【正文】 故需對(duì)城市污水及工業(yè)廢水進(jìn)行綜合處理，使排入河流的污水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求并符合國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。江西理工大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3圖 11 城市規(guī)劃平面布置圖表 11 氣象資料年平均氣溫（℃） 21 月平均最高（℃ ） 36年最低氣溫（℃） 4 月平均最低（℃ ） 11年最高氣溫（℃） 40 月平均氣溫（℃ ） 21溫度在10℃以下的天數(shù) 0 溫度在 0℃以下的天數(shù) 10降雨量（mm/年） 500 年蒸發(fā)量（ mm/年） 200該市受納水體為一條由西流向東方向的河流，污水處理廠排放口處資料見(jiàn)表 12，城市的地質(zhì)資料見(jiàn)表 13。表 13 地質(zhì)資料名稱(chēng) 土壤性質(zhì) 冰凍深度m地下水位（在地表下）m 承載力 kpa排水管網(wǎng)在干管處一般性資料 粘土 ≥250污水總泵站與污水處理廠址處 亞粘土 ≥250據(jù)悉，當(dāng)?shù)氐卣鹆叶刃∮?6 度，其它均滿足設(shè)計(jì)及施工要求。其中 A 市各區(qū)的居住人口與水質(zhì)見(jiàn)表 14；此外，該市區(qū)尚有 A、B 兩家大型企業(yè)和一個(gè)火車(chē)站，各工業(yè)企業(yè)和火車(chē)站的排水量及水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表 15。d）分區(qū) 人數(shù)（人） 污水量標(biāo)準(zhǔn) （L/人 排水系統(tǒng)體制的選擇城市污水通常由生活污水、工業(yè)廢水和雨水組成，這些污水按照不同的排除方式，可以分為合流制排水系統(tǒng)和分流制排水系統(tǒng)。因此排水系統(tǒng)體制的選擇應(yīng)充分考慮到環(huán)保要求，并根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，通過(guò)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較來(lái)確定。為保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，就盡可能減少污染物的排放量?？紤]到實(shí)際工程中存在的各種情況，本次設(shè)計(jì)對(duì)分流制排水體制中的污水管道系統(tǒng)提出兩種不同的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的綜合比較，來(lái)確定最佳工程設(shè)計(jì)方案。污水干管沿與等高線垂直（近似）方向布置，采用雙側(cè)集水，污水主干管沿河岸布置，與等高線平行，此方案共設(shè)一根主干管，八根干管，穿越一次鐵路。該方案的特點(diǎn)是充分利用地形，各區(qū)只設(shè)一條主干管，共穿越鐵路兩次，但由于Ⅰ區(qū)起端干管距離較長(zhǎng)，可能造成后續(xù)管道埋深增加較大。江西理工大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)6圖 12 方案 A 污水管網(wǎng)平面布置圖江西理工大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)7圖 13 方案 B 污水管網(wǎng)平面布置圖江西理工大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)8由于該城市城區(qū)面積適中，只有一條河流作為受納水體，雨水排除方式較為簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)中在每一條與等高線相交的街道下設(shè)置雨水干管，雨水干管數(shù)量較多，每一根干管的匯水面積較小，干管管徑較小，相鄰的幾根干管可以在排放前進(jìn)行合并，以減少出水口的數(shù)量，具體布置見(jiàn)圖 14。：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(zhì)條件；道路寬度；地下管線和構(gòu)筑物的位置；工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物的分布情況及發(fā)展遠(yuǎn)景和修建順序等。地形標(biāo)高較高的污水不要經(jīng)較低地區(qū)泵站排水。污水廠位置應(yīng)設(shè)在河流下游，地下水流向的下游，江西理工大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)9城市主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。、山谷、鐵路、及地下構(gòu)筑物交叉，以降低施工費(fèi)用，減少養(yǎng)護(hù)工作的困難。當(dāng)排水干管雙側(cè)集水時(shí)，干管間距一般為 600～1000m；當(dāng)排水干管單側(cè)集水時(shí)，干管間距一般為600～800m。污水處理廠設(shè)在河流下游，不會(huì)對(duì)城市的飲用水源及自然景觀產(chǎn)生污染。污水處理廠工程地質(zhì)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。