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

本科畢業(yè)設計說明書題 目：樂山市中心城區(qū)污水處理廠及配套污水管網(wǎng)工程設計院 （部）： 市政與環(huán)境工程學院專 業(yè)： 給水排水工程班 級： 水工101姓 名： 學 號： 指導教師：完成日期： 2014年 6月18日 山東建筑大學畢業(yè)設計說明書摘 要本設計的題目為樂山市城市污水管網(wǎng)設計及污水處理廠設計。主要任務是完成該城市排水管網(wǎng)和污水處理廠工藝設計和單項處理構筑物平面剖面圖設計。其中包括英文翻譯一篇，設計說明書及計算書一份，設計圖紙一套，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)的設備計算及選型表、必要的設計詳圖）。該污水處理廠工程，遠期規(guī)模為5.8萬噸/日。該污水廠的污水處理流程為：進水粗格柵提升泵房細格柵沉砂池SBR池 化學除磷池接觸消毒池出水 貯泥池污泥濃縮一體機外運 污水處理后，水質優(yōu)于城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中一級B排放標準。所選擇的SBR工藝，具有良好的脫氮除磷功能。關鍵詞：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 計 任 務 及 要 求41.1設計任務4第二章 總 體 設 計62. 1城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的確定62.1.1設計基礎資料: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.污水管道設計計算113.3.1城市污水設計總流量123.3.2劃分設計管段，計算設計流量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)污水處理廠設計154.1設計水量水質的計算154.1.1設計污水水量154.1.2設計污水水質164.1.3處理程度計算164.2 一級處理設計164.2.1粗格柵設計164.2.2泵房設計184.2.3細格柵計算204.2.4沉砂池計算224.3 污水廠二級處理設計244.3.1 SBR 工藝計算244.3.2 鼓風機房294.4化學除磷304.4.1化學除磷設計計算304.4.2混合池設計314.5.消毒接觸池設計與計算314.5.1消毒設施計算314.6計量設備設計計算344.7污泥處理系統(tǒng)374.7.1 貯泥池374.7.2 污泥濃縮脫水機房.381. 濃縮脫水機選擇382.脫水機房尺寸384.8附屬設備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 語46謝 辭46參考文獻：5670第一章 設 計 任 務 及 要 求1.1設計任務1、本次設計的主要任務是完成樂山市中心城區(qū)污水處理廠及配套污水管網(wǎng)工程設計。在完成設計任務工作中，應進行污水管網(wǎng)設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行細部工藝設計。2、主要設計工作內(nèi)容包括：（1）樂山市中心城區(qū)污水管網(wǎng)設計污水管網(wǎng)平面布置、污水管網(wǎng)水力計算、污水廠選址。熟悉設計任務書、設計原始資料、有關國家規(guī)范（詳見參考文獻部分），確定管網(wǎng)平面布置方案及污水處理廠選址；進行污水管網(wǎng)系統(tǒng)平面、高程設計。管網(wǎng)布線應盡量讓污水靠重力流動，盡可能不設或少設中途泵站；同時應盡量避免主干管、干管與障礙物相交；盡量靠近用水大戶。列表進行水力計算，計算時應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計數(shù)據(jù)的規(guī)定。（2） 樂山市中心城區(qū)污水處理廠設計工藝比選、構筑物設計計算、污水廠平面布置、高程計算、污水提升泵站的設計計算。選取兩種污水處理工藝方案進行技術經(jīng)濟比選，確定最優(yōu)污水處理方案；對處理廠各構筑物（如格柵、沉砂池、初沉地、曝氣池、二沉池、污泥回流泵站、濃縮池、消化池以及消毒設施、計量設施等）進行設計計算；進行污水廠平面布置、高程計算。工藝選擇時應盡量選擇新工藝，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)及配用電機型號、臺數(shù)；計算集水井容積、尺寸；布置吸壓水管路及機組。（3）說明書、計算書整理編寫說明書內(nèi)容主要包括：概述，設計依據(jù)和設計的基礎資料，設計規(guī)模，設計方案，各單項構筑物的設計，人員編制，材料設備統(tǒng)計表，工程概算，結束語。計算書內(nèi)容主要包括：排水管道系統(tǒng)的設計計算；污水處理廠（污水泵站、污水處理構筑物、污泥處理構筑物）的設計計算。3.設計要求1. 英文翻譯一篇。2. 設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、生化池等主要構筑物工藝圖 (1：30或1：50)。4. 其他要求：（1） 畢業(yè)設計在指導教師的指導下由每個學生獨立完成；（2） 設計圖紙要求計算機、手繪兩種手段完成，其中手繪圖紙12張；（3） 制圖比例應根據(jù)給水排水制圖標準（GB/T 501062001）給排水專業(yè)制圖常用比例要求合理確定；（4） 按學校統(tǒng)一要求的格式撰寫設計說明書；說明書、計算書的文字、表格、圖樣，應用鉛筆或鋼筆繕寫清楚，文字要通順，敘述要簡明扼要。5.