畢業(yè)論文-樂山市城市污水管網(wǎng)設(shè)計及污水處理廠設(shè)計.doc

本科畢業(yè)設(shè)計說明書題 目：樂山市中心城區(qū)污水處理廠及配套污水管網(wǎng)工程設(shè)計院 （部）： 市政與環(huán)境工程學(xué)院專 業(yè)： 給水排水工程班 級： 水工101姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師：完成日期： 2014年 6月18日 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書摘 要本設(shè)計的題目為樂山市城市污水管網(wǎng)設(shè)計及污水處理廠設(shè)計。主要任務(wù)是完成該城市排水管網(wǎng)和污水處理廠工藝設(shè)計和單項處理構(gòu)筑物平面剖面圖設(shè)計。其中包括英文翻譯一篇，設(shè)計說明書及計算書一份，設(shè)計圖紙一套，不少于8張（污水管網(wǎng)規(guī)劃總平面圖 、污水主干管縱斷面圖污、水處理廠總平面圖、污水處理廠總高程圖、各級處理單元構(gòu)筑物平面圖剖面圖、污水處理廠內(nèi)提升泵房平立剖面圖、污泥脫水車間平面布置圖、各系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備計算及選型表、必要的設(shè)計詳圖）。該污水處理廠工程，遠(yuǎn)期規(guī)模為5.8萬噸/日。該污水廠的污水處理流程為：進(jìn)水粗格柵提升泵房細(xì)格柵沉砂池SBR池 化學(xué)除磷池接觸消毒池出水 貯泥池污泥濃縮一體機(jī)外運 污水處理后，水質(zhì)優(yōu)于城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中一級B排放標(biāo)準(zhǔn)。所選擇的SBR工藝，具有良好的脫氮除磷功能。關(guān)鍵詞：污水管網(wǎng)，污水處理，SBR工藝，脫氮除磷 Leshan county sewage pipe network planning and sewage treatment plant designABSTRACTThe topic of this design is about the design of the second sewage disposal plant in City called leshan. The main task is to complete the sewage treatment plant process design and individual treatment tank profile map design.Including an English translation, a design specification, a calculation, a set of design drawings (General layout of sewage treatment plants, sewage treatment plants of total elevation maps, floor plans at all levels of profile processing unit structures, sewage treatment plant pumping station level set profile to enhance the sludge dewatering plant floor plan, the system calculation and selection of equipment Type table, the necessary detailed design)The construction of this plant is58000 T/dThe process of the sewage in the plant is that: The sewage runs from pump house to sand sinking pond, enters the pond of sedimentation tank, enters disinfection pond, then enters calculation trough, at last lets out. The process of the sludge is that: Surplus sludge from the sedimentation tank enters concentration pond, enters digestion pong, then it is dehydrated, at last it is carried out of the plant.Sewage treatment, water quality is better than urban sewage treatment plant emission standards(GB18918-2002) in an B emission standards.The choice of SBR technology , with a good nitrogen and phosphorus removal capabilities.Key words：sewage pipe network;sewage treatment;SBR; Taking off the nitrogen and the phosphorus 目錄摘 要IABSTRACTII第一章 設(shè) 計 任 務(wù) 及 要 求41.1設(shè)計任務(wù)4第二章 總 體 設(shè) 計62. 