【正文】 ...................................................... 118 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 119 附錄 1 ...................................................................................................................... 120 專題報(bào)告 ................................................................................................................. 193 翻 譯 ..................................................................................................................... 198 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒論 畢業(yè)設(shè)計(jì)背景 我國是個(gè)水資源匱乏的大國，幅員遼闊，各地氣候迥異，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異也很大。其中，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)進(jìn)行分析，污水處理廠一級(jí)、以及以 A/O 法為主體的二級(jí)處理工藝流程的選擇給予說明，對(duì)具體污水及污泥構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。污水主要以生活污水為主， BOD、 COD、 SS 指標(biāo)均較高，但相對(duì)來說設(shè)計(jì)適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件的污水處理廠不是難事，而且無需較大的投資。哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 提供全套畢業(yè)論文，各專業(yè)都有 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 摘要 水資源是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基本保證，污水的任意排放或處理不徹底的排放，都會(huì)給水資源環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染問題。 遼寧省沈陽市人口數(shù)較多，是以工業(yè)為主的大中型城市。 基于上述原因，本設(shè)計(jì)在充分調(diào)研該市水文地質(zhì)、受納水體水質(zhì)資料、人口分布和氣象條件的情況下，對(duì)包括排水管網(wǎng)和污水處理廠的整套排水設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文將技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析評(píng)價(jià)貫穿于設(shè)計(jì)的全過程，力求使工程項(xiàng)目達(dá)到經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化。目前，各城市都面臨著不同的水環(huán)境污染。在人們?nèi)粘Ｉ钪?，盥洗、淋浴、生活洗滌等都離不開水，用后便成為污水。水的供給與排放處理水亦是合理不用到水。生產(chǎn)廢水?dāng)y帶著大量污染物質(zhì)，這些物質(zhì)多數(shù)是有害和有毒的，但也是有用的，必須妥善處理或加以回收利用。在人們生產(chǎn)和生 活中產(chǎn)生的這些污水中，如不加控制任意排入水體（江、河、湖、海、地下水）或土壤，使水體受到污染，將破壞原有的自然環(huán)境，以至引起環(huán)境問題，甚至造成公害。它的基本任務(wù)是保護(hù)環(huán)境免受污染，以促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和保障人民的健康與正常生活。 ⑵ 妥善處理后排放或再利用。從環(huán)境保護(hù)方面講 ，排水工程有保護(hù)和改善環(huán)境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孫后代的大事；從衛(wèi)生上講，排水工程的興建對(duì)保障人民健康具有深遠(yuǎn)的意義；對(duì)預(yù)防和控制各種疾病、癌癥或是“公害病”有著重要的作用；從經(jīng)濟(jì)上講，城市污水資源化，可重復(fù)利用于城哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 市或工業(yè)，這是節(jié)約用水和解決淡水資源短缺的重要途徑，它將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。這樣才能實(shí) 現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。這些廢水含有大量的有機(jī)物和病毒物質(zhì)，既影響了環(huán)境，也影響了人民的身體健康。它對(duì)保護(hù)人民健康，促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，環(huán)境保護(hù)，提高人民生活水平具有深遠(yuǎn)的意義。該地區(qū)交通發(fā)達(dá)，有一條鐵路橫穿整個(gè)市區(qū)，并把該地區(qū)分成Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，相繼擴(kuò)建許多建筑小區(qū)， 城市人口增長很快。