河南省开封地区B市 的城市排水工程 毕业设计.docx

毕业设计（论文） 题 目 河南省开封地区b市 的城市排水工程 专 业 环境工程 学 号 1092710211 学 生 指 导 教 师 答 辩 日 期 2013.7.3 哈尔滨工业大学毕业设计（论文）任务书姓 名：唐 璐 院 （系）：市政环境工程学院专 业：环境工程 班 号：0927102任务起至日期： 2013 年 3 月 3 日至 2013 年 7 月 3 日毕业设计（论文）题目：河南省开封地区b市的城市排水工程 立题的目的和意义：此课题的目的是通过对课题的研究，使学生综合运用和深化所学的理论和知识，并且较完整地将所学专业知识应用于实际，培养学生独立分析与解决实际问题的能力，意义在于使学生初步掌握专业工程设计的内容、要求与技巧。技术要求与主要内容：技术要求是对城市污水进行统一收集，综合处理后排放，是排入河流的污水水质负荷国际规定的标准。主要任务包括，排水管网定线设计，污水泵站工艺设计，污泥泵站工艺设计，污水和污泥处理工艺设计的方案选择、技术经济分析，工业设计及单位构筑物，泵站的设计，以及部分工艺施工图的设计。进度安排：3.13.7 查阅收集相关城镇排水工程资料，确定排水体制，城市排水管网定线，制定两套合理方案，写开题报告。3.83.12 绘制排水管网布置图3.133.17 分别对两套方案进行管网水力计算，并进行经济概算比较，选其优者为最终设计方案。3.183.21 计算污染物浓度。3.223.23 绘制管道纵剖面图。3.243.30 计算各构筑物尺寸比例。3.314.19 绘制污水厂总平面图。4.204.29 毕业实习。4.305.7 污水回用专题研究，翻译文献。5.86.28 区域污水泵站或总泵站的工艺设计与计算，绘制泵站布置及施工图，污水厂工艺位置选择及工艺流程构筑物类型选择，污水厂各构筑物工艺设计计算及高程计算，绘制各构筑物施工图。6.297.2 写说明书，总体检查校正整个设计。同组设计者及分工：无指导教师签字_ 年 月 日 教研室主任意见：教研室主任签字_ 年 月 日哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）摘 要环境污染问题是当今世界上最大的社会问题之一，尤其是水资源的过度开发和不合理利用。合理利用水资源是解决这些问题的关键，因此，水处理的发展对我国能否实现可持续的战略目标起着举足轻重的作用。本设计是吉林省长春地区a市的排水工程。其由两部分组成，即，城市排水管网系统的设计和城市污水处理厂的设计。排水管网系统共设计了a和b两套方案，经过技术经济比较，选择a方案。根据城市所处的地理位置和污水厂的规模，并结合考虑需脱氮除磷的要求，城市污水处理厂设计采用a2/o工艺。该工艺污水处理流程为：粗格栅泵房细格栅沉砂池初沉池厌氧池缺氧池好氧池二沉池消毒池电磁流计量出水排放。污泥处理流程为：污泥污泥提升泵房污泥浓缩池贮泥池污泥消化池污泥脱水间泥饼外运。通过此工艺的处理，出水水质将达到城镇污水处理厂污染物排放标准（gb18918-2002）一级b标准。关键词：城市排水管网；城市污水处理厂；a2/o；沉淀池；污泥处理目录摘 要- 1 -abstract- 6 -第1章 绪 论- 10 -1.1概述- 10 -1.1.1城市概况- 10 -1.1.2目的和意义- 10 -1.1.3设计任务- 11 -1.2设计资料- 11 -1.2.1地形及城市规划资料- 11 -1.2.2气象资料- 12 -1.2.3.地质资料- 12 -1.2.4受纳水体水文与水质资料- 13 -第2章 排水管网的规划设计- 14 -2.1城市排水管网设计原则- 14 -2.1.1排水系统的规划设计原则- 14 -2.1.2排水管网定线原则- 14 -2.2设计依据及排水体制的选择- 15 -2.2.1设计依据- 15 -2.2.2排水系统体制的选择- 15 -2.3城市污水管网计算- 17 -2.3.1 城市污水管网设计方案的确定- 17 -2.3.2 城市污水管网a方案水力计算- 17 -2.3.3 城市污水管网b方案水力计算- 19 -2.3.4排水系统布置形式的选择- 20 -2.2.2排水方案的确定- 20 -第3章 城市污水处理厂设计计算- 21 -3.1城市污水水量水质计算- 21 -3.1.1污水水量水质计算- 21 -3.1.2 污水中污染物的处理程度确定- 22 -3.2 城市污水处理工艺流程的确定- 26 -3.2.1 国内城市污水处理工艺的比较和选用- 26 -3.2.2 本设计处理工艺的确定- 27 -3.3 污水处理构筑物的设计与计算- 28 -3.3.1 总泵站- 28 -3.3.2 细格栅- 34 -3.3.3 沉砂池- 36 -3.3.4 初沉池配水井- 39 -3.3.5 初次沉淀池- 40 -3.3.6 a2/o生物反应池- 46 -3.3.7 二次沉淀池- 57 -3.3.8 二沉池集配水井- 60 -3.3.9 消毒接触池- 61 -3.3.9 计量设备- 64 -第4章 污泥处理构筑物的设计与计算- 65 -4.1 污泥浓缩- 65 -4.2 贮泥池- 67 -4.3 污泥消化池- 67 -4.3.1.