水污染控制工程第三章污水溝道系統(tǒng)的設(shè)計

1、 第一節(jié) 污水設(shè)計流量的確定設(shè)計流量 污水溝道的設(shè)計流量是設(shè)計期限(2030年)終了時的最大日(或最大班)最大時的污水流量,它包括生活污水設(shè)計流量和工業(yè)廢水設(shè)計流量,在地下水位較高的地區(qū)，宜適當考慮地下水滲入量。居住區(qū)的生活污水設(shè)計流量的確定 式中：qv居住區(qū)的生活污水設(shè)計流量； qvn居住區(qū)的生活污水量標準； N使用溝道的設(shè)計人數(shù)； K總總變化系數(shù)。 城鎮(zhèn)居住區(qū)和工廠居住區(qū)的生活污水設(shè)計流量是按每人每日平均排出的污水量、使用溝道的設(shè)計人數(shù)和總變化系數(shù)計算的，公式如下：總KNqq360024nvv居住區(qū)的生活污水量標準qvn設(shè)計期限終了時每人每日排出的生活污水量按現(xiàn)行相關(guān)設(shè)計規(guī)范采用室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)

2、備的情況當?shù)貧夂蛏钏缴盍?xí)慣與有關(guān) 設(shè)計人口數(shù)N：設(shè)計期限終了時的預(yù)估人口數(shù)，與城市的發(fā)展規(guī)模及人口的增長率有關(guān)。 估算方法(1)按城市總體規(guī)劃確定的人口密度計算:式中：P人口密度，即單位面積上的人口數(shù)，人/ hm2 ，分為城市人口密度和街坊人口密度；A排水區(qū)域的面積，hm2。PAN 設(shè)計人口數(shù)N：設(shè)計期限終了時的預(yù)估人口數(shù)，與城市的發(fā)展規(guī)模及人口的增長率有關(guān)。 式中：N設(shè)計人口數(shù)，即n年后的估計人口數(shù)；N0現(xiàn)在人口數(shù)；人口自然增長率；n設(shè)計期限，2030年。 nNN)1 (0 估算方法(2)按人口自然增長率估算：日變化系數(shù)K日一年中最大日污水流量與平均日污水量的比值。時變化系數(shù)K時最大日

3、中最大時污水量與該日平均時污水量的比值?？傋兓禂?shù)K總最大日中最大時污水量與平均日平均時污水量的比值。K總=K日K時 居住區(qū)的生活污水量標準qvn是一個平均值。流入污水管道的污水量時刻在變化，變化程度通常用變化系數(shù)表示?？侹Nqq360024vnvPAN 式中：qv0比流量，L/(s hm2)；A設(shè)計溝段的排水面積，hm2。總KAPqq360024nvv總KAqq0vv方式劃分街坊的泄水面積設(shè)計溝段的排水面積A的確定圍坊式通常用各街角的角平分線劃分街坊成4塊，每塊街坊的污水假定排入相近的接溝低側(cè)式通常假定整塊街坊的污水排入在其低側(cè)的街溝中對邊式通常將街坊面積用中線劃分，被劃分的街坊的污水假定排

4、入鄰近的街溝中工廠生產(chǎn)區(qū)的生活污水設(shè)計流量的確定 工廠生產(chǎn)區(qū)的生活污水流量不大，收集和輸送這部分污水的溝管可以采用最小管徑（200mm），不需要進行計算，當流量較大需要計算時，可參考下表 。車間性質(zhì)每班每人的生活污水量標準/L時變化系數(shù)每班每人淋浴污水量標準/L熱車間352.560一般車間253.040 工廠生產(chǎn)區(qū)的生活污水流量較大時，可用下式計算：36006040360085 . 2350 . 3254321vNNNNq式中：qv工廠生產(chǎn)區(qū)的生活污水設(shè)計流量，L/s； N1一般車間最大班的職工總?cè)藬?shù)（一個或幾個車間的總?cè)藬?shù)）； N2熱車間最大班的職工總?cè)藬?shù)（一個或幾個熱車間的總?cè)藬?shù)）； N3

5、一般車間最大班使用淋浴的職工總?cè)藬?shù)（一個或幾個車間的總?cè)藬?shù)）； N4熱車間最大班使用淋浴的職工總?cè)藬?shù)（一個或幾個熱車間的總?cè)藬?shù)）。工業(yè)廢水量的確定方法按工廠或車間的每日產(chǎn)量和單位產(chǎn)品（每件產(chǎn)品，每噸產(chǎn)品等）的廢水量計算按生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)量和每一生產(chǎn)設(shè)備的每日廢水量進行計算總KTMmq36001000v式中：qv工業(yè)廢水設(shè)計流量，L/s；m生產(chǎn)每單位產(chǎn)品的平均廢水量，m3；M產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量；T每日生產(chǎn)時數(shù)；K總總變化系數(shù)，因為K日=1，所以，K總=K時。污水溝道系統(tǒng)的平面布置確定排水區(qū)界，劃分排水流域選擇污水廠出水口的位置擬定污水干溝及總干溝的路線確定需要抽升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站的位置確定排水區(qū)界