1城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的確定62.1.1設(shè)計基礎(chǔ)資料:62.1.2排水體制的確定62.2城鎮(zhèn)污水處理工藝流程的確定72.2.1污水處理廠工藝選擇依據(jù)72.2.2 二級處理的工藝選擇72.2.3 SBR工藝82.2.4工藝流程確定10第三章 城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)設(shè)計113.1 排水體制的選擇113.2.布置污水管道113.3.污水管道設(shè)計計算113.3.1城市污水設(shè)計總流量123.3.2劃分設(shè)計管段，計算設(shè)計流量123.3.3 管段水力計算133.4倒虹吸管的計算153.4.1過江倒虹管位置選擇153.4.2過江的倒虹管計算15第四章 城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計154.1設(shè)計水量水質(zhì)的計算154.1.1設(shè)計污水水量154.1.2設(shè)計污水水質(zhì)164.1.3處理程度計算164.2 一級處理設(shè)計164.2.1粗格柵設(shè)計164.2.2泵房設(shè)計184.2.3細(xì)格柵計算204.2.4沉砂池計算224.3 污水廠二級處理設(shè)計244.3.1 SBR 工藝計算244.3.2 鼓風(fēng)機(jī)房294.4化學(xué)除磷304.4.1化學(xué)除磷設(shè)計計算304.4.2混合池設(shè)計314.5.消毒接觸池設(shè)計與計算314.5.1消毒設(shè)施計算314.6計量設(shè)備設(shè)計計算344.7污泥處理系統(tǒng)374.7.1 貯泥池374.7.2 污泥濃縮脫水機(jī)房.381. 濃縮脫水機(jī)選擇382.脫水機(jī)房尺寸384.8附屬設(shè)備384.9污水處理廠總體布置394.9.1 污水廠處理廠平面布置394.9.2 污水處理廠高程布置40第五章 工程概算及其運行管理445.1 工程概算445.1.1 工程費用的組成445.1.2 總投資445.2 安全措施445.2.1 安全措施445 .2.2污水廠運行中注意事項44結(jié) 語46謝 辭46參考文獻(xiàn)：5670第一章 設(shè) 計 任 務(wù) 及 要 求1.1設(shè)計任務(wù)1、本次設(shè)計的主要任務(wù)是完成樂山市中心城區(qū)污水處理廠及配套污水管網(wǎng)工程設(shè)計。在完成設(shè)計任務(wù)工作中，應(yīng)進(jìn)行污水管網(wǎng)設(shè)計和污水廠中所有的工藝計算，水力計算，繪制圖紙，并對至少兩個建筑物進(jìn)行細(xì)部工藝設(shè)計。2、主要設(shè)計工作內(nèi)容包括：（1）樂山市中心城區(qū)污水管網(wǎng)設(shè)計污水管網(wǎng)平面布置、污水管網(wǎng)水力計算、污水廠選址。熟悉設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計原始資料、有關(guān)國家規(guī)范（詳見參考文獻(xiàn)部分），確定管網(wǎng)平面布置方案及污水處理廠選址；進(jìn)行污水管網(wǎng)系統(tǒng)平面、高程設(shè)計。管網(wǎng)布線應(yīng)盡量讓污水靠重力流動，盡可能不設(shè)或少設(shè)中途泵站；同時應(yīng)盡量避免主干管、干管與障礙物相交；盡量靠近用水大戶。列表進(jìn)行水力計算，計算時應(yīng)注意控制點位置的選擇及其高程確定，以及必須滿足水力計算設(shè)計數(shù)據(jù)的規(guī)定。（2） 樂山市中心城區(qū)污水處理廠設(shè)計工藝比選、構(gòu)筑物設(shè)計計算、污水廠平面布置、高程計算、污水提升泵站的設(shè)計計算。選取兩種污水處理工藝方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，確定最優(yōu)污水處理方案；對處理廠各構(gòu)筑物（如格柵、沉砂池、初沉地、曝氣池、二沉池、污泥回流泵站、濃縮池、消化池以及消毒設(shè)施、計量設(shè)施等）進(jìn)行設(shè)計計算；進(jìn)行污水廠平面布置、高程計算。工藝選擇時應(yīng)盡量選擇新工藝，盡可能使工藝類型多樣化。根據(jù)輸送的污水流量和所需揚程，選定污水泵型號、臺數(shù)及配用電機(jī)型號、臺數(shù)；計算集水井容積、尺寸；布置吸壓水管路及機(jī)組。（3）說明書、計算書整理編寫說明書內(nèi)容主要包括：概述，設(shè)計依據(jù)和設(shè)計的基礎(chǔ)資料，設(shè)計規(guī)模，設(shè)計方案，各單項構(gòu)筑物的設(shè)計，人員編制，材料設(shè)備統(tǒng)計表，工程概算，結(jié)束語。