毕业设计（论文）城市污水处理厂毕业设计

1、摘 要 水资源是经济可持续发展的基本保证，污水的任意排放或处理不彻底的排放，都会给水资源环境带来严重的污染问题。山东省东部德州市人口众多，属水资源短缺的地区之一。随着工业生产的发展和人民生活水平的提高，水资源短缺问题尤为突出。由于该市排水系统很不完善，大量的城市污水、工业废水无法及时处理，是水体受到严重的污染，当地自然环境正受到严重的威胁，并且已经影响到经济的发展和人民正常生活。建设排水工程已成为迫在眉睫的大事。基于上述原因，本设计在充分调研该市水文地质、受纳水体水质资料、人口分布和气象条件的情况下，对包括排水管网和污水处理厂的整套排水设施进行设计。其中，对进水水质、出水水质进行分析，污水处理

2、厂一级、以及以a/o法为主体的二级处理工艺流程的选择给予说明，对具体污水及污泥构筑物结构进行了详细计算。本文将技术经济分析评价贯穿于设计的全过程，力求使工程项目达到经济最优化。关键词城市污水处理厂 进水水质 出水水质a/o法 污泥处理 abstract water resources ensure the sustaining development of economy. sewage discharged at random or half treated can expose serious pollution to the water resources.city dezhou loc

3、ates at east of shandong province. it is a populous region where the shortage of water is severe. with the development of industry and the raise of living standard, the shortage of water is evident day by day. great amount of domestic and industrial waster water is discharged without proper treatmen

4、t, which pollutes the river badly. the damaged environment is endangering the development of economic and peoples life. the building of water drainage system is a must.the design based on the hydrological, geological and receiving water materials. it includes the distribution of waster water dischar

5、ge system and design of wastewater treatment plant. specifically, it reasons the choice of primary and secondary treatment processa/o process, the calculation of constructing process. meanwhile, evaluate and calculate the total cost of the project. keywordsurban waste water treatment plant, receivin

6、g water, inflow quality, outflow quality, a/o process, sludge treatment目 录摘 要iabstractii第1章 绪论11.1 毕业设计背景11.2 毕业设计资料2第2章 编制依据和设计内容42.1 自然状况42.1.2 地质资料42.2 a市目前状况52.2.1 城市各区人口密度及污水量标准52.2.2 工业企业与公用建筑的排水量水质资料52.3 研究设计内容62.3.1 方案选择与工艺设计计算要求62.3.2 绘图要求6第3章 排水管网规划设计83.1 排水管网规划设计原则83.1.1 设计基本原则83.1.2 排水体制

7、（sewwer system）的确定83.2 排水管网的定线93.3 排水管网水力计算113.3.1 水力计算的基本公式113.3.2 污水管道的最小埋设深度123.3.3 在管道水力计算中还应注意以下问题143.4 污水管道水的电算143.5 排水管网方案的技术经济比较153.5.1 方案的经济概预算153.5.2 方案的经济概预算163.6 雨水管道的水力计算173.6.1 设计要点173.6.2 雨量分析173.6.3 管渠流量的确定183.6.4 水力计算19第4章 污水处理厂设计计算204.1 污水处理厂位置的选择204.2 污水处理工艺流程的选择204.3 污水处理程度的确定224

8、.3.1 设计流量及设计人口数计算224.3.2 污水水质污染程度244.4 各处理构筑物的设计计算284.4.1 格栅(bar screen)284.4.2 沉砂池(grit chamber)304.4.3 初沉池(primary sedimentation tank)354.4.4 曝气池(aeration tank)424.4.5 二沉池504.4.6 消毒接触池(contact disinfection chamber)584.4.7 计量堰(weir)604.4.8 集配水井水力计算624.4.9 污泥处理构筑物的设计计算644.4.10 污水处理厂平面及高程布置81第5章 污水总泵

9、站的设计895.1 概述895.1.1 污水泵房的一般规定895.1.2 设计数据895.1.3 泵房形式905.1.4 工艺布置905.2 污水泵站设计计算905.2.1 水泵的选择905.2.2 泵站的平面布置925.2.3 泵座基础设计945.2.4 泵站仪表955.3 泵前格栅设计计算955.3.1 格栅设计的一般要求及部分参数的确定955.3.2 格栅的尺寸设计965.4 集水池设计计算975.4.1 机器间设计计算985.4.2 其他附属设施的设计100第6章 污水处理厂概算及处理成本1026.1 计算原则1026.2 污水厂建设直接费1026.3 污水处理成本111参考文献113

