【正文】 污水處理廠設計 目 錄第1章 緒論 4 4 4 5 5 5 5 6 8 8 8 第2章 城市排水管網設計與計算 10 城市排水管網設計原則 10 排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計原則 10 排水管網定線原則 11 11 13 13 ，劃分排水流域 14 14 城市污水管網設計計算 15 15 18 41 63 63 64 65 第3章 城市污水處理廠設計計算 68 68 68 69 污水水量計算 69 污水水質計算 69 污水中污染物的處理程度確定 71 處理工藝流程的確定 72 73 73 78 80 84 90 100 107 110 113 115 119 122 131 第4章 污水處理廠布置 135 135 135 135 137 139 139 140 141 參考文獻 144 致 謝 145 第1章 緒論水是人類生活、工農業(yè)生產和社會經濟發(fā)展的重要資源，科學用水和排水是人類社會發(fā)展史上最重要的社會活動和生產活動內容之一。水在人們的生產生活中占有非常重要的地位。在人類發(fā)展史上，無論是過去，現(xiàn)在，亦或是將來，水資源的開發(fā)和利用都倍受關注。我國是個缺水大國，水資源并不豐富，我國水資源有以下幾個特點：一是全國降水在空間和時間的分布上極不平衡，南方水多，北方水少，差別懸殊，歷史上水旱災害極為頻繁；二是北方有的地區(qū)人均占有水資源相當于世界上最干旱的國家，水量豐富的南方卻常常發(fā)生季節(jié)性干旱，使依賴水灌溉的主要農作物水稻及一些經濟作物用水困難；三是污水排放量大，處理率低；四是缺乏科學的用水定額和管理，生產耗水量大，水的浪費相當普遍。在當今世界，城市的建設正在高速發(fā)展，隨著城市規(guī)模的不斷擴大和人口的增加，人們日益追求一個整潔、衛(wèi)生、舒適的環(huán)境，水環(huán)境污染也成了一個重要問題。隨著我國經濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們對水質水量的要求也不斷提高，要求排放水體的污水一定要經過處理?！碍h(huán)境保護”已被我國定為一項基本國策，這是維持社會經濟可持續(xù)發(fā)展的必要組成部分。根據給定的原始資料及相關要求，進行吉林地區(qū)G城市排水工程設計的規(guī)劃及排水治理工程的擴大初步設計。根據給定的原始資料，對該城市進行新建排水管網工程設計及污水廠工藝設計。G城市發(fā)展與改革委員會計字【2005】20號文件：“G城排水治理工程計劃任務書的批復”，同意該城市采用完全分流制排水系統(tǒng)，設計內容包括全城規(guī)劃區(qū)內的污水管道、雨水管道、城市污水廠。設計說明書一份。① 設計概述、城市概況、設計范圍、設計內容與資料；② 城市污水量與水質的計算、排水方案與處理方案的選擇；③ 污水、雨水管道平面布置，污水處理廠平面與高程布置；④ 泵站設計計算與污水廠、雨水管道水力計算；⑤ 污水處理廠工藝流程及各單體構筑物的設計計算。擴出設計圖紙包括城市污水、雨水管網平面布置圖、城市污水廠平面布置圖、城市污水廠工藝高程圖、污水總泵站布置圖、各處理單元處理工藝的設計圖紙等。城市總平面圖比例尺為1：10000。，城市區(qū)域的劃分、工廠及大型獨立性公共建筑物的位置如圖所示。人口密度：區(qū) 號人口密度（人/ha ）Ⅰ300Ⅱ360工業(yè)企業(yè)工人總人數(shù)最大班人數(shù)分班熱車間人數(shù)一般車間人數(shù)占最大班(%)淋浴(%)占最大班(%)淋浴(%)A420250230707030B510300220808020各區(qū)的衛(wèi)生設備情況：區(qū)號房屋衛(wèi)生設備情況Ⅰ室內有給排水設備和淋浴設備。Ⅱ室內有給排水設備、淋浴設備及熱水供應設備。主要工業(yè)企業(yè)的排水情況：工業(yè)企業(yè)名稱生產污水排放量最大班排水量ＳＳＣＯＤＢＯＤＡ３０００800２００５００３００Ｂ１2００４００３００１６００９００Ｃ２０００500８００２１００１１００名稱工人總數(shù)最大班人數(shù)分班熱車間人數(shù)占最大班人（％）淋浴百分比％一般車間人數(shù)占最大班（％）淋浴百分比％Ａ８00２８０３３０１００７０５０Ｂ９００３２０３３５１００６５５０Ｃ２０００７００３４０１００６０４０公共建筑排水情況名稱排水量火車站1000 醫(yī)院1200 文化中心600 市區(qū)覆蓋情況：房蓋 草地路面（混凝土瀝青）土 地20℅20℅30℅30℅城市污水處理廠出水水質應滿足國家城市污水排放水質標準中的二級排放標準。城市土壤種類：粘土； 地下水位深度：；冰凍線深度：； 自來水廠處土壤種類：粘土； 地下水位深度：。 