消化池一般规定及参数取值如下。- 68 -4.3.2.污泥厌氧消化的工艺选择- 68 -4.3.3一级消化池容积- 69 -4.3.4二极消化池总容积- 71 -4.3.5消化池热工计算- 71 -4.3.6混合搅拌设备- 78 -4.3.7消化后污泥量计算- 78 -4.4沼气混合搅拌计算- 79 -4.4.1搅拌用气量- 80 -4.4.2曝气立管管径计算- 80 -4.4.3 沼气的贮存- 80 -4.5 污泥脱水- 81 -第5章 城市污水处理厂的布置- 82 -5.1 污水厂的平面布置- 82 -5.1.1 各处理单元构筑物的平面布置- 82 -5.1.2 管道及渠道的平面布置- 82 -5.1.3 附属建筑物- 83 -5.2 污水厂的高程布置- 84 -5.2.1 污水的高程布置- 84 -5.2.1 污泥的高程布置- 85 -5.3 土建与公共工程- 85 -5.3.1 土建工程- 85 -5.3.2 公共工程- 85 -第6章 污水处理厂投资估算与技术经济评价- 88 -6.1 投资估算- 88 -6.1.1 估算范围- 88 -6.1.2 编制依据- 88 -6.1.3 投资估算- 88 -6.2 劳动定员- 88 -6.2.1 生产组织- 88 -6.2.2 劳动定员- 91 -6.2.3 人员培训- 91 -6.3 运行费用和成本核算- 91 -6.3.1 成本估算的有关单价- 91 -6.3.2 运行成本估算- 91 -6.3.2 运行成本核算- 93 -致 谢- 94 -参考文献- 95 -附录1 污水管网电算结果（方案一）- 97 -附录2 污水管网电算结果（方案二）- 116 -附录3 空气管路计算表- 133 -附录5 污水高程计算- 134 -附录6 污泥高程计算表- 136 -abstractthe problem of environmental pollution is nowadays one of the greatest social concerns in the world, especially overexploitation and unreasonable use of the water resource. the water resource of rational utilization is the key to solving these problems。so the development of water treatment plays a decisive role to realize our country the sustainable strategic objective.the design is a drainage system in a tomn of changchun of jilin province. it is made up of two parts, namely, the design of the system of urban drainage pipeline networks and design of the urban sewage treatment plant .a and b two sets of schemes that the system of drainage pipeline networks has been designed altogether, and compare through technological economy, choose a scheme.according to tomns geographical position and scale of sewage treatment plant, combining with the demand of denitrification and dephosphorization in treatment process, the sewage treatment plant designs and adopts a2/o craft. the sewage disposal procedure is: the medium screenthe pumping stationthe fine screenthe grit poolthe