10、附录1114附录2167专题报告171翻译1180翻译2193致谢205第1章 绪论 1.1 毕业设计背景我国幅员辽阔，各地气候迥异，经济发展水平差异也很大。目前，各城市都面临着不同的水环境污染。因此，根据城市规模，建立一套与自己经济发展相适应的控制水污染、保护水环境的方针、政策、标准和法规，同时建设与经济发展水平相适应的污水处理厂，就成为防止因水资源短缺而制约城市社会经济发展的必要手段。利用有限资源的必须部分。在人们日常生活中，盥洗、淋浴、生活洗涤等都离不开水，用后便成为污水。在工业企业中，几乎没有一种工业水是人们日常生活中不可或缺的宝贵资源。水的供给与排放处理水亦是合理不用到水。水经生产过

11、程使用后，绝大部分变成废水。生产废水携带着大量污染物质，这些物质多数是有害和有毒的，但也是有用的。必须妥善处理或加以回收利用。城市的雨水和冰雪融水也需要及时排除，否则将积水为害，妨碍交通，甚至危及人们的生产和日常生活。在人们生产和生活中产生的这些污水中，如不加控制任意排入水体（江、河、湖、海、地下水）或土壤，使水体受到污染，将破坏原有的自然环境，以至引起环境问题，甚至造成公害。为保护环境，避免发生上述问题，现代城市就需要建立一套完整的工程设施来收集、输送、处理和利用污水；此工程设施就称之为排水工程。它的基本任务是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。其主要内容包括

12、： 收集各种污水并及时的将之输送至适当地点。 妥善处理后排放或再利用。排水工程在我国社会主义建设中有着十分重要的作用。从环境保护方面讲，排水工程有保护和改善环境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孙后代的大事；从卫生上讲，排水工程的兴建对保障人民健康具有深远的意义；对预防和控制各种疾病、癌症或是“公害病”有着重要的作用；从经济上讲，城市污水资源化，可重复利用于城市或工业，这是节约用水和解决淡水资源短缺的重要途径，它将产生巨大的经济效益。总之，在实现四个现代化过程中，排水工程作为国民经济的组成部分，对环境保护、促进工农业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响，并使经济建设、城乡建设与环境

13、建设同步规划，同步实施，同步发展。这样才能实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。1.2 毕业设计资料随着四化建设的发展，废水产量大大的提高。这些废水含有大量的有机物和病毒物质，既影响了环境，也影响了人民的身体健康。如何消除这些有毒有害物质是当务之急。它对保护人民健康，促进工农业生产，环境保护，提高人民生活水平具有深远的意义。本设计即是德州市的排水工程设计，它位于山东省东部地区，人口24.183万，是我国北方地区的重要地区。该地区交通发达，有一条铁路贯穿东西，把该地区分成、两区，随着经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高，相继扩建许多建筑小区，城市人口增长很快。人们开始追求一个整洁、卫生、舒适

14、的生活环境。最近，又建立了许多国家级大型工业企业，该市的经济、政治、文化生活日益繁荣昌盛，但由于该市基础设施建设较老较差，特别是排水系统很不完善，使环境问题日益突出，已影响到该市的经济发展和人民正常生活，建设排水工程已成为迫在眉睫的大事。由于设计所在地为山东省东部地区，这一区域属丘陵和平原分布区，地理纬度自东向西海拔99至92米，地势较为平坦。山东省的河流均为雨源型，多年平均年径流量为264亿立方米。由于人口众多，耕地面积大，人均、亩均占有地表径流量仅343立方米和250立方米，只有全国人均2710立方米、亩均1770立方米的1/8和1/7，属水资源短缺省份之一。随着工农业生产的发展和人民生活

15、水平的提高，全省水资源短缺问题将更为突出。由于对水的依赖性大，大量的城市污水，工业废水无法及时处理，任意排入水体或土壤，使之受到污染，破坏原有的自然环境和生态系统，甚至造成公害。德州城市政府考虑到原有的排水体制已常常不能满足城市发展需要。但若在破旧管道的原有基础上加以维修改进不仅浪费许多资金，仍无法满足城市排水的需要。经过多方的调查研究和技术经济比较，最后决定重建城市的排水体制。建立日处理量在10万吨左右的污水处理厂来处理所排放的城市污水。德州城市人民政府协同各有关单位积极筹措资金，并委托哈尔滨工业大学市政环境工程学院有关专家进行该市的排水体制设计工作，选择最优排水体制和合理的工艺流程。经过长

