给水排水毕设说明书.doc

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1、目录第1章 设计概论1.1 设计任务根据濮阳市JT新区城镇总体规划和所给的设计资料进行污水管网及污水处理厂设计。设计内容如下： 1. 城镇污水管网的设计计算在排水区域的平面及高程布置图的基础上，进行污水管网的平面布置，并确定污水处理厂的位置；计算污水管网各设计管段的设计流量，对主要管线进行水力计算。 2. 工艺方案选择及处理构筑物的选型根据处理水的出路和原水水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等，计算污水处理程度与确定污水处理工艺流程，并在此基础上选择适宜的各处理单体构筑物的类型。 3. 污水处理构筑物设计计算进行单体处理构筑物的设计计算，包括确定各有关设计参数、构筑物的尺寸及所需的材料、规

2、格等。对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行详细的施工图所必需的设计计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。 4. 污泥处理构筑物设计计算根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺流程，进行污泥处理单体构筑物的设计计算。 5. 污水回用工程设计计算 根据污水处理厂出水水质和回用水水质标准，确定污水回用工艺流程，并进行处理构筑物的设计计算。 6. 平面布置及高程计算按照污水、污泥处理流程的要求，根据各处理构筑物的功能和性质，结合厂区地形、地质和气候等因素，合理确定生产性构筑物、各种管线和附属建筑物的平面位置，进行平面布置，在此基础上，进行水力计算与高程计算。 7.

3、污水泵站设计计算对污水处理工程的污水泵站进行工艺设计。计算水泵流量和扬程，确定水泵的类型、数量及型号，计算水泵管道系统和集水井容积，确定泵站的平面尺寸及高程布置，确定附属构筑物的尺寸。 8. 运行成本分析根据污水处理厂技术经济指标计算单位污水处理的运行成本。 9. 专题设计 有条件的学生可以在教师的指导下选择一个专题进行深入研究或深入设计，培养学生的自学能力。1.2 设计内容和要求1. 通过阅读中外文文献，调查研究与收集有关的设计资料，确定合适的排水体制、污水、污泥及中水处理工艺流程，进行污水管网及污水处理厂主要构筑物的水力计算，经过技术与经济分析，选择合理的设计方案。2. 完成一套完整的设计

4、计算说明书。说明书应包括：污水管网及污水处理工程设计的主要原始资料；污水管网设计流量计算及主要管段的水力计算，污水处理厂规模、污水及污泥处理程度计算；污水泵站设计；污水、污泥及中水处理单元构筑物的详细设计计算（包括设计参数选择、计算过程等，并配相应的单线计算草图）；设计方案对比论证；厂区总平面布置说明；污水厂环境保护方案；污水处理运行成本分析等。设计说明书要求内容完整，计算正确，文理通顺、书写工整，应有300字左右的中英文说明书摘要。3. 毕业设计图纸应准确的表达设计意图，图面力求布置合理、正确、清晰，符合工程制图要求，图纸10张以上（按一号图纸计），手工绘制12张图纸。此外，其组成还应满足下

5、列要求：（1）污水管网平面布置图及剖面图各1张。（2）污水处理厂工艺及污水回用总平面布置图1张，包括处理构筑物、附属构筑物、配水、集水构筑物、污水污泥管渠、回流管渠、放空管、超越管渠、空气管路、厂内给水、污水管线、中水管线、道路、绿化、图例、构筑物一览表、说明等。（3）污水处理厂污水、污泥及污水回用工程处理高程布置图1张，即污水、污泥及中水处理高程纵剖面图，包括构筑物标高、水面标高、地面标高、构筑物名称等。（4）污水总泵站或中途泵站工艺施工图l张。 （5）污水处理及污泥处理工艺中两个单项构筑物施工平面图和剖面图及部分大样图46张。（6）污水回用工程中主要单体构筑物工艺施工图13张。4. 设计中

