置原则城市排水管渠系统是城市的一项重要基础设施，是城市建设的重要组成部分，同时 也是控制水污染、改善和保护水环境的重要工程措施。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，相互协调。(2) 经济合理的确定管网密度，排水管渠尽量分散，避免集中，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工业废水 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宜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，可考虑初步处理- 2 -山东建筑大学毕业设计说明书后排入水体，合流制排水系统可修建溢流调水池，以尽量减少对受纳水体的影响。1.2.3 污水厂厂址的选择原则污水处理厂的厂址应根据城市总体规划，结合污水厂规模和城市地形等因素综合考 虑。在一个城市中，如果地形条件允许，应尽可能将污水集中，减少污水厂个数。选择 污水厂厂址时，通常应考虑以下因素：(1) 污水厂处于城市下风向，并与居住区之间有一定间距。厂址区周围有充分的绿 化空间，以保护周边环境。(2) 污水厂厂址在城市较低处，以避免管网中过多设置中途泵站。(3) 污水厂通常按远期规模征地，因此厂址区应具有足够的面积。(4) 厂址区易于做到三通一平。(5) 厂址区有较好的地址条件。(6) 处理出水能自流排入受纳水体，受纳水体具有足够的环境容量。1.2.4 设计依据(1)中华人民共和国环境保护法和水污染防治法；(2)城镇污水处理厂污染物排放标准(GB189182002)；(3)室外排水设计规范(GB500142006)；(4)城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ253093)；(5)给水排水设计手册.第5册. 城镇排水；(6)活性污泥工艺简明原理及设计计算；(7)城市污水处理工程建标（建标200177号）；(8)城市污水厂处理设施设计计算。- 3 -山东建筑大学毕业设计说明书2 城镇排水管网设计2.1 排水系统体制及其确定污水的不同排除方式所形成的排水系统为排水系统的体制。排水系统的体制，一般有合流制和分流制两种类型。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；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或 两个以上各自独立的管渠内排除的系统。从环境保护来看，合流制将城市污水、工业废水和雨水全部截流送往污水厂进行处 理，然后再排放，从控制和防止水体的污染来看，这是较合理的；但这时截流主干管尺 寸很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应提高。此外，当采用截流式合流制， 在暴雨径流之处，原沉淀在合流管渠的污泥被大量冲起，经溢流井溢入水体，产生冲刷 作用；同时，雨天依然有部分混合污水经溢流井溢入水体。实践中，采用截流制合流式 的城市，水体仍然遭受污染，有时还比较的严重。对于分流制，初雨径流未加处理就直 接排入水体，对城市水体会造成污染，有时还很严重，这是它的缺点。但分流制可以减 小晴天和雨天时流入污水厂的水质水量变化，减小污水厂运行管理的复杂性；分流制， 它可以保持管内的流速，不致于发生沉淀。同时，分流制比较灵活，比较容易改造，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，在国内外都获得了较广泛 的应用。综合考虑该市现有排水现状、环境保护要求、地形与水文等各种因素，并参考国内 外的发展形式，决定采用完全分流制排水系统。且本设计不考虑雨水部分。2.2 污水管道设计参数设计充满度 h/D：在设计流量下，污水在管道中的水深和管道直径的比值。本设计 中最小充满度为 0.44，最大充满度为 0.63。设计流速：本设计中采用钢筋混凝土圆管， 本设计中其流速的范围 v 在 0.6 到 0.9m/s 之间；最小管径和最小坡度：本设计中，街道下的污水管的最小管径为 300mm，其相应的最小坡度为 0.003；最大管径为 1200mm，其相应的最小坡度为 0.0006。最小埋深和最大埋深：一般地，考虑管道内污水冰冻， 土壤冻胀，地面荷载及街区污水连接管衔接要求，街坊污水管起点的最小埋深大约为0.60.7m 。本设要计求街坊污水管道起点的最小埋深至少为 1.0m。设计中，污水管 道的衔接采用水面平接和管顶平接。为减少埋深，本设计中多采用水面平接；不计算 管段与其它管段用管顶平接；地面坡度很大的地方以及干管埋深小于主干管埋深处采- 4 -山东建筑大学毕业设计说明书用跌水连接。2.3 污水管网定线方案一方案一，主干管东西向布置，具体布置在通属路，而且设置多条南北向干管。但是 这样干管较多，穿河也较多，施工难度较大，而且有较多支管，干管起端水量较小，造成干管起端管径小，坡度较大，埋深迅速下降。其布置如上图：方案二方案二，在方案一的基础上，减少干管条数，也减少穿河次数，将干管主要布置在 车站路、丁山北路、白石路、汤属路、东贤路、川埠路等，并且如此布置支管数目较少， 在保证利于排水的前提下增大干管起端的水量，以增大管径，减小坡度，使埋深缓慢下- 5 -山东建筑大学毕业设计说明书降。本设计采用方案二： 首先，根据地形划分排水领域。