16、期的实地调查、研究和实地勘察，在德州市人民政府和院方等多方面的共同努力下，这一工作以圆满结束并进行工程设计。鉴此，我们编制本市设计说明书。 第2章 编制依据和设计内容 2.1 自然状况2.1.1 气象资料德州市位于山东省东部，属于鲁东气候区。气候特点是：年降水量适中，气温较低，夏季凉爽而潮湿，冬季寒冷而湿润。年降水量650900毫米，年降水日数8097天，气温10期间降水量约540800毫米。平均暴雨日数23.5天，一日最大降水量达130470毫米，局部在470毫米以上。年平均相对湿度在70以上，为全省相对湿度的高值区。全区年平均气温14，年最低气温-10，年最高气温36。月平均最高气温38，

17、月平均最低气温-8，月平均气温13。温度在0以上的天数40天。热量资源属全省的低值区。夏季受台风影响，平均每年在2次左右。由于半岛南北沿海及半岛内陆所处位置及地形的差异，受海洋影响的程度差别较大，气候分异明显。常年主导风向：西南风。2.1.2 地质资料1.排水管网干管处一般性资料：土壤性质为粘土，冰冻深度-0.50米，地下水位8米；2.污水总泵站和污水处理厂址处：土壤性质为亚粘土，冰冻深度-0.50米，地下水位8米。3.城市各区中各类地面与屋面的比例：由于城市被火车道自东向西所贯穿，城区被分为南北两部分，命名为区区。两区的屋面与地面比例按区：各种屋面占55%，混凝土与沥青路面占10%计算；区：

18、各种屋面占50%，混凝土与沥青路面占15%计算。4.受纳水体水文与水质资料：受纳水体为河流，故污水处理厂排放口资料为：表2-1 污水处理厂排放口资料流量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）200.6578206.04.03035最高水位时800.9584常水位时600.7581在污水总排放口下游30公里处有取水口要求： bodmg/l2.2 德州市目前状况2.2.1 城市各区人口密度及污水量标准表2-2 城市各区人口密度及污水量标准指标区域人口密度（人/公顷）污水量标准（升/人日）区280160区2601802.2.2

19、 工业企业与公用建筑的排水量水质资料表2-3 工业企业与公用建筑的排水量水质资料企业或共建筑名称平均排水量最大排水量sscodbod总氮总磷ph水温制药厂5000700650520020007.827食品厂2500290460350018006.926印染厂300050037030009608.328注：tkn=25g/l2.3 研究设计内容按照德州市提供的设计资料和任务书，本次设计主要范围包括：排水体制的确定、污水管道定线、管网水力计算、方案技术经济比较、污水厂设计、城市污水总泵站工艺设计、处理厂平面图布置、污水和污泥高程布置和工程概预算等。2.3.1 方案选择与工艺设计计算要求1.完成整个

20、城市排水管网定线，至少应对两个定线方案进行技术经济比较，从中选优。2.主干管、区域干管、支干管及倒洪管都应进行详尽的水力计算与高程计算。3.污水总泵站设计，泵的台数以24台为宜，注重水力计算、水泵选型及水泵机组管道和电器设备等的布置设计。建筑与结构尺寸可参照标准图。4.应根据原始资料与城市规划情况，同时考虑环境效应与社会效益合理选择污水处理厂位置。之后要根据水体自净能力、要求处理水质以及当地的具体条件来确定污水处理程度与处理工艺流程。有条件时，可以通过简单的技术经济分析，优化选择的工艺流程。平面图布置紧凑，便于管理。5.在确定流程时，同时选择适宜的处理单位构筑物类型。对其进行设计计算时，确定包

21、括有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料、规格等。6.根据原始水质资料、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方程进行各单位构筑物的设计计算。7.对污水与污泥处理系统要做出准确的水力计算与高程计算。8.对排水管网工程与污水处理厂都要进行经济概算与成本分析。2.3.2绘图要求1.绘制的图纸不得少于12张，图纸规格为一号图纸。其组成如下：手画白图纸 4张cad制图 8张2.具体图纸为： 城市排水管网系统图 1张辐流式初沉池图 1张污水厂厂区平面图 1张污水厂工艺高程图 1张污水总提升泵站施工图 1张曝气池施工图 2张辐流式二沉池图 1张曝气沉砂池图 1张污泥消化池和浓缩池图 2张集配