6、建议对有能力的学生进行某一专题或某一部分进行深入的设计，培养学生的独立工作、善于思考的能力。5. 完成相关的外文文献翻译1篇（不少于5000汉字）。外文资料的选择在教师指导下进行，严禁抄袭有中文译本的外文资料。6. 按照学校要求完成毕业设计文件。1.3 原始数据 1. 设计题目：濮阳市JT新区排水工程设计 2. 设计基础资料 （1）排水体制：完全分流制 （2）污水量 按照该区域城市总体规划，城市人口总密度为230人/ha，居住建筑内设有完善的室内给排水卫生设备和淋浴设备。城市生活用水量定额165 L/人d。企业甲废水排放量为1.2104 m3/d，企业乙废水排放量为1.0104 m3/d，其中

7、包括工业企业内部生活淋浴污水。城市混合污水变化系数：日变化系数K日=1.2，总变化系数Kz=1.46。 （3）水质： 当地环保局监测工业废水的水质为： 工厂甲： BOD5260mg/L； COD360mg/L； SS280mg/L； TN42mg/L； NH3-N=26mg/L； TP2.8mg/L； pH78工厂乙： BOD5300mg/L； COD420mg/L； SS250mg/L； TN40mg/L； NH3-N= 23mg/L； TP3.0mg/L； pH78 城市生活污水水质： COD330mg/L； NH3-N=28mg/L； TN35mg/L； TP2.8mg/L 混合污水：

8、a.重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响； b.大肠杆菌：超标； c.冬季污水平均温度15，夏季污水平均温度25。 （4）污水厂处理程度及污水回用要求 污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）中的一级A标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水处理厂出水水质控制为： CODCr50mg/L ； SS10mg/L ； BOD510mg/L ； TN=15mg/L ； NH3-N=5(8)mg/L ； TP0.5mg/L 城市污水经处理后，就近排入水体，其出水也可作为杂用回用水。 （5）气象资料濮阳市JT新区地处北温带，属于（暖）温带季风气候，四季分明

9、春季干旱多风沙，夏季炎热雨量大，秋季晴和日照长，冬季干旱少雨雪。常年气象参数统计如下：气温：年平均气温13.3。风向：濮阳市夏季主导风向为南风，冬季为北风。降水量：年均降雨量502.3601.3，全年雨量集中在68月。冰冻深度24cm，无霜期为205d。 （6）水体、水文资料水体资料污水厂处理出水排入濮水河，蒲水河濮阳段水流量按90%保证率，月均流量为21.73m3/s，流速为0.42m/s。河水平均水位高程是132.80m，河底标高为130.20m。 区域地下水为潜水，地下水位在39m，随季节变化。水质对混凝土无侵蚀性。 （7）工程地质资料 地基状况良好，地基承载力特征值130KPa。 设

10、计地震烈度8度。 （8）编制概算资料，并进行经济分析和工程效益分析。1.4 设计目的随着我国经济社会的日益发展，水资源问题日益凸显出一系列问题值得我们去关注。地面沉降，地下水地表水污染严重，以及因地下水的高消耗所引发的沿海地区地面沉降问题即将影响国民的正常生活。因此，污水处理问题以及污水处理新工艺的应用在解决我国水资源问题上发挥着越来越重要的作用，合理选择水厂规模也同时避免了建设的浪费，合适规模的城市水厂建设显得刻不容缓，濮阳市JT新区污水处理厂出水参考国家一级A标准，并尽量设计提高水质。 125第2章 排水管网设计2.1 排水系统体制及其确定排水系统的体制一般有分流制和合流制两种类型。合流制

11、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。从环境保护方面来看，如果采用合流制，从控制和防止水体污染来看，是较好的，但这时截流主干管很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也了相应增加。采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水经溢流井溢入水体，水体受到污染。分流制排出污水和雨水，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，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；还可以保持管内的流速，不致发生沉淀。同时，分流制比较灵活，容易改造