按照進度定時完成任務起訖時間（周）工作內(nèi)容第4、5周熟悉設計資料、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周進行污水管道系統(tǒng)設計，并根據(jù)計算結果對管線布置進行調(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周進行污水處理廠工藝方案技術經(jīng)濟比較，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；提交英文文獻譯文；準備答辯。第16周教師評閱，答辯。第二章 總 體 設 計2. 1城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的確定2.1.1設計基礎資料: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。常年主導風向為北風和西北風，夏季主導風向為北風。青衣江自本縣西北向進入縣區(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)模將達到23萬人；近期人均綜合生活污水排水定額為170 L/capd，遠期人均綜合生活污水排水定額為200 L/capd；城市污水水質見表1：表1 污水水質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，本設計采用分流制。2.排水系統(tǒng)規(guī)劃設計原則（1）李亞峰、尹士君主編.給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設計指南.化學工業(yè)出版社.（1）排水系統(tǒng)規(guī)劃應符合城市和工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃，并應與城市工業(yè)企業(yè)中期他單項工程建設密切配合，相互協(xié)調(diào)，該現(xiàn)成的道路規(guī)劃、建筑界限、設計規(guī)模對排水系統(tǒng)的設計有很大的影響。（2） 排水系統(tǒng)設計要與鄰近區(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）排水工程的設計應全面規(guī)劃，按近期設計考慮遠期發(fā)展，。（6）排水工程設計師考慮原有管道系統(tǒng)的使用可能。（7）在規(guī)劃設計排水工程時必須認真觀測執(zhí)行國家和地方有關部門制定的現(xiàn)行有關標準、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準GB18918-2002的一級標準中B標準，即污水經(jīng)處理后應符合以下具體要求: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指標達到所要求的處理程度的前提下，所采用的污水處理技術各單元的有機組合。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?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。由于該設計對脫氮除磷有要求故選取二級強化處理?？晒┻x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，由脫氮除磷的機理可知，有機負荷是影響硝化反應的重要因素之一，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%。一般認為處理系統(tǒng)的BOD5負荷小于0.15kg BOD5/kgMLSS.d時，處理系統(tǒng)的硝化反應才能正常進行。根據(jù)所給定的污水水量及水質，參考目前國內(nèi)外城市污水處理廠的設計及運轉經(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.有較強的抗沖擊負荷能力 ; 5.能處理不容易降解的有機物；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.技術先進成熟，管理維護簡單；8.國內(nèi)工程實例多，容易獲得工程設計和管理經(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物去除效果，運行效果穩(wěn)定；4.技術先進成熟，運行穩(wěn)妥可靠；5.管理維護簡單，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.容積及設備利用率低；4.脫氮效果進一步提高需要在氧化溝前設厭氧池。1.用于小型水廠費用偏高；2.沼氣利用經(jīng)濟效益差；3，污泥回流量大，能耗高。1.處理構筑物較多；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又要適當去除N，P，經(jīng)比較，且水廠規(guī)模不大，且從經(jīng)濟與建設方面考慮故采用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用 科學出版社SBR是一種間歇式的活性泥泥系統(tǒng)， 采用集有機污染物降解與混合液沉淀于一體的反應器。在流態(tài)上雖然屬完全混合式，但在有機物降解方面，則是時間上的推流。有機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、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備和動力消耗，不設二次沉淀池。工藝流程簡單，操作管理大大簡化，這對技術力量相對薄弱、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工藝生化反應推動力大，速度快、效率高，出水水質好。