排水管網(wǎng)及污水處理廠課設(shè)任務(wù)書

1、水污染控制工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書張輝張文啟編I誹水學(xué)和M1排水增殉刑I1倒便A/V*aa-為映呵1也?HLt廿耳豊排水處理I眄ORPMLSSMMTfcitDHP計(jì)上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院環(huán)境工程系2009年11月 第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)資料一、設(shè)計(jì)題目：華東某城鎮(zhèn)污水排水管網(wǎng)工程及污水處理廠初步設(shè)計(jì)二、原始資料：1城市平面圖（1：5000）2城市各地區(qū)人口密度I區(qū)：1350人/公頃；II區(qū):950人/公頃;3城市居住房中的衛(wèi)生設(shè)備情況:I區(qū):室內(nèi)有給水排水設(shè)施II區(qū):有給水排水設(shè)施，但沒有淋浴設(shè)備:城市中房屋的平均層數(shù)：I區(qū)78層；II區(qū)6_層；城市中有下列工業(yè)企業(yè)，其位置如城市平面圖所示：企業(yè)

2、甲，設(shè)計(jì)排水流量63.96L/s。企業(yè)乙，設(shè)計(jì)排水流量37.16L/s。6城市土壤種類沙質(zhì)粘土；地下水位深度一4.5米；冰凍線深度-0.8米；常年主導(dǎo)風(fēng)向東南風(fēng)城市最咼溫度32C;最低溫度10C年平均溫度24CO7暴雨設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為一年，地面集水時(shí)間為10min.8各區(qū)占地面積分配見表1表1.1占地面積分配區(qū)域建筑用地道路和車場綠地I區(qū)25%25%50%II區(qū)28%25%47%9城市東北郊有一條河流通過，河流多年平均水位+115.5m,枯水期水位+113m,50年一遇最大洪峰水位+117.7m。10在城市東北郊預(yù)留一塊地用于建設(shè)城市污水處理廠，污水廠選址區(qū)域海拔標(biāo)高在+120m+118m之間，平

3、均地面標(biāo)高為+118.5m。平均地面坡度為0.3%。0.5%o，地勢為西南高，東北低。預(yù)留地面積為東西長380m，南北長280m。三、設(shè)計(jì)任務(wù)1進(jìn)行排水管網(wǎng)布置。要求：布置合理、論證充分，劃分設(shè)計(jì)管段和管段服務(wù)面積；干管和主干管定線；計(jì)算各管段的設(shè)計(jì)流量；2進(jìn)行排水管網(wǎng)水力計(jì)算。要求：計(jì)算準(zhǔn)確，符合設(shè)計(jì)精度，計(jì)算部分附上相應(yīng)的計(jì)算草圖，列表進(jìn)行水力計(jì)算，確定各管段的管徑、坡度流速、充滿度。對污水處理廠工藝構(gòu)筑物選型作說明；主要處理設(shè)施（格柵、沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池）的工藝計(jì)算；5繪圖。（1）排水管網(wǎng)平面布置圖。（2）排水管道縱剖面圖（主干管）（3）污水處理廠平面（4）污水處理廠高程布置

4、圖繪圖的基本要求：設(shè)計(jì)圖紙所采用的比例、標(biāo)高、管徑、編號和圖例應(yīng)符合給排水制圖標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，出圖提交三號圖紙。6設(shè)計(jì)報(bào)告書。內(nèi)容要求：論證合理，層次分明，計(jì)算無誤，文字通暢，圖表準(zhǔn)確，書寫整潔。四、設(shè)計(jì)成果1設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。2圖紙：排水管網(wǎng)平面布置圖，排水管道縱剖面圖，污水處理廠平面，污水處理廠高程布置圖五、主要參考資料1室外給排水設(shè)計(jì)規(guī)范2給排水管網(wǎng)系統(tǒng)3水污染控制工程（上、下冊）4給水排水設(shè)計(jì)手冊第二節(jié)污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、污水管道系統(tǒng)的布置（一）、確定排水區(qū)域、劃分排水流域（二）、管道布置與定線管道定線應(yīng)盡可能地在管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。地形是主要的