計算書內(nèi)容主要包括：排水管道系統(tǒng)的設(shè)計計算；污水處理廠（污水泵站、污水處理構(gòu)筑物、污泥處理構(gòu)筑物）的設(shè)計計算。3.設(shè)計要求1. 英文翻譯一篇。2. 設(shè)計說明書及計算書一冊。3. 繪制給水排水工程圖一套，不少于8張（折合1號圖），內(nèi)容包括：（1） 城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)總平面圖 (1：5000)；（2） 主干管縱剖面圖（橫向1:10000，縱向1:100）；（3） 污水處理廠平面布置圖 (1：500)；（4） 污水處理廠高程布置圖 (橫向1：500，縱向1:100)；（5） 泵站工藝圖 （1:30或1:50）；（6） 沉砂池、沉淀池、生化池等主要構(gòu)筑物工藝圖 (1：30或1：50)。4. 其他要求：（1） 畢業(yè)設(shè)計在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下由每個學(xué)生獨立完成；（2） 設(shè)計圖紙要求計算機(jī)、手繪兩種手段完成，其中手繪圖紙12張；（3） 制圖比例應(yīng)根據(jù)給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 501062001）給排水專業(yè)制圖常用比例要求合理確定；（4） 按學(xué)校統(tǒng)一要求的格式撰寫設(shè)計說明書；說明書、計算書的文字、表格、圖樣，應(yīng)用鉛筆或鋼筆繕寫清楚，文字要通順，敘述要簡明扼要。5.按照進(jìn)度定時完成任務(wù)起訖時間（周）工作內(nèi)容第4、5周熟悉設(shè)計資料、流域劃分，確定污水管網(wǎng)系統(tǒng)方案以及污水處理廠選址。第6、7周進(jìn)行污水管道系統(tǒng)設(shè)計，并根據(jù)計算結(jié)果對管線布置進(jìn)行調(diào)整，提交水力計算表。第8、9周繪制污水管道系統(tǒng)總平面圖，繪制污水管道縱斷面圖。第10、11周進(jìn)行污水處理廠工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最佳工藝方案。第12、13周繪制污水廠平面圖、高程圖、大樣圖及規(guī)定的詳圖。第14、15周整理撰寫說明書、計算書；完善圖紙；提交英文文獻(xiàn)譯文；準(zhǔn)備答辯。第16周教師評閱，答辯。第二章 總 體 設(shè) 計2. 1城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的確定2.1.1設(shè)計基礎(chǔ)資料:1 樂山市中心城區(qū)總體規(guī)劃圖1張；2 樂山市中心城區(qū)位于成都平原南部中心城市，青衣江的中下游。城區(qū)分為、兩個行政區(qū)，江南為區(qū)，江北為區(qū)。該縣的地貌以山地為主，城區(qū)海拔標(biāo)高360m。屬中亞熱帶氣候帶，四季分明，年平均氣溫在16.5-18.0度之間。常年主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)和西北風(fēng)，夏季主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)。青衣江自本縣西北向進(jìn)入縣區(qū)，繞城向南流出。歷史最高洪水位315.458，二十年一遇洪水位310.400，95%保證率的枯水位301.750m，常水位306.420m，河床底標(biāo)高為295.050m。95%保證率的枯水期流量60m3/s，最大流量3650m3/s，多年平均流量400.6m3/s，平均流速0.53.8m/s；平均水面比降1.8；平均水溫19.2。城區(qū)地質(zhì)情況良好，為亞砂土、亞粘土、砂卵石組成，厚度為4.511m，地基承載能力均在1km/cm2，地震烈度小于6度。該縣2015年人口規(guī)模為20萬人，2020年人口規(guī)模將達(dá)到23萬人；近期人均綜合生活污水排水定額為170 L/capd，遠(yuǎn)期人均綜合生活污水排水定額為200 L/capd；城市污水水質(zhì)見表1：表1 污水水質(zhì)CODcr(mg/L)BOD(mg/L)NH4+-N(mg/L)T-N(mg/L)T-P(mg/L)SS(mg/L)pHT ()300150203351906.5812282.1.2排水體制的確定1.排水體制排水體制是指排水系統(tǒng)對生活污水、生產(chǎn)廢水以及降水所采取的有所不同收集和排除方式，一般分為雨污合流和雨污分流，本設(shè)計采用分流制。2.排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計原則（1）李亞峰、尹士君主編.給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南.化學(xué)工業(yè)出版社.（1）排水系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)符合城市和工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃，并應(yīng)與城市工業(yè)企業(yè)中期他單項工程建設(shè)密切配合，相互協(xié)調(diào)，該現(xiàn)成的道路規(guī)劃、建筑界限、設(shè)計規(guī)模對排水系統(tǒng)的設(shè)計有很大的影響。