通過對運行方式的調(diào)節(jié)（改變進水的方式、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)能進行脫氮和除磷。由于SBR法就反應器中的混合狀態(tài)來講是屬于完全混合式，所以耐沖擊負荷強，處理有毒或高濃度有機廢水的能力強。不易產(chǎn)生污泥膨脹。應用電動閥、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)水質水量的特點，SBR是小型污水廠的理想工藝，是公認的高效的、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：進水粗格柵提升泵房細格柵沉砂池SBR池化學除磷池接觸消毒池出水 貯泥池污泥濃縮一體機外運 2.SBR工藝的特點：SBR工藝流程簡單、管理方便、造價低。SBR工藝只有一個反應器，不需要二沉池，不需要污泥回流設備，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。由于科技進步，目前自動控制已相當成熟、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。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)下進行的，因此沉淀效果更好。調(diào)節(jié)能力強，抗沖擊負荷能力強，使水質較穩(wěn)定。2-2 SBR生物反應池工藝圖2.2.4工藝流程確定進水粗格柵提升泵房細格柵沉砂池SBR池化學除磷池接觸消毒池出水 貯泥池污泥濃縮一體機外運 第三章 城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)設計3.1 排水體制的選擇排水系統(tǒng)體制應根據(jù)城市及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、環(huán)境保護的要求、污水利用情況、原油排水設施、水質、水量、地形、對條件確定。1.從環(huán)境保護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行處理，然后再進行排放，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，因此建設費用也相應增加。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，比較容易適應社會發(fā)展的需要，故應采用分流制。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，為了更好的保護環(huán)境，適應以后的發(fā)展，且便于污水廠的運行管理，本設計采用分流制排水系統(tǒng)。3.2.布置污水管道從本設計平面圖可以看出，本城區(qū)位于青衣江的下游，可將主干管沿河敷設，干管垂直于主干管，設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管道確定污水管道布，如有逆坡的情況下，可設置中途泵站，但應避免少設泵站。污水干管與主干管應盡量避免和障礙物相交，如遇特殊地形時，應考慮特殊措施，在本設計中因為穿河道，故設計倒虹吸管。3.3.污水管道設計計算 污水管網(wǎng)的設計計算包括污水管道設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進行詳細的水力計算。街道支管應合理地確定管徑及埋深。根據(jù)管道平面布置，設計步驟為：1. 劃分設計管段（定出檢查井位置并編號）2. 確定干管設計管段長度3. 根據(jù)污水管道布置，劃分各設計管段服務街坊排水面積，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)濟地確定管徑、充滿度及坡度，進一步求定管道的埋深，水力計算應列表進行，管底標高及管道坡度以三位小數(shù)計，而地面標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應符合規(guī)范關于設計流速、最大設計充滿度、最小管徑、最小設計坡度的規(guī)定。3.3.1城市污水設計總流量設計流量包括 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劃分設計管段，計算設計流量 設計管段的劃分 設計管段：兩個檢查井之間的管段，如果采用的設計流量不變，且采用同樣的管徑和坡度，則稱它為設計管段。 劃分設計管段：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，有旁側管接入的檢查井均可作為設計管段的起止點。設計管段的起止點應依次編上號碼。因排水管區(qū)遇到河流，不能按原有的坡度埋設，所以要設倒虹管。 設計管段設計流量的確定每一設計管段的污水設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； 轉輸流量 是從上游管段和旁側管段流來的污水量； 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入設計管段。而從上游管段和旁側管流來的轉輸流量和集中流量 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面積的乘積來計算，其計算公式如下： q = q F (3.3) 式中： q 設計管段的本段流量（L/s）； F 設計管段的本段服務面積（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。可用下式計算： q (3.4) 式中： n 生活污水定額（L/人d）； 人口密度（人/ ha）。