22、水井施工图 1张3.在城市排水系统总平面图中，应明显的表示各区的划分、铁路、桥梁、河流、主要排水企业以及公园绿地等。并以最鲜明的线条绘出污水管道、泵站与处理厂的位置。同时注明各计算管段的管径、管长、坡度等数据，还应给出风向玫瑰图。4.在污水处理厂的平面图中，必须将污水和污泥处理构筑物、泵站及附属建筑物按各自的横向、纵向比例绘出并注明尺寸。污水处理厂内尤其应当重视绿化，在图中绘出绿化带与风向玫瑰图。5.在污水与污泥高程图中，要求沿污泥流动距离最长、水头损失最大的流程，并控制最大设计流量进行高程计算，以此来绘制高程剖面图。图中必须注明地面平整后标高、各构筑物的顶部、底部以及水面标高；受纳水体的洪水

23、位、常水位、枯水位标高。横向比例：1：5001000；纵向比例：1：50100。6.污水泵站工艺图，除了合理准确的布置机组、闸阀、管道与电器设备外，还应注明各部件精确位置、相对尺寸及各种设备与构件的型号。 第3章 排水管网规划设计 3.1 排水管网规划设计原则3.1.1 设计基本原则1.认真贯彻执行环境保护法和水污染防治法，坚持经济建设、城乡建设、环境建设同步规划、同步实施、同步发展的原则，开展以城市为中心的环境综合治理，认真实现经济效益、社会效益、环境效益的统一。在这些基本指导思想的指导下，进行排水工程的规划与设计。2.排水工程的规划设计必须遵守“全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠

24、群众、大家动手、保护环境、造福人民”的环保总方针。这是我们环保工作者的主要指导思想。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规划，并与城市和工业企业中其它单项工程密切配合，处理好排水系统与区域排水系统关系问题，使之相互协调。4.排水工程的设计应全面考虑，按近期设计考虑远期发展，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进期工程做出分期建设的安排。5.在设计和规划排水工程时，必须认真贯彻执行有关部门制定的现行有关标准规范或规定。3.1.2 排水体制（sewwer system）的确定1.排水体制主要分为分流制和合流制。合流制(combined system)：它是将生

25、活污水、工业废水和雨水混合在同一管道内排除。早期的合流制是将排除的水不经处理和利用直接就近排入水体，这种排水系统对水体污染严重。近年来，常采用的是截流式合流制排水系统，它市邻河岸设截流干管，同时设置溢流井，并设污水厂。这种排水系统虽有很大改进，但在雨天仍有部分污水未经处理排放。分流制(separate system)：它是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上独立管渠内排除的系统。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。排除雨水的系统称为雨水排水系统。2.排水体制的选择合理选择排水系统体制是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工

26、、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远。同时，也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用以及维护管理费用。根据城市及工业企业的规划、环境保护要求，污水利用、水质水量的变化、地区气候及水文资料、工矿企业的水质状况及设计地区的自然状况，本设计采用分流制排水系统，即将完整的城市污水送入污水处理厂进行处理，雨水则就近排入受纳水体。其优点如下： 环境保护方面全部城市污水都送到污水处理厂进行处理，有效的保护了水体免受污染，而且比较灵活，较容易适应社会发展需要。一般又能符合城市卫生的要求，式城市排水系统体制的发展方向。 从工程造价方面由于分流制是排水系统增加了一套管线，但相对合流制管径变化小

27、，且合流制污水处理厂比分流制造价高，总造价相差不多。从初期投资看，分流制可分期建设，节省初期投资，又可缩短工期，发挥工程效益快，比较适合我国国情。 从维护管理方面虽然分流制排水系统的管线较多，但管径变化小，可以保持管内的流速均匀，不致发生沉淀。同时，流入污水厂的水质水量变化小，污水厂的运行易于控制。此外，该地区无大型工厂，地势有一定坡度，故对空气污染小，靠自重排入水体。3.2 排水管网的定线在总体图上确定污水管道的位置和走向，称为污水管道系统定线。正确定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道系统设计的重要环节。管道定线一般按主干管、干管(main)、支管顺序依次进行。定线应遵