12、能适应社会发展的需要，一般又能符合城市卫生的要求，在国内外都有较广泛的应用。从造价方面来看，合流制排水管道的造价比分流制一般要低20%40%，但是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高。从维护管理方面来看，晴天时污水在合流制管道中只是部分流，雨天才接近满管流，因而雨天时合流制管道内流速较低，易于产生沉淀。但根据经验，管中的沉淀易被暴雨水流冲走，这样合流制管道的维护费用可以降低。但是，晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大，增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性。而分流制系统可以保证管内的流速，不致发生沉淀，同时流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。经过综合考虑，

13、采用分流制排水系统。2.2 管网定线原则定线应遵循的主要原则：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。1. 尽量利用地势，由高到低布置；管线总长度尽可能短，同时使最大服务面积的雨污水得以排除；管中水流时间尽可能短，尽量不要迂回；2. 污水处理厂选址设置在城市水体下游；3. 尽量不穿越或少穿越河流、铁路等障碍，尽量不设和少设提升泵站；4. 雨水就近排放，尽可能利用湖泊和河流；5. 主干管尽量靠近工业企业等排污大户，并设置在主干道下。2.3 污水管道平面布置首先根据地形划分排水区域。从镇区规划图中可以看出，地形较平缓，河流位于市区东部。因为甲、乙两个工厂排水量大，故将主

14、干管设置在便于其排水的地方。其次，处理用水的排放点应位于河流的下游，以免对城市的生活用水取用产生影响。可以根据街区面积的大小及城市布局来划分排水区域，以使各管道能合理分担排水面积，使干管在最小合理埋深的情况下，流域内污水能以自流方式接入。其次，确定污水管道的布置形式，主干管、干管、支管的位置和流向，并确定污水处理厂及出水口的位置。经过考虑，将主干管布置在机场南延街和纬七路，在东西向设置九条干管，南北向设置一条，分别连接至主干管。将污水厂设置在河流下游，整个市区的东南部。污水管道系统的具体布置参见附图1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 街区编号及面积将各街区编上号码（

15、编号见附录），并按各街区的平面范围计算面积，将结果列入表2.1中。表2.1 街区编号及面积街区编号街区面积（ha）街区编号街区面积（ha）街区编号街区面积（ha）街区编号街区面积（ha）113.67 2518.124911.15 733.90 218.22 2611.03 504.75 747.35 311.38 279.57 517.78 758.17 415.88 2810.19 527.94 769.07 516.04 295.32 5310.73 773.02 617.14 309.30 547.92 785.77 710.26 319.37 5512.64 793.80 89.81

16、325.61 564.44 801.85 99.91 3316.48 574.85 813.40 1013.22 3411.63 583.66 828.07 112.61 354.99 599.90 833.05 123.30 362.88 603.68 845.54 133.62 375.47 619.91 855.90 144.85 385.73 623.68 861.92 156.09 396.84 6310.17 873.81 165.35 406.02 644.74 883.95 174.67 4111.10 659.00 898.16 184.99 428.07 665.30 19

17、3.48 439.96 673.00 202.91 444.80 6810.04 214.73 458.87 6917.83 224.57 4610.74 702.96 238.55 474.96 715.39 248.20 489.25 725.98 2.4.2 设计流量的计算居住人口密度为230人/ha，居民生活污水定额为160L/（人d），则城市生活污水定额L/（人d），则生活污水比流量L/(shm2) 居民生活污水量变化系数KZ按计算。 1. 各管段的本段流量q1q1=q0F （2.4a）式中：q1设计管段的本段流量（L/s）； F设计管段服务的街区面积（ha），见表2.1。 2. 转

18、输流量q2 转输流量为下游管段接受的上游管段和旁侧管段流来的污水量，由上游管段的流量累加而得。合计平均流量q为本段流量q1再加上转输流量q2，则生活污水设计流量：Q1=qKZ (2.4b) 3. 集中流量q3：是从工业企业或者其他大型公共建筑流来的污水量。则生活污水设计流量Q1再加上集中流量q3，为该管段的设计流量Q。即管段设计流量Q=Q1+q3 如设计管段67，有本段流量（街坊39）q1、转输56干管的流量q2、转输集中流量q3三部分组成：街坊39的面积为6.84ha（见表2.1），故本段平均流量为 。转输流量q2=91.77L/s，则67管段的合计平均流量为，总变化系数，故该管段的生活污水

