【正文】 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 第一章 概況 前言 隨著經(jīng)濟高速發(fā)展，污水處理事業(yè)也相繼取得了較大的發(fā)展，許多城市興建了污水處理廠，工業(yè)企業(yè)也開始重視工業(yè)廢水的處理，同時更多的城市和工業(yè)企業(yè)在規(guī)劃 、 籌劃和設(shè)計污水處理廠。水污染防治 、 保護水環(huán)境，已經(jīng)成為一項非常重要的話題。 近幾十年來，新工藝 、 新技術(shù)大量涌現(xiàn)，氧化溝系統(tǒng)和高效低耗的污水處理技術(shù)，如各種類型的穩(wěn)定塘 、 土體處理系統(tǒng) 、 濕地系統(tǒng)都取得了長足的進步和應(yīng)用。這些新工藝 、 新技術(shù)已成為水污染防治領(lǐng)域的熱門研究課題。在國家科委 、 住建部 、 國家環(huán)境保護 部 的組織和領(lǐng)導(dǎo)下，廣泛 、 深入地開展 了這些課題的科學(xué)研究工作，取得了一批令人矚目的研究成果。 我國水資源嚴重短缺的事實是不容回避的，北方一些城市人民生活水平的提高和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展已受到水資源不足的限制和制約。城市污水和工業(yè)廢水回用，以城市污水作為第二水源將成為必然的趨勢。 本設(shè)計 的主要內(nèi)容包括 遼寧省 WA 市 排水工程規(guī)劃及污水處理廠工藝設(shè)計 。 城市排水體制采用分流制排水系統(tǒng)， 雨水就地就近直接排放河流， 城市 生活污水經(jīng)污水處理廠統(tǒng)一處理后排放 。 該市為省轄市， 污水處理廠的出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 （ GB189182021） 中一級標(biāo)準(zhǔn)的 A 標(biāo)準(zhǔn)。 該市城市污水中 BOD NH3N、 TN、 TP等主要指標(biāo)不是很高，屬于中等濃度， 因此， 污水 生物處理采用 采用 改良 A2/O工藝 。 污泥處理工藝采用 濃縮 — 中溫厭氧二級消化工藝 ， 污泥最后由離心脫水機脫水后外運衛(wèi)生填埋 。 設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容 （ 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，含部分工藝施工圖設(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)筑物的工藝施工圖設(shè)計； （ 5）污 水 處理廠的工程預(yù)算； （ 6）有條件的同學(xué)還可 以在教師指導(dǎo)下自選一個專題進行深入研究。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 設(shè)計要求 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（也可以是局部變化的方案）進行技術(shù)經(jīng)濟比較，從中選優(yōu)。 （ 2）排水管網(wǎng)的主干管、區(qū)域干管、支干管及倒虹吸管應(yīng)進行詳細的水力計算與高程計算。水力計算應(yīng)采用計算機編程計算。不計算管道不必編號，最不利點應(yīng)校核。有跌水井的應(yīng)計算一個。 （ 3）按給出的原始資料合理地選定設(shè)計暴雨強度公式進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。雨水管道也可只布置第 一修建期的管線。 （ 4）污水泵站工藝設(shè)計要確定水泵機組的臺數(shù)、水泵型號、泵站的結(jié)構(gòu)形式以及集水池的容積，并應(yīng)進行泵站水泵機組管道水力計算和電器設(shè)備等布置的設(shè)計，泵站的建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計可參照標(biāo)準(zhǔn)圖大致來確定。 （ 5）應(yīng)根據(jù)原始資料與城市規(guī)劃情況、并考慮環(huán)境效益與社會效益，合理地選擇污水處理廠的位置。 （ 6）根據(jù)水體自凈能力以及要求的 確定 處理水質(zhì) ， 并結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w條件，如水資源情況、水體污染情況等來確定污水處理程 度與處理工藝流程。無特殊要求時，污水處理后 BOD NH3N、 TN、 TP等主要指標(biāo) 應(yīng)達到 城鎮(zhèn)污水處理 廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) （ GB 18918－ 2021） 的相應(yīng)要求 ， SS經(jīng)深度處理后達到，本次設(shè)計可不予考慮 。 （ 7）根據(jù)原始資料、當(dāng)?shù)鼐唧w情況以及污水性質(zhì)與成分，選擇合適的污泥處理工藝方法，進行各單體構(gòu)筑物的設(shè)計計算。 （ 8）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)保證運行管理方便。 （ 9）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)筑物都進行設(shè)計計算，包括確定各有關(guān)設(shè)計參數(shù)、負荷、尺寸與所需的材料與規(guī)格等。 （ 10）對需要繪制工藝施工圖的構(gòu)筑物還要進行更詳細的施工圖所必須的設(shè) 計與計算，包括各部位構(gòu)件的形式、構(gòu)成與具體尺寸等。 （ 11）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。 （ 12）對污水處理廠都要進行經(jīng)濟概算與成本分析。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 設(shè)計 計算 說明書的要求 設(shè)計計算說明書不僅要有完整的設(shè)計計算過程，還應(yīng)包括與設(shè)計題目有關(guān)的資料匯總，可供選擇的方案比較，選擇方案的依據(jù)，以及對所選方案的論述。 畢業(yè)設(shè)計計算說明書要結(jié)構(gòu)嚴謹、層次分明、語言流暢、書寫工整（可以打?。?、簡圖合理、計算正確，符合學(xué)科、專業(yè)的有關(guān)要求。 畢業(yè)設(shè)計計算說明書的用語、表格、計量單位、插圖應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)， 符合給水排水專業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn)。文中出現(xiàn)的符號和縮語應(yīng)采用本專業(yè)的權(quán)威性機構(gòu)或?qū)W術(shù)團體所公布的規(guī)定。 畢業(yè)設(shè)計計算說明書應(yīng)采用統(tǒng)一的畢業(yè)設(shè)計用紙，并按統(tǒng)一規(guī)格裝訂成冊。 設(shè)計計算說明書應(yīng)在 30000字以上。 圖紙要求 排水工程畢業(yè)設(shè)計應(yīng)完成 1圖紙 11張。具體如下： （ 1）排水工程規(guī)劃圖， 1圖或 0圖 1 張。 （ 2）污水主干管、雨水管縱斷面圖， 1圖 1～ 2 張。 （ 3）污水處理廠總平面圖， 1圖 1張。 （ 4）污水處理廠工藝平面圖， 1圖 1 張。 （ 5）主要處理構(gòu)筑物（如初沉池、曝氣池、二沉池、消化池等）工 藝圖， 1圖 3～4張。每位同學(xué)具體繪制的構(gòu)筑物圖，由指導(dǎo)教師確定。 （ 6）污水提升泵站工藝圖， 1圖 1張。 （ 7）污水處理工藝與污泥處理工藝高程布置圖， 1圖 1 張。 設(shè)計依據(jù) 設(shè)計基本資料 設(shè)計 基本資料 包括： （ 1）《沈陽建筑大學(xué)給水排水工程專業(yè)排水工程畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書》 （ 2）《 WLA 市地形圖》（ 1： 10000） 國家法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 本設(shè)計涉及到的 國家法規(guī) 有： （ 1）《中華人民共和國環(huán)境保護法》（ 1989） （ 2）《中華人民共和國水法》（ 1989） 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 （ 3）《中華人民共和國防 洪法》 （ 4）《中華人民共和國水土保持法實施條例》（ 1993） （ 5）《中華人民共和國水污染防治法》（ 1996） 本設(shè)計涉及相關(guān)的 標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 有： （ 1）《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（ GB503182021） （ 2）《室外排水設(shè)計規(guī)范》（ GB500142021） （ 3）《室外給水設(shè)計規(guī)范》（ GB500132021） （ 4）《泵站設(shè)計規(guī)范》（ GB/T 50265— 97） （ 5）《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB18918— 2021） （ 6）《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB38382021) （ 7）《污水綜合 排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB89781996) （ 8）《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》（ CJ30251993） （ 9）《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB1455493） （ 10）《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（ CJ30821999） （ 11）《城市污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（ GBJ13789） （ 12）《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（ GBJ1687） 2021 （ 13）《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（ GB500692021） （ 14）《采暖、通風(fēng)及空調(diào)設(shè)計規(guī)范》（ GBJ19— 87） （ 15）《環(huán)境空氣質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)》（ GB30951996） （ 16）《工業(yè)企業(yè)廠界噪音標(biāo)準(zhǔn)》（ GB1234890） 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 第二章 城市排水總體規(guī)劃 城市概況 WA市位于遼寧省，地處北溫帶中緯度地區(qū)，屬溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，日光充足，降雨集中，四季變化明顯，冬寒夏熱，雨熱同季。