毕业设计（论文）-城市污水处理厂设计

1、摘 要伴随着中国城市化进程的加快，中国必须提高环保意识，逐步扭转社会发展进步与保护环境之间的矛盾，努力构建社会主义和谐社会。现有辽宁省大连地区A城市为扭转城市发展与环境污染之间的矛盾，改善居民生活环境，提高城市形象，改善投资环境，需要设计一套城市排水系统，将城市生活污水与工业废水集中至污水厂处理。经过对该市污水水质水量以及相应的出水标准的分析，采用SBR工艺对污水进行生化处理，可以同步实现去除BOD、脱氮、除磷。来水悬浮物浓度为305.14mg/L，BOD5浓度为207.71mg/L，处理后悬浮物浓度和BOD5浓度达到污水综合排放标准，均小于10mg/L。污水处理过程包括：污水总泵站格栅沉砂池

2、初沉池SBR生化池消毒接触池巴氏计量槽。污泥处理过程包括：浓缩池贮泥池消化池脱水间。由于在浓缩池、贮泥池、消化池中污泥的停留时间过长，上清液中含有大量的磷，故而需要将上清液加以处理。处理后的上清液回流至泵站，产生的泥渣作为生活垃圾卫生填埋或则用作农用肥。关键字 污水处理；SBR；脱氮；除磷AbstractCoupled with the acceleration of Chinese urbanization, China must advances environmental consciousness and gradually resolves the contradiction bet

3、ween environment protection and social development so as to build socialistic concordant society.Now, a city in Liao Ning Province need a municipal drainage system to collect sewage and industrial effluent together and treat it to meet the goal of fabricate urban image, ameliorate investment environ

4、ment. Considering waste waters actual condition and the discharge standard, SBR is chosen as the most favorable technique. The concentration of suspended solids is 305.14mg/L, and the concentration of BOD5 is 207.71mg/L. After disposing, the concentration of SS and BOD5 are both less than 10mg/L and

5、 accord with Integrated Wastewater Discharge Standard. Sewage treatment process include: Pumping Station Grill Preliminary Sedimentation Tank Sequencing Batch Reactor Disinfection Tank Parshall flume. Sludge process include: Sludge Thickener Sludge bulking Sludge Digestion Tank Sludge Dewatering Sta

6、tion. As the sludge stayed too long in Sludge Thickener、Sludge bulking and Sludge Digestion Tank, the supernatant containing a lot of phosphorus, supernatant therefore need to be disposed. After disposing, supernatant return to Pumping Station, and the sludge as a solid waste sanitary landfill, or i

7、s used as a farm fertilizer. Keywords wastewater treatment；SBR；nitrogen removal；dephosphorization目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 概述11.1.1 城市概况11.1.2 设计范围11.1.3 设计任务21.2 设计资料21.2.1 地形与城市规划资料21.2.2 气象资料31.2.3 地质资料41.2.4 受纳水体水文与水质资料4第2章 排水管网的规划设计52.1 城市排水管网定线原则52.1.1 排水工程规划设计的基本原则52.1.2 排水管网的管道定线原则62.2 排水体

8、制确定及区域划分62.2.1 排水体制的选择62.2.2 排水区域的划分82.3 排水系统的布置形式82.4 污水设计流量的计算92.4.1 水量计算公式92.4.2 软件参数102.5 污水管网的水力计算112.5.1 水力计算的基本公式112.5.2 污水管道水力计算的设计数据122.5.3 污水管道水力计算时应注意的问题132.5.4 污水管道水力计算结果14第3章 雨水管渠设计153.1 雨水管渠系统平面布置的原则153.2 雨水管渠设计流量的确定163.2.1 暴雨强度公式的确定163.2.2 雨水管渠设计流量计算公式163.2.3 径流系数的确定173.2.4 雨水管渠设计流量的计

9、算173.3 雨水管渠的水力计算183.3.1 雨水管渠水力计算的设计数据183.3.2 雨水管渠水力计算的方法18第4章 污水泵站的设计204.1 综述204.2 初选水泵214.2.1 预选水泵型号214.2.2 水泵设计流量与扬程224.2.3 水泵性能参数234.3 集水井计算234.4 泵站的附属设施计算254.4.1 格栅计算254.4.2 其它附属设施计算274.5 泵房布置计算284.5.1 泵房平面布置284.5.2 泵房标高设计29第5章 污水处理厂设计初步325.1 设计方案的选择325.2 污水量及污水处理程度的计算335.2.1 污水设计流量335.2.2 污水水质污