（2） 排水系統(tǒng)設(shè)計要與鄰近區(qū)域的污水和污泥處理和處置協(xié)調(diào)。（3）考慮污水的集中處理與分散處理。（4）設(shè)計排水區(qū)域內(nèi)需考慮污水排水問題與給水工程的協(xié)調(diào)，以節(jié)省總投資。（5）排水工程的設(shè)計應(yīng)全面規(guī)劃，按近期設(shè)計考慮遠(yuǎn)期發(fā)展，。（6）排水工程設(shè)計師考慮原有管道系統(tǒng)的使用可能。（7）在規(guī)劃設(shè)計排水工程時必須認(rèn)真觀測執(zhí)行國家和地方有關(guān)部門制定的現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定。2.2城鎮(zhèn)污水處理工藝流程的確定2.2.1污水處理廠工藝選擇依據(jù)污水處理廠出水執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002的一級標(biāo)準(zhǔn)中B標(biāo)準(zhǔn)，即污水經(jīng)處理后應(yīng)符合以下具體要求:COD60/L,BOD520/L,SS20/L,TN20/L, NH3-N8/L,TP1/L。水處理廠的工藝流程系指在保證處理水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到所要求的處理程度的前提下，所采用的污水處理技術(shù)各單元的有機(jī)組合。在選定處理工藝流程的同時，還需要考慮各處理單元構(gòu)筑物的形式，兩者互為制約，互為影響。污水處理工藝流程的選定，主要以下列各項因素作為依據(jù)。（1）污水的處理程度（2）工程造價與運行費用（3）當(dāng)?shù)氐母黜棗l件（4）原污水的水量與污水流入工程該污水處理廠日處理能力5.8萬噸,屬于中小規(guī)模的污水處理廠。按城市污水處理和污染防治技術(shù)政策要求推薦，20萬t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，10-20萬t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對脫磷除氮有要求的城市，應(yīng)采用二級強化處理，如工藝，A/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。由于該設(shè)計對脫氮除磷有要求故選取二級強化處理。可供選取的工藝：A/O工藝，工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝。2.2.2 二級處理的工藝選擇本工程BOD5/N=150/33=4.52.86,可以滿足生物脫氮的要求。對于生物除磷工藝，本工程BOD5/P=30，能滿足生物脫氮除磷工藝對碳源的要求，由此本工藝采用生物脫氮除磷的工藝。在脫氮方面，由脫氮除磷的機(jī)理可知，有機(jī)負(fù)荷是影響硝化反應(yīng)的重要因素之一，在碳化與硝化合并處理工藝中，硝化菌所占的比例很小，約5%。一般認(rèn)為處理系統(tǒng)的BOD5負(fù)荷小于0.15kg BOD5/kgMLSS.d時，處理系統(tǒng)的硝化反應(yīng)才能正常進(jìn)行。根據(jù)所給定的污水水量及水質(zhì)，參考目前國內(nèi)外城市污水處理廠的設(shè)計及運轉(zhuǎn)經(jīng)驗，對于生活污水占比例較大的城市污水而言，以下幾種方法最具代表性：法、AB法、生物濾池、循環(huán)式活性污泥法（改良SBR）、氧化溝法。（各種方法比較見表2-1）表 2-1 幾種二級處理工藝的比較工藝名稱氧化溝工藝AO工藝A2O工藝 SBR工藝優(yōu)點1.處理流程簡單，構(gòu)筑物少，基建費用?。?.處理效果好，有穩(wěn)定的除P脫N功能；3.對高濃度的工業(yè)廢水有很大稀釋作用；4.有較強的抗沖擊負(fù)荷能力 ; 5.能處理不容易降解的有機(jī)物；6.污泥生成量少，污泥不需要消化處理，不需要污泥回流系統(tǒng)；7.技術(shù)先進(jìn)成熟，管理維護(hù)簡單；8.國內(nèi)工程實例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗；9.對于中小型無水廠投資省，成本底；10.無須設(shè)初沉池，二沉池。1污泥沉降性能好；2.污泥經(jīng)厭氧消化后達(dá)到穩(wěn)定；3.用于大型水廠費用較低；4.沼氣可回收利用。1.具有較好的除P脫N功能；2. 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；3.具有提高對難降解生物有機(jī)物去除效果，運行效果穩(wěn)定；4.技術(shù)先進(jìn)成熟，運行穩(wěn)妥可靠；5.管理維護(hù)簡單，運行費用低；6沼氣可回收利用7.國內(nèi)工程實例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗。1.流程十分簡單；2.合建式，占地省，處理成本底；3. 處理效果好，有穩(wěn)定的除P脫N功能；4.不需要污泥回流系統(tǒng)和回流液；不設(shè)專門的二沉池；5.