5、影響因素。定線時(shí)應(yīng)充分利用地形，使管道的走向符合地形趨勢，一般宜順坡排水。在整個(gè)排水區(qū)域較低的地方敷設(shè)主干管和干管，便于支管的污水能自流接入，而橫管的坡度盡可能與地面坡度一致。在地形平坦地區(qū)，應(yīng)避免小流量的橫支管長距離平行于等高線敷設(shè)，讓其盡早接入干管，宜使干管與等高線垂直，主干管與等高線平行。在坡度較大的時(shí)候應(yīng)設(shè)置跌水井，改善水力條件。污水主干管的走向和數(shù)目取決于污水廠和出水口的位置和數(shù)目。小城市通常只設(shè)一個(gè)污水廠，只需一條主干管。大流量的集中污水直接接入污水干管起端，可以增大上游干管的管徑，減少敷設(shè)坡度，減小整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深。污水支管的平面布置取決于地形和街坊建筑規(guī)劃，并應(yīng)便于用戶接管排

6、水。二、污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算一）、生活污水設(shè)計(jì)流量比流量npq=024x3600式中：q比流量L/(s.ha)Aon居住區(qū)生活污水定額，L/(cap.d)用水定額按設(shè)計(jì)規(guī)范取I區(qū)170L/(cap.d),II區(qū)150L/(cap.d),污水定額按用水定額的90%計(jì)算。p為人口密度，cap/ha、居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量式中Q1居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量，L/sF設(shè)計(jì)管段服務(wù)的面積，haK生活污水量總變化系數(shù)Z其中生活污水量總變化系數(shù)：2.7Qo.11公式中Q為平均日平均時(shí)污水流量，L/s我國室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50014-2006)根據(jù)上式推薦綜合生活污水總變化系數(shù)也可按表2.1采用表2.1綜合生活污

7、水量總變化系數(shù)平均日流量(L/s)51540701002005001000總變化系數(shù)2.32.01.81.71.61.51.41.3、企業(yè)的污水經(jīng)局部處理后允許排入城鎮(zhèn)下水道。企業(yè)甲，設(shè)計(jì)排水流量63.96L/S；企業(yè)乙，設(shè)計(jì)排水流量37.16L/S。、污水管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算。計(jì)算結(jié)果列入下列表格中。表2.2污水管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算分人口居住區(qū)生活污水量Q集中流量設(shè)計(jì)區(qū)密度流量（人（L/s）/ha）管街區(qū)面積人口比流本段轉(zhuǎn)輸合計(jì)總變化生活本段轉(zhuǎn)輸段編號(ha)數(shù)量q0流量流量q2平均系數(shù)Kz污設(shè)計(jì)(L/s)(L/s)編(L/s)(L/s)流量流量號(L/s)Q1(L/s)分區(qū)城市街區(qū)面總?cè)藬?shù)居民生活

8、用水定額污水定額積haL/(cap.d)L/(cap.d)一區(qū)二區(qū)居住區(qū)生活污水=表2.3城鎮(zhèn)污水總流量綜合表城鎮(zhèn)污水總流量綜合表排水工平均日污水流量m3/d最大時(shí)污水流量m3/h設(shè)計(jì)流量L/S程生活污水進(jìn)入城鎮(zhèn)生活污水進(jìn)入城生活污水進(jìn)入城對象污水管道的生鎮(zhèn)鎮(zhèn)污水產(chǎn)污水污水管管道的道的生生產(chǎn)污產(chǎn)污水水居住區(qū)工廠合計(jì)總計(jì)表2.4各街區(qū)面積街區(qū)街區(qū)面積街區(qū)街區(qū)面積街區(qū)街區(qū)面積街區(qū)（ha）（ha）（ha）8.00QQ3.7614Q3.84153.24164.2417 HYPERLINK l bookmark16 32.081819811.967.2010.9221.0415.888.969.122.