最高氣溫：35℃；最低氣溫：32℃。該市的雨量公式： 水位：最高水位：300m；最低水位：296m； 常水位：299m；冰凍期水位：297m； 最低水位河寬：40米； 冰的最大厚度：，無潛水，無錨定冰；該河流為通航河流。土壤承載能力：第2章 城市排水管網設計與計算 城市排水管網設計原則 排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計原則 排水系統(tǒng)是控制水環(huán)境污染、改善和保護環(huán)境的重要設施，同時也是人民身體健康、日常生活以及廠礦企業(yè)發(fā)展的保障措施。因此，排水工程的規(guī)劃與設計必須在區(qū)域規(guī)劃及城市工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃基礎上進行。排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設計應遵循以下原則：“國家保護環(huán)境和自然資源，防治污染和其它公害”以及《環(huán)境保護法》、《水污染防治法》。堅持經濟建設、城市建設、環(huán)境建設同時規(guī)劃、同時實施、同時發(fā)展的原則，開展以城市為中心的環(huán)境綜合治理，以實施經濟效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，在這些指導思想下，進行排水工程的規(guī)劃與設計?！叭嬉?guī)劃、合理布局、綜合利用、化害為利”的環(huán)保方針，正確安排好工農、城市、生產、生活等方面的關系，使經濟發(fā)展和環(huán)境保護統(tǒng)一起來，注意預防和消除對環(huán)境的污染。，并應與城市和工業(yè)企業(yè)中其它單項工程設施密切配合，互相協(xié)調。，按近期設計，考慮發(fā)展有擴建的可能性，并應根據使用要求和技術經濟的合理性等因素，對近期工程做出分期建設安排。，必須注意要認真執(zhí)行有關部門制定的現(xiàn)行有關標準、規(guī)范和規(guī)定。 必須執(zhí)行國家關于新、改、擴工程實行防治污染的“三同時”規(guī)定。，要與鄰近區(qū)域的污水、污泥處理與處置相協(xié)調。必須在較大范圍內綜合考慮。，應處理好污染源治理與集中處理的關系。對工業(yè)廢水要進行適當?shù)念A處理，達到要求后排入城市排水系統(tǒng)。 排水管網定線原則，結合當?shù)貙嶋H情況布置排水管網，要進行多方案技術經濟比較。：地形和豎向規(guī)劃；排水體制；污水廠和出水口位置；水文地質條件；道路寬度；地下管線和構筑物的位置；工業(yè)企業(yè)和產生大量污水的建筑物的分布情況以及發(fā)展遠景和修建順序等。，然后依次確定主干管、干管、支管的位置。污水廠應設在河流下游，地下水流向的下游，城市主導風向的下風向。，定線時應充分利用地形，使管道的走向符合地形趨勢，一般應順坡排水。地形標高較高的污水不要經較低地區(qū)泵站排水。，管網定線需做方案比較，選擇最合適的管線位置，使其既能減少埋深，又可少建泵站。、山谷、鐵路及地下構筑物交叉，以降低施工費用，減少養(yǎng)護工作的困難。，讓最大區(qū)域的污水自流排除。廢水分為生活污水、工業(yè)污水、和雨水三種類型。污水是采用一個管渠系統(tǒng)來排除，或是采用兩個或兩個以上各自獨立的管渠系統(tǒng)排除，稱為排水系統(tǒng)的體制（簡稱排水體制）。排水系統(tǒng)的體制，一般有合流制和分流制兩種類型。合流制排水系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個管渠內排除的系統(tǒng)。分流制排水系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內排除的系統(tǒng)。排除生活污水、城市污水或工業(yè)廢水的系統(tǒng)稱為污水排水系統(tǒng)；排除雨水的系統(tǒng)稱為雨水排水系統(tǒng)。合理的選擇排水系統(tǒng)的體制是城市和工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)規(guī)劃和設計的重要問題。下面從不同交代進一步分析各種體制的使用情況：（1）從環(huán)境保護方面看，如果采用合流制將城市生活污水、工業(yè)廢水和雨水全部截流送往污水廠進行處理，然后再排放，從控制和防止水體污染看，是較好的，但這使截流主干管尺寸很大，污水廠容量也增加很多，建設費用也相應地增高。且當采用截流式合流制時，雨天有部分混合污水通過溢流井直接排入水體，危害環(huán)境。