10、染程度计算345.2.3 污水处理程度计算34第6章 污水的一级处理406.1 格栅的设计计算406.2 沉沙池的设计计算426.3 初次沉淀池46沉淀池池体设计计算46进水集配水井设计49第7章 污水的二级处理SBR反应器537.1 设计参数537.2 曝气池尺寸计算557.3 进出水系统557.4 曝气系统的计算与设计56第8章 污水的后续处理608.1 消毒接触池的设计计算608.2 污水计量设备63第9章 污泥处理67污泥量计算67初沉池污泥量计算67剩余污泥量计算67污泥浓缩池计算68贮泥池设计计算72消化池设计计算74容积计算74平面尺寸计算76消化池热工计算77混合搅拌设备84消

11、化后污泥量计算85沼气产量86一级消化池的管道系统87二级消化池的管道系统89贮气柜91沼气压缩机92污泥脱水939.5.1 污泥脱水量计算939.5.2 脱水机器的选择94第10章 污水处理厂的布置9510.1 污水厂的平面布置9510.1.1 各处理单元构筑物的平面布置9510.1.2 管道及渠道的平面布置9510.1.3 附属建筑物9610.2 污水厂的高程布置9710.2.1 污水的高程布置9710.2.2 污泥的高程布置9810.3 土建与公共工程9910.3.1 土建工程9910.3.2 公共工程99第11章 污水处理厂投资估算与技术经济评价10111.1 投资估算10111.1.

12、1 估算范围10111.1.2 编制依据10111.1.3 投资估算10111.2 劳动定员10111.2.1 生产组织10111.2.2 劳动定员10211.2.3 人员培训10211.3 运行费用和成本核算10211.3.1 成本估算的有关单价10211.3.2 运行成本估算10311.3.3 运行成本核算105致 谢106参考文献107附录1 排水管网方案A计算表109附录2 排水管网方案B计算表137附录3 雨水干管计算表165附录4 空气管路计算表167附录5 空气管路计算用图169附录6 污水高程计算表170附录7 污泥高程计算表171附录8 污水厂投资估算表172第1章 绪论1.

13、1 概述 城市概况城市排水工程对于保护环境，促进工农业生产，保障人民健康都具有十分重要的意义，本设计为辽宁省大连地区A市的城市排水工程。本工程为辽宁省大连地区某市的城市排水工程。该市占地2 ，人口约16.8万，属于中小城镇。该地区地势呈南北走向，北部地势高，南部地势低；中部高，东西方向略低；平均的坡度为1。从城市布局看，区属于老城区，区属于新城区，区属于开发区，城市整体沿着铁路和河流向东部发展。该镇地面平整，城市道路基本与等高线平行或略有交叉，属亚粘土区。城市常年主导风向为西风。镇南有河流经过，自西向东流。因为该镇人口较多，城市污水排放量大，鉴于该城市的具体情况，市政府决定投资兴建污水排放及处

14、理设施，以解决日益严重的环境问题。该项目对改善城市河流环境，保护人民身体健康，加速城市现代化建设具有重要的意义。 设计范围辽宁省大连地区A市没有污水排放及处理设施，本次设计设计范围包括排水管网、污水泵站、污水及污泥处理的方案选则、技术经济分析、工业设计及部分施工图设计、工程概算等。 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

15、料 地形与城市规划资料（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（平均日）表11人口密度（人/公顷）污水量标准（升/人日）区140140区150160区160160 （3）城市各区中各类地面与屋面的比例（%）： 表12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5010101020区5010102010区5010201010 （4）工业企业与公共建筑的排水量和水质资料：表13企业或公共建筑名称平均排水量m3/d最大排水量m3/dSSmg/lCODmg/lBODmg/l总氮mg/l总磷mg/lPH水温火车站60050300

16、400200201010造纸厂4000200240060001100402020游乐场60050300400200201015 气象资料（1）气温（）等资料表14年平均气温11月平均最高24年最低气温-24月平均最低-20温度在-10以下的天数（天）60温度在0以下的天数（天）90年最高气温31月平均气温11降雨量（mm/年）400年蒸发量（mm/年）200（2）常年主导风向：西风 最大风速：40m/s（3）设计暴雨强度公式及其参数： 地质资料表15土壤性质冰冻深度 m地下水位 m承载力 Kpa排水管网干管处亚黏土200污水总泵站与污水处理厂址亚黏土200 受纳水体水文与水质资料表16流量流速

