【正文】 是保障人民健康和造福子孫后代的大事；從衛(wèi)生上講，排水工程的興建對保障人民健康具有深遠(yuǎn)的意義；對預(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)濟上講，城市污水資源化，可重復(fù)利用于城市或工業(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)濟效益。這樣才能實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。黑龍江省中部A市，城市面積約為1120公頃，城市人口約28萬，是一座中等城市。其地勢走向為一區(qū)由東北向西南走向，二區(qū)為西北向東南走向。由于城市沒有污水處理設(shè)施，所以整個城市污水，工業(yè)廢水一直沒有經(jīng)過任何處理而直接排入河流，導(dǎo)致河流嚴(yán)重污染。該項目對改善城市河流環(huán)境，保護(hù)人民身體健康，加速城市現(xiàn)代化建設(shè)具有重要的意義。日）Ⅰ區(qū)260180Ⅱ區(qū)230200 工業(yè)企業(yè)與公用建筑的排水量水質(zhì)資料表25 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SSCODBOD總氮總磷PH水溫℃亞麻廠12001201501500600803018制革廠600060012012005001001820學(xué)校1200100150600260501020 研究設(shè)計內(nèi)容按照A市提供的設(shè)計資料和任務(wù)書，本次設(shè)計主要范圍包括：排水體制的確定、污水管道定線、管網(wǎng)水力計算、方案技術(shù)經(jīng)濟比較、污水廠設(shè)計、城市污水總泵站工藝設(shè)計、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)行詳盡的水力計算與高程計算。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。對其進(jìn)行設(shè)計計算時，確定包括有關(guān)設(shè)計參數(shù)、負(fù)荷、尺寸與所需的材料、規(guī)格等。 繪圖要求，圖紙規(guī)格為一號圖紙。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。，要求沿污泥流動距離最長、水頭損失最大的流程，并控制最大設(shè)計流量進(jìn)行高程計算，以此來繪制高程剖面圖。橫向比例：1：500～1000；縱向比例：1：50～100。同時體制的選擇也影響排水系統(tǒng)工程的總投資和初期投資費用。排水系統(tǒng)的體制一般分為合流制和分流制兩種類型。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(nèi)排除的系統(tǒng)。在城市中，完全分流制排水系統(tǒng)具有污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)；而不完全分流制只具有污水排水系統(tǒng)，而未建雨水排水系統(tǒng)，雨水沿天然地面、街道邊溝、水渠等原有渠道系統(tǒng)排泄，或者為了補充原有渠道輸水能力的不足而修建部分雨水管道，待城市進(jìn)一步發(fā)展再修建雨水排水系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成完全分流制排水系統(tǒng)。分流制是將城市污水全部送入污水廠進(jìn)行處理。近年來，國外對雨水徑流的水質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雨水徑流特別是初降雨水徑流對水體的污染相當(dāng)嚴(yán)重，甚至提出對雨水徑流也要嚴(yán)格控制。從造價方面看，據(jù)國外有的經(jīng)驗認(rèn)為合流制派誰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要高。從初期投資來看，不完全分流制因為初期只建污水排水系統(tǒng)，因而可節(jié)省初期投資費用，此外，又可以縮短工期，發(fā)揮工程效益也快。所以，我國過去很多新建的工業(yè)基地和居住區(qū)均采用不完全分流制排水系統(tǒng)。而分流制排水系統(tǒng)可以保持管內(nèi)的流速，不致發(fā)生沉淀，同時，流入污水廠的水量和水質(zhì)比合流質(zhì)變化小的多，污水廠的運行易于控制。它可以節(jié)省投資，又可以縮短工期，發(fā)揮工程效益快。 排水系統(tǒng)的布置形式 排水系統(tǒng)布置形式的選擇城市、居住區(qū)或工業(yè)企業(yè)的排水系統(tǒng)在平面上的布置，隨地形、豎向規(guī)劃、污水廠的位置、土壤條件、河流位置，以及污水的種類和污染程度等因素而定。 排水方案的確定根據(jù)A市地形地貌特點，結(jié)合該市的實際情況，經(jīng)多方比較，在規(guī)劃設(shè)計中擬訂兩套方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較。圖32 定線方案Ⅱ示意圖 排水管網(wǎng)水力計算本設(shè)計選用圓形混凝土管，污水是按管道坡度從高到低流動，并且均假設(shè)為均勻流。