preliminary settling tankthe anaerobic poolthe anoxc poolthe oxic poolthe secondary settling tankthe disinfection tankthe electromagnetic flow meterdischarged into the river. the sludge treatment procedure is: sludgethe bumping roomthe grawity thickening tankthe sludge storing tankthe sludge digesting poolthe sludge dewatering room. after the treatment of this craft, the disposal water quality will reach the first class b standard ofpollutant discharge standard of urban sewage treatment plant (gb18918-2002 ). keywords：urban drainage pipeline networks, urban sewage treatment plant, a2/o, settling tank, sludge treatment摘 要- 1 -abstract- 2 -第1章 绪 论- 6 -1.1概述- 6 -1.1.1城市概况- 6 -1.1.2目的和意义- 6 -1.1.3设计任务- 7 -1.2设计资料- 7 -1.2.1地形及城市规划资料- 7 -1.2.2气象资料- 8 -1.2.3.地质资料- 8 -1.2.4受纳水体水文与水质资料- 9 -第2章 排水管网的规划设计- 10 -2.1城市排水管网设计原则- 10 -2.1.1排水系统的规划设计原则- 10 -2.1.2排水管网定线原则- 10 -2.2设计依据及排水体制的选择- 11 -2.2.1设计依据- 11 -2.2.2排水系统体制的选择- 11 -2.3城市污水管网计算- 13 -2.3.1 城市污水管网设计方案的确定- 13 -2.3.2 城市污水管网a方案水力计算- 13 -2.3.3 城市污水管网b方案水力计算- 15 -2.3.4排水系统布置形式的选择- 16 -2.2.2排水方案的确定- 16 -第3章 城市污水处理厂设计计算- 17 -3.1城市污水水量水质计算- 17 -3.1.1污水水量水质计算- 17 -3.1.2 污水中污染物的处理程度确定- 18 -3.2 城市污水处理工艺流程的确定- 22 -3.2.1 国内城市污水处理工艺的比较和选用- 22 -3.2.2 本设计处理工艺的确定- 23 -3.3 污水处理构筑物的设计与计算- 24 -3.3.1 总泵站- 24 -3.3.2 细格栅- 30 -3.3.3 沉砂池- 32 -3.3.4 初沉池配水井- 35 -3.3.5 初次沉淀池- 36 -3.3.6 a2/o生物反应池- 42 -3.3.7 二次沉淀池- 53 -3.3.8 二沉池集配水井- 56 -3.3.9 消毒接触池- 57 -3.3.9 计量设备- 60 -第4章 污泥处理构筑物的设计与计算- 61 -4.1 污泥浓缩- 61 -4.2 贮泥池- 63 -4.3 污泥消化池- 63 -4.3.1.消化池一般规定及参数取值如下。- 64 -4.3.2.污泥厌氧消化的工艺选择- 64 -4.3.3一级消化池容积- 65 -4.3.4二极消化池总容积- 67 -4.3.5消化池热工计算- 67 -4.3.6混合搅拌设备- 74 -4.3.7消化后污泥量计算- 74 -4.4沼气混合搅拌计算- 75 -4.4.1搅拌用气量- 76 -4.4.2曝气立管管径计算- 76 -4.4.3 沼气的贮存- 76 -4.5 污泥脱水- 77 -第5章 城市污水处理厂的布置- 78 -5.1 污水厂的平面布置- 78 -5.1.1 各处理单元构筑物的平面布置- 78 -5.1.2 管道及渠道的平面布置- 78 -5.1.3 附属建筑物- 79 -5.2 污水厂的高程布置- 80 -5.2.1 污水的高程布置- 80 -5.2.1 污泥的高程布置- 81 -5.3 土建与公共工程- 81 -5.3.1 土建工程- 81 -5.3.2 公共工程- 81 -第6章 污水处理厂投资估算与技术经济评价- 84 -6.1 投资估算- 84 -6.1.1 估算范围- 84 -6.1.2 编制依据- 84 -6.1.3 投资估算- 84 -6.2 劳动定员- 84 -6.2.1 生产组织- 84 -6.2.2 劳动定员- 