17、水位标高m水温DOmg/lBODmg /lSSm g/lSS允许增加量mg/l最小流量40104最高水位70206常水位时50185在污水总排放口40公里第2章 排水管网的规划设计2.1 城市排水管网定线原则 排水工程规划设计的基本原则排水工程是现代化城市和工业企业不可缺少的一项重要设施，是城市和工业企业基本建设的一个重要组成部分，同时也是控制水污染、改善和保护环境的重要措施。排水工程的设计对象是需要新建、改建或扩建排水工程的城市、工业企业和工业区。他的主要任务是规划设计收集、输送、处理和利用各种污水的整套工程设施和构筑物，水管道系统和污水厂的规划和设计。排水工程的规划设计是在区域规划以及城市

18、和工业企业的总体规划基础上进行的，因此，排水系统规划设计的有关基础资料，应以区域规划以及城市和工业企业的规划与设计方案为依据，排水系统的设计规模、设计期限应根据区域规划以及城市的规划方案的设计规模和设计期限而定。排水工程的规划与设计，应遵循下列原则：排水工程的规划应符合区域规划以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他单项工程建设密切配合，互相协调。排水工程的规划与设计，要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置协调。排水工程的规划与设计，应处理好污染源治理与集中处理的关系。城市污水是可贵的淡水资源，在规划中要考虑污水经再生后回用的方案。排水工程的设计应全面规划，按近期设计，考虑远期

19、发展有扩建的可能。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的安排。在规划与设计排水工程时，必须认真贯彻执行国家和地方有关部门的现行有关标准、规范和规定。设计中应认真贯彻执行“全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、保护环境、造福人民”的环境保护工作方针。 排水管网的管道定线原则在城镇（地区）总平面图上确定污水管的位置和走向称为污水管道系统的定线。正确的定线是合理的经济的设计管道系统的先决条件，是污水管道系统设计的重要环节。定线应遵循的重要原则是：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自流排出。为实现这一原则，定线时必须很好地研究各

20、种条件，使拟订的路线能因地制宜的利用其有利因素而避免不利因素。定线时通常考虑的几个因素是：地形和用地布局，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，地下管线及构筑物的位置，工业企业和产生大量污水建筑物的分布情况，其中地形是影响管道定线的主要因素。2.2 排水体制确定及区域划分 排水体制的选择合理的选择排水系统的体制，不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对环境影响深远。同时体制的选择也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用。排水系统体制的选择应满足环境保护的需要，根据当地条件，通过技术经济比较确定。城市排水体制和管道系统是整个水污染控制和水太保护系统中的重要

21、环节。但是数十年来过内对它们的研究显得十分薄弱，工程时间中暴露出许多矛盾和问题难以得到科学解答和技术支持，与发达国家相比至少有10年以上的差距，在发达国家，已经不仅仅处于简单的“雨污分流”等传统的观念了，已经明显地不能满足现代城市发展和生态环境保护的要求，例如美国现在已经成功的控制了点源污染，并且开始重视非点源污染和雨水径流的的控制。德国、日本，新西兰等这些发达国家也和美国差不多，对雨水的污染也进行了有效的控制。此外，我国在污水处理技术方面有一种倾向，认为活性污泥法是最有效的，忽视和排斥了其它的处理方法和技术。其实在任何国家，都不是任何一种单一的处理方法能完全解决污水处理和水环境污染问题的，即

22、使在发达国家。例如， 美国也是采用多种处理方法来处理城市污水和工业废水的， 美国共有稳定塘上万座，占处理污水总量的25% ，它与土地处理，人工湿地等系统成为中小社区(城镇)的主要处理设施。近十年来，英国、德国、法国、荷兰等的人工湿地发展迅速，它与塘系统不仅成为中小城镇的主要污水处理设施，而且也成为雨水处理的主要设施，以及工业废水重要的处理技术。在我国，现在依然使用传统的排水体系，存在的主要问题有以下4点：1. 雨水资源大量流失，地下水位和地面下沉，水涝增加，城市生态环境恶化；2. 合流制溢流和分流制的雨水污染并存，将合流改为分流虽然减少溢流的污染，但不能控制甚至会相应增加分流雨水的污染；3.