28、循的主要原则是：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够自流排出。为实现这一原则，定线时通常考虑的因素是： 地形和竖向规划。 排水体制和线路数目。 污水厂和出水口位置。 水文地质条件。 道路宽度。 底下管线及构筑物位置。 工业企业和产生大量污水的建筑物分布情况。本设计由于等高线较稀疏，地势较缓。定线时充分利用地形趋势来顺坡排水。由于地形倾向河道，采用主干管与等高线平行，干管与等高线垂直。可设置为数不多的跌水井使主干管的水力条件得到改善。由于要进行技术经济比较，选择最佳方案，定线时采用了两套方案，两个方案的污水厂均设在城市河流下游，主导风向下风向。距离居民区约600米。符合卫

29、生和防曝要求。定线方案示意图如下图所示。定线方案示意图如下图所示。3.3 排水管网水力计算本设计选用圆形混凝土管，污水是按管道坡度从高到低流动，并且均假设为均匀流。3.3.1 水力计算的基本公式流速流量式中 过水断面面积m2；水力坡度；管道粗糙系数；水力半径m。水力计算的设计数据：1.设计充满度：在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径d的比值。表3-1 设计充满度管径d或暗渠高h(mm)最大充满度h/d或h/h2003000.553504500.655009000.7010000.752.设计流速：和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度。设计污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管

30、道；流速缓慢时，污水中所含杂质可能下沉产生淤积。故根据观测数据与国内外经验，污水最小设计流速定为0.6m/s。通常金属管道的最大设计流速为10m/s,非金属管道最大设计流速为5m/s。3.最小管径在污水管道上游部分，流量很小，若管径过小极易堵塞。故在设计中常规定一个允许最小管径。在街坊和厂区内，最小管径为200mm，街道最小管径为300mm。4.最小设计坡度它相当于管内流速为最小设计流速时的管道坡度；当给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计流速时的最小设计坡度也就越小。具体规定是：管径200mm的最小设计坡度是0.004。管径300mm的最小设计坡度是0.003。3.3.2 污水管道的

31、最小埋设深度污水管网是排水工程中投资最大的部分，而埋设深度又决定着管网较多的投资。因此，合理地确定管道埋深对于降低工程造价尤为明显。为了降低造价，缩短施工期，管道埋深越小越好。但覆土厚度应有一个最小的极限值，否则就不能满足技术上的要求。它一般应满足下述三因素：1.必须防止污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道。但由于污水有温度且保持一定的流量不断流动，因此没有必要把整个污水管线埋在冰冻线之下。故室外排水设计规范规定：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，管底在冰冻线以上距离可加大。2.必须防止管壁因地面荷载而受到破坏。综合考虑多方面因素并结合各地埋管经验，车行道下污水管最小覆土

32、厚度不宜小于0.7m。3.必须满足街坊连接管衔接要求。污水出户管的最小埋深一般采用0.50.6m。所以，街坊污水管道起点最小埋深也应有0.60.7m。故街道污水管网起端的最小埋深h按下式计算：式中 街坊起点最小埋深（m）；街道污水管起点检查井地面标高（m）；街坊起点检查井处地面标高（m）；街坊污水管和连接支管坡度；图3-3 街坊管道示意图街坊污水管和连接支管总长度（m）；连接支管和街道污水管的管底标高差（m）。从以上三个因素出发，可以得到三个不同的管底埋深。从这三个数值中选最大的设计深度。在施工过程中，若埋深过大，不仅增加工程投资，而且增大施工难度。因此，在设计中需拟定最大埋深。一般干燥土壤7

33、8m，在多水、流砂、石灰岩中5m。3.3.3 在管道水力计算中还应注意以下问题1.选择合适的控制点，以控制整个系统埋深；2.注意管道坡度与地面坡度之间的关系；3.设计流速应逐渐增加，仅当地面坡度大接到坡度小的管道上时，下游管道的流速已大于1.2m/s时才可减小；4.在适当的地方设跌水井；5.在旁侧管道接入干管时考虑埋深和流速问题。3.4 污水管道水的电算管网设计采用计算机,利用编制的程序进行管网水力计算,并将设计的结果打印出来用表格形式输出,依此进行管网布置方案的比较。各符号意义如下:1.已知条件 计算管段管长 l(n) 人口密度 mn(n) 污水量标准 wb(n) 服务面积 f(n) 生活污