A 市被一條由西向東的河流將城區(qū)分為Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)兩部分，各地區(qū)地勢(shì)均坡向河流。當(dāng)干管與等高線斜向相交，干管采用單側(cè)集水；當(dāng)干管與等高線垂直相交時(shí)，干管采用雙側(cè)集水，見(jiàn)圖 12，圖 13。該地區(qū)地形坡向水體，Ⅰ區(qū)雨水干管基本垂直于等高線，共設(shè)置 9 條干管；Ⅱ區(qū)雨水干管與等高線斜相交，共設(shè)置 6 條干管。干管間距較小，布置在排水流域地勢(shì)較低的一側(cè)，采用分散出口的雨水布置形式。江西理工大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)10 排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)定根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB500142022）及有關(guān)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，污水管道和雨水管道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下規(guī)定。（2）最小管徑：為防止管道淤積，減少清通次數(shù)，街區(qū)和廠區(qū)內(nèi)連接管道的最小管徑采用 200mm，街道管（支管、干管、主干管）的最小管徑采用 300 mm。（4）重力流污水管道應(yīng)按非滿流計(jì)算，不同管徑最大設(shè)計(jì)充滿度應(yīng)按《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB500142022）取值，見(jiàn)表 14。（6）最小覆土厚度：必須滿足三點(diǎn)要求：防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道，要求管內(nèi)底標(biāo)高在冰凍線以上 ；防止管壁因地面荷載而受到破壞，要求覆土厚度大于 ；滿足街坊污水連接管銜接的要求。（2）雨水管道最小管徑為 300mm，相應(yīng)塑料管最小設(shè)計(jì)坡度為 ，其他管為 。（4）充分利用地形，就近排入水體或低洼地區(qū)。聯(lián)絡(luò)管最小管徑 300mm，最小坡度 。倒虹管江西理工大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)11由進(jìn)水井、下行管、平行管、上行管和出水井等組成。當(dāng)排水量不大，不能達(dá)到設(shè)計(jì)流量時(shí)，其中一條可作為備用。在設(shè)設(shè)計(jì)中，采取以下措施：，一般采用 ～，在條件困難時(shí)可適當(dāng)降低，但不宜小于 ，且不得小于上游管渠中的流速。 200mm；在進(jìn)水井中設(shè)置可利用河水沖洗的設(shè)施。當(dāng)需要檢修倒虹管時(shí)，可以讓上上游污水通過(guò)事故排出口直接泄入河道。 30 度。進(jìn)、出水井應(yīng)設(shè)置井口和井蓋。例如西德漢堡等市，試驗(yàn)了一種新式的所謂空氣墊虹吸管。根據(jù)計(jì)算，倒虹管采用兩條管徑 mm 的管道，水力坡度 ，50?D043.?i流速 m/s（大于允許的最小流速 ，也大于上游溝管流速 ） ；?v倒虹管全部水頭損失 m。（2）廠址應(yīng)在城鎮(zhèn)集中供水水源的下游，至少 500 m。（4）廠址應(yīng)盡可能設(shè)在城鎮(zhèn)工廠夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下游。（6）廠址應(yīng)考慮汛期不受洪水的威脅。（8）廠址的選擇應(yīng)結(jié)合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃考慮遠(yuǎn)景發(fā)展，留有充分的擴(kuò)建余地。 污水處理工藝確定原則《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》對(duì)污水處理工藝的選擇給出以下幾項(xiàng)關(guān)于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的準(zhǔn)則：、水質(zhì)特征、受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)確定。，優(yōu)先工藝設(shè)計(jì)參數(shù)必須對(duì)污水的現(xiàn)狀，水質(zhì)特征，污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測(cè)定，做出合理的分析預(yù)測(cè)。，在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝必須經(jīng)過(guò)中試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，提供可靠性設(shè)計(jì)參數(shù)，然后進(jìn)行運(yùn)用。污水處理廠的工藝流程是指在達(dá)到要求的處理程度的前題下，污水處理各單元的有機(jī)組合，以滿足污水處理的要求。