23、合流制改建为分流制耗资巨大，耗时长，还有污染隐患；4. 严重的雨污水管混接抵消了分流的作用，污染依旧，效益降低。就全国来说，城市生活污水排放量已达到全国废水排放总量的40%左右，很多大城市及沿海城市甚至接近70%，而我国的城市污水处理率却还不到10%。城市日供水能力和污水处理不成比例，差距越来越大，使得城市生活污水对水环境的影响也越来越大。据统计，我国工业废水处理设施的总处理率已达到87%，但实际上得到处理的工业废水还达不到该值。一些调查统计表明，我国工业废水处理设施只有1/3是运行正常的，1/3运行不正常，而另1/3停产不运行。不少污水处理厂有钱建得起，却无钱维持正常运行，一些中小城市建成的

24、常规活性污泥法处理厂尤其如此，除资金缺乏之外，操作运行和管理人员技术和管理水平低，难以掌握和操作技术复杂的处理过程和设备。从造价方面看，据国外有的经验认为合流制排水管道的造价比分流制一般要低2040，可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，雨天时才接近满管流，因而晴天时合流制管内流速较低，易于产生沉淀。而分流制排水系统可以保持管内的流速，不致发生沉淀，同时，流入污水厂的水量和水质比合流质变化小的多，污水厂的运行易于控制。从技术处理方面看，混合制把工业废水和生活污水混合排放，加大了污水的处理难度。雨水虽然一般比较清洁，但是，随着工业化

25、水平的提高，目前，雨水污染非常严重，特别是初期降雨时，雨水径流会挟带着大气、地面和屋面上的各种污染物，应给予特别的重视。对雨水进行处理已经是大势所趋。根据以上四个方面，综合考虑A市的现有情况，决定采用分流制排水系统。它可以更有效率的处理污水，为远期建设雨水处理提供基础。因此，在本设计中只设计了一条雨水管道，以便于以后建设时提供参考。 排水区域的划分在本设计中，是以火车道为排水分界的，分为南北两区。 2.3 排水系统的布置形式城市、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。城市街道属于正南北、正东西走向，但是

26、等高线与街道呈斜交叉，由于铁路分隔，确定为分区排水。且城市北高南低，所以采用正交截留式。由于干管方向为正东，而等高线有一定弧度，所以部分管线埋身会增大。管网预定了两个方案，属于局部比较，采用分区的正交截留式排水。方案一：以火车道为分界，分为南北两区，两根主干管，穿越一次铁路，但一段排水管从低处向高出排，增加了埋身，增加了施工难度和工程造价。方案二：以北区的地势变化趋势最大的等高线垂直线分界，实现污水从高出排向低处，但是干管比方案一长，且穿越两次铁路。2.4 污水设计流量的计算 水量计算公式1. 总变化系数KZ （2-1）式中 Qd平均日污水流量，L/s。2. 居民污水设计流量Q1（2-2）式中

27、 qi各排水区域平均日居民生活污水量标准，L/(capd)； Ni各排水区域在设计使用年限终期所服务的人口数，cap。3. 工业废水设计流量Q2（2-3）式中qi各工矿企业废水量定额，m3/单位产值；Ni各工矿企业最高日生产产值；Ti各工矿企业最高日生产小时数，h；fi各工矿企业生产用水重复利用率；Ki各工矿企业废水量的时变化系数。 软件参数分别对两方案进行计算，为提高计算精度，节省时间，应用电子计算机进行计算，该计算软件需输入：序号；L（N）管道长度，m；MM（N）人口密度，cap/hm2；F（N）汇流面积，hm2；QW（N）本段平均转输流量，L/s；QJ（N）本段转输集中流量，L/s；H（

28、N）管段上端地面标高，m；H（N+1）管段下端地面标高，m；输出结果：QB（N）本段平均流量，L/s；Q（N）平均合计平均流量，L/s；KZ（N）总变化系数；QK（N）本段生活污水设计流量；QJB（N ）本段集中流量，L/s；QS（N）设计流量，L/s；D（N）管径，mm；I（N）设计坡度；V（N）流速，m/s；HD（N）充满度HDS（N）跌水高度，m；HIL（N）管段坡降；HS（N+1，1 ）管段下段水面标高，m；HS（N，2）管段上端水面标高，L/shaHMN2 管段上端埋深，mHMN11管段下端埋深，mMM（N）人口密度， cap/hm2WB(N)比流量，L/(shm2)QO(N)造价，