34、水平均转输流量 qw(n) 本段集中流量 qjb(n) 转输集中流量 qj(n) 起端管底标高和埋深 hg(k,2)，hm(k,2) 地面标高 h(n) 冰冻深度 hbd 管道每延长米造价 zjl 管道起端设计流速 vn2.最优化目标函数整个管网工程造价最低3.设计内容 生活污水本段流量 qb(n) 生活污水平均流量 q(n) 生活污水总变化系数 kz(n) 生活污水设计流量 qk(n) 设计流量 qs(n) 管径 d(n) 地面平均坡度 id(n) 管道坡度 i(n) 流速 v(n) 管道内水面标高 hh(n) 充满度 h/d(n) 管段降落高度 hil(n) 第n各管段起端管底标高 hg(

35、n,2)水面标高 hs(n,2)埋 深 hm(n,2) 第n各管段末端管底标高 hg(n+1,1)水面标高 hs(n+1,1)埋 深 hm(n+1,1) 跌水高度 hds(n) 第n管段工程造价 zj(n) 一条管道造价 zj 总造价 zzj 下标变量 n k，m：所计算管段起末端检查井编号计算结果见附页。3.5 排水管网方案的技术经济比较3.5.1 方案的经济概预算1. 方案穿越铁路1次，无需设置中途泵站。穿越铁路管段编号17-18，l150m， d1000mm,穿越铁路50m, 基价6205.02元/10m。则投资费用为元2. 排水管网部分总造价 元3.5.2 方案的经济概预算3. 方案穿

36、越铁路1次，无需设置中途泵站。穿越铁路管段编号17-18，l150m， d1000mm,穿越铁路50m, 基价6205.02元/10m。则投资费用为元4. 排水管网部分总造价 447670+1225710=7175618.1元两方案总造价相差193773.3元，故从技术经济方面考虑，优选方案。3.6 雨水管道的水力计算雨水管道要求充分利用地形，就进排入水体。雨水管渠应尽量利用自然地形坡度，以最短的距离靠种立排入附近的水体中。3.6.1 设计要点1.设计充满度一般按照满流进行设计。2.设计流速由于雨水夹带泥砂，所以暗管流速大于0.75m/s,为防止冲刷，金属管道流速小于10m/s,非金属管道流速

37、小于5m/s。3.最小管径和最小坡度雨水管道最小管径300mm，最小坡度3.00，雨水连接管最小管径200mm,最小坡度0.01。4.管道连接管道在检查井连接，采用管顶平接。3.6.2 雨量分析a市的暴雨强度公式minmin式中 设计暴雨强度公式（l/sha）；设计重现期（a）；降雨历时（min）；地面集水时间（min），本设计中取10min；管内雨水流行时间（min）；各管段的长度（m）；各管段的水流速度（m/s）；折减系数，对于暗管取2。3.6.3 管渠流量的确定城市雨水管渠属于小汇水面积上的排水构筑物。雨水设计流量计算公式如下：1.径流系数是径流量与降雨量的比值，其值小于1。他因为地面覆

38、盖情况、地面坡度、地貌、建筑物密度的分布、路面铺砌等情况不同而异。当汇水面积的地面有不同覆盖面组成，则平均径流系数有加权平均得到。式中 各类地面面积（m2）；汇水总面积（m2）；相应各类地面的径流系数；根据给定资料表3-2 管渠流量设计给定资料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5510101015区5015101015可算出平均径流系数2.雨水管渠汇水面积f(catchment area)汇水面积是指雨水管渠汇集雨水的面积。在小汇水面积上，降雨不均匀的影响较小，可以认为降雨强度是均匀的。3.暴雨强度(rainfall intensity)有暴雨强度公式可知，是由，决

39、定的。 设计暴雨强度重现期(ecurrence interval)当值高时，增大，即管渠断面增大，造价提高，但安全性好；反之，安全性差，但亦较为经济。根据德州市的气候条件及重要程度经验，本设计取年。 地面集水时间(time of flow)是从汇水面集最远点至第一个雨水口所经时间，主要取决于水流距离长短和地面坡度。过大，将流水不畅；过小，则加大管渠尺寸，提高造价。 管渠内雨水流行时间(time of flow) 折减系数m是苏林系数与管道调蓄利用系数的乘积。苏林认为：雨水管中实际流行时间比按流量计算的流行时间长20%，建议采用大于1（1.2）的系数乘，1.2称之为苏林系数。调蓄利用系数是由于下