通過(guò)計(jì)算，得出污水處理廠進(jìn)出水質(zhì)及去除率見(jiàn)表 15，選擇工藝以此為依據(jù)。 污水處理工藝選擇根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500142022) 設(shè)計(jì)水質(zhì)要求，污水處理廠內(nèi)生物處理構(gòu)筑物進(jìn)水的水溫宜為 10～37℃，pH 值宜為 ～，活性污泥法理想的營(yíng)養(yǎng)平衡式為（五日生化需氧量:氮:磷）BOD5∶N ∶P=100 ∶5∶1,而本設(shè)計(jì)中進(jìn)水水質(zhì) BOD5∶N∶P=∶∶=100∶∶，本設(shè)計(jì)在水質(zhì)處理中要求達(dá)到如表 的處理效果，要求處理工藝即能有效的去除BOD COD、SS 等，又能達(dá)到適當(dāng)?shù)拿摰椎男Ч?。?shí)際上，Carrousel 氧化溝的除磷脫氮原理與 AAO 工藝是一致的，但 Carrousel 氧化溝不需設(shè)置專(zhuān)門(mén)的混合液回流設(shè)備而已，因此其比 AAO 工藝運(yùn)行費(fèi)用略低，投資更省。三個(gè)方案的工藝流程如圖 1圖 1圖 17。作為工程方案的比選，還需要進(jìn)行工藝技術(shù)方面的比較，三個(gè)方案的技術(shù)比較見(jiàn)表 16。該工藝共分預(yù)處理段、A 段和 B 段，A 段由吸附池和中間沉淀池組成，B 段則由曝氣池及二次沉淀池所組成。江西理工大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)15（1）該工藝勿需設(shè)污泥回流設(shè)備和二次沉淀池，建設(shè)費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用都較低。（3）通過(guò)對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進(jìn)行脫氮除磷反應(yīng)。（2）A 段對(duì) BOD 的去除率大致介于 40%～70%之間，但經(jīng)過(guò) A 段處理后的污水，其可生化性有所改善，有利于后續(xù) B 段的生物降解作用。（1）在處理某些工業(yè)廢水時(shí)尚需預(yù)處理，但在處理城市污水時(shí)不需要預(yù)沉池。（3）具有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。（2）處理工藝簡(jiǎn)便易行、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)管理方便，利用當(dāng)?shù)丶夹g(shù)和管理力量能正常運(yùn)行。（4）一般在城鎮(zhèn)小區(qū)或廠內(nèi)修建，占地受到限制，處理單元應(yīng)布置緊湊。鑒于以上的特點(diǎn)，結(jié)合三個(gè)工藝方案的技術(shù)比較；并根據(jù)相關(guān)資料得知，昆明第一污水處理廠采用的 Carrousel 氧化溝，其大部分出水指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且磷的去除效果十分理想，出水 TP 能維持在 ，去除率穩(wěn)定在 90%左右；因此確定方案③Carrousel 氧化溝工藝為廣西省南寧市 A 城市污水廠的處理工藝，如圖 17 所示。Carrousel 型氧化溝是一多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進(jìn)水與回流活性污泥混合后，沿水流方向在溝內(nèi)作不停的循環(huán)流動(dòng)，溝內(nèi)在池的一端安裝立式表曝機(jī)，每組溝安裝一個(gè)，工藝示意圖見(jiàn)圖江西理工大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1618。設(shè)計(jì)有效深度一般為 ～ ，溝中的流速，由于曝氣機(jī)周?chē)木植繀^(qū)域的能量強(qiáng)度比傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池中的強(qiáng)度高得多，因此氧的轉(zhuǎn)移效率大大提高。實(shí)踐證明該工藝具有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。表 17 國(guó)內(nèi)采用卡羅塞氧化溝廠家及其各項(xiàng)特征廠（站）名 處理對(duì)象 規(guī)模 形式與功能特征昆明市蘭花溝污水處理廠 城市污水 55000（m 3/d） 6 廊道用于脫氮除磷桂林市東區(qū)污水處理廠 城市污水 40000（m 3/d） 4 廊上海龍華肉聯(lián)廢水處理廠 肉聯(lián)廢水 1200（m 3/d） 4 廊山西針織廠廢水處理站 紡織廢水 5000（m 3/d） 污水處理廠構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)污水處理廠各構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)見(jiàn)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 18。