【正文】 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 遼寧省 ZC市排水工程規(guī)劃及污水處理廠設(shè)計 第一章 概述 前言 從上 世紀(jì) 五、六十年代，由于我國工農(nóng)生產(chǎn)水平還不高，當(dāng)時的污水污染程度很低，并且提倡利用污水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，因此國內(nèi)的污水處理廠很少，處理規(guī)模很小，處理工藝主要是一級處理，水處理技術(shù)和管理水平較為落后。至上世紀(jì)七、八十年代，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人民生活水平逐步提高，城市污水的污染程度由低向高逐漸演變，國外一些由于水污染造成的嚴(yán)重后果，引起了人們的關(guān)注和我國政府的高度重視，相繼建立了各級環(huán)保機(jī)構(gòu)，對污水處理技術(shù)進(jìn)行研究。 1984 年建 成的天津市紀(jì)莊子污水處理廠是我國第一座大型城市污水處理廠，它為我國城市綜合污水處理廠的建設(shè)起到了示范作用，并為以后污水處理事業(yè)的大規(guī)模發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。至上世紀(jì)末和本世紀(jì)初，國家在污水處理方面取得的各項科研成果，使我國的污水處理技術(shù)水平大大提高，某些項目已達(dá)到國際先進(jìn)水平，國外先進(jìn)的污水處理新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備被引進(jìn)到國內(nèi)，在活性污泥法工藝應(yīng)用的同時， A/O 法、 A2/O 法、 SBR 法、 CASS 法、氧化溝法等處理工藝在污水處理工程建設(shè)中得到應(yīng)用，一批大型城市污水處理廠相繼建成并運(yùn)行，我國污水處理事業(yè)發(fā)展到一個嶄 新的階段。 同時在一些排放工業(yè)廢水的大型企業(yè)建設(shè)了工業(yè)廢水處理設(shè)施。許多城市和工業(yè)企業(yè)也在逐步規(guī)劃、籌劃和設(shè)計污水處理廠。水污染防治、保護(hù)水環(huán)境，使人類生活環(huán)境得到改善，造福子孫后代。 污水處理工藝更趨高效隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，將會研究出更多的污水處理方法，更適用于各種原水水質(zhì)和出水質(zhì)要求，對原水水質(zhì)、處理水量變化的適應(yīng)能力更強(qiáng)，處理流程將更趨簡單高效 。 污水經(jīng)過一定的工藝處理后，達(dá)到一定的使用要求并進(jìn)行回用，從而使污水成為第二水源。目前污水處理回用不論是規(guī)?；蚴菓?yīng)用范圍都還較小。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，污水處 理回用技術(shù)更為成熟，應(yīng)用范圍也將更為寬闊，會廣泛應(yīng)用于農(nóng)田、工業(yè)、市政、生活雜用、景觀環(huán)境 、地下水回灌等多個方面。 作為給水排水工程專業(yè)的學(xué)生，就更應(yīng)該深刻地了解這種形勢，掌握并發(fā)展污水處理的新工藝、新技術(shù)，成為跨世紀(jì)的工程技術(shù)人才，將我國的污水處理事業(yè)提升到一個新的高度。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 城市自然條件 該城市位于東北地區(qū)遼寧省，地勢坡度較陡， 常年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)，該區(qū)的暴雨強(qiáng)度公式為 q=1900(1+)/(t+8), [2]徑流系數(shù) φ=，在城市的南部有一條從西至東的河流，還有一條鐵路 在城市的中部，方向北到南，將城市分成兩個區(qū)，其中Ⅰ區(qū)的人口密度為 420人 /公頃，污水量標(biāo)準(zhǔn)為 170升 /人日，Ⅱ區(qū)的人口密度為 410人 /公頃，污水量標(biāo)準(zhǔn)為 160升 /人日。該城市共有三家工廠。Ⅰ區(qū)有甲廠，Ⅱ區(qū)有乙廠和丙廠。 