40、游管段满流，而上游管段存在空隙，这种空隙可以暂时储存水量，调蓄管道内最大流量。3.6.4 水力计算本次计算值计算一条管道，采用计算机并将结果打印出来，计算结果见附页。各符号意义如下：n：设计管段和检查井编号，数组下标f(n)：表示第n管段汇水面积t2(n)：至第n管段是雨水在管道内流行总时间（min）q0(n)：单位面积径流量（l/s104m2）q(n)：输水能力（l/s）p(n)：设计重现期（a）psi(n)：径流系数t1：地面集水时间（min）lv(n)：雨水在第n管端的流行时间（min）ij：计算管道坡度vj：计算流速，中间变量zln：某一条管道总长度zl：雨水排水系统的总长度或缩计算的

41、各条管道的长度之和（m）zm：折减系数ai，c，bn，b：分别表示暴雨强度公式中的地方参数a1，c，n，b。其它变量与排水管网相同。 第4章 污水处理厂设计计算 4.1 污水处理厂位置的选择在城市污水排水系统设计中，污水厂的场址选择是十分重要的环节。厂址对周围环境卫生、处理厂基本建设投资及运行费用都有很大的影响。它与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置和处理后污水的出路都密切相关。当污水处理厂的厂址有多种方案可供选择时，应从管道系统、泵站、污水处理厂各处理单元为出发点，进行综合的技术经济比较与最优化分析，并通过有关专家的反复论证再进行确定。污水处理厂厂址选择应遵循下列原则：1.无论采用什么

42、处理工艺，应与选定的污水处理工艺相适应，尽量少占农田和不占良田。2.厂址必须位于集中给水水源下游，并设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主导风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应距街区净距大于500米。3.当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，应考虑与用户靠近便于运输。当处理水排放时，应与受纳水体靠近，但不低于最高洪水位。4.要充分利用地形以满足处理构筑物高程布置的要求，减少土方工程量。若有可能，采用重力自流以节省动力费用。降低处理成本。5.根据城市总体发展规划，处理厂的选择应考虑远期发展的可能性，留有适当的发展余地。并选择土质好的地方，便于施工。4.2 污水处理工艺流程的选择本设计的处

43、理对象为有生活污水(domestic sewage)和工业废水(industrial wastewater)组成的城市污水，其中主要污染物质为悬浮物和呈胶体及溶解状态的有机物,即bod、cod及氮的化合物。传统活性污泥法（conventional active sludge process）虽然对bod、cod、ss等指标都有良好的去除效果，但其脱氮率只有2040%，远不能满足本设计中脱氮80%的要求。因此，本设计拟采用具有脱氮特性的a/o法，即厌氧-好氧活性污泥脱氮系统，将反硝化反应器放置在系统之首。此法处理出水水质高、流程简单、无需外加碳源，建设和运行费用较低。该流程的一级处理(prima

44、ry treatment)是由格栅、沉砂池和初沉池所组成，其作用是去除污水中呈悬浮状的固体污染物。经过一级处理的污水，bod一般只去除20%30%，达不到排放标准，它属于二级处理的预处理而已。二级处理(secondary treatment)系统是城市污水处理厂的核心部分，它的主要作用是去除呈胶体和溶解状的有机污染物（以bod或cod示）。通过二级处理，它的去除率可达90%以上。污水中的bod可降至2030mg/l,使有机污染物达到排放水体标准和灌溉要求。污泥(sludge)是污水处理过程的副产品，也是必然产品。它含有大量有机物，富有肥分，可作为农肥使用，但又因其含有细菌、寄生虫卵以及从污水中

45、带来的重金属离子等，需要作稳定化与无害化处理，否则会造成二次污染。对污泥处理系统多采用厌氧消化、脱水、干化等技术组成的系统。本设计采用厌氧两级消化，产生的沼气可直接用于消化池的搅拌及附近供暖。消化后的污泥经干化脱水后外运利用，可获得一定的经济效益。拟采用设计工艺流程如下： 图4-1 污水处理工艺流程图一级处理：1格栅； 2曝气沉砂池； 3初次沉淀池；二级处理：4曝气池； 5二次沉淀池； 6消毒接触池； 7计量槽；污泥处理：8浓缩池； 9贮泥池； 10一级消化池； 11二级消化池；12脱水机房。4.3 污水处理程度的确定4.3.1 设计流量及设计人口数计算1.该城市居住区每天污水平均流量为：l/