87 -6.2.3 人员培训- 87 -6.3 运行费用和成本核算- 87 -6.3.1 成本估算的有关单价- 87 -6.3.2 运行成本估算- 87 -6.3.2 运行成本核算- 89 -致 谢- 90 -参考文献- 91 -附录1 污水管网电算结果（方案一）- 93 -附录2 污水管网电算结果（方案二）- 112 -附录3 空气管路计算表- 129 -附录5 污水高程计算- 130 -附录6 污泥高程计算表- 132 -第1章 绪 论1.1概述 随着科学技术的不断发展，环境问题越来越受到人们的普遍关注，为保护环境，解决城市排水对水体的污染以保护自然环境、自然生态系统，保证人民的健康，这就需要建立有效的污水处理设施以解决这一问题，这不仅对现存的污染状况予以有效的治理，而且对将来工、农业的发展以及人民群众健康水平的提高都有极为重要的意义，因此，城市排水问题的合理解决必将带来重大的社会效益。本设计是针对b市的排水工程，包括城市排水管网和城市污水处理厂，进行系统全面的设计。1.1.1城市概况b市位于河南省开封地区，该市人口约68万人。一条河流由南向北从市区西侧流过，一条东西走向的铁路将城区分为区和区两部分。两区地势均坡向河流。该市有化工厂、医院、食品厂三家企业分别位于两区，火车站位于区，城市沿河下游有风景区，交通十分便利，具有良好的发展前景。 该市属于规划中的新兴城市，为保护环境，实现社会、经济的可持续性发展，应尽可能的减少污染物的排放量，故需对城市污水及工业废水进行综合处理，使排入河流的污水水质达到设计要求并符合国家规定的标准。1.1.2目的和意义此工程设计研究的目的在于通过对该市进行排水流域划分，排水体制确定，城市排水管网设计计算，污水厂规模、处理程度，各处理构筑物工艺尺寸及运行参数进行计算，并对整个城市的排水工程的总造价进行概预算分析及不同方案之间的技术经济比较来确定一个较为合理的方案来解决该市现有的排水状况问题。意义在于通过设计研究，可以确定一套技术可行，经济合理的方案。改善当地生态环境，提高人民生活质量和城市形象。避免城市下游旅游区由于受到污水的污染而影响经济效益。另外通过本次毕业设计，让我们对排水工程有一个更系统全面深入地了解，培养我们分析问题、解决问题，综合运用所学知识独立工作的能力，并能从技术、经济、环境与社会等多方面综合考虑，为将来在排水工程的实际工作岗位上工作打下坚实的基础。1.1.3设计任务1.分析自然现状的排水条件，经济合理的确定城市排水体制。2.并确定排水管网的走向和位置，并进行经济比较。3.泵站的数量和规模。4.确定污水厂位置和规模。5.进行管网的水力计算。6.确定污水和污泥的处理流程，进行各构筑物的设计计算。7.进行经济概算，成本核算。8.绘制相关图纸。1.2设计资料1.2.1地形及城市规划资料1.城市地形与总体规划平面图一张，比例为1:10000；2.城市各区人口密度与居住区生活污水量标准；区域 指标人口密度 （人/公顷）污水量标修 （升/人日）区420170区5001603.城市各区中各类地面与屋面的比例；区域各种屋面混凝土 与沥青路面碎石路面非铺砌土 路面公园与绿地区453010105区4530105104.该市工业企业与公共建筑的排水量和水质资料；企业或公共建筑名称平均排水量m3/d最大排水量m3/hssmg/lcodmg/lbodmg/l总氮mg/l总磷mg/lph水温车站80050200400150506718医院120080400600200808718化工厂200012030040001800200208.219食品厂30001504002500120010098211.2.2气象资料1.2.2.1气温（）等资料年平均气温14月平均最高29年最低气温-6月平均最低5年最高气温40月平均气温13.2湿度在-10以下的天数（天）0温度在0以下的天数（天）30降雨量（mm/年）700年蒸发量（mm/年）5001.2.2.2常年主导风向 常年主导风向：东南；最大风速；8m/s；（自画风玫瑰图）1.2.3.地质资料土壤性质冰冻深度m地下水位（在地表下）m承载力kpa排水管网干管处一般性资料粘土-0.1-9250污水总泵站与污水处理厂址处粘土-0.1-92501.2.4受纳水体水文与水质资料流量m3/s流速m/s水位标高m水温domg/lbodmg/lssmg/lss允许增加量mg/l最小流量时（月平均）120.58485.01.81.30.1最高水位时161.086225.21.31.50.1常水位时140.885155.11.51.40.1在污水总排放口下游40公里处有取水口，要求bod2.0mg/l第2章 排水管网的规划设计2.1城市排水管网设计原则2.1.1排水系统的规划设计原则排水系统是控制水环境污染、改善和保护环境的重要设施，同时也是人民身体健康、日常生活以及厂矿企业发展的保障措施。