29、YUAN；ZJ(N)总面积，hm2ZMJ总管长，YUAN；ZGC总管长，YUAN；GWMD管网密度，m/hm2。并得出各管段计算结果及工程概算。具体计算结果附录1。2.5 污水管网的水力计算污水管道水力计算的目的在于合理的经济的选择管道断面尺寸、坡度和埋深，由于这种计算根据水力学规律，所以称为管道的水力计算。 水力计算的基本公式为简化计算工作，水力计算采用均匀流公式。流量公式：（2-4）流速公式：（2-5）式中 Q流量（m3/s）； A过水断面面积（m2）； v流速（m/s）； R水力半径（过水断面面积与湿周的比值）（m）； I水力坡度（等于水面坡度，也等于管底坡度）； C流速系数或称谢才系数

30、，C值一般按满宁公式计算，即：（2-6）式中 n管壁粗糙系数，混凝土管为0.014。 污水管道水力计算的设计数据1. 设计充满度在设计流量下，污水管道的水深h和管道直径D的比值为设计充满度，当h/D1时称为不满流。考虑到污水管道流量时刻在变化，难以精确计算且雨水与地下水可能通过检查井盖或管道接口汇入，其内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体，以及便于维护管理和疏通，所以污水管道按不满流进行设计。2. 设计流速和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫设计流速。当污水管道内水流流动缓慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤积，当流速增大时，又可能产生冲刷现象，甚至损坏管道，因此，流速应控制在一个范围内

31、。我国污水管道的最小设计流速为/s。3. 最小管径管径小，管道容易堵塞，清通也较困难，因此，为了养护工作的方便，规定了一个允许的最小管径。在街区和厂区内最小管径为200mm，街道为300mm。4. 最小设计坡度相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度叫做最小设计坡度。我国规定，管径200mm的最小设计坡度为0.004，管径300mm的最小设计坡度为0.003。5. 埋设深度管道内壁到地面的距离叫做埋设深度。管道外壁顶部到地面的距离叫覆土厚度。埋设深度对工程造价的影响很大，因此，为了降低造价，缩短工期，管道埋设深度愈小愈好，但覆土厚度应有一个最小的限值，由一下三个因素考虑： 冰冻线深度室外排水设

32、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，官底可埋设在冰冻线以上。 地面荷载埋设在地面下的污水管道承受着覆盖其上的土壤静荷载和地面上车辆运行产生的动荷载。为了防止管道因外部荷载影响而损坏，车行道下的污水管最小覆土厚度不宜小于。 必须满足管道衔接的要求。根据街区污水管起点最小埋深值，可由下式计算街道管网起点的最小埋设深度。（2-7）式中 H 街道污水管网起点的最小埋深，m； h 街区污水管起点的最小埋深，m； Z1 街道污水管起点检查井处地面标高，m； Z2 街区污水管起点检查井处地面标高，m； I 街区污水管和连接支管的坡度； L 街区污水管和连接支管的总长度，m

33、； h 连接支管与街道污水管的管内底高差；另外，埋深最大也有限定，一般在干燥土壤中，最大埋深不超过78m；在多水、流沙地层中，一般不超过5m。 污水管道水力计算时应注意的问题1. 必须细致研究管道系统的控制点；2. 必须细致研究管道敷设坡度与管线经过地段的地面坡度之间的关系。3. 水力计算自上游依次向下游管段进行，一般情况下，随着设计流量逐段增加，设计流速也相应增加。4. 在地面坡度太大的地区，为减小流速，可考虑设置跌水井。5. 为了减小水流通过检查井时的水头损失，检查井底部在直线管道上要严格采用直线，在管道转弯处要采用匀称的曲线。6. 在旁侧管与干管的连接点处，要考虑干管的已定埋深是否允许旁

34、侧管接入。 污水管道水力计算结果 计算出两套方案，通过技术经济比较，最终确定方案一更节约，确定方案一为最终方案。比较结果见表2-1。表21方案提升点提升流量提升扬程造价管网造价总造价L/sm万元万元万元A9125.89 876.56 1053.15 3050.70 B765.71 817.90 1075.90 324177.01 4241.6715.27 比较22.75 方案一的计算结果见表2-2。表22总面积总管长总造价管网密度单位造价（HA）（m）（￥）（m/HA）（￥/m）37440总人口设计流量平均管径平均坡度（人）（L/s）（m）（）167663本设计总共设两个中途提升泵站分别为9点