9、287.5627303110.403710.5219.2822.2822.0422.844.683.0839404142街區(qū)面積(ha)5.443.604.9610.0811.766.009.0018.16Q8.205.44334523.60Q8.00223.24349.644614.64Q11.52233.92356.285.84249.84369.24三、污水管道水力計(jì)算（一）、水力計(jì)算公式Q二Av1V=R2/3i1/2n式中：A一過水?dāng)嗝婷娣em2；i一水力坡度；n一管道粗糙系數(shù)；R一水力半徑m。v一流速m/s（二）、設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇與計(jì)算1設(shè)計(jì)充滿度污水管道按非滿流設(shè)計(jì)、最大設(shè)計(jì)充滿度見下

10、表：表2.5污水管道的最大設(shè)計(jì)充滿度管徑/mm最大設(shè)計(jì)充滿度管徑最大設(shè)計(jì)充滿度2003000.555009000.703504500.6510000.752設(shè)計(jì)流速在最大設(shè)計(jì)充滿度的情況下，通過設(shè)計(jì)流量時(shí)的污水流速稱為設(shè)計(jì)流速。為了防止污水中的泥沙顆粒沉淀產(chǎn)生淤積，阻塞管渠，規(guī)定污水管道的最小設(shè)計(jì)流速為0.6m/s；污水管渠的最小流速為0.4m/s；為了防止因污水流速過大對管道造成沖刷損壞，規(guī)定金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為10m/s,非金屬管道最大設(shè)計(jì)流速為5m/s。3最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度當(dāng)計(jì)算所需要的污水管道管徑小于最小設(shè)計(jì)管徑時(shí)采用最小設(shè)計(jì)管徑。我國室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的最小設(shè)計(jì)管徑和最小設(shè)

11、計(jì)坡度如下表：表2.6最小設(shè)計(jì)管徑和最小設(shè)計(jì)坡度管道位置最小管徑最小設(shè)計(jì)坡度街坊道路下2000.004市政道路下3000.003表2.7常用管徑的最小設(shè)計(jì)坡度（鋼筋混凝土管非滿流）管徑（mm）最小設(shè)計(jì)坡度4000.00155000.00126000.00108000.000810000.000612000.000614000.000515000.00054埋設(shè)深度為了保證在地面靜動(dòng)荷載的作用下管道不致于被損壞，需保證在管道上有一定的覆土厚度，車行道下污水管道的最小覆土厚度不小于0.7m。為了必須防止污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道，一般需要把整個(gè)污水管線埋在冰凍線之下。但由于污水有溫度且保持一定

12、的流量不斷流動(dòng)，考慮到經(jīng)濟(jì)性，故室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：管底可埋設(shè)在冰凍線以上0.15m。有保溫措施或水溫較高的管道,管底在冰凍線以上距離可加大。5污水管道的銜接主要的銜接方式有管頂平接和水面平接。為了施工的方便，本設(shè)計(jì)采用水面平接的方式。6主干管起點(diǎn)最小埋深的確定主干管起點(diǎn)最小埋深由接入該主干管的干管水力計(jì)算得出。污水出戶管的最小埋深一般采用0.50.7m，所以街坊污水管道起點(diǎn)最小埋深0.60.7m，街道干管起點(diǎn)最小埋深為：H=h+1-L+Z-Z+Ah12式中H街道污水管網(wǎng)起點(diǎn)的最小埋深（m）:h街區(qū)污水管起點(diǎn)最小埋深（m）,取2.5mZ1街道污水管起點(diǎn)檢查井處地面標(biāo)高（m）Z2街區(qū)污水管起點(diǎn)

13、檢查井處地面標(biāo)高（m）I街區(qū)污水管和連接支管的坡度。L街區(qū)污水管和連接支管的總長度（m）。h連接支管與街道污水管的管內(nèi)底高差（m）（三）、主干管最小埋深的確定1確定管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)控制點(diǎn)為管道系統(tǒng)的最小埋深點(diǎn)，一般可以取某一干管的起點(diǎn)或工廠排出口。2主干管埋深的確定依據(jù)管道系統(tǒng)控制點(diǎn)計(jì)算得出。四)、主干管水力計(jì)算計(jì)算結(jié)果列入下表表2.7水利計(jì)算表主干管水力計(jì)算設(shè)計(jì)流*qm道度m)管長U管段編號管徑D(mm)標(biāo)咼(m)埋設(shè)深度(m)流速充滿度降落v(m/s)量h/Dh/miL/m上端下端上端下端上端下端上端下端地面水面管內(nèi)底注意問題：下游管段起端的水面和管底標(biāo)咼都不得咼于上游管段終端的水面和管底