因此，排水工程的规划与设计必须在区域规划及城市工业企业的总体规划基础上进行。排水系统的规划与设计应遵循以下原则：1.要认真贯彻执行宪法中“国家保护环境和自然资源，防治污染和其它公害”以及环境保护法、水污染防治法。坚持经济建设、城市建设、环境建设同时规划、同时实施、同时发展的原则，开展以城市为中心的环境综合治理，以实施经济效益、社会效益和环境效益的统一，在这些指导思想下，进行排水工程的规划与设计。2.认真贯彻“全面规划、合理布局、综合利用、化害为利”的环保方针，正确安排好工农、城市、生产、生活等方面的关系，使经济发展和环境保护统一起来，注意预防和消除对环境的污染。3.排水工程的规划应符合区域规划及城市和工业企业的总体规划，并应与城市和工业企业中其它单项工程设施密切配合，互相协调。4.排水工程的设计应全面规划，按近期设计，考虑发展有扩建的可能性，并应根据使用要求和技术经济的合理性等因素，对近期工程做出分期建设安排。5.在规划与设计排水工程时，必须注意要认真执行有关部门制定的现行有关标准、规范和规定。 必须执行国家关于新、改、扩工程实行防治污染的“三同时”规定。6.排水系统的规划与设计，要与邻近区域的污水、污泥处理与处置相协调。必须在较大范围内综合考虑。7.排水系统的规划与设计，应处理好污染源治理与集中处理的关系。对工业废水要进行适当的预处理，达到要求后排入城市排水系统。2.1.2排水管网定线原则排水管网的定线原则是：应尽可能在管线较短和埋深较浅的情况下，让最大区域的污水自流排除。定线时通常考虑的因素是：地形和竖向规划；排水体制；污水厂和出水口位置；水文地质条件；道路宽度；地下管线和构筑物的位置；工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况以及发展远景和修建顺序等。地形一般是影响管道定线的主要因素，定线时应充分利用地形，使管道的走向符合地形趋势，一般应顺坡排水。地形标高较高的污水不要经较低地区泵站排水。排水管网定线的顺序应当是先确定污水处理厂的位置，然后依次确定主干管、干管、支管的位置。污水厂应设在河流下游，地下水流向的下游，城市主导风向的下风向。管道埋深和泵站数量直接影响到工程总造价，管网定线需做方案比较，选择最合适的管线位置，使其既能减少埋深，又可少建泵站。排水管道定线应尽量避免或减少管道与河流、山谷、铁路及地下构筑物交叉，以降低施工费用，减少养护工作的困难。当排水干管与等高线垂直时，排水干管一般采用双侧集水；当排水干管与等高线斜向相交时，排水干管一般采用单侧集水。当排水干管双侧集水时，干管间距一般为6001000m；当排水干管单侧集水时，干管间距一般为600800m。2.2设计依据及排水体制的选择2.2.1设计依据设计依据包括：1.gbj14-87 室外排水设计规范；2.gb8978-1996 污水综合排放标准；3.gb18918-2002 城镇污水处理厂污染物排放标准；4.cj3082-99 污水排入城市下水道水质标准；5.长春地区a市排水工程设计任务书；6.给水排水设计手册；7.a市总体规划平面图；8.土建、市政工程估算定额标准。2.2.2排水系统体制的选择在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水。这些污水是采用一个管渠系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除。污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称作排水系统的体制，简称排水体制。排水系统的体制，一般分为合流制和分流制两种类型。合流制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。现在常用的是截流式合流制排水系统，这种系统实在临河岸边建造一条截流干管，同时在合流干管和截流干管相交之前或相交处设置溢流井，并在截流干管下游设置污水处理厂。合流制特点如下：1.从环境保护方面来看，它将生活污水、工业废水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后排放，从控制和防止水体的污染来看，是较好的。可是雨天时有部分混合污水经溢流井溢入水体，使水体遭受污染，甚至达到不能容忍的程度。但此缺点可在溢流出水口附近设置雨水污水存储池以减轻城市水体污染。2.从工程造价方面来看，截流主干管尺寸很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应地增高。但据国外有的经验认为合流制排水管道的总造价比完全分流制一般要低20%40%。3.