1.设计的原始资料

（1）城市总体规划图一张

（2）城市各区的人口密度与排水量标准：

街坊人口密度：250人/公顷；排水量标准：140 L/(人•d)

（3）城市或工厂位于 华北地区 。

（4）沿总干管的地下土壤为砂质粘土，平均地下水位在地表以下3.0m 。

（5）污水处理厂的地下土壤为砂质粘土，平均地下水位在地表以下3.0m 。

（6）工业企业的排水情况

第一工业企业A，分3班工作，生产污水的日排水量1000 m3/d，最大班排水量为500m3/班，工人总数为600人，最大班为300人。

COD800mg/L， BOD5为350mg/L，SS300mg/L。

第二工业企业B分2班工作，生产污水的日排水量为1500m3/d，最大班排水量为900m3/班，工人总数1000人，最大班为600人，COD为600mg/L，BOD5为300mg/L，SS

为250mg/L。

第三企业C分3班工作，生产污水的日排水量为800 m3/d，最大班排水量为800m3/班，工人总数200人，最大班为100人，COD为400mg/L，BOD5为50mg/L，SS为100mg/L。

（7）排入水体的水文资料

水体的最小流量 5m3/s，相应的水流速度2m/s，污水处理厂排放口上游最小流量时

水中溶解氧为4mg/L，排放口处水体的最高水位16.5m，最低水位13.5m，最低水位的河宽10m。

（8）气象资料

年平均气温14.2 ℃           月平均最低气温-9.7℃

月平均最高气温32.1 ℃          最高气温42.5℃

最低气温-15.4 ℃             年平均降雨量685mm

温度在－10℃以下为20天        相对湿度为54%

温度在 0℃以下为60天         蒸发量

冰冻线深44cm                  主风向 东风

（9）污水处理厂出水要求达到GB118-2002一级B标准。 

2． 设计工作内容

外文资料翻译(  2.5万外文字符 );

污水流量与水质的计算；

说明并论述管路系统布置的理由（包括方案比较）；

控制支干管的水力计算；

总泵站或区域泵站的计算，压力管路的计算和细部工艺设计；

设计中所选用的污水处理之阐述（包括方案比较）；

污水处理厂所有污水处理构筑物的工艺计算，以及污水流程与污泥流程的水力计算和高程设计；

污水处理厂的指定的处理构筑物之细部工艺设计；

预概算与技术经济指标的计算。

3. 毕业设计中绘图内容

（1）排水系统总平面图                      1张

（2）污水或雨水干管纵断面图                1条主干管

（3）检查井或计量井一座                    1张

（4）总泵站或区域泵站工艺图                1张

（5）污水处理厂总平面图                    1张

（6）污水处理厂污水、污泥流程图            1张

（7）污水处理厂指定构筑物细部工艺设计图    2张

2总体设计

2.1 城镇排水系统的确定

排水系统是指排水的收集、输送、利用以及排放等设施以一定方式组合成的总体。城市污水排水系统主要有以下及部分组成：（1）室内污水管道系统及设备；（2）室外污水管道系统，主要包括居住小区污水管道系统、街道污水管道系统和管道系统上的附属构筑物；（3）污水泵站及压力管道；（4）污水厂；（5）出水口及事故排出口。

在确定城镇排水系统时，主要考虑以下两方面的内容：一是排水系统的，一是排水系统的布置形式。

本设计布置两套城镇管网排水系统，然后进行方案比较，最终确定较优的方案。下面将对方案比较进行叙述。

污水处理厂位置拟设置于宝城市东北角，城市呈矩形布局，在城市东西两侧各有一条河流，地势由西南角向东北角逐渐降低，落差在4～5米之间，因此管道埋深较大。预先确定两套方案为：

方案一：主干管沿城市最北边的街道由西向东布置，设置五条干管沿城市南北走向汇集污水，各街区采用周边式进水，污水沿干管由南向北汇入主干管，在流经主干管最终排入污水厂。

方案二：主干管沿城市最东边的街道由南向北布置，需设置四条干管沿城市东西走向汇集污水，各街区采用周边式进水，污水沿干管由西向东汇入主干管，在流经主干管最终排入污水厂。

两方案均可不设中途提升泵站，由于方案二需穿越四次铁路施工不便，且管线过长埋深会过大，故采用方案一。

2.2 城镇污水处理工艺流程的确定

污水处理工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。

在处理工艺流程选定的同时，还需要考虑确定各处理构筑物的型式，两者互相制约，互为影响。

污水处理工艺流程的确定，主要以下列各项因素作为依据。(1)污水的处理程度(这是污水处理工艺流程确定的主要依据)；(2)工程造价与运行费用；(3)当地的各项条件；(4)原污水的水量与污水流入工况。