城市常年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)。這座城市的地勢西南高，東北低，平均海拔 67m。該市的自然土壤主要為亞粘土，平均冰凍深度 1m，平均地下水位 7m 。 WA 市依地勢以鐵路分為南北兩大片區(qū)域，南部人口密度為410人 /公頃，北部人口密度為 420 人 /公頃， 城市現(xiàn)在人口總數(shù)為 62 萬。 WA市有三座污染較大的工廠，分散分布在市區(qū)內(nèi)。城市東側(cè)有一條河流由南至北從城市邊緣流過，河岸較平直，河流洪水位 58 米，枯水位為 55米，常水位為 56米。 排水體制的確定 排水制度 (分流制或合流制 )的選擇，應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)的總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c、水文條件、水體狀況、氣候特征、原有排水設(shè)施、污水處理程度和處理后出水利用等綜合考慮確定。同一城鎮(zhèn)的不同地區(qū)可采用不同的排水制度。新建地區(qū)的排水系統(tǒng)宜采用分流制。合流制排水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置污水截流設(shè)施。對水體保護要求高的地區(qū)，可對初期雨水進行 截流、調(diào)蓄和處理。在缺水地區(qū)，宜對雨水進行收集、處理和綜合利用 1） 。 WA市 是是一個發(fā)展速速很快的新興城市，因此， WA 市的排水系統(tǒng) 規(guī)劃既要立足現(xiàn)實，又要有考慮長遠發(fā)展 ； 既要考慮城市的雨水和污水的排放，又要考慮環(huán)境保護。 綜合考慮 WA 的排水體制采用完全分流制排水系統(tǒng)。 城市污水管網(wǎng)的設(shè)計 城市污水管網(wǎng)方案 WA市 分為兩個區(qū)， 在城市東面有一條由南向北的河流。 根據(jù) WLA市 的地形及自然情況，城市污水管網(wǎng)布置初選兩套方案 。 方案一的布置圖見圖 21， 排水分區(qū) 1 與分區(qū) 2 統(tǒng)籌考慮，分區(qū) 3 與分區(qū) 4 統(tǒng)籌考慮，只設(shè)一根截流干管，總體布局簡單明了 。 方案一的水力計算結(jié)果見附錄一。 方案二的布置圖見圖 22， 排水分區(qū) 3 單獨考慮，分區(qū) 2 的管徑與埋深減少，但增加了一根一根截流干管，并且分區(qū) 2的部分管徑 將 有所增加。 方案 二 的水力計算結(jié)果見附錄二。 1 摘自 《室外排水設(shè)計規(guī)范》 （ GB500142021） 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 方案一 ： 圖 21 城市污水管網(wǎng)方案一 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 方案二 ： 圖 22 城市污水管網(wǎng)方案 二 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 城市污水管網(wǎng)方案比較 污水管網(wǎng)的設(shè)計需考慮如下 問題 ： (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。每段管道均應(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。 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 為小管徑。當(dāng) D=200～ 300mm時，只能按生產(chǎn)規(guī)格減小一級。當(dāng) D≥400 mm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。 方案一：排水分區(qū) 1與分區(qū) 2統(tǒng)籌考慮，分區(qū) 3 與分區(qū) 4 統(tǒng)籌考慮，只設(shè)一根截流干管，總體布局簡單明了 。 方案二：排水分區(qū) 3單獨考慮，分區(qū) 2的管徑與埋深減少，但增加了一根一根截流干管，并且分區(qū) 2的部分管徑有所增加。 根據(jù) 經(jīng)濟技術(shù)比較， 最終決定 采用方案一。 城市雨水管網(wǎng)的設(shè)計 城市雨水管網(wǎng)方案 WLA 市 城市雨水管網(wǎng)布置初選兩套方案。方案一的布置圖見圖 23， 方案二的布置沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 圖見圖 24。 城市雨水管網(wǎng)方案比較 雨水管網(wǎng)的設(shè)計需考慮如下問題： (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 300 毫米，最小設(shè)計坡度為 。 (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。 方案一與方案二的主要區(qū)別在于，排水分區(qū) 1在方案一與分區(qū) 2規(guī)劃為一個排水區(qū)域