除磷脫氮的厭氧，缺氧和好氧不是由空間劃分的，而是由時間控制的。缺點1.周期運行，對自動化控制能力要求高；2.污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定；3.容積及設(shè)備利用率低；4.脫氮效果進(jìn)一步提高需要在氧化溝前設(shè)厭氧池。1.用于小型水廠費用偏高；2.沼氣利用經(jīng)濟(jì)效益差；3，污泥回流量大，能耗高。1.處理構(gòu)筑物較多；2，污泥回流量大，能耗高。3. 用于小型水廠費用偏高；4.沼氣利用經(jīng)濟(jì)效益差。1.間歇運行，對自動化控制能力要求高；2.污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定；3.容積及設(shè)備利用率低；4.變水位運行，電耗增大；5除磷效果一般。 表 2-1城市污水處理廠的方案，既要考慮去除BOD5又要適當(dāng)去除N，P，經(jīng)比較，且水廠規(guī)模不大，且從經(jīng)濟(jì)與建設(shè)方面考慮故采用SBR工藝。2.2.3 SBR工藝 1.工作原理：（2）楊慶，彭永臻編著序批示活性污泥法原理與應(yīng)用 科學(xué)出版社SBR是一種間歇式的活性泥泥系統(tǒng)， 采用集有機(jī)污染物降解與混合液沉淀于一體的反應(yīng)器。在流態(tài)上雖然屬完全混合式，但在有機(jī)物降解方面，則是時間上的推流。有機(jī)物是沿著時間的推移而降解的。曝氣池的運行操作是由流入、反應(yīng)、沉淀、排放、閑置等5個工序所組成。此工藝采用間歇曝氣池，不需要污泥回流及其設(shè)備和動力消耗，不設(shè)二次沉淀池。工藝流程簡單，操作管理大大簡化，這對技術(shù)力量相對薄弱、管理水平相對較低的中小型污水處理廠很適合，而且基建與運行費用低。SBR工藝生化反應(yīng)推動力大，速度快、效率高，出水水質(zhì)好。通過對運行方式的調(diào)節(jié)（改變進(jìn)水的方式、調(diào)整運行順序、改變曝氣強度及周期內(nèi)各階段的分配比等），在單一的曝氣池內(nèi)能進(jìn)行脫氮和除磷。由于SBR法就反應(yīng)器中的混合狀態(tài)來講是屬于完全混合式，所以耐沖擊負(fù)荷強，處理有毒或高濃度有機(jī)廢水的能力強。不易產(chǎn)生污泥膨脹。應(yīng)用電動閥、液位計、自動計時器及可編程序控制器等自控儀表，能使本工藝過程實現(xiàn)全部自動化的操作與管理。所以對于小城鎮(zhèn)水質(zhì)水量的特點，SBR是小型污水廠的理想工藝，是公認(rèn)的高效的、簡化的污水處理工藝，也是現(xiàn)在世界各國中小城鎮(zhèn)的優(yōu)選工藝。其工藝流程為：進(jìn)水粗格柵提升泵房細(xì)格柵沉砂池SBR池化學(xué)除磷池接觸消毒池出水 貯泥池污泥濃縮一體機(jī)外運 2.SBR工藝的特點：SBR工藝流程簡單、管理方便、造價低。SBR工藝只有一個反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進(jìn)步，目前自動控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。有較好的除磷脫氮效果，缺氧和好氧且由時間控制。SBR工藝可以很容易地交替實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。污泥沉降性能好，靜置沉淀，改善出水水質(zhì)。SBR工藝具有的特殊運行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時由于SBR工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀效果更好。調(diào)節(jié)能力強，抗沖擊負(fù)荷能力強，使水質(zhì)較穩(wěn)定。2-2 SBR生物反應(yīng)池工藝圖2.2.4工藝流程確定進(jìn)水粗格柵提升泵房細(xì)格柵沉砂池SBR池化學(xué)除磷池接觸消毒池出水 貯泥池污泥濃縮一體機(jī)外運 第三章 城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)設(shè)計3.1 排水體制的選擇排水系統(tǒng)體制應(yīng)根據(jù)城市及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)的要求、污水利用情況、原油排水設(shè)施、水質(zhì)、水量、地形、對條件確定。1.從環(huán)境保護(hù)方面來看如果采用合流制將污水和雨水全部截流送往污水廠進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行排放，從控制和防止水體的污染來看，是比較好的，但這時截流主干管很大，污水廠容量也增加很多，因此建設(shè)費用也相應(yīng)增加。采用截流是合流制時，雨天有部分混合污水經(jīng)溢流井溢入水體，水體易受到污染。分流制排出污水和雨水，初雨徑流未加處理就直接排入水體，對城市水體也會造成污染，但它比較靈活，比較容易適應(yīng)社會發(fā)展的需要，故應(yīng)采用分流制。2.從造價方面來看合流制排水管道的造價比分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價要高。