从维护管理方面来看，晴天只是部分流，管内流速较低，易产生沉淀；雨天时接近满管流，管中的沉淀物易被暴雨水冲走，故可减低管道维护管理费用。但是晴天与雨天流入污水厂水量变化很大，增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性。分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。排除生活污水、城市污水或工业废水的系统称污水排水系统；排除雨水的系统称雨水排水系统。分流制特点如下：1.从环境保护方面来看，生活污水和工业废水全部送往处理厂进行处理，使受纳水体免遭受污染。但分流制对初将雨水不能采取处理，造成初降雨水的污染，有时还很严重。2.从工程造价方面来看，由于分流制雨水、污水分流而多设一条雨水排水系统，但管径可适当减小，该市又有较好的接纳水体，雨水可就近排除。且分流制可以分期建设，缩短工期，提高效益，适合我国国情。3.从维护管理反面来看，分流制可保证城市污水在水管内的流速不致太小而发生淤积，同时进入污水厂的水质水量变化小，有利于污水厂的运行管理。所以，根据城市工业企业规划，环境保护的要求，污水的利用情况，原有的排水设施，水质、水量、地形、气候等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提下，综合考虑，确定本设计采用分流制排水系统。2.3城市污水管网计算2.3.1 城市污水管网设计方案的确定1.污水厂位置的选择 综合考虑a市地形、地势及河水流向、风向等因素，将污水厂址选在该市东南角，靠近岸边又与岸边留有一定距离，且离市区符合卫生防护要求（污水厂距居民区大于300m）。污水厂设在河流下游，不会对城市的饮用水源及自然景观产生污染。同时污水厂处于城市常年主导风向的下风向，不会对城市产生空气污染。污水处理厂工程地质条件较好，交通方便，靠近受纳水体，处理后的水可以就近排放。2.污水管道定线 依据城市地形，将a市按城市分区也划分为两个排水区域，并设计出两种方案，以便于进行方案比较。两种设计方案分别为方案a和方案b。 （1）方案a：根据城市的地形特点，两个区的地势均坡向河流，地面坡度不大，故区和区均采用正交截流式布置方案。区干管沿垂直（近似）等高线方向布置，干管采用双侧集水；区街区规划较为整齐，但街道与等高线斜交，故定设干管与等高线斜向相交，干管采用单侧集水。此方案共设有两根主干管，穿越两次铁路，穿越一次河流。（2）方案b：由于该市街区规划较为规整，仅区火车道东侧区域街区形状有些辐射状，故方案b只改动区火车道东侧区域排水管道的走向，将方案a中的与等高线垂直（近似）铺设的干管改为与等高线平行（近似）铺设，但仍满足污水顺坡自流排除的原则，在街区的最东侧设主干管收集来自干管的污水。在管网布置中，两区沿河布置的污水主干管都得穿越一次铁道，穿越铁道需要顶管施工。区污水主干管在收集齐区污水后还得采用倒虹管施工方式过河，在与区污水主干管会合后将城市污水共同送入城市污水处理厂进行二级处理。2.3.2 城市污水管网a方案水力计算1.街区编号并计算面积、比流量 按各街区的平面范围计算出街区面积。由原始资料可知，区人口密度420cap/ha，污水量标准170l/（capd）；区人口密度500cap/ha，污水量标准160l/（capd）。经计算统计，区街区面积总计449.54ha，人口数为188807人，区街区面积总计829.55ha，人口数为414775人。比流量q0（l/（sha），可用下式求得：q0=np86400式中 n居住区生活污水定额（l/（capd）； p人口密度（cap/ha）。则区比流量：q0=420*170/86400=0.826 l/（sha）区比流量：q0=500*160/86400=0.926 l/（sha）2.划分设计管段，计算各管段的设计流量 方案一中管网定线、设计管段的划分见图纸01。由原始资料可知，b市有两家工业企业和一个火车站，排水量分别如下：（1）车站最大时排水量50m3/h，设计秒流量13.89l/s；（2）医院最大时排水量80 m3/h，设计秒流量22.22l/s；（3）化工厂最大排水量120 m3/h，设计秒流量33.33 l/s。（4）食品厂最大排水量150 m3/h，设计秒流量41.67 l/s各设计管段的设计流量通过计算机进行计算，本设计是初步扩大设计，只对干管和主干管进行设计计算，具体见附录1中污水管道方案一电算结果。3.设计规定 污水管道在设计时要满足以下规定：（1）最小流速：为防止管道淤积，根据设计规范及有关运行经验，污水管道最小流速定为0.6m/s。（2）最小管径：为防止管道淤积，减少清通次数，街区和厂区内连接管道的最小管径采用200mm，街道管（支管、干管、主干管）的最小管径采用300mm。（3）最小设计坡度：管径为200mm时，采用最小设计坡度为0.004；管径为300mm时，采用的最小设计坡度为0.003。