14、標(biāo)咼，否則會造成回水。經(jīng)過檢查本設(shè)計(jì)中干管和主干管都滿足要求不會造成回水。第三節(jié)污水處理廠的工藝設(shè)計(jì)一、污水水量與水質(zhì)污水處理水量：為城市管網(wǎng)設(shè)計(jì)確定的最大污水流量；污水水質(zhì)：COD:450mg/L,BOD:200mg/L,SS：250mg/L，氨氮15mg/L。cr5二、處理要求污水經(jīng)二級處理后應(yīng)符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）二級標(biāo)準(zhǔn)，因氨氮進(jìn)水濃度較低，其出水氨氮要求達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，以下為具體要求：CODW100mg/L,BODW30mg/L,SSW30mg/L,氨氮W5mg/L。cr5三、處理工藝流程污水?dāng)M采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝處理，具體流程如下：污水一格柵

15、間一污水泵房f（出水井一巴氏計(jì)量槽）一平流沉砂池一初沉池一曝氣池一二沉池一消毒池一出水回流泵一四、設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）、污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)一般規(guī)定1、該市鎮(zhèn)排水系統(tǒng)為分流制，污水管網(wǎng)污水全部進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行處理；2、處理構(gòu)筑物流量：曝氣池之前，各種構(gòu)筑物按最大日最大時(shí)流量設(shè)計(jì)；曝氣池之后（包括曝氣池），構(gòu)筑物按平均日平均時(shí)流量設(shè)計(jì)；3、處理設(shè)備設(shè)計(jì)流量：各種設(shè)備選型計(jì)算時(shí)，按最大日最大時(shí)流量設(shè)計(jì)；4、管渠設(shè)計(jì)流量：按最大日、最大時(shí)流量設(shè)計(jì)；5、各處理構(gòu)筑物不應(yīng)小于2組（個(gè)或格），且按并行設(shè)計(jì)。（二）、格柵1、型式：平面型，傾斜安裝機(jī)械格柵；2、城市排水系統(tǒng)為暗管系統(tǒng)，且有中途泵站，僅在泵前格柵間設(shè)計(jì)

16、中格柵3、格柵過柵流速不宜小于0.6m/s，不宜大于1.5m/s；4、柵前水深應(yīng)與入廠污水管規(guī)格相適應(yīng)；5、格柵尺寸B、H參見設(shè)備說明書，宜選中間值。（三）、沉砂池1、型式：平流式；2、水力停留時(shí)間宜選50s；3、沉砂量可選0.05-0.1L/m3，貯砂時(shí)間為2d,宜重力排砂；4、貯砂斗不宜太深，應(yīng)與排砂方法要求、總體高程布置相適應(yīng)。（四）、初沉池1、型式：平流式2、除原污水外，還有濃縮池、消化池及脫水機(jī)房上清液進(jìn)入；3、表面負(fù)荷可選2.0-3.0m3/m2h,沉淀時(shí)間1.5-2.0h,SS去除率50%-60%；4、排泥方法：機(jī)械刮泥，靜壓排泥；5、沉淀池貯泥時(shí)間應(yīng)與排泥方式適應(yīng)，靜壓排泥時(shí)貯

17、泥時(shí)間為2d；6、對進(jìn)出水整流措施作說明。（五）、曝氣池1、型式：傳統(tǒng)活性污泥法采用推流式鼓風(fēng)曝氣；2、曝氣池進(jìn)水配水點(diǎn)除起端外，沿流長方向距池起點(diǎn)1/2-3/4池長以內(nèi)可增加2-3個(gè)配水點(diǎn)；3、曝氣池污泥負(fù)荷宜選O.3kgBOD/kgMLSSd,再按計(jì)算法校核；4、污泥回流比R選0.3-0.8,在計(jì)算污泥回流設(shè)施及二沉池貯泥量時(shí)，R取大值；5、SVI值選120-150ml/g,污泥濃度可計(jì)算確定，但不宜大于3500mg/L；6、曝氣池深度應(yīng)結(jié)合總體高程、選用的曝氣擴(kuò)散器及鼓風(fēng)機(jī)、地質(zhì)條件確定。池長多點(diǎn)進(jìn)水時(shí)可稍長些，一般應(yīng)控制LW5-8B；7、曝氣池應(yīng)布置并計(jì)算空氣管,并確定所需供風(fēng)的風(fēng)量和