在進(jìn)行污水處理廠廠區(qū)平面規(guī)劃布置時(shí)，應(yīng)考慮的一般原則如下：處理構(gòu)筑物是污水處理廠的主體建筑物，在作平面圖布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能要求和水力要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，確定它們?cè)趶S區(qū)內(nèi)平面的位置，對(duì)此應(yīng)考慮：（1）處理構(gòu)筑物應(yīng)盡可能地按流程順序布置，以避免管線迂回曲折，同時(shí)應(yīng)充分利用地形，以減少土方量，并避開(kāi)劣質(zhì)土壤地段；（2）構(gòu)筑物之間的距離應(yīng)考慮敷設(shè)管渠的位置、運(yùn)轉(zhuǎn)管理的需要和施工的要求，一般采用 5～10m；（3）污泥處理構(gòu)筑物盡可能布置成單獨(dú)的組合，以策安全并方便管理。、渠的平面布置（1）在各處理構(gòu)筑物之間，設(shè)有貫通、連接的管、渠。污水和污泥管應(yīng)盡可能考慮重力自流。污水處理廠內(nèi)的輔助建筑物有：辦公室、集中控制室、水質(zhì)分析化驗(yàn)室、變電所、機(jī)修間、倉(cāng)庫(kù)、食堂等。（1）輔助構(gòu)筑物的位置應(yīng)根據(jù)方便、安全等原則確定?；?yàn)室應(yīng)遠(yuǎn)離機(jī)器間和污泥干化場(chǎng)，以保證良好的工江西理工大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)19作條件。（3）在污水處理廠內(nèi)應(yīng)合理的修筑道路，方便運(yùn)輸，廣為植樹(shù)綠化美化廠區(qū)，改善衛(wèi)生條件?？偲矫娌贾脠D可根據(jù)污水廠的規(guī)模采用 1∶200～1∶1000 比例尺的地形圖繪制，常用的比例尺為 1∶500，本設(shè)計(jì)中采用 1∶400。 污水處理廠的高程布置在進(jìn)行平面布置的同時(shí)，必須進(jìn)行高程布置，以確定各處理構(gòu)筑物及連接管渠的高程，并繪制處理流程的縱斷面圖，其比例一般采用：縱向1∶50～ 1∶100，橫向 1∶500～1∶ 1000。在整個(gè)污水處理過(guò)程中，應(yīng)盡可能使污水和污泥為重力流，但在多數(shù)情況下須抽升。此外，還應(yīng)考慮污水廠擴(kuò)建時(shí)預(yù)留的儲(chǔ)備水頭。當(dāng)有兩個(gè)以上并聯(lián)運(yùn)行的構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)考慮某一構(gòu)筑物發(fā)生故障時(shí)，其余構(gòu)筑物須負(fù)擔(dān)全部流量的情況。因此，必須留有充分的余地，以防止水頭不夠而發(fā)生涌水現(xiàn)象。（4）各處理構(gòu)筑物水頭損失（包括進(jìn)出水渠的水頭損失） ，可按表 19 估算。（6）設(shè)置終點(diǎn)泵站的污水處理廠，水力計(jì)算常以按納處理后污水水體的最水位作為起點(diǎn)，逆污水處理流程向倒推計(jì)算，以使處理后污水在洪水季節(jié)也能自流排出，而水泵需要的揚(yáng)程則較小，運(yùn)行費(fèi)用也較低。污水處理構(gòu)筑物高程布置的主要任務(wù)是：確定各處理構(gòu)筑物的標(biāo)高，確定各消息構(gòu)筑物之間連接管的尺寸及標(biāo)高，確定各處理構(gòu)筑物的水面標(biāo)高，從而能夠使污水沿處理構(gòu)筑物之間順暢流動(dòng)，保證污水廠正常運(yùn)行。因此，在污水高程布置上主要考慮土方平衡，設(shè)計(jì)中以氧化溝為基準(zhǔn)，確定氧化溝水面標(biāo)高為 ，由此向兩邊推算其他構(gòu)筑物高程。計(jì)算結(jié)果出水口水面標(biāo)高 ，高于最高洪水位 。污水處理廠的高程布置見(jiàn)圖 110。為保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，應(yīng)盡可能減少污染物的排放量?？紤]到實(shí)際工程中存在各種情況，本設(shè)計(jì)中對(duì)污水管道系統(tǒng)提出兩種不同的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)的綜合比較，來(lái)確定最桂工程設(shè)計(jì)方案，而雨水管道系統(tǒng)采用一種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 街區(qū)編號(hào)并計(jì)算面積、比流量將各街區(qū)編上號(hào)碼，并按各街區(qū)的平面范圍計(jì)算它們的面積。d)；Ⅱ區(qū)人口 34 萬(wàn)人，污水量標(biāo)準(zhǔn) 130L/(人 經(jīng)計(jì)算統(tǒng)計(jì)， Ⅰ區(qū)街區(qū)面積總計(jì) ,Ⅱ區(qū)街區(qū)面積總計(jì) 。Ⅰ區(qū)比流量： [L/(shm2)]79632 劃分設(shè)計(jì)管段并計(jì)算設(shè)計(jì)流量由原始資料可知，A 市存在兩家工業(yè)企業(yè)和一個(gè)火車(chē)站，其排水量如下：A 廠最大時(shí)排水量 450m3/h,設(shè)計(jì)秒流量 125L/s；B 廠最大時(shí)排水量 320m3/h,設(shè)計(jì)秒流量 89L/s；火車(chē)站最大時(shí)排水量 280m3/h,設(shè)計(jì)秒流量 78L/s。按照我國(guó)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB500142022） ，綜合生活污