（4）不同管径的最大设计充满度见“城镇排水工程设计规范” 。（5）最大埋深：根据当地地下水位及地质情况，管道最大埋深采用6.406.50m。（6）最小覆土厚度：必须满足三点要求：防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道，要求管内底标高在冰冻线以上0.15m；防止管壁因地面荷载而受道破坏，要求覆土厚度大于0.7m；满足街坊污水连接管衔接的要求。4.管道起点埋深的确定 管道起点埋深要考虑冰冻深度、覆土厚度和管道连接要求，通过计算确定。室外排水设计规范规定：无保温措施的生活污水管道或水温与生活污水接近的工业废水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m。有保温措施或水温较高的管道，管底在冰冻线以上的距离可以加大，其数值应根据该地区或条件相似地区的经验确定。该地区最大冰冻深度为-0.1m，则干管起端管底埋深可为1.65m。覆土厚度采用0.70m。满足连接要求所需的管道埋深按下式计算：h= hilz1z2h 式中 h所需的管道起点的最小埋深（m）；h街区管起点出户管最小埋深，一般采用0.500.70m；z1管道起点地面标高（m）；z2街区管起点地面标高（m）；i 街区管和污水支管的坡度；l 街区管和污水支管的长度（m）；h 街区管和污水支管的管内底高差（m），高差取0.1m。各干管管段起点埋深计算结果见附录1，并与冰冻深度和覆土厚度相比较之后，得出最终干管起点埋深h。冰冻线在地下1.8m处，覆土厚度为0.7m。5.控制点的确定 在污水排放区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点称为控制点。确定控制点的标高一方面应根据城市竖向规划，保证排水区域内各点的污水都能排出，并考虑发展，在埋深上留有余地。另一方面，不能因照顾个别控制点而增加整个管道系统的埋深。根据一方案地形及管网布置的特点，1点为区管网的控制点，该点埋深为1.82m；1点为区管网的控制点，该点埋深为2.12m。2.3.3 城市污水管网b方案水力计算1.划分设计管段并计算各管段的设计流量 方案二中管网定线、设计管段的划分见图纸02。设计中采用两条主干管，穿越两次铁路的方案。各设计管段的设计流量通过计算机进行计算，计算结果见附录2中污水管道二方案水力计算表。2.确定各管段的起点埋深 如前所述，各干管起点埋深计算结果见附录2。3.控制点的确定二方案控制点的选取同一方案。4.管网水力计算二方案管道水力计算的计算结果见附录2。2.3.4排水系统布置形式的选择城市、居住区或工业企业的排水系统在平面上的布置，随地形、竖向规划、污水厂的位置、土壤条件、河流位置，以及污水的种类和污染程度等因素而定。在本设计中，考虑到地形的影响，两套方案基本上都采用干管与等高线垂直，主干管与河流基本平行的截留式布置，但在各街区收水方式上有所调整。2.2.2排水方案的确定根据该市地形地貌特点，结合实际情况，经多方比较，在规划设计中拟定两套方案进行技术经济比较。第方案的主体思路是主干管平行于河流和等高线，呈南北走向，干管垂直于等高线，呈东西走向。东部街区由于不是正南北走向，管道布置随等高线由高到低布置，这样布置可以以最短的距离坡向水体，这样有利于干管埋深不至于过大，而主干管由于管径大，流速小，坡度小，埋深不会随距离的增大二增大太多。第方案的主干管一区部分依旧沿河布置，干管垂直于等高线，二区部分主干管垂直于等高线，干管平行于等高线，这样二区部分的污水汇到一起后流向一区主干管，最后送至污水处理厂。最终埋深（m）总造价（元）方案5.176397006方案4.526396684因、两方案埋深和总造价相差不多，考虑到本地区地形平坦，应避免小流量的横支管长距离平行于等高线敷设，让其尽早接入干管，宜使干管与等高线垂直，主干管与等高线平行敷设。由于主干管管径较大，保持最小流速所需坡度小，其走向与等高线平行式合理的。而在地形倾向河流的坡度很大时，宜采用主干管与等高线垂直，干管与等高线平行，这种布置虽然主干管的坡度较大，但可设置为数不多的跌水井，而使干管的水利条件得到改善。在埋深和造价都相差不多的情况下，因本地区地势平坦，所以采用方案这种干管与等高线垂直，主干管与等高线平行的方式。具体工程造价见管网电算结果。第3章 城市污水处理厂设计计算3.1城市污水水量水质计算3.1.1污水水量水质计算3.1.1.1污水设计流量q设=21388.283+111.11l/s=2249.393 l/s =19.43万t/d=2.25m3/s。3.1.1.2平均日流量q平=q生活+q企业=1649.29 l/s +81.02 l/s =1730.3l/s=14.95万t/d。