在初步設計階段只計算干管和主干管的設計流量，本次設計中，該城市總面積從圖中測量為522.2ha，故人口密度為人/ha,污水量設計標準按遠期200L/(capd)，則 q = =1.019（L/sha）； 某一設計管段的設計流量可由下式計算： q= (q+ q) k + q (3.5) 式中： q 某一設計管段的設計流量（L/s）； q 本段流量（L/s）； q 轉輸流量（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，各設計管段的設計流量應列表計算，各主干管、干管設計流量計算見附表1。3.3.3 管段水力計算本次排水管采用HDPE管。1.在確定管段設計流量后，便可以從上游管段開始依次進行主干管各設計管段的水力計算。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，確定設計坡度i，設計充滿度h/D，設計流速v，依據(jù)有關最大設計充滿度，最小設計坡度，最小管徑的規(guī)范，分別列表計算。表3-3 最大設計充滿度管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大設計充滿度（）200-300350-450500-90010000.550.650700.75 表3-4 最小管徑和最小設計坡度 污水管道位置最小管徑（mm）最小設計坡度街坊和廠區(qū)內(nèi)街道2003000.0040.0032. 計算各管段上端、下端的水面、管底標高及其埋設深度： 根據(jù)設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。 求設計管段上、下端的管內(nèi)底標高，水面標高及埋設深度。 最小埋深確定污水管道最小埋設深度時，必須考慮下列因素：現(xiàn)行的室外排水設計規(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)底標高都不得高于上游管段終端的水面和管內(nèi)底標高。（b）當管道敷設地區(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）在旁側管道與干管交匯處，若旁側管道的管內(nèi)底標高比干管的管內(nèi)底標高相差1m以上時，為保證干管有良好的水力條件，最好在旁側管道上先設跌水井后再與干管相接。以上計算均應列表計算，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，應盡可能與障礙物正交通過，并且在倒虹管過河時，應在河寬最小處通過，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計，并且河床坡降也未知，因此按照河床標高不變來計算。b按照遠期設計流量來計算，遠期設計流量Q=373.49L/s考慮兩條管徑相同而平行敷設的倒虹管線，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)污水處理廠設計4.1設計水量水質的計算4.1.1設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 設計秒流量 Q=738.28L/s+184.43L/s=922.71L/s 4.1.2設計污水水質 表4-1 進水水質及出水水質（單位：mg/L） 水質指標BOD5SSTNTPCOD進水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 一級處理設計4.2.1粗格柵設計1.設計中選擇二組粗格柵，每組格柵單獨設置，每組格柵的設計流量為設計污水量的一半，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設計流量（m3/s） 格柵傾角（o），一般為(6090)設計中取60 b格柵柵條間隙（m），機械清除時為（16mm25mm),取b=20mm h格柵柵前水深（m），設計中取0.4m v格柵過柵流速（m/s）,一般為0.6m/s1.0m/s,設計中取0.8m/s。 =67.03 設計中取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）設計中取S=0.01m B=0.01(68-1)+0.0268=2.03m 3.進水渠道漸寬部分的長度 (4.3) 式中: L1 進水渠道漸寬部分的長度（m） B1進水明渠寬度（m），設計中取0.65m 1漸寬處角度（0），一般采用10o30o,設計中取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，=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，設計中取h2=0.3m H=0.4+0.081+0.3=0.781m,設計中取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）， 設計中取W1=0.05 m3/103m3污水。 =3.06m/d2 m/d 應采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。4.2.2泵房設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。集水池和機器間由隔水墻分開，只有吸水管和葉輪淹沒在水中，機器間可經(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、水量、和提升高度確定水泵的型號，同一泵站應選用類型相同、口徑相同的水泵，以利于管理和維修。2.設計流量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)污水高程計算的結果，泵站所在水位為313.50m，設泵站內(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