18、風(fēng)壓。8、曝氣池尺寸：容積XLVSBOD5池深H=4-6m；曝氣池面積A=V/H；池長L58B；9、曝氣池曝氣量應(yīng)從需氧量開始，O=aQS+bVX；2rv10、剩余污泥量AX=aQS-bVX。rV11、a=0.6kgVSS/kgBOD,b=0.08d-1;512、a=0.5kgO/kgBOD5，b=0.1kgO/kgVSS.d;22（六）、二沉池1、型式：中心進(jìn)水，周邊出水，輻流式二沉池；2、二沉池面積按表面負(fù)荷法計(jì)算。選用表面負(fù)荷時(shí)，注意活性污泥在二沉池中沉淀的特點(diǎn)，q應(yīng)小于初沉池；3、計(jì)算中心進(jìn)水管，應(yīng)考慮回流污泥，且R取最大值。中心進(jìn)水管水流速度可選0.2-0.5m/s，配水窗水流速度可

19、選0.5-0.8m/s；4、貯泥所需容積按排水工程（下）相關(guān)公式計(jì)算；5、說明進(jìn)出水配水設(shè)施。（七）、平面布置1、平面布置原則參考有關(guān)內(nèi)容，課程設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮廠區(qū)功能區(qū)劃、處理構(gòu)筑物布置、構(gòu)筑物之間及構(gòu)筑物與管渠之間的關(guān)系；2、廠區(qū)平面布置時(shí)，除處理工藝管道之外，還有空氣管、自來水管與超越管，管道之間及其與構(gòu)筑物、道路之間應(yīng)有適當(dāng)間距；3、污水廠廠區(qū)主要車行道寬6-8m，次要車行道3-4m,般人行道1-3m，道路兩旁應(yīng)留出綠化帶及適當(dāng)間距；4、污泥處理按污泥來源及性質(zhì)確定，本課程設(shè)計(jì)選用濃縮-厭氧消化-機(jī)械脫水工藝處理，但不做設(shè)計(jì)。污泥處理部分場地面積預(yù)留，可相當(dāng)于污水處理部分占地面積的20%

20、-30%；5、污水廠廠區(qū)適當(dāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)機(jī)房（水泵、風(fēng)機(jī)、剩余污泥、回流污泥、變配電用房）、辦公（行政、技術(shù)、中控用房）、機(jī)修及倉庫等輔助建筑；廠區(qū)總面積控制在（280X380）m2以內(nèi)，比例1：2000。圖面參考給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)GBJ106-87，重點(diǎn)表達(dá)構(gòu)（建）筑物外形及其連接管渠，內(nèi)部構(gòu)造及管渠不表達(dá)。（八）、高程布置1、高程布置原則見有關(guān)內(nèi)容2、構(gòu)筑物水頭損失參考表1；表3.1處理構(gòu)筑物的水頭損失構(gòu)筑物名稱水頭損失/cm構(gòu)筑物名稱水頭損失/cm格柵10-25生物濾池（工作高度為2m時(shí)）沉砂池10-251裝有旋轉(zhuǎn)式布水器270-280平流式20-402裝有固定噴灑布水器450-475豎流式40-50混合池或接觸池10-30輻流式50-60污泥干化場200-350雙層沉淀池10-20配水井10-20曝氣污水潛流入池25-50混合池（槽）40-60池污水跌水入池50-150反應(yīng)池40-503、水頭損失計(jì)算及高程布置參見排水工程（下）；4、污水進(jìn)入格柵間水面相對原地面標(biāo)高為-2.7m,二沉池出水井出水水面相對原地面標(biāo)高為-0.30m；5、污水泵、污泥泵應(yīng)分別計(jì)算靜揚(yáng)程、水頭損失（局部水頭損失估算）和自由水頭確定揚(yáng)程；6、高程布置圖橫向和縱向比例一般不相等,橫向比例可選1：100