3.從維護(hù)管理方面來看晴天時污水在合流制管道中只是部分流，雨天時才接近滿管流，因而雨天時合流制管道內(nèi)流速較低，易于產(chǎn)生沉淀。但據(jù)經(jīng)驗，管中的沉淀易被暴雨水流沖走，這樣，合流管道的維護(hù)費用可降低。但是，晴天和雨天時流入污水廠的水量變化很大，增加了合流制排水系統(tǒng)污水廠運行管理的復(fù)雜性。而分流制系統(tǒng)可以保證管內(nèi)的流速，不致發(fā)生沉淀，同時，流入污水廠的水量和水質(zhì)比合流制變化小得多，污水廠的運行易于控制。綜合考慮各個因素，為了更好的保護(hù)環(huán)境，適應(yīng)以后的發(fā)展，且便于污水廠的運行管理，本設(shè)計采用分流制排水系統(tǒng)。3.2.布置污水管道從本設(shè)計平面圖可以看出，本城區(qū)位于青衣江的下游，可將主干管沿河敷設(shè)，干管垂直于主干管，設(shè)置三條小支管匯到干管，統(tǒng)一銜接到主干管上，總體沿地形從高到低敷設(shè)管道確定污水管道布，如有逆坡的情況下，可設(shè)置中途泵站，但應(yīng)避免少設(shè)泵站。污水干管與主干管應(yīng)盡量避免和障礙物相交，如遇特殊地形時，應(yīng)考慮特殊措施，在本設(shè)計中因為穿河道，故設(shè)計倒虹吸管。3.3.污水管道設(shè)計計算 污水管網(wǎng)的設(shè)計計算包括污水管道設(shè)計流量計算和污水管道的水力計算。干管、主干管、區(qū)域干管及倒虹吸管等應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的水力計算。街道支管應(yīng)合理地確定管徑及埋深。根據(jù)管道平面布置，設(shè)計步驟為：1. 劃分設(shè)計管段（定出檢查井位置并編號）2. 確定干管設(shè)計管段長度3. 根據(jù)污水管道布置，劃分各設(shè)計管段服務(wù)街坊排水面積，編上號碼并按其面積形狀計算面積（以公頃計），用箭頭表示污水流向。各設(shè)計管段計算流量列表計算。 污水干管水力計算的目的在于合理地、經(jīng)濟(jì)地確定管徑、充滿度及坡度，進(jìn)一步求定管道的埋深，水力計算應(yīng)列表進(jìn)行，管底標(biāo)高及管道坡度以三位小數(shù)計，而地面標(biāo)高與管底埋深以兩位小數(shù)計。水力計算中的數(shù)值V、H/D、I、D應(yīng)符合規(guī)范關(guān)于設(shè)計流速、最大設(shè)計充滿度、最小管徑、最小設(shè)計坡度的規(guī)定。3.3.1城市污水設(shè)計總流量設(shè)計流量包括 集中流量 和 管段流量 集中流量： （3.1） (3.2) 生活污水量 工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水的設(shè)計流量 總變化系數(shù)由此計算得： 食品廠Q=81.98L/S 材料廠Q=32.50L/S 造紙廠Q=54.17L/S 醫(yī)療廠Q=16.78L/S3.3.2劃分設(shè)計管段，計算設(shè)計流量 設(shè)計管段的劃分 設(shè)計管段：兩個檢查井之間的管段，如果采用的設(shè)計流量不變，且采用同樣的管徑和坡度，則稱它為設(shè)計管段。 劃分設(shè)計管段：只是估計可以采用同樣管徑和坡度的連續(xù)管段，就可以劃作一個設(shè)計管段。根據(jù)管道的平面布置圖，凡有集中流量流入，有旁側(cè)管接入的檢查井均可作為設(shè)計管段的起止點。設(shè)計管段的起止點應(yīng)依次編上號碼。因排水管區(qū)遇到河流，不能按原有的坡度埋設(shè)，所以要設(shè)倒虹管。 設(shè)計管段設(shè)計流量的確定每一設(shè)計管段的污水設(shè)計流量可能包括以下幾種流量。 本段流量 是從本管段沿線街坊流來的污水量； 轉(zhuǎn)輸流量 是從上游管段和旁側(cè)管段流來的污水量； 集中流量 是從工業(yè)企業(yè)或其它產(chǎn)生大量污水的公共建筑流來的污水量。對于某一設(shè)計管段，本段流量是沿管段長度變化的，即從管段起點的零逐漸增加到終點的全部流量。為便于計算，通常假定本段流量從管段起點集中進(jìn)入設(shè)計管段。而從上游管段和旁側(cè)管流來的轉(zhuǎn)輸流量和集中流量 對這一管段是不變的。本段流量是以人口密度和管段的服務(wù)面積的乘積來計算，其計算公式如下： q = q F (3.3) 式中： q 設(shè)計管段的本段流量（L/s）； F 設(shè)計管段的本段服務(wù)面積（ha）； q 比流量（L/sha）。比流量是指單位面積上排出的平均污水量?？捎孟率接嬎悖?q (3.4) 式中： n 生活污水定額（L/人d）； 人口密度（人/ ha）。在初步設(shè)計階段只計算干管和主干管的設(shè)計流量，本次設(shè)計中，該城市總面積從圖中測量為522.2ha，故人口密度為人/ha,污水量設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)按遠(yuǎn)期200L/(capd)，則 q = =1.019（L/sha）； 某一設(shè)計管段的設(shè)計流量可由下式計算： q= (q+ q) k + q (3.5) 式中： q 某一設(shè)計管段的設(shè)計流量（L/s）； q 本段流量（L/s）； q 轉(zhuǎn)輸流量（L/s）； q 集中流量（L/s）； k 生活污水總變化系數(shù)。 