核心工艺方面：本设计要求处理程度达到一级B标准，需要脱氮除磷，可选用氧化沟和A2/O工艺，考虑到水厂占地面积的问题，因此选用A2/O工艺。

构筑物方面：第一组是粗格栅、细格栅、曝气沉砂池、平流沉淀池、AAO工艺、辐流沉淀池、平流式消毒接触池；第二组是中格栅、细格栅、钟式沉砂池、平流沉淀池、辐流沉淀池、紫外线消毒池。考虑到粗格栅后面是提升泵站，为了给提升泵减小压力，因此采用中格栅，拦截更多的污渣。由于工艺上选用的是A2/O工艺，即厌氧-缺氧-好氧工艺，考虑到曝气沉砂池会对后面核心工艺脱氮和除磷造成影响，所以采用钟式沉砂池。

根据以上因素确定的污水处理流程及其构筑物如图2.1：

图2.1  污水、污泥处理流程及处理构筑物

2.3 小结

本章节已经将设计的排水系统以及污水处理工艺的概况做了简单的说明，下面将是对这两部分的详细计算与设计。

3城镇排水管网设计

3.1 排水系统的确定

排水系统是指排水的收集、输送、利用以及排放等设施以一定方式组合成的总体。城市污水排水系统主要有以下及部分组成：（1）室内污水管道系统及设备；（2）室外污水管道系统，主要包括居住小区污水管道系统、街道污水管道系统和管道系统上的附属构筑物；（3）污水泵站及压力管道；（4）污水厂；（5）出水口及事故排出口。

在确定城镇排水系统时，主要考虑一下两方面的内容：一是排水系统的，一是排水系统的布置形式。下面分别就本设计中排水和排水系统的布置形式做一简单的介绍，继而进行污水管网的设计计算。

排水管网的布置原则如下：

(1)按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管网，要进行多方面经济比较；

(2)先确定排水区域和排水，然后布置排水管网，应按从主干管、干管到支管的顺序进行布置；

(3)充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短和埋深最小；

(4)协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接；

(5)规划时要考虑到使管渠的施工、运行和维护方便；

(6)远近期规划相结合，考虑发展，尽可能安排分期施工。

排水系统分为合流制和分流制，下面将其优缺点列入表3.1中：

表3.1 排水比较表

3.2 污水管道布置

首先，根据地形划分排水领域。从原始资料所给的总平面图中可以看出，地形西南角向东北角逐渐降低，落差在4～5米，故根据面积的大小及城市布局来划分排水领域，以使各相邻流域的管道系统能合理分担排水面积，使干管在最小合理埋深情况下，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、街道支管的位置和流向，并确定主要泵站、污水处理厂及出水口的位置。在本设计中，城镇地形是南高北低，地势向水体适当倾斜，坡度适中。对于支管系统，由于各街区面积均较大，故采用周边式布置。又考虑到各污水管道无法避开沟渠﹑铁路及主要道路，故管道必须穿沟渠﹑铁路，故可根据具体情况采用倒虹管、管桥或其他工程设施。本设计污水管道系统的具体布置参见城镇污水管网平面布置图。

3.3 污水管道的水力计算

3.3.1 街区编号及其面积

将各街区编上号码(编号见附录)，并按各街区的平面范围计算它们的面积（以“公顷”即10000计），将结果列入表3.2中(单位：)。

表3.2 区域编号及面积

本设计中，各设计管段的设计流量列表进行计算。节点标号及街区排放情况见附录。

本设计中，总设计流量为69053.47，总面积为1297.19，街坊人口密度：250人/公顷，排水量标准：140，则每10000即每公顷（）街区面积的生活污水平均流量，即比流量为：

工业企业污水：

式中：——企业生活污水量

      ——一般车间最大班职工人数；

      ——一般车间职工生活污水定额，以计；

      ——一般车间生活污水量时变化系数以3.0计；

      ——每班工作时数（）；

      ——一般车间最大班使用淋浴的职工人数，按工人总数的60%计；

      ——一般车间的淋浴污水定额，以计；

式中：——企业生产污水量；

      ——企业生产最大班排水量；

      ——每班工作时数（）；

工厂A的污水量：

据资料可知：，，，，；

工厂B的污水量：

据资料可知：，，，，；

工厂C的污水量：

据资料可知：，，，，；

由此可根据公式求得各设计管段的本段流量，再加上转输流量，即为各设计管段的生活污水设计流量，设计流量再加上集中流量，即为该设计管段的设计流量。

其计算结果如表3.3所示。

由流量计算可知，该城镇污水设计流量为799.23。

表3.3干管设计流量计算表

管段

1.设计充满度

污水管道按的非满流设计。我国《室外排水设计规范》规定了污水管道的最大充满度。

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0.6。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10，非金属管道的设计流速为5。本市最小流速控制在0.6。