46、sl/s式中 qp居住区平均污水量（l/s）；q居住区生活污水量标准(wastewater flow norm)（l/人d）；n居住区规划设计人口数（人）。l/s2.最高日最高时污水量计算 l/s式中 q1居民区最高日最高时污水量（l/s）；kz总变化系数，见表4-1。表4-1 生活污水量总变化系数污水平均日流量515407010020050010001500总变化系数kz2.32.01.81.71.61.51.41.31.23.工业企业生活污水量q2制药厂：q平均=5000m3/d=57.87l/sqmax=700m3/h=194.44l/s食品厂：q平均=2500m3/d=28.94l/s

47、qmax=290m3/h=80.56l/s印染厂：q平均=3000m3/d=34.72l/sqmax=500m3/d=138.89l/s工业企业生活污水设计流量q2=194.44+80.56+138.89=413.89l/s工业企业生活污水平均流量qp=57.87+28.94+34.72=121.53l/s4.城市污水量计算在城市污水管道系统规划设计中，城市污水量通常是将上述几项污水量累加计算，其公式如下：l/s=63273.3m3/dl/sm3/d式中 q城市污水管道设计污水流量（l/s）。5.设计人口数根据工业废水量和工业废水中含有的悬浮物浓度和生化需氧浓度，折算成工业废水的当量人口数（见

48、表4-2）。生活污水中bod和ss的设计值可取：bod=2035mg/l；ss=3550mg/l。表4-2 工业废水折合的当量人口数厂名日平均污水量q (m3/d)悬浮物 ss=40 g/人d五日生化需氧量 bod=30 g/人d浓度c mg/l总量cq (g/d)当量人口浓度c mg/l总量cq (g/d)当量人口制药厂5000600300000075000400200000066667食品厂250046011500002875036090000030000印染厂300050015000003750019257600019200合计141250115867据上表可以算出该市总的设计人口数（如

49、表4-3所示）表4-3 人口数折算表污水来源设计人口数（人）按ss计算按bod5计算居住区生活污水303419303419工厂区生活污水141250115867合计4446694192864.3.2 污水水质污染程度1.每人每天生活污水排放量：m3/人d2.生活污水平均悬浮物浓度：mg/l3.生活污水平均五日生化需氧量浓度：mg/l4.生活污水与工业废水混合后的bod5浓度：mg/l生活污水与工业废水混合后ss浓度：mg/l5.污水中污染物处理程度的确定 污水中ss的处理程度a.按污水排放口处ss允许排放浓度计算式中 p污水与河水混合后河流ss允许增加量mg/l；q河流最小月平均流量m3/l；

50、排入污水流量m3/s；bss河流中原有的ss的浓度mg/l。将河水q=20m3/s，bss=30mg/l，q=0.732m3/s和p=4mg/l带入上式得：mg/l则可求出ss处理程度为：b.按污水排放口处出水水质要求计算污水二级处理排放口ss浓度为20mg/l，则处理程度：从两种计算方法比较得出，方法b得到的处理程度高于a，故ss处理程度定为92.9%。 污水中bod的处理程度a.按河水中溶解氧的最低容许浓度计算首先求出排放口处do的混合浓度和温度：mg/l式中经查表得：20耗氧速率常数k1(20)=0.1；同理，20复氧速率常数k2(20)=0.2；20时的饱和溶解氧dos=9.17mg/

51、l。由此可求起始点的亏氧量do=9.17-5.87=3.30mg/l临界点的亏氧量dc=9.17-4.0=5.17mg/l这样就可以用试算法求起点有机物浓度和临界时间tc,设临界时间tc=2.0d将此值代入 （4-1） mg/l式中 l0河水允许亏氧条件下，可以氧化的最大的有机物量。现将l0=16.39代入下式：（4-2）2.0 d现在进行第二次试算，设tc=2.05d，代入式（4-1）可得l0=16.58mg/l,进一步代入式（4-2）计算出tc=2.046d，符合要求。故污水排入河流后，河流中允许的bod5浓度为16.58mg/l.因河水中本身含有bod为4.0mg/l,因此水体能够接纳的污水所含bod5=16.58-4.0=12.58mg/l。根据下式可求出处理厂出口处bod5的值：由此，得计算得mg/l198.70则污水处理程度为： b.按河流中bod5最高允许浓度计算由河水；排放口流到30公里处的时间：d2