表 11 工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料 企業(yè)或公共 建筑名稱 平均排水量 (m3/h) 最大排水量 (m3/h) SS (mg/l) BOD (mg/l) PH 甲 廠 280 310 260 240 乙 廠 210 240 300 260 丙 廠 180 210 330 310 表 12 地質(zhì)資料 土壤性質(zhì) 冰凍深度（ m） 地下水位（地表下） m 排水管網(wǎng)干管 處一般性資料 粘土 7 污水泵站與污 水處理廠址處 粘土 7 表 13受納水體水文資料 水位（ m） 最小流量時 46 最高水位時 49 常水位時 47 出水水質(zhì)： 污水處理后，其水質(zhì)至少達(dá)到一級處理標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)滿足： SS≤ 20mg/l； COD≤60mg/l； BOD≤ 20mg/l。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 表 14城市氣溫資料 年平均氣溫（ 0C） 10 月平均最高 30 年最低氣溫（ 0C） 26 月平均最低 8 年最高氣溫（ 0C） 35 月平均氣溫 22 溫度在 100C以下的天數(shù) 75 溫度在 0 oc以下的天數(shù) 105 降雨量（ mm/年） 1150 年蒸發(fā)量（ mm/年） 220 工程設(shè)計 （ 1） 設(shè)計任務(wù) 1）排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計，含兩個以上的方案比較； 2）污水泵站工藝設(shè)計； 3）污水處理工藝設(shè)計，含部分單體構(gòu)筑物的工藝施工圖設(shè)計； 4）污泥水處理工藝設(shè)計，含部分單體構(gòu)筑物的工藝圖設(shè)計； 5）排水工程規(guī)劃與污水處理廠經(jīng)濟(jì)分析； 6）有條件的同學(xué)還 可以在教師指導(dǎo)下自選一個專題進(jìn)行深入研究。 （ 2）基本要求 1）完成排水管網(wǎng)和雨水管道的定線，至少應(yīng)對兩個排水管網(wǎng)定線方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從中選優(yōu)。 2）排水管網(wǎng)的主干管、區(qū)域干管、支干管應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的水力計算與高程計算。水力計算應(yīng)采用計算機(jī)編程計算。 3）按給出的原始資料合理地選定設(shè)計暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行雨水管道的水力計算。從街道明渠開始只計算其中一、二條雨水管道即可。 4）污水泵站工藝設(shè)計要確定水泵機(jī)組的臺數(shù)、水泵型號、泵站的結(jié)構(gòu)形式等。 5）根據(jù)資料與城市規(guī)劃情況、考慮環(huán)境效益與社會效益，合理選擇污水 處理廠位置。污水處理廠平面布置要緊湊合理，節(jié)省占地面積，同時應(yīng)保證運(yùn)行管理方便。 6）在確定污水處理工藝流程時，同時選擇適宜 的各處理單體構(gòu)筑物的類型。對所有構(gòu)筑物都進(jìn)行設(shè)計計算，包括確定 有關(guān)設(shè)計參數(shù)、負(fù)荷、尺寸與所需的材料與規(guī)格等。 7）對污水與污泥處理系統(tǒng)要做出較準(zhǔn)確的水力計算與高程計算。 8）對排水管網(wǎng)與污水處理廠都要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)概算與成本分析。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 第二章 排水工程規(guī)劃 排水工程方案 污水工程方案 排水工程一般規(guī)定 (1) 管道系統(tǒng)布置要符合地形趨勢，一般宜順坡排 水，取短捷路線。每段管道應(yīng)劃給適宜的服務(wù)面積。匯水面積劃分除依據(jù)明確的地形外，在平坦地區(qū)要考慮與各毗鄰系統(tǒng)的合理分擔(dān)。 (2) 盡量避免或減少管道穿越不容易通過的地帶和構(gòu)筑物，如高地、河道、鐵路、地下鐵道等。當(dāng)必須穿越時，需采取必要的處理或交叉措施，以保證順利通過。 (3) 安排好控制點(diǎn)的高程。 1) 局部管道覆土較淺時，采取加固措施、防凍措施。 2) 穿過局部低洼地段時，建成區(qū)采用最小管道坡度，新建區(qū)將局部低洼地帶高。 3) 必要時采用局部提升辦法。 4) 在局部地區(qū)，雨水管道可采用地面式暗溝，以避免下游 過深。 (4) 查清沿線遇到的一切地下管線，準(zhǔn)確掌握它們的位置和高程，安排好設(shè)計管道與它們的平行距離，處理好設(shè)計管道與它們的豎向交叉。 (5) 管道在坡度驟然變陡處，可由大管徑變?yōu)樾」軓?。?dāng) D=200～ 300mm時，只能按生產(chǎn)規(guī)格減小一級。當(dāng) D≥ 400mm時，應(yīng)根據(jù)水力計算確定，但減小不得超過二級。管道坡度的改變應(yīng)盡可能徐緩，避免流速驟降，導(dǎo)致淤積。 (6) 同直徑及不同直徑管道在檢查井內(nèi)連接，一般采用管頂平接，不同直徑管道也可采用設(shè)計水面平接，但在任何情況下進(jìn)水管底不得低于出水管底。 (7) 流量很小而地 形又較平坦的上游支線，一般可采用非計算管段，即采用最小管徑，按最小坡度控制。 [5] 設(shè)計步驟 根據(jù)確定的設(shè)計方案，進(jìn)行管道設(shè)計，主要步驟如下： (1)在適當(dāng)比例的、并繪有規(guī)劃總圖的地形圖上，按地形并結(jié)合排水規(guī)劃布置管道系統(tǒng)，規(guī)劃排水區(qū)域。 (2)根據(jù)管道綜合布置，確定干支現(xiàn)在道路（或規(guī)劃路）橫斷面和平面上的位置，確定井位及每一管段長度，并繪制平面圖。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 (3)根據(jù)電算程序要求，確定控制管的高程、編號、管段長度，匯水面積及上游接管數(shù)。 (4)進(jìn)行水力計算，確定管道斷面，縱坡及高程，并繪制縱 斷面圖。 [5] 雨水工程方案 雨水管一般規(guī)定： (1) 重力流管道按滿流計算，并應(yīng)考慮排放水體水位頂托的影響。 (2) 管道流時最小設(shè)計流速一般不小于 ，如起始管段地形非常平坦， 最小設(shè)計流速可減小到 。最大允許流速同污水管道。 (3) 最小管徑和最小坡度：雨水管與合流管不論在街坊和廠區(qū)內(nèi)或在街道下，最小管徑均為 300mm，最小設(shè)計坡度為 。 雨 水管道水力計算的設(shè)計數(shù)據(jù)： (1)設(shè)計充滿度：雨水中主要含有泥砂等無機(jī)物質(zhì)，不同于污水的性質(zhì)，加以暴雨徑流量大，而相應(yīng)較高設(shè)計重現(xiàn)期的暴雨強(qiáng)度的降雨歷時一般不會很長，故管道設(shè)計充滿度按滿流考慮。 (2)設(shè)計流速：為避免雨水所夾帶的泥砂等無機(jī)物質(zhì)在管渠內(nèi)沉淀下來而堵塞管道。 《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：滿流時管道內(nèi)最小流速應(yīng)≥ ，明渠內(nèi)最小流速應(yīng)≥ 。為防止管壁受到?jīng)_刷而損壞，影響及時排放，《規(guī)范》規(guī)定，金屬管道最大流速為 10m/s，非金屬管最大流速為 5m/s。 (3) 最小管徑和最小設(shè)計 流速：雨水管道的最小管徑為 300mm，相應(yīng)的最小坡度為3‰。 (4) 最大埋深和最小埋深： 1) 必須防止管壁因地面荷載受到破壞，為此管頂需要有一定厚度的覆土。 2) 必須滿足街道連接管在銜接上的要求。這三個數(shù)值中的最大一個數(shù)值就是這以管道的允許最小覆土厚度。一般在干燥土壤中，最大埋深不超過 78m，在多水、流砂、石灰?guī)r地層中，不超過 5m。雨水管線的布置應(yīng)垂直等高線，應(yīng)盡量少穿越鐵路，并采用分散出水口式的管道布置形式。 [5] 排水工程設(shè)計方案 污水工程：根據(jù)實際地形，依據(jù)排水工程的一般規(guī)定，擬定 兩套排水方案，由于城沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 市小區(qū)的布置比較規(guī)整，所以污水管道的大體排放方向是一樣的，只是城市局部排水管道布置有所改變。 管道的布置方案應(yīng)在同等條件和深度下進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最佳方案。兩個方案的污水管道系統(tǒng)都采用截流式布置。 方案一：由于城市地形西北高，東南低，所以污水廠及出水口設(shè)在城市東南部，使所有污水盡量靠重力排出。主干管平行于河流布置，干管垂直于河流布置，有一處管線穿越鐵路。 方案二：污水廠及出水口位置不變，Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)一小部分小區(qū)的排水管道的位置有一定的改變，主干管平行于河流布置，仍有一處管線穿越鐵路。 電算數(shù)據(jù)及結(jié)果如下： 第一套總造價：