从原始资料所给的总平面图中可以看出，地形较平坦无显著分水线，故根据面积的大小来划分排水领域，以使各相邻流域的管道系统能合 理分担排水面积，使干管在最小合理埋深情况下，流域内绝大部分污水能以自流方式接 入，但是有几个管段埋深较大，因此使得本设计中设置两个泵站。其次，确定污水管道的布置形式，主干管、干管、街道支管的位置和流向，并确定 主要泵站、污水处理厂及出水口的位置。在本设计中，城镇地形是北高南低，地势向水 体适当倾斜，并且坡度不算大，城镇地形较为平坦所以采用平行式系统布置。对于支管 系统，由于大部分街区面积均不太大，故采用低边式布置（为增大污水流量，个别街区 是逆坡流入支管）。但又有几个街区面积过大，故将其分别分为两个或者多个排水区域 各自排水。又考虑到污水管道无法避开河流，故管道必须穿河流，可根据具体情况采用 倒虹管、管桥或其他工程设施。本设计污水管道系统的具体布置参见城镇污水管网平面 布置图。2.4 污水管道的水力计算2.4.1 街区编号及其面积将各街区编上号码，并按各街区的平面范围计算它们的面积（以“公顷”即10000m2 计），将结果列入表 2.1 中(单位：ha)。表 2.1 区域编号及面积街区编号12345678街区面积（ha）17.3717.76.0315.2643.2519.7113.7625.57街区编号910111213141516街区面积（ha）10.0112.1314.2921.415.4326.6610.027.08街区编号1718192021222324街区面积（ha）43.2318.7618.7725.9120.6516.1122.0833.77街区编号2526272829303132街区面积（ha）11.6944.884.0925.250.8540.5722.8613.28街区编号3334353637383940街区面积（ha）3430.1513.116.4417.482221.843.93- 6 -山东建筑大学毕业设计说明书街区编号4142434445464748街区面积（ha）18.8627.8739.3110.467.5217.7914.5214.62街区编号4950515253545556街区面积（ha）15.7723.0134.4812.367.824.56.6317.54街区编号5758596061626364街区面积（ha）10.1818.5950.1316.989.9124.148.7920.37街区编号6566676869707172街区面积（ha）5.476.666.576.681.913.4516.8816.06街区编号7374757677787980街区面积（ha）8.759.6919.688.8826.237.0619.424.3街区编号8182838485868788街区面积（ha）6.6142.5115.8813.166.59103229.01街区编号8990919293949596街区面积（ha）14.5923.3211.2512.238.584.7212.1110.26街区编号979899100101102103104街区面积（ha）18.2426.97.22.13.888.218.516.44街区编号105106107108109110111112街区面积（ha）15.576.516.45.9926.1114.545.2816.79面积合计（ha）1898.622.4.2 计算设计流量本设计中，各设计管段的设计流量列表进行计算。 本设计中，人口为20万，综合用水定额为200L/(capd)，则综合污水定额为2000.85=170L/(capd)，则每10000m2,即每公顷（ha）街区面积的生活污水平均流量，即比流量为：q=N q=200000 170= 0.207 L /( s ha)0A24 3600 1898.62(2.4a)由此可根据公式:q = Ai q0 Kz(2.4b)- 7 -山东建筑大学毕业设计说明书求得各设计管段的本段流量q1，再加上转输流量q2，即为各设计管段的生活污水设计流量Q1，设计流量再加上集中流量，即为该设计管段的设计流量Q。其计算结果如表 2.2 所示。(单位：街坊面积 ha，比流量 L/(sha)，流量 L/s)- 8 -山东建筑大学毕业设计说明书表 2.2污水管网设计流量计算表居住区生活污水量 Q1集中流量管段设计流量本段流量转输生活污水编号合计平均流总变化系(L/s)流量设计流量本段转输量数街区比流量流量q2Q1(L/s)(L/s)(L/s)KZ街区编号面积q0q1(L/s)(L/s)(ha)(L/(sha)(L/s)123456789101112A10-A158、5968.720.20714.2314.232.0228.6828.68A11-A15710.180.2072.112.112.304.854.85A1-A216.3316.331.9932.4332.43A12-A131、560.620.20712.5512.552.0425.6525.65A13-A22、637.410.2077.7412.5520.291.9439.3439.34A14-A154、840.830.2078.458.452.1418.0418.04A15-A23、719.790.2074.108.4512.552.0425.6525.65A2-A349.1749.171.7686.5086.50A18-A317.3617.36A3-A449.1749.171.7686.5017.36103.86A16-A179、10、13、1464.230.20713.3013.302.0327.0127.01A17-A41114.290.2072.9613.3016.251.9932.2932.29A4-A51221.40.2074.4365.4369.861.69118.2217.36135.58- 