6、，劃分排水流域排水區(qū)界是排水系統(tǒng)敷設(shè)的界限通常排水流域邊界應(yīng)與分水線相符合具體根據(jù)地形及城市和工業(yè)企業(yè)的豎向規(guī)劃劃分排水流域 IIIIIIIV選擇污水廠出水口的位置原則城市的下風(fēng)向水體的下游離開居住區(qū)和工業(yè)區(qū)擬定污水干溝及總干溝的路線應(yīng)遵循的主要原則：應(yīng)盡可能在路線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。地形和豎向規(guī)劃排水體制和其他管線的情況污水廠和出水口位置水文地質(zhì)條件道路寬度地下管線及構(gòu)筑物的位置工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物的分布情況以及發(fā)展遠景和修建順序 擬定污水干溝及總干溝的路線定線時考慮的因素：幾種具體情況分析擬定污水干溝及總干溝的路線地形具有適中的坡度地形坡度較陡流域

7、范圍大，且地形較平坦地形將城市劃分成高低二區(qū)地形具有適中的坡度地形具有適中的坡度地形具有適中的坡度地形具有適中的坡度地形具有適中的坡度地形具有適中的坡度地形將城市劃分成高低二區(qū)地形將城市劃分成高低二區(qū)地形將城市劃分成高低二區(qū)排水泵站的布置中途泵站：位置根據(jù)溝道的最大合理埋深決定終點泵站：一般設(shè)在污水廠內(nèi)處理構(gòu)筑物之前局部泵站：比較低洼地區(qū)，高樓地下室，地下鐵道和其他地下建筑物中支管定線 街坊狹長或地形有傾斜時：低側(cè)式地形平坦且面積較大：圍坊式 建筑已定和街坊管道自成體系：穿坊式 與房屋、樹木保持一定距離，避免滲漏而影響房屋基礎(chǔ)，避免樹根擠壞溝管； 污水溝道應(yīng)設(shè)在道路上，街區(qū)連接支溝較多、地下管

8、線較少一側(cè)； 街道寬度40時，可以考慮設(shè)置兩條排水管； 地下設(shè)施擁擠或交通極其繁忙場合，可以把地下管線集中在隧道中(共同溝)。溝道在街道下面設(shè)置時應(yīng)遵循的原則：街道地下管線的布置 管線隧道(共同溝)一般布置方式： 給水管在溝管之上； 電力線、煤氣管、熱水管、熱氣管在給水管之上；地下管線交叉時的處理原則： 小管讓大管； 有壓管讓無壓管； 新建管線讓已建管線； 臨時管線讓永久管線； 柔性結(jié)構(gòu)管線讓剛性結(jié)構(gòu)管線。溝道具有允許的壓縮高度 污水溝道水力學(xué)設(shè)計任務(wù) 根據(jù)已經(jīng)確定的溝道路線，計算和確定各設(shè)計溝段的設(shè)計流量、管徑、坡度、流速、充滿度和溝底高程。原則 不沖刷、不淤積、不溢流、要通風(fēng)。計算步驟 確

9、定控制點開始，從上游到下游，計算和確定各個設(shè)計溝段的有關(guān)數(shù)據(jù)?；靖拍羁刂泣c對整個溝道系統(tǒng)的高程起控制作用的點，其埋深影響整個溝道系統(tǒng)的埋深，故應(yīng)盡量降低控制點的埋深控制點的位置離污水廠或出水口最遠處；排水流域中，地面高程最低處；溝道埋深有特殊要求處(如地下室)減小控制點埋深方式加強溝管強度；提高控制點處的地面高程；設(shè)置局部泵站提升水位基本概念設(shè)計流量組成設(shè)計溝段兩個檢查井之間的溝段（中間可以有其他檢查井），溝段可以轉(zhuǎn)向，要求采用的設(shè)計流量不變或基本不變，采用同樣的管徑和坡度沿線流量本溝段服務(wù)的街坊流量集中流量工廠或公共建筑的流量轉(zhuǎn)輸流量上游溝段和旁側(cè)溝段轉(zhuǎn)輸流量污水溝道水力學(xué)計算示例將溝道劃