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做了明确规定，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》规定了最小管径和最小设计坡度。

具体规定是：

a.管径200，最小设计坡度0.004；管径300，最小设计坡度0.003。

b.在街区和厂区内最小管径为200，在街道下为300；本设计在街道下最小管径为300最小设计坡度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。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：

a. 必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道

《室外排水设计规范》规定：无保温措施的生活污水和生活污水接近的工业废水管道,管底可埋设在冰冻线以上0.15。

b. 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,车行道下污水覆土厚度不宜小于0.70。

c. 必须满足街区污水连接管衔接的要求 

污水出户管得最小埋深一般采用0.5～0.7,所以街坊污水管道起点最小埋深一般采用0.6～0.7。综合考虑本市情况,本市最小埋深采用1.5。

最大埋设深度:  一般干燥土壤中,最大埋深不超过6。 

5.污水管衔接

管径相同采用水面平接； 管径不同选用管顶平接;不计算管间及不及算管段与计算管段间采用管顶平接

a.不计算管段坡度较大,一般不会造成以下情况：因上游管段中形成回水而淤积。

b.因不计算管段的充满度较大,即使形成部分淤积也不影响污水正常排出。

6.管材的选择

（1）原则：选择管材时应综和考虑技术经济及其他方面的因素。

（2）各种管道的优缺点比较见表3.4

表3.4管材比较

3.3.4 水力计算

一、水力计算方法

污水管道水力计算的任务是，在已知污水流量的情况下，根据地形条件来确定污水管道的管径、设计坡度、流速和充满度。其中流量已知，必须先确定管径后，查图表确定其他3个参数。由于2个参数才能计算出另2个参数，因此有多种方案可供选择，设计结果不是唯一的。一般增加管径，可见少设计流速和坡度，减小管道埋深，降低施工费用，但管径大将增大管材的造价。

对于地势比较平坦的地区，可考虑适当增大管径，以减小管道坡度和埋深；当地势比较陡时，可考虑适当增加管道坡度以减少管径。

综合考虑本市情况，采取适当增大管径，以减小管道坡度和埋深。

二、列表进行水力计算

1.从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入水力计算表的第二项。

将各设计管段的设计流量列入表中第三项。设计管段起迄点检查井处的地面标高列入表中第10、11项。

2.计算每一设计管段的地面坡度（地面坡度＝地面高差/距离），作为确定管道 坡度时参考。

3.确定起始管段的管径及设计流速，设计坡度，设计充满度。

4.确定其它的管段的管径及设计流速，设计坡度，设计充满度。

5.计算各管段上端、下端的水面、管底标高及埋设深度：

(1) 根据设计管段长度和管道坡度求降落量。

(2) 根据管径和充满度求管段的水深。

(3) 确定管网系统的控制点

控制点的选择

a. 各条管道的起点大都是这条管道的控制点.这些控制点中离出水口最远的一点，通常就是整个系统的控制点。

b. 就有相当深度的工厂排出口或某些低洼地区的管道起点, 也可能是整个系统的控制点。

综合考虑本市情况各分区几个管道起点均选1情况为控制点.各控制点的埋深最小取1.0。

6.管道纵剖面图见图号2、3。

根据以上要求进行计算，其结果见表3.5。

三、绘制管段平面图及污水主干管总剖面图

根据相关要求绘制管道平面图和污水主干管纵断面图。

四、水力计算

在确定各管段的设计流量后，便可以从上游管段开始一次进行各支管和干管以及主干管各设计管段的水力计算。

污水干管的水力计算目的在于合理、经济地确定管径、充满度及坡度，进一步求定管道的埋深。本设计中，水力计算列表进行，管底标高、水面标高、水深、降落量以三位小数计，管道坡度及地面坡度以四位小数计，而地面标高与管底埋深以两位小数计。水力计算中的数值v、h/D、I、D力求符合规范关于设计流速、最大设计充满度、最小管径、最小设计坡度的规定。

3.4 小结

本章已经在总体设计的基础上对管网进行了详细的水力计算，计算出了污水厂的相关数据，包括流量、标高等。下面将根据有关数据对污水处理厂的相关构筑物进行计算与设计。

管段

表3.5主干管水利计算表下载本文