而分流制雖然初降雨水徑流對水體的污染相當嚴重，但它比較靈活，比較能夠適應社會發(fā)展的需要，一般又能符合城市衛(wèi)生的要求，故已成為城市排水體制發(fā)展的方向。（2）從造價方面看，經驗認為合流制排水管道的造價比分流制一般要低20%40%，可是合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價高。從總造價來看完全分流制比合流制可能要高。從初期投資來看，不完全分流制因初期只建污水排水系統(tǒng)，因而可節(jié)省投資費用，且可縮短施工期，發(fā)揮工程效益也快。而合流制和完全分流制均比不完全分流制初期投資要大。（3）從維護管理方面看，晴天時合流制管內流量小，流速較低，易于產生沉淀。但據經驗，管中沉淀物易于被暴雨水流沖走，因此，合流制管道的維護管理費用可以降低。但是，晴天和雨天流入污水廠的水量變化很大，增加了合流制排水系統(tǒng)污水廠運行管理中的復雜性。而分流制系統(tǒng)可以保持管內流速，不致發(fā)生沉淀，同時，流入污水廠的水量和水質比合流制變化小得多，污水廠的運行易于控制。所以，根據城市工業(yè)企業(yè)規(guī)劃，環(huán)境保護的要求，污水的利用情況，原有的排水設施，水質、水量、地形、氣候等條件，從全局出發(fā)，在滿足環(huán)境保護的前提下，綜合考慮，確定本設計采用分流制排水系統(tǒng)。排水管網一般布置成樹狀網，根據地形不同，可采用兩種形式——平行式和正交式。平行式是排水干管與等高線平行，主干管與等高線基本垂直。適應于城市地形坡度大時，可以減少管道埋深，避免設置過多跌水等。正交式是排水干管與等高線垂直相交，主干管與等高線平行敷設。適應于城市地形平坦略向一邊傾斜的城市。城市、居住區(qū)或工業(yè)企業(yè)的排水系統(tǒng)在平面上的布置、隨著地形、豎向規(guī)劃、污水廠的位置、土壤條件、河流情況、以及污水的種類和污染程度等因素決定。（1）在地勢向水體適當傾斜的地區(qū)，各排水流域的干管以最短距離沿與水體垂直相交的方向布置，各種布置也稱正交布置。正交布置的干管長度短、管徑小。因而經濟，污水排出也迅速，但是，由于污水未經處理就直接排放，會使水體遭受嚴重污染，影響環(huán)境。（2）在正交式排水系統(tǒng)的基礎上，沿河岸敷設主干管，并將各干管的污水截流送至污水廠，稱為截流式布置。（3）在地勢向河流有較大傾斜的地區(qū)，為了避免因坡度及管內流速過大，是管道受到嚴重的沖刷，而使干管與等高線及河道基本平行，主干管與等高線及河道成一定斜角敷設，這種布置稱平行式布置。（4）在地勢高低相差很大的地區(qū)，當污水不能靠重力流流至污水廠時應充分利用地形排水，節(jié)省電力采用分區(qū)布置形式。（5）當城市周圍有河流或城市中央部分地勢高，地勢向周圍傾斜的地區(qū)，各排水流域的干管常采用輻射狀分散布置，各排水流域具有獨立的排水系統(tǒng)。這種布置具有干管常度短、管徑小、管道埋深盡可能淺，便于污水灌溉等優(yōu)點，但污水廠和泵站得數(shù)量較多。（6）在分散式排水系統(tǒng)的基礎上，將各干管的污水截流送往污水廠，稱環(huán)繞式布置形式。，劃分排水流域排水區(qū)界是排水系統(tǒng)設置的界限。在地勢起伏的地區(qū)可按等高線劃分分水線，通常分水線與流域分界線基本一致。在地勢平坦無顯著分水線的地區(qū)，可依據面積的大小劃分，使干管在最大合理埋深情況下，盡量使絕大部分污水能以自流排水為原則。E市依火車道,將整個城區(qū)分成兩個部分,可將這兩個部分作為兩個不同的排水流域。 綜合考慮E市地形、地勢及河水流向、風向等因素，將污水廠址選在該市西北角，靠近岸邊又與岸邊留有一定距離，且離市區(qū)符合衛(wèi)生防護要求（污水廠距居民區(qū)大于300m）。污水廠設在河流下游，不會對城市的飲用水源及自然景觀產生污染。同時城市常年主導風向不會使污水廠對城市產生空氣污染。污水處理廠工程地質條件較好，交通方便，靠近受納水體，處理后的水可以就近排放。污水管道系統(tǒng)采用兩套方案，并進行方案的比較。結合E市的具體特點，兩套方案中只有Ⅰ區(qū)管線布置不同，根據Ⅱ區(qū)地形，兩套方案中布置相同形式的管線，兩種方案分別為方案一和方案二。根據城市的地形特點，即地勢向水體傾斜，地面坡度不大，方案一Ⅰ區(qū)污水干管沿與等高線垂直（近似）方向布置，污水主干管與等高線大體平行。主干管穿越兩次鐵路。方案二Ⅰ區(qū)污水干管沿與等高線近似平行方向布置，污水主干管與等高線大體上垂直。主干管同樣穿越兩次鐵路。兩套方案的Ⅱ區(qū)布置沒有發(fā)生變化。 城市污水管網設計計算方案一和方案二中的管網定線及計算管段的編號參見管道平面系統(tǒng)布置圖。將各街區(qū)編上號碼，并按各街區(qū)的平面圖形計算出它們的面積，列入表21中。表21 街區(qū)面積表(ha)街坊編號 123