35、，30点。其中9点提升流量/s，提升扬程，选用400QW1250-5-30型号的潜污泵；30点提升流量/s，提升扬程，选用200QW400-7-15型号的潜污泵。第3章 雨水管渠设计雨水管渠系统是由雨水口、雨水管渠、出水口等构筑物所组成的一整套工程设施。雨水管渠系统的任务就是及时地汇集并排除暴雨形式的地面径流，防止城市居住区与工业企业受淹，以保障城市人民的生命安全和生活生产的正常秩序。在雨水管渠系统设计中，管渠是主要的组成部分，所以合理而又经济地进行雨水管渠的设计具有很重要的意义。雨水管渠设计的主要内容包括：1. 确定当地的暴雨强度公式。2. 划分排水流域，进行雨水管渠的定线，确定可能设置的调

36、节池、泵站位置。3. 根据当地气象与地理条件，工程要求等确定设计参数。4. 计算设计流量和进行水力计算，确定各设计管段的断面尺寸、坡度、管底标高及埋深。5. 绘制管渠平面图及纵剖面图。3.1 雨水管渠系统平面布置的原则雨水管渠系统设计的基本要求是能通畅及时地排走城镇或工厂汇水面积内的暴雨径流量。其管道定线原则基本同污水管道，有一下几条：1. 充分利用地形，就近排入水体，雨水管渠应尽量利用自然地形坡度以最短的距离靠重力流排入附近池塘、河流、湖泊等水体中。2. 根据城市规划布置雨水管道。3. 合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。4. 雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定。5. 设置排洪沟排

37、除设计地区以外的雨洪径流。3.2 雨水管渠设计流量的确定 暴雨强度公式的确定暴雨强度是指某一连续降雨时段内的平均降雨量，既单位时间内平均降雨深度，工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积q（L/（sha）表示。暴雨强度是描述暴雨特征的重要指标，也是决定雨水设计流量的主要因素，因此我们有必要对其进行研究并推求出其计算公式。暴雨强度公式是在各地自记雨量记录分析整理的基础上按一定方法推求出来的，我国常采用的暴雨强度公式形式为：（3-1）式中 q设计暴雨强度（L/sha） P设计重现期（a）； t降雨历时（min）； A1、c、b、n地方参数，根据统计方法进行计算确定。本设计的对象辽宁省大连市暴雨强度

38、公式可由手册中查得，为：t=t1+mt2；m折减系数，管道采用2，明渠采用1.2。 雨水管渠设计流量计算公式雨水设计流量按下式计算：（3-2）式中 Q 雨水设计流量，L/s； 径流系数，其数值小于1； F 汇水面积，ha； q 设计暴雨强度，L/（sha）。 径流系数的确定降落在地面上的雨水，一部分被植物和地面湿地截流，一部分渗入土壤，余下的一部分沿地面流入雨水管渠，这部分进入雨水管渠的雨水量称作径流量，径流量与降雨量的比值称径流系数，其值常小于1。通常汇水面积是由各种性质的地面覆盖所组成随着它们占有的面积比例变化，值也各异，所以整个汇水面积上的平均径流系数是各类地面面积加权平均计算而得到，即

39、：（3-3）式中 Fi 汇水面积上各类地面的面积，ha； i 相应于各类地面的径流系数； F 全部汇水面积。由原始资料可知该市各区中各类地面与房屋面的比例，依此再由上式可计算出该市各区的径流系数：=0.950%+0.910%+0.410%+0.310%+0.1520% 雨水管渠设计流量的计算计算机计算结果见附表2。3.3 雨水管渠的水力计算 雨水管渠水力计算的设计数据为了使雨水管渠正常工作，避免发生淤积、冲刷等现象，对雨水管渠水力计算的基本数据作如下规定。 设计充满度雨水中主要含有泥沙等无机物质，不同于污水的性质，加以暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，故管道设