3.1.1.3污水水质污染程度每人每日生活污水排放量：qs=q生活平均n=1649.2986400603582=236.09l/rd生活污水平均bod5浓度为：cbod5=30qs=30236.09=0.127g/l=127mg/l生活污水平均ss浓度为：css=45qs=45236.09=0.191g/l=191mg/l生活污水cod平均浓度为ccod=60qs=60236.09=0.254g/l=254mg/l生活污水tn平均浓度为cn=35mg/l生活污水tp平均浓度为cp=7mg/l生活污水与工业废水混合后，ss浓度为css=q生活平均css+qacssa厂+qbcssb厂+qccssc厂+q火css火q生活平均+qa+qb+qc+q火=1649.29191+23.15300+13.9400+34.72400+9.262001649.29+81.02=198.38mg/l生活污水与工业废水混合后，bod5浓度为cbod5=q生活平均cbod5+qacbod5a厂+qbcbod5b厂+qccbod5c厂+q火cbod5火q生活平均+qa+qb+qc+q火=1649.29127+23.151800+13.9200+34.721200+9.261501649.29+81.02=171.62mg/l生活污水与工业废水混合后，cod的浓度为ccod=q生活平均ccod+qaccoda厂+qbccodb厂+qcccodc厂+q火ccod火q生活平均+qa+qb+qc+q火=1649.29254+23.154000+13.9600+34.722500+9.264001649.29+81.02=352.75mg/l生活污水与工业废水混合后，tn的浓度为cn=q生活平均cn+qacna厂+qbcnb厂+qccnc厂+q火cn火q生活平均+qa+qb+qc+q火=1649.2935+23.15200+13.980+34.72100+9.26501649.29+81.02=38.95mg/l生活污水与工业废水混合后，tp的浓度为cp=q生活平均cp+qacpa厂+qbcpb厂+qccpc厂+q火cp火q生活平均+qa+qb+qc+q火=1649.297+23.1520+13.98+34.729+9.2661649.29+81.02=7.21mg/l3.1.2 污水中污染物的处理程度确定3.1.2.1 污水中ss的处理程度 污水中ss的处理程度可按污水排放口处ss的允许浓度和污水排放口处水质要求的方法分别计算，选取需处理程度高者。1.按污水排放口处ss的允许浓度计算首先求出排放口处ss的允许排放浓度，根据已知条件，列出如下方程css允许 = p（+1）+css河式中 q河流河流流量（m3/s），q河流= 210m3/s； q平均污水平均流量（m3/s），q平均= 0.395m3/s； p河流中允许增加ss浓度（m3/h），p=0.1mg/l； css河河流中ss浓度（mg/l），css河=1.2mg/l。带入各值，得css允许=0.1（+1）+1.2=54.46 mg/l则可求出ss的处理程度为= 84.13%2.按污水排放口处水质要求计算污水二级处理排放口ss浓度要求为20 mg/l。则可求出ss的处理程度为= 94.17%从这两种计算方法中比较得出，方法2得出的处理程度高于方法1，所以本处理厂ss的处理程度为94.17%。3.1.2.2 污水中bod5的处理程度 污水中bod5的处理程度按河水中溶解氧的最低容许浓度，河流中bod5的最高允许浓度和污水排放口处水质要求三种方法分别计算，选择处理程度高者。1.按河水中溶解氧的最低容许浓度计算按照河流在最不利时，即最小流量时接纳污水进行计算，排放口处污水do污水=2.0mg/l，温度t污水=13。排放口处do的混合浓度为=4.0mg/l混合温度tm为=4.02在水温为4.02时，可查表或用下式计算耗氧速率常数k1值式中 温度系数，=1.047； k1（20）20时的耗氧速率常数，k1（20）=0.1。带入各值，得=0.048同理可求出复氧速率常数k2值 （3-3）式中 温度系数，=1.024k2（20）20时的复氧速率常数，k2（20）=0.2。带入各值，得=0.137然后求起始点的亏氧量d0和临界点的亏氧量dc。查表得出4.02时的饱和溶解氧浓度dos=13.12mg/l，可算出d0=13.12-4.00=9.12mg/l；dc=13.12-4.00=9.12mg/l由上可知，在污水排放口河流的亏氧量就达到临界点，所以在用试算法求起始点有机物浓度l0和临界时间tc时，设临界时间为tc=0d，将此值代入下式 从而可求得l0为26.03mg/l，将l0=26.03mg/l代入下式得tc= =0，符合要求。污水排入河流后，河流中所允许的bod5浓度为26.