9 -山东建筑大学毕业设计说明书居住区生活污水量 Q1集中流量管段设计流量本段流量转输生活污水编号合计平均流总变化系(L/s)流量设计流量本段转输量数街区比流量流量q2Q1(L/s)(L/s)(L/s)KZ街区编号面积q0q1(L/s)(L/s)(ha)(L/(sha)(L/s)A5-A61743.230.2078.9569.8678.801.67131.6117.36148.97A6-A71818.760.2073.8878.8082.691.66137.3717.36154.73A7-A819、2044.680.2079.2582.6991.941.64150.9617.36168.32A19-A2022、2660.990.20712.6212.622.0425.7925.79A20-A82120.650.2074.2712.6216.901.9833.4333.43A8-A923、2455.850.20711.56108.84120.401.59191.9217.36209.28A21-A92511.690.2072.422.422.305.575.57A9-12825.250.2075.23122.82128.041.58202.7317.36220.09A22-1290.850.2070.180.182.300.400.401-230、3374.570.20715.44128.22143.661.56224.5917.36241.952-331、3453.010.20710.97143.66154.631.55239.7917.36257.153-432、11027.820.2075.76154.63160.391.54247.7238.19285.91B11-B136、3723.920.2074.954.952.3011.3911.39B12-B135、3835.110.2077.277.272.1715.7815.78B1-B212.2212.222.0525.0525.05- 10 -山东建筑大学毕业设计说明书居住区生活污水量 Q1集中流量管段设计流量本段流量转输生活污水编号合计平均流总变化系(L/s)流量设计流量本段转输量数街区比流量流量q2Q1(L/s)(L/s)(L/s)KZ街区编号面积q0q1(L/s)(L/s)(ha)(L/(sha)(L/s)B2-B312.2212.222.0525.0525.05B13-B33921.80.2074.514.512.3010.3810.38B3-B416.7316.731.9833.1433.14B4-B516.7316.731.9833.1433.14B14-B54118.860.2073.903.902.308.988.98B15-B54043.930.2079.099.092.1219.2619.26B5-B615、1617.10.2073.5429.7333.271.8461.0961.09B6-B742、4367.180.20713.9133.2747.181.7783.3683.36B7-B847.1847.181.7783.3683.36B16-B844、4517.980.2073.723.722.308.568.56B17-B846、4732.310.2076.696.692.1914.6514.65B8-457.5957.591.7399.5599.554-54915.770.2073.26217.97221.241.49329.8338.19368.025-64816.420.2073.03221.24224.261.49333.8438.19372.036-79610.260.2072.12224.26226.391.49336.6538.19374.84- 11 -山东建筑大学毕业设计说明书居住区生活污水量 Q1集中流量管段设计流量本段流量转输生活污水编号合计平均流总变化系(L/s)流量设计流量本段转输量数街区比流量流量q2Q1(L/s)(L/s)(L/s)KZ街区编号面积q0q1(L/s)(L/s)(ha)(L/(sha)(L/s)C1-C26016.980.2073.513.512.308.088.08C2-C3619.910.2072.053.515.572.2412.4430.0942.53C3-C4112、10942.90.2078.885.5714.452.0129.0830.0959.17C20-C462、63、6453.30.20711.0311.032.0722.8822.88C4-C525.4825.481.8948.1830.0978.27C21-C566、67、68、6921.820.2074.524.522.3010.3910.39C5-C6655.470.2071.1330.0031.131.8557.5830.0987.67C6-C770、7120.330.2074.2131.1335.341.8264.4630.0994.55C22-C297216.060.2073.323.322.307.657.65C29-C73.323.322.307.657.65C7-C838.6638.661.8169.8330.0999.92C8-C938.6638.661.8169.8337.03106.86C23-C9738.750.2071.811.812.304.174.17C9-C1074、7618.570.2073.8440.4744.321.7878.8537.03115.88C10-C1127、1119.370.2071.9444.3246.261.7781.9237.03118.95- 