19、设计流量为 Q1=qKz =94.471.64=154.66L/s。转输集中流量138.89+115.74=254.63L/s。故管段67的设计流量Q= 154.66+254.63= 409.29L/s 其余各管道设计流量的计算方法与上述方法相同。计算结果如表2.2所示。 表2.2 污水管网设计流量计算表管段编号居民区生活污水量（或综合生活污水量）集中流量q3设计流量/(L/s)本段流量 q1转输流量q2/(L/s)合计平均流量q2/(L/s)总变化系数KZ生活污水设计流量/(L/s)本段/(L/s)转输/(L/s)街坊编号街坊面积/hm2比流量qs L/(shm2)流量q1/(L/s)123

20、45678910111212138.89138.89131410.6310.632.0822.1322.13141516.9716.971.9833.5633.56 151619.1019.101.9537.2837.28 16220.2720.271.9439.3139.312320.27 20.27 1.94 39.31 138.89178.20 1718 6.46.4 2.20 14.12 14.12 1819 11.1 11.1 2.07 23.06 23.06 1920 17.7 17.7 1.97 34.77 34.77 203 21.121.1 1.93 40.75 40.75

21、34 41.37 41.37 1.79 74.17 138.89213.06 2122 5.55.5 2.24 12.26 12.26 续表2.2管段编号居民区生活污水量（或综合生活污水量）集中流量q3设计流量/(L/s)本段流量 q1转输流量q2/(L/s)合计平均流量q2/(L/s)总变化系数KZ生活污水设计流量/(L/s)本段/(L/s)转输/(L/s)街坊编号街坊面积/hm2比流量qs L/(shm2)流量q1/(L/s)1234567891011122223 10.910.9 2.08 22.69 22.69 234 18.118.1 1.96 35.59 35.59 4559.47

22、 59.47 1.72 102.44 138.89241.33 2425 6.26.2 2.21 13.70 13.70 2526 12.112.1 2.05 24.83 24.83 265 15.215.2 2.00 30.42 30.42 56 74.67 74.67 1.68 125.45 115.74138.89380.08 2728 3.7 3.7 2.3 8.6 8.6 2829 10.6 10.6 2.1 22.1 22.1 2930 15.615.6 2.0 31.2 31.2 306 17.1 17.1 2.0 33.8 33.8 67396.840.39532.791.77

23、94.47 1.64 154.66 254.6409.26 3132 4.06 2.31 9.39 9.39 续表2.2管段编号居民区生活污水量（或综合生活污水量）集中流量q3设计流量/(L/s)本段流量 q1转输流量q2/(L/s)合计平均流量q2/(L/s)总变化系数KZ生活污水设计流量/(L/s)本段/(L/s)转输/(L/s)街坊编号街坊面积/hm2比流量qs L/(shm2)流量q1/(L/s)1234567891011123233 6.40 6.40 2.20 14.08 14.08 3334 10.72 10.72 2.08 22.31 22.31 3435 13.97 13.9

24、7 2.02 28.22 28.22 3536 21.13 21.13 1.93 40.79 40.79 367 25.49 25.49 1.89 48.20 48.20 78444.80.39531.90 119.96121.86 1.59 193.99 254.6448.59 3738 5.40 2.24 12.12 12.12 3839 11.68 11.68 2.06 24.07 24.07 3940 15.56 15.56 2.00 31.06 31.06 4041 20.95 20.95 1.93 40.48 40.48 4142 24.73 24.73 1.90 46.92 46

25、92 4243 28.76 28.76 1.87 53.67 53.67 438 30.87 30.87 1.85 57.15 57.15 续表2.2管段编号居民区生活污水量（或综合生活污水量）集中流量q3设计流量/(L/s)本段流量 q1转输流量q2/(L/s)合计平均流量q2/(L/s)总变化系数KZ生活污水设计流量/(L/s)本段/(L/s)转输/(L/s)街坊编号街坊面积/hm2比流量qs L/(shm2)流量q1/(L/s)1234567891011128947 4.96 0.3953 1.96 152.73 154.69 1.55 239.87 254.60 494.47 444