40、计充满度按满流考虑，既h/D=1。 设计流速为避免雨水所挟带的泥沙等无机物质在管道内沉淀下来而堵其管道，雨水管渠的最小设计流速应大于污水管道，满流时管道内的最小设计流速为/s。为防止管壁受到冲刷而破坏，影响及时排水，对雨水管渠的最大设计流速规定为：金属管最大流速10m/s，非金属管最大流速5m/s。 最小管径和最小设计坡度雨水管道的最小管径为300mm，相应的最小坡度为0.003，雨水口连接管最小管径为200mm，最小坡度0.01。 最小埋深与最大埋深具体规定同污水管道。 雨水管渠水力计算的方法 水力计算仍是按均匀流考虑，其水力计算公式与污水管道相同，但按满流即h/D=1计算。雨水管网的水力计

41、算通过计算机完成，具体结果见附录电算结果附录三。需要输入：L（N）序号管道长度，m；F（N）管段汇水面积，hm2；H（N）管段上端地面标高，m；H（N+1）管段下端地面标高，m；输出结果：Q（N）管段输水能力，L/s；QS（N）管段雨水设计流量，L/s；D（N）管径，mm；I（N）水力坡度；V（N）管段设计流速，m/s；HIL（N）水力坡降；HMN2管段上端埋深；HMN11管段下端埋深；QO(N)设计暴雨强度，L/(shm2)；HS(N，2)管段上端水面标高，m；HS(N+1，1)管道下端水面标高，m；ZJ(N)造价，YUAN；ZJN总造价，YUAN；ZLN总管长，YUAN；T2(N-1)设计

42、管段集水时间，min；L(N)/V(N)雨水在设计管段中的流行时间，min。第4章 污水泵站的设计4.1 综述污水泵站接纳来自整个城市排水管网的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以便污水在处理过程中为重力流。污水泵站所抽升的污水一般含大量杂质，起来水量逐日逐时都有很大的变化，这使得污水泵站有许多独特之处。污水泵站的组成：集水间格栅机器间辅助间等。已知条件：1. 泵站组合工作流量为设计流量Qmax=516.21 L/s；2. 进水管管底标高为，其地下埋深为，管径1000mm，充满度0.706，进水管水面标高；3. 泵站出水经13m室外压水管线输送到出水井，出水井的水面标高103m；4

43、. 泵站附近地面标高，河流常水位；5. 土质条件：粘土，冰冻线深度，地下水位（相对地面高度）；6. 供电，就近接电源。根据集水井和机器间的形状，以及水泵台数、工艺要求、施工条件、水量大小等因素，排水泵房可采用圆形泵房、矩形泵房和下圆上方形泵房的结构形式。圆形泵房结构受力条件好，便于采用沉井施工，可降低工程造价，水泵启动方便，但是机器间内机组与附属设备布置较困难；矩形泵房机器间机组、管道和附属设备的布置较为方便，操作管理条件好但造价费用高。综合上诉两中泵房的优缺点，本设计采用下圆上方形泵房。水泵根据吸水管的充水方式不同，排水泵站分为自灌式泵房和非自灌式泵房。为了减小泵房埋深，本设计采用非自灌式吸

44、水，设置真空泵。4.2 初选水泵 预选水泵型号1. 流量拟用4台泵（三用一备），则每台泵流量为水泵的管道采用钢管，管径DN500mm。每台水泵设1条吸水管道和一条压力管道，单进单出，压水管通过DN800mm管径汇合后压入出水井中。2. 水泵静扬程式中 H1水泵静扬程，m； h1出水井水面标高，m； h2集水井水面标高，m； h3集水井有效水深，m，一般采用23m。 设计中取h3H1-（93.02-2.4）3.4.5. 水泵扬程式中 H 水泵扬程，m H4自由水头损失，m一般采用12m。 设计中取H4H12.38+0.2+0.2+1.06. 预选定水泵型号选用4台8PWL型污水泵，每台污水泵流量

45、Q/s，扬程H14m。 水泵设计流量与扬程1. 水泵吸水管水头损失（4-1）式中 H2 水泵吸水管水头损失，m； L 水泵吸水管长度，m； i 水力坡度，； 2阻力系数； v2 水泵吸水管内水流流速，m/s，一般采用0.7/s。设计中每个吸水管管径DN500mm，L2，v20.84，1000i1.94。吸水管上安装DN700mm500mm的吸水喇叭口1个（0.1），DN500mm弯头1个（0.64），DN500mm的阀门1个（0.1），DN500mm250mm的偏心渐缩管1个（0.2），DN250mm的橡胶柔性接头1个（0.2）。2. 水泵压水管水头损失（4-2）式中 H3水泵压水管水头损失，