12 -山东建筑大学毕业设计说明书居住区生活污水量 Q1集中流量管段设计流量本段流量转输生活污水编号合计平均流总变化系(L/s)流量设计流量本段转输量数街区比流量流量q2Q1(L/s)(L/s)(L/s)KZ街区编号面积q0q1(L/s)(L/s)(ha)(L/(sha)(L/s)C11-C1246.2646.261.7781.9237.03118.95C24-C2577、7945.650.2079.459.452.1119.9319.93C26-C2578、8011.360.2072.352.352.305.415.41C25-C2711.8011.802.0624.2924.29C28-C27816.610.2071.371.372.303.153.15C27-C308242.510.2078.8013.1721.971.9242.2342.23C30-C318315.880.2073.2921.9725.261.8947.8047.80C31-C328413.160.2072.7225.2627.981.8752.3752.37C32-C12856.590.2071.3627.9829.341.8654.6354.63C33-C127519.680.2074.074.072.309.379.37C12-C1379.6779.671.67132.9037.03169.93C34-C3586、87、92、9392.780.20719.2119.211.9537.4637.46C35-C1388、9052.330.20710.8319.2130.041.8655.7855.78C36-C138914.590.2073.023.022.306.956.95C13-C14112.73112.731.61181.0037.03218.03- 13 -山东建筑大学毕业设计说明书居住区生活污水量 Q1集中流量管段设计流量本段流量转输生活污水编号合计平均流总变化系(L/s)流量设计流量本段转输量数街区比流量流量q2Q1(L/s)(L/s)(L/s)KZ街区编号面积q0q1(L/s)(L/s)(ha)(L/(sha)(L/s)C37-C149111.250.2072.332.332.305.365.36C14-7115.06115.061.60184.3337.03221.36D1-D250、5157.490.20711.9011.902.0624.4724.47D5-D62.562.562.305.885.88D6-D24.184.182.309.619.61D7-D23.633.632.308.3525.4633.81D2-D354、5511.130.2072.3019.7122.011.9242.3025.4667.76D8-D39.269.26D3-D4100、101、10314.480.2073.0022.0125.011.8947.3934.7282.11D9-D101.241.242.302.852.85D10-D113.913.912.309.009.00D11-D410.5410.542.0821.9621.96D4-D1237.2537.251.8167.5534.72102.27D12-79826.90.2075.5738.7444.311.7878.8334.72113.557-894、95、9735.070.2077.26385.75393.011.40550.03109.94659.97- 14 -山东建筑大学毕业设计说明书居住区生活污水量 Q1集中流量管段设计流量本段流量转输生活污水编号合计平均流总变化系(L/s)流量设计流量本段转输量数街区比流量流量q2Q1(L/s)(L/s)(L/s)KZ街区编号面积q0q1(L/s)(L/s)(ha)(L/(sha)(L/s)8-9393.01393.011.40550.03109.94659.97- 15 -山东建筑大学毕业设计说明书由以上流量计算可知，该城镇污水设计流量为659.97L/s。2.4.3 设计参数1、设计充满度 污水管道按的非满流设计。我国室外排水设计规范规定了污水管道的最大充满度。2、设计流速 在设计充满度的情况下，通过设计流量时的污水流速称作设计流速。为了防止污水中泥沙颗粒沉淀产生淤积，阻塞管道，规定污水管道的最小设计流速为0.6m/s。为了防 止因流速过大对污水管道造成冲刷损坏，规定金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属 管道的设计流速为5m/s。本市最小流速控制在0.6m/s左右。3、最小管径和最小设计坡度 为了有利于污水管道的养护，对污水管的最小管径和最小设计坡度做了明确规定，当计算所规定的污水管道管径小于最小设计管径时，采用最小设计管径；这种管段称作 不计算管段。我国室外排水设计规范规定了最小管径和最小设计坡度。具体规定是： a.管径200mm，最小设计坡度0.004；管径300mm，最小设计坡度0.003； b.在街区和厂区内最小管径为200mm，在街道下为300mm；本设计在街道下最小管径为300mm最小设计坡度