26、57.20 2.17 15.65 15.65 454613.54 13.54 2.03 27.45 27.45 464717.46 17.46 1.97 34.42 34.42 474821.96 21.96 1.92 42.21 42.21 484925.64 25.64 1.89 48.44 48.44 495029.34 29.34 1.86 54.63 54.63 50931.56 31.56 1.85 58.28 58.28 910186.25 186.251.52 282.98 254.6537.58 5152 4.50 2.29 10.29 10.29 525311.27 11.

27、27 2.07 23.32 23.32 535415.19 15.19 2.00 30.41 30.41 545522.25 22.25 1.92 42.70 42.70 续表2.2管段编号居民区生活污水量（或综合生活污水量）集中流量q3设计流量/(L/s)本段流量 q1转输流量q2/(L/s)合计平均流量q2/(L/s)总变化系数KZ生活污水设计流量/(L/s)本段/(L/s)转输/(L/s)街坊编号街坊面积/hm2比流量qs L/(shm2)流量q1/(L/s)123456789101112555628.76 28.76 1.87 53.67 53.67 565735.33 35.33 1

28、82 64.45 64.45 575837.21 37.21 1.81 67.49 67.49 581047.72 47.72 1.76 84.22 84.22 101151 7.78 0.3953 3.08 233.97 237.05 1.48 350.73 254.60 605.335960 6.77 2.19 14.81 14.81 606113.89 13.89 2.02 28.09 28.09 616221.65 21.65 1.93 41.67 41.67 621129.71 29.71 1.86 55.24 55.24 1112266.76266.76 1.46 389.59

29、254.60 644.19 2.4.3 设计参数 1. 设计充满度污水管道设计充满度按非满流计算。我国 室外排水设计规范 （GB 500142006） 规定了污水管道的最大充满度。最大充满度的规定如表2.3所示。表2.3 污水管道最大充满度管径(mm)最大充满度2003000.553504500.655009000.7010000.75 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，非金属管道为5

30、m/s。设计最小流速控制在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作了明确规定，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（GB 500142006）规定了最小管径和最小设计坡度。 具体规定是：管径200mm，最小设计坡度0.004；管径300mm，最小设计坡度0.003；在街区和厂区内最小管径为200mm，在街道下为300mm。最小设计坡度水力计算公式： （2.4c） 式中 n：管道粗糙系数。该值根据管渠材料而定。混凝土和钢筋混凝土污水管道的管壁粗糙系数一般采

31、用0.014。 有上述水力计算公式可知，最小设计坡度和水力半径决定了管内污水流速，因此不同管径的污水管道应有不同的最小坡度。管径相同的管道，因充满度不同，其最小坡度也不同。一般来说，管子的最佳坡度是管径的倒数。例如，300mm管径的最佳设计坡度为0.003。其最小设计坡度能够满足最小流速和最大充满度即可。 设计街道下最小管径为300mm，最小设计坡度为0.003。 4. 污水管道的埋设深度 设计依据：污水管网占污水工程总投资的50%75%，而构成污水管道造价的挖填沟槽、沟槽支撑、湿土排水、管道基础、管道铺设各部分的比重，与管道的埋设深度及开槽支撑方式有很大关系。埋深过大，总造价就会上升，维护维修的成本也就会很大，不够经济；埋深过小，则不能满足技术上的要求。因此合理的确定管道埋深对降低工程造价是十分重要的。 最小埋深考虑因素： （1）必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道。 （2）必须防止管壁因地面荷载而受到破坏。考虑并结合各地埋管经验，车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m。 （3）必须满足街区污水连接管衔接的要求 为了保证建筑物首层卫生设备的污水能够顺利排出，污水出户管的最小埋深一般