10、分為若干設(shè)計溝段，從污水廠開始標定每個設(shè)計溝段起訖點上的窨井編號計算步驟一確定各設(shè)計溝段的設(shè)計流量計算步驟二從上游溝段開始進行各設(shè)計溝段的水力學(xué)計算計算步驟三步驟1：根據(jù)污水干溝平面布置圖，從上游至下游將設(shè)計溝段編號列入表中第1行步驟2：從溝道平面圖上量出每一段溝段的長度，注在圖上，并列入表中第2行步驟3：將各設(shè)計溝段的設(shè)計流量列入表中第3行步驟4：從該城鎮(zhèn)的總體規(guī)劃圖中，求得設(shè)計溝段起迄點引頸出地面高程，注在圖上，并列入表中第10、11兩行步驟5：計算每一設(shè)計溝段的地面坡度=地面高程差/距離，列入表中第18行步驟6：根據(jù)流量和各個溝段的地面坡度，查水力算圖，將需要的管徑、坡度、流速、充滿度并

11、列入表中第4、5、6、7四行步驟7：算出水深，h=(4)(7),列入表中第8行步驟8：根據(jù)求得的溝道坡度，計算溝段上端至下端的溝底降落量iL=(5)(2)，列入表中第9行步驟9：根據(jù)現(xiàn)場條件，選擇起點溝底標高，并根據(jù)各種平接方式，計算水面標高，各數(shù)據(jù)分別列入表中第12、13、14、15四行步驟10：計算覆土厚度，覆土厚度=地面高程-溝底高程-管徑-管壁厚度，各數(shù)據(jù)分別列入表中第16、17行步驟11：將求得的管徑、溝底高程直接標注在溝道平面布置圖上溝道施工圖溝道平面圖溝道剖面圖比例尺1:500水平比例尺1:1000 垂直比例尺1:100內(nèi)容初步設(shè)計平面圖上的項目現(xiàn)有的地面設(shè)施所有的現(xiàn)存地下各種管

12、線初步設(shè)計剖面圖上的項目溝道材料和基礎(chǔ)做法與溝道直交的其他地下管線的資料設(shè)計溝道的走向和改向角度內(nèi)容溝道平面圖(技術(shù)設(shè)計)溝道總剖面圖(技術(shù)設(shè)計) 泵組的選擇進水池容積計算確定泵站的建筑設(shè)想及泵組與管道的布置起重設(shè)備的選擇和布置電器設(shè)備和自動化設(shè)備的選擇施工方法的確定泵站的建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計污水泵站是排水系統(tǒng)中的重要構(gòu)筑物排水泵站設(shè)計中要解決的問題 根據(jù)最大時、平均時、最小時流量及相應(yīng)的全揚程，按照水泵的特性曲線選擇水泵，要求選用的水泵在以上各種情況下能高效運轉(zhuǎn)。污水泵的選擇泵型工作泵數(shù)量/臺備用泵數(shù)量/臺同一型號1415612 62兩種型號141562(各一)62(各一) 不小于最大一臺泵的5m

13、in出水量，進水池大小要滿足管道與設(shè)備的安裝要求。 人工操作每小時不宜多于4次，自動操作每小時不多于6次。進水池 進水池最高水位和最低水位之間的容積。有效容積有效容積設(shè)計要求格柵位置進水池污水入口處作用阻擋粗大物質(zhì)，保護水泵清渣方式人工、機械，目前一般采用機械格柵柵面與水面成60 70角，過柵流速0.6 1.0m/s，柵間空隙10 20mm(隨水泵類型和大小而定)參數(shù)粗 格 柵細 格 柵弧形格柵除污機吸水管安裝要求吸水管中流速0.71.5m/s每臺泵布置單獨的吸水管，力求短而直，以減小阻力損失吸水口設(shè)置喇叭口吸水口水平部分順水流方向略微抬高與水泵連接處采用偏心大小頭自灌式布置的水泵，吸水管上應(yīng)

14、安裝閘閥出水管泵站進水池或上游窨井中設(shè)有應(yīng)急出水口時采用一條總出水管泵站進水池或上游窨井中沒有應(yīng)急出口或泵站很大時采用兩條總出水管出水管中流速0.82.5m/s不能小于0.7m/s出水管的所有管道應(yīng)不妨礙交通、檢修等，便于安裝和拆卸泵組間水泵機組的平面布置一般按單排布置；泵組多時，可采用兩排或交叉排列布置影響泵組間布置的因素水泵型號 外形尺寸 水泵臺數(shù) 泵站建筑形式布置要求泵組之間、泵組與墻壁之間有一定的距離，滿足維修和安裝需要污水泵站建筑要求泵組間的高度應(yīng)便于設(shè)置的吊裝泵站的地上部分一般采用自然通風(fēng)，在地下間應(yīng)設(shè)置機械通風(fēng)設(shè)備無吊車起重設(shè)備的泵組間室內(nèi)凈高不小于3.0m有吊車起重設(shè)備的泵組間吊起物件與地面物件間有不小于0.5m的凈空有高壓配電設(shè)備的泵組間高度應(yīng)根據(jù)電器設(shè)備要求確定污水泵站建筑形式按泵站與集水井的組合方式區(qū)分