經(jīng)濟(jì)、政治、文化生活日益繁榮昌盛，但由于該市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較舊，特別是排水系統(tǒng)很不完善，使環(huán)境問題日益突出，已影響到該市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民正常生活，建設(shè)排水工程已成為迫在眉睫的大事。 沈陽市的河流均為雨源型，多年平均年徑流量為 300 多億立方米，屬缺水大城。由于對(duì)水的依賴性大， 大量的城市污水，工業(yè)廢水無法及時(shí)處理，任意排入水體或土壤，使之受到污染，破壞原有的自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)，甚至造成公害。但若在破舊管道的原有基礎(chǔ)上加以維修改進(jìn)不僅浪費(fèi)許多資金，仍無法滿足城市排水的需要。建立日處理量在 10 萬噸左右的污水處理廠來處理所排放的城市污水。經(jīng)過長期的實(shí)地調(diào)查、研究和實(shí)地勘察，在沈陽市人民政府和院方等多方面的共同努力下，這一工作以圓滿結(jié)束并進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 2章 編制依據(jù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容 自然狀況 氣象資料 D 區(qū)位于沈陽市中部，屬于 北方氣候區(qū)。年降水量 500～ 600 毫米，年降水日數(shù) 80～ 90 天，氣溫≥ 10℃期間降水量約 540～ 700 毫米。年平均相對(duì)濕度在 60％以上。月平均最高氣溫 37℃，月平均最低氣溫 25℃，月平均氣溫10℃。熱量資源屬全省的低值區(qū)。 地質(zhì)資料 ： 土壤性質(zhì)為粘土，冰凍深度 米，地下水位 米； ： 土壤性質(zhì)為亞粘土，冰凍深度 米，地下水位 米。兩區(qū)的屋面與地面比例按Ⅰ區(qū)：各種屋面占 30%，混凝土與瀝青路面占 20%，碎石路面占 10%，非鋪砌土路面占 10%，公園與綠地占30%計(jì)算；Ⅱ區(qū)：各種屋面占 25%，混凝土與瀝青路面占 25%，碎石路面占15%，非鋪砌土路面占 15%，公園與綠地占 20%計(jì)算。日） Ⅰ區(qū) 280 150 Ⅱ區(qū) 350 160 工業(yè)企業(yè)與公用建筑的排水量水質(zhì)資料 表 23 工業(yè)企業(yè)與公用建筑的排水量水質(zhì)資料 企業(yè)或共 建筑名稱 平均排水量 最大排水量 SS COD BOD 總氮 總磷 PH 水溫 ℃ 造紙廠 5000 240 360 800 460 70 煉油廠 6000 300 280 650 360 52 火車站 300 20 300 320 170 48 賓館 200 10 340 420 260 65 指 標(biāo) 區(qū) 域 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 醫(yī)院 500 30 300 510 280 40 研究設(shè)計(jì)內(nèi)容 按照沈陽市提供的設(shè)計(jì)資料和任務(wù)書，本次設(shè)計(jì)主要范圍包括：排水體制的確定、污水管道定線、管網(wǎng)水力計(jì)算、方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較、污水廠設(shè)計(jì)、城市污水總泵站工藝設(shè)計(jì)、處理廠平面圖布置、污水和污泥高程布置和工程概預(yù)算等。 、區(qū)域干管、支干管及倒洪管都應(yīng)進(jìn)行詳盡 的水力計(jì)算與高程計(jì)算。建筑與結(jié)構(gòu)尺寸可參照標(biāo)準(zhǔn)圖。之后要根據(jù)水體自凈能力、要求處理水質(zhì)以及當(dāng)?shù)氐木唧w條件來確定污水處理程度與處理工藝流程。平面圖布置緊湊，便于管理。對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，確定包括有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)、負(fù) 荷、尺寸與所需的材料、規(guī)格等。 。 繪圖要求 12張，圖紙規(guī)格為一號(hào)圖紙。并以最鮮明的線條繪出污水管道、泵站與處理廠的位置。 ，必須將污水和污泥處理構(gòu)筑物、泵站及附屬建筑物按各自的橫向、縱向比例繪出并注明尺寸。 ，要求沿污泥流動(dòng)距離最長、水頭損失最大的流程，并控制最大設(shè)計(jì)流量 進(jìn)行高程計(jì)算，以此來繪制高程剖面圖。橫向比例： 1： 500～ 1000；縱向比例：1： 50～ 100。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 3章 排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì) 排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)基本原則 ，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃、同步實(shí)施、同步發(fā)展的原則， 開展以城市為中心的環(huán)境綜合治理，認(rèn)真實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益的統(tǒng)一。 “全面規(guī)劃、合理布局、綜合利用、化害為利、依靠群眾、大家動(dòng)手、保護(hù)環(huán)境、造福人民”的環(huán)?？偡结?。 ，并與城市和工業(yè)企業(yè)中其它單項(xiàng)工程密切配合，處理好排水系統(tǒng)與區(qū)域排水系統(tǒng)關(guān)系問題，使之相互協(xié)調(diào)。 ，必須認(rèn)真貫徹執(zhí)行有關(guān)部門制定的現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范或規(guī)定。 合流制 (bined system)：它是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一管道內(nèi)排除。