各管段的生活污水總變化系數(shù)按照，各設(shè)計管段的設(shè)計流量應(yīng)列表計算，各主干管、干管設(shè)計流量計算見附表1。3.3.3 管段水力計算本次排水管采用HDPE管。1.在確定管段設(shè)計流量后，便可以從上游管段開始依次進(jìn)行主干管各設(shè)計管段的水力計算。在計算時，規(guī)定起始主干管管徑最小為400mm，根據(jù)地面坡度，確定設(shè)計坡度i，設(shè)計充滿度h/D，設(shè)計流速v，依據(jù)有關(guān)最大設(shè)計充滿度，最小設(shè)計坡度，最小管徑的規(guī)范，分別列表計算。表3-3 最大設(shè)計充滿度管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大設(shè)計充滿度（）200-300350-450500-90010000.550.650700.75 表3-4 最小管徑和最小設(shè)計坡度 污水管道位置最小管徑（mm）最小設(shè)計坡度街坊和廠區(qū)內(nèi)街道2003000.0040.0032. 計算各管段上端、下端的水面、管底標(biāo)高及其埋設(shè)深度： 根據(jù)設(shè)計管段長度和管道坡度求降落量。 根據(jù)管徑和充滿度求管段的水深。 確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點。 求設(shè)計管段上、下端的管內(nèi)底標(biāo)高，水面標(biāo)高及埋設(shè)深度。 最小埋深確定污水管道最小埋設(shè)深度時，必須考慮下列因素：現(xiàn)行的室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定：在車行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于0.7 m。在非車行道下的污水管道若能滿足管道銜接的要求以及無動荷載的影響，其最小覆土厚度值也可適當(dāng)減小。3.污水管道的銜接管道的銜接方法：主要有水面平接、管頂平接兩種 :（a）水面平接：是指在水力計算中，上游管段終端和下游管段起端在指定的設(shè)計充滿度下的水面相平，即上游管段終端與下游管段起端的水面標(biāo)高相同。 適用于管徑相同時的銜接。（b）管頂平接：是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標(biāo)高相同。采用管頂平接時，下游管段的埋深將增加。 這對于平坦地區(qū)或埋深較大的管道，有時是不適宜的。這時為了盡可能減少埋深，可采用水面平接的方法。 4.注意：（a）下游管段起端的水面和管內(nèi)底標(biāo)高都不得高于上游管段終端的水面和管內(nèi)底標(biāo)高。（b）當(dāng)管道敷設(shè)地區(qū)的地面坡度很大時，為調(diào)整管內(nèi)流速所采用的管道坡度將會小于地面坡度。為了保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深，可根據(jù)地面坡度采用跌水連接。（c）在旁側(cè)管道與干管交匯處，若旁側(cè)管道的管內(nèi)底標(biāo)高比干管的管內(nèi)底標(biāo)高相差1m以上時，為保證干管有良好的水力條件，最好在旁側(cè)管道上先設(shè)跌水井后再與干管相接。以上計算均應(yīng)列表計算，各節(jié)點的高程、各管段長度及水力計算見附表2。3.4倒虹吸管的計算3.4.1過江倒虹管位置選擇在確定倒虹管的路線時，應(yīng)盡可能與障礙物正交通過，并且在倒虹管過河時，應(yīng)在河寬最小處通過，以縮短倒虹管長度，以降低工程造價。3.4.2過江的倒虹管計算a由于不知河床寬，因此倒虹管底部寬度按河道寬度設(shè)計，并且河床坡降也未知，因此按照河床標(biāo)高不變來計算。b按照遠(yuǎn)期設(shè)計流量來計算，遠(yuǎn)期設(shè)計流量Q=373.49L/s考慮兩條管徑相同而平行敷設(shè)的倒虹管線，每條倒虹管的最大流量為373.49/2=186.75L/s，查HDPE管水力計算表得倒虹管管徑D=500mm。水力坡度i=2.7流速,v=1.55m/s。此流速大于允許的最小流速0.5m/s。倒虹管總長度：L=605+2(15/cos15)=636m倒虹管沿程水頭損失值：iL=2.7636=1.72m倒虹管全部水頭損失值：H1=1.051.72=1.80m倒虹管進(jìn)出水井水位差值：H= H1+0.14=1.94mc校核： 按一根倒虹管損壞，另外一根通過70 %的流量校核： 一根倒虹管損壞，另外一根通過70 %的流量時: Q=373.4970 %=261.443L/s 查表得v=2.13m/s,此流速大于允許的最小流速，i=5.1。倒虹管沿程水頭損失值：iL=5.1636=3.24m倒虹管全部水頭損失值：H1=1.053.24=3.41m倒虹管進(jìn)出水井水位差值：H= H1+0.14=3.55m倒虹管沿程水頭損失值：iL=5.1636=3.24m倒虹管全部水頭損失值：H1=1.053.24=3.41m倒虹管進(jìn)出水井水位差值：H= H1+0.14=3.55m用上面幾種情況的最大一個水頭損失來計算倒虹管下游水位。