46、m L3水泵压水管长度，m i3水力坡度，3阻力系数； v3 水泵压水管内水流流速，m/s，一般采用0.8/s。设计中每个压水管管径DN500，L1，v1/s，1000i1.94；DN800，L2，v1/s，1000i1.51；压水管上安装DN200mm500mm的渐扩管1个（0.62），DN500mm的止回阀1个（2.5），DN500mm的阀门1个（0.1），安装DN500mm800mm的渐扩管1个（0.54），DN800三通（DN800的90弯头）1个（0.7），DN800mm弯头2个（0.7）。3. 水泵扬程式中 H水泵扬程，m H4自由水头损失，m一般采用12m。 设计中取H4mH12

47、.38+0.17+0.28+1.0 水泵性能参数选用4台8PWL型污水泵，每台污水泵流量Q/s，扬程H14m，转速n=730r/min，功率45kW，配套电机型号Y280M-8(V1)，功率N=45kW，效率=55%，气蚀余量，电机与水泵重T=1500kg，3用1备。表41型号ABCDFHNGL8PWL750500850650420410300103011504.3 集水井计算1. 集水井最高水位式中 H1集水井最高水位，m h1 进水管设计水位标高，m h2 格栅水头损失，m一般采用0.08 设计中取地面标高为，H1=，h2=2. 集水井最低水位式中 H2集水井最低水位，m h3有效水深，m

48、一般采用1.5。 设计中取h3=，取3. 集水井平面面积（4-3）式中 A集水井平面面积； V集水井有效容积，m，一般采用最大一台水泵5min的出水量。设计中取V3，取26m2取集水井的平面尺寸为10m，根据泵房布置，实际尺寸略大。4. 集水井底部标高（4-4）式中 H3集水井底部标高，m； h4 吸水喇叭口与集水井最低水位的距离，m一般采用0.4； h5 吸水喇叭口与集水井底部的距离，m，h5=0.40.8D，D为吸水喇叭口下部直径，m； h喇叭 喇叭口高度，m。设计中取h4=，h5=，h喇叭=。5. 集水井高度（4-6）式中 H5集水井总高度，m； H4集水井高度，m，一般采用地面标高与最

49、高水位标高之差。根据水量集水井高度过大，调整为。4.4 泵站的附属设施计算 格栅计算1. 格栅间隙数（4-7）式中 n 格栅最大间隙数个数； Q 设计流量，m3/s； 格栅倾角，； b栅条间隙，m h栅前水深，m v过栅流速，m/s； N格栅数，个。 设计中取60，b，v/s，h，N2个个2. 栅条宽度（4-8）式中 B栅条宽度，m； S栅条宽度，m，一般采用0.005。 设计中取S3. 过栅水头损失（4-9）式中 h1格栅水头损失，m； k 系数，一般采用3； 阻力系数，其数值与栅条断面形状有关，设计中采用锐边栅条。设计中取2.42 栅条后的自由跌落为，则格栅的水头损失为。4. 栅条槽的总厚

50、度（4-10）式中 h 格栅槽的总高度，m； h2格栅槽的超高，m，一般采用。5. 每日栅渣量（4-11）式中 W 每日栅渣量，m3/d； 平均流量，m3/s W1 每103m3污水的栅渣量，m3/103m3；一般采用0.033/103/m3污水。设计中取W10.05 m3/103m3污水，采用机械清渣，机械挤压打包运走。 其它附属设施计算1. 水泵集水井反冲管计算 水泵运行时，集水井内可能淤积一些沉淀的污泥，影响水泵吸水管吸水性能。设计中选择每台水泵压水管道上引入集水井内一条反冲洗管道，用来反冲洗集水井内淤积的污泥，经反冲浮起的污泥与污水一同由水泵运走。 反冲洗采用钢管DN50mm，设计流量3/s，管内流速/s，水力坡度13.7。反冲洗出口采用DN50mm40mm的渐缩管，用以增大出口流速。2. 泵房内排水计算水泵房内地面做成1的坡度，坡向集水槽和集水坑。集水槽宽，深，沿泵房内墙设置，坡向集水坑。集水坑平面尺寸，深。选择两台50QW18-15-1.5潜污泵排水，将泵房内的