近年來，常采用的是截流式合流制排水系統(tǒng)，它市鄰河岸設(shè)截流干管，同時(shí)設(shè)置溢流 井，并設(shè)污水廠。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 分流制 (separate system)：它是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。排除雨水的系統(tǒng)稱為雨水排水系統(tǒng)。它不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)管理，而且對(duì)城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)影響深遠(yuǎn)。 根據(jù)城市及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)要求，污水利用、水質(zhì)水量的變化、地區(qū)氣候及水文資料、工礦企業(yè)的水質(zhì)狀況及設(shè)計(jì)地區(qū)的自然狀況，本設(shè)計(jì)采用分流制排水系統(tǒng)，即將完整的城市污水送入污水處理廠進(jìn)行處理，雨水則就近排入受納水體。一般又能符合城市衛(wèi)生的要求，式城市排水系統(tǒng)體制的發(fā)展方向。從初期投資看，分流制可分期建設(shè)，節(jié)省初期投資，又可縮短工期，發(fā)揮工程效益快，比較適合我國國情。同時(shí)，流入污水廠的水質(zhì)水量變化小，污水廠的運(yùn)行易于控制。 排水管網(wǎng)的定線 在總體圖上確定污水管道的位置和走向，稱為污水管道系統(tǒng)定線。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 管道定線一般按主干管、干管 (main)、支管順序依次進(jìn)行。為實(shí)現(xiàn)這一原則，定線時(shí)通?？紤]的因素是： ⑴ 地形和豎向規(guī)劃。 ⑶ 污水廠和出水口位置。 ⑸ 道路寬度。 ⑺ 工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物分布情況。由于地形傾向河道，采用主干管與等高線平行，干管與 等高線垂直。距離居民區(qū)約600 米。 排水管網(wǎng)水力計(jì)算 本設(shè)計(jì)選用圓形混凝土管，污水是按管道坡度從高到低流動(dòng)，并且均假設(shè)為均勻流。 水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)： ：在設(shè)計(jì)流量下，污水在管道中的水深 h 和管道直徑 D的比值。設(shè) 計(jì)污水流速增大時(shí)，可能產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象，甚至損壞管道；流速緩慢時(shí)，污水中所含雜質(zhì)可能下沉產(chǎn)生淤積。通常金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為 10m/s,非金屬管道最大設(shè)計(jì)流速為 5m/s。故在設(shè)計(jì)中常規(guī)定一個(gè)允許最小管徑。 它相當(dāng)于管內(nèi)流速為最小設(shè)計(jì)流速時(shí)的管道坡度；當(dāng)給定設(shè)計(jì)充滿度條件下，管徑越大，相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)流速 時(shí)的最小設(shè)計(jì)坡度也就越小。 管徑 300mm 的最小設(shè)計(jì)坡度是 。因此，合理地確定管道埋深對(duì)于降低工程造價(jià)尤為明顯。但覆土厚度應(yīng)有一個(gè)最小的極限值，否則就不能滿足技術(shù)上的要求。但由于污水有溫度且保持一定的流量不斷流動(dòng)，因此沒有 必要把整個(gè)污水管線埋在冰凍線之下。有保溫措施或水溫較高的管道，管底在冰凍線以上距離可加大。 綜合考慮多方面因素并結(jié)合各地埋管經(jīng)驗(yàn)，車行道下污水管最小覆土厚度不宜小于 。 污水出戶管的最小埋深一般采用 ～ 。故街道污水管網(wǎng)起端的最小埋深 H 按下式計(jì)算： hZZILhH ????? ?21 式中 h —— 街坊起點(diǎn)最小埋深（ m）； 1z —— 街道污水管起點(diǎn)檢查井地面標(biāo)高（ m）； 2z —— 街坊起點(diǎn)檢查井處地面標(biāo)高（ m）； I —— 街坊污水管和連接支管坡度； L —— 街坊污水管和連接支管總長度（ m）； h? —— 連接支管和街道污水管的管底標(biāo)高差（ m）。從這三個(gè)數(shù)值中選最大的設(shè)計(jì)深度。因此，在設(shè)計(jì)中需擬定最大埋深。 在管道水力計(jì)算中還應(yīng)注意以下問題 ，以控制整個(gè)系統(tǒng)埋深； ； ，僅當(dāng)?shù)孛嫫露却蠼拥狡露刃〉墓艿郎蠒r(shí)，下游管道的流速已大于 ； ； 時(shí)考慮埋深和流速問題。 各符號(hào)意義如下 : ⑴ 計(jì)算管段管長 L(N) ⑵ 人口密度 MN(N) ⑶ 污水量標(biāo)準(zhǔn) WB(N) ⑷ 服務(wù)面積 F(N) ⑸ 生活污水平均轉(zhuǎn)輸流量 QW(N) ⑹ 本段集中流量 QJB(N) ⑺ 轉(zhuǎn)輸集中流量 QJ(N) ⑻ 起端管底標(biāo)高和埋深 HG(K,2)， HM(K,2) ⑼ 地面標(biāo)高 H(N) ⑽ 冰凍深度 HBD ⑾ 管道每延長米造價(jià) ZJL ⑿ 管道起端設(shè)計(jì)流速 VN 整個(gè)管網(wǎng)工程造價(jià)最低 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 ??Ii IZJ1 )(min ⑴ 生活污水本段流量 QB(N) ⑵ 生活污水平均流量 Q(N) ⑶ 生活污水總變化系數(shù) KZ(N) ⑷ 生活污水設(shè)計(jì)流量 QK(N) ⑸ 設(shè)計(jì)流量 QS(N) ⑹ 管徑 D(N) ⑺ 地面平均坡度 ID(N) ⑻ 管道坡度