倒虹管下游水位為：h=312.38-3.55=308.83m 第四章 城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計4.1設(shè)計水量水質(zhì)的計算4.1.1設(shè)計污水水量城市每天的平均污水量 667.3L/s 所以日平均處理水量為667.386400/1000=5.77萬噸 即日處理水量約為5.8萬噸 設(shè)計秒流量 Q=738.28L/s+184.43L/s=922.71L/s 4.1.2設(shè)計污水水質(zhì) 表4-1 進(jìn)水水質(zhì)及出水水質(zhì)（單位：mg/L） 水質(zhì)指標(biāo)BOD5SSTNTPCOD進(jìn)水150190335300出水2020201604.1.3處理程度計算1.BOD5去除率為： 2.SS的去除率 3.TN的去除率 4.TP的去除率 4.2 一級處理設(shè)計4.2.1粗格柵設(shè)計1.設(shè)計中選擇二組粗格柵，每組格柵單獨設(shè)置，每組格柵的設(shè)計流量為設(shè)計污水量的一半，即=0.461m3/s。2.格柵的間隙數(shù): (4.1) 式中 : n格柵的間隙數(shù)（個） Q1設(shè)計流量（m3/s） 格柵傾角（o），一般為(6090)設(shè)計中取60 b格柵柵條間隙（m），機(jī)械清除時為（16mm25mm),取b=20mm h格柵柵前水深（m），設(shè)計中取0.4m v格柵過柵流速（m/s）,一般為0.6m/s1.0m/s,設(shè)計中取0.8m/s。 =67.03 設(shè)計中取68個。柵槽寬度: B=s(n-1)+bn (4.2) 式中： B格柵槽寬度（m） S每根格柵條的寬度（m）設(shè)計中取S=0.01m B=0.01(68-1)+0.0268=2.03m 3.進(jìn)水渠道漸寬部分的長度 (4.3) 式中: L1 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度（m） B1進(jìn)水明渠寬度（m），設(shè)計中取0.65m 1漸寬處角度（0），一般采用10o30o,設(shè)計中取20 =1.89m 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分的長度=0.95m4.通過格柵的水頭損失： h1=kh0 (4.4) (4.5) (4.6) 式中: h1過刪水頭損失（m） 格柵條的阻力系數(shù)，查表=2.42 k 格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，矩形斷面k=3 阻力系數(shù)，與格柵的柵條斷面有關(guān)，=0.96 =0.027m h1=30.027=0.081m5、柵后槽總高度的計算 H=h+h1+h2 (4.7) 式中 H柵后明渠的總高度（m） h2明渠超高（m），一般采用0.30.5m，設(shè)計中取h2=0.3m H=0.4+0.081+0.3=0.781m,設(shè)計中取0.8m。6、格柵槽總長度 L=L1+L2+0.5+1.0+H1/ tan (4.8) 式中 L格柵槽總長度（m） H1柵前槽高（m）， =0.7m L=1.89+0.95+0.5+1.0+0.7/tan60=4.74m7.每日柵渣量計算 式中: W每日柵渣量（m3/d） W1每日每103m3污水的柵渣量（m3/103m3污水）， 設(shè)計中取W1=0.05 m3/103m3污水。 =3.06m/d2 m/d 應(yīng)采用機(jī)械除渣及皮帶輸送機(jī)或無軸輸送機(jī)輸送柵渣，采用機(jī)械柵渣打包機(jī)將柵渣打包，汽車運走。4.2.2泵房設(shè)計泵房采用干式半地下式矩形合建式泵房，具有布置緊湊、占地少。集水池和機(jī)器間由隔水墻分開，只有吸水管和葉輪淹沒在水中，機(jī)器間可經(jīng)常保持干燥，以利于對泵房的檢修和保養(yǎng)，也可避免污水對軸承、管仲，儀表的腐蝕。1.水泵的選擇原則：（3）姜乃昌主編 泵與泵站 中國建筑工業(yè)出版社第五版污水泵站一般按最大日最大時流量設(shè)計，通過調(diào)整水泵工作臺數(shù)兼顧其他流量時段的情況。 水泵揚程由污水提升高度和吸水管、壓水管水頭損失確定。為了適應(yīng)不同流量時的情況，考慮采用四臺水泵，其中一臺備用。根據(jù)水質(zhì)、水量、和提升高度確定水泵的型號，同一泵站應(yīng)選用類型相同、口徑相同的水泵，以利于管理和維修。2.設(shè)計流量7.97萬m3/d，選擇4臺潛污泵（三用一備） 則單臺流量為 Q1=7966083=26553m3/d=1106m3/h 3.集水間計算 (1)容積 按一臺泵最大流量時6min的出流量設(shè)計，則集水池的有效容積 V計算W=1106/606=110.64(2)面積 有效水深取2m，則面積F=55.32，集水池長度取10.0m，寬度取5m，保護(hù)水深取1.0m，則實際水深為3.0m。1.水泵的選擇：根據(jù)污水高程計算的結(jié)果，泵站所在水位為313.50m，設(shè)泵站內(nèi)的總損失為2m,吸壓水管的損失為1.5m，則可確定水泵的揚程H為 H=Hst+h=(313.503