水力計算的設(shè)計數(shù)據(jù)：：在設(shè)計流量下，污水在管道中的水深h和管道直徑D的比值。設(shè)計污水流速增大時，可能產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象，甚至損壞管道；流速緩慢時，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)計流速為10m/s,非金屬管道最大設(shè)計流速為5m/s。故在設(shè)計中常規(guī)定一個允許最小管徑。它相當(dāng)于管內(nèi)流速為最小設(shè)計流速時的管道坡度；當(dāng)給定設(shè)計充滿度條件下，管徑越大，相應(yīng)的最小設(shè)計流速時的最小設(shè)計坡度也就越小。因此，合理地確定管道埋深對于降低工程造價尤為明顯。但覆土厚度應(yīng)有一個最小的極限值，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，因此沒有必要把整個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?！?。故街道污水管網(wǎng)起端的最小埋深H按下式計算：式中 ——街坊起點最小埋深（m）；——街道污水管起點檢查井地面標(biāo)高（m）；——街坊起點檢查井處地面標(biāo)高（m）；——街坊污水管和連接支管坡度；圖33 街坊管道示意圖——街坊污水管和連接支管總長度（m）；——連接支管和街道污水管的管底標(biāo)高差（m）。從這三個數(shù)值中選最大的設(shè)計深度。因此，在設(shè)計中需擬定最大埋深。 在管道水力計算中還應(yīng)注意以下問題，以控制整個系統(tǒng)埋深；；，僅當(dāng)?shù)孛嫫露却蠼拥狡露刃〉墓艿郎蠒r，；；。各符號意義如下:⑴ 計算管段管長 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 HBD⑾ 管道每延長米造價 ZJL⑿ 管道起端設(shè)計流速 VN整個管網(wǎng)工程造價最低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)計流量 QK(N) ⑸ 設(shè)計流量 QS(N)⑹ 管徑 D(N)⑺ 地面平均坡度 ID(N)⑻ 管道坡度 I(N)⑼ 流速 V(N)⑽ 管道內(nèi)水面標(biāo)高 HH(N)⑾ 充滿度 H/D(N)⑿ 管段降落高度 HIL(N)⒀ 第N各管段起端管底標(biāo)高 HG(N,2)水面標(biāo)高 HS(N,2)埋 深 HM(N,2)⒁ 第N各管段末端管底標(biāo)高 HG(N+1,1)水面標(biāo)高 HS(N+1,1)埋 深 HM(N+1,1)⒂ 跌水高度 HDS(N)⒃ 第N管段工程造價 ZJ(N)⒄ 一條管道造價 ZJ⒅ 總造價 ZZJ⒆ 下標(biāo)變量 N⒇ K，M：所計算管段起末端檢查井編號計算結(jié)果見附錄1。穿越鐵路管段編號7980、9091，L=580、800m， D800、900mm,穿越鐵路50m,穿越鐵路管段長50m。 穿越鐵路管段編號8990、9697，L=800、580m， D=900、800mm，穿越鐵路50m,過河管段為105106，L=340m，D=1000m,過河280m 則排水管網(wǎng)部分基價元兩方案總造價相差48713元，故從技術(shù)經(jīng)濟方面考慮，優(yōu)選方案Ⅱ。隨著化肥、洗滌劑和農(nóng)藥的普遍應(yīng)用，污水中的氮、磷含量有了增加，其對環(huán)境的影響逐漸引起人們的重視。因此，有效的降低水中的氨氮、磷的含量以成為現(xiàn)代廢水處理技術(shù)的一項新課題。該工藝是在上世紀(jì)70年代，由美國的一些專家在厭氧好氧法脫氮的工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的，其宗旨是開發(fā)一項能夠同步脫氮除磷的污水處理工藝。在厭氧（缺氧）好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量繁殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100。運行中無須投藥，兩個A段只需輕緩攪拌，以不增加溶解氧為度，運行費用低。污水廠工藝流程如下：泵站 沉砂池 初沉池 A/O反應(yīng)池 二沉池 消毒接觸池 計量堰氣浮濃縮池貯泥池 脫水機 污水量及污水處理程度的計算 污水設(shè)計流量: Q平=Q平生活+Q平企業(yè)=+++ = =2．設(shè)計流量：Q設(shè)= 設(shè)計人口數(shù)根據(jù)工業(yè)廢水量和工業(yè)廢水中含有的懸浮物濃度和生化需氧量濃度，折算成工業(yè)廢水的當(dāng)量人口數(shù)。d)和 45g/(r據(jù)此，工業(yè)廢水折合當(dāng)量人口數(shù)如表3—1所示。表4—2 設(shè)計人口數(shù)計算表污水來源設(shè)計人口數(shù)/人按SS計算按計算居住區(qū)生活污水277565277565工廠區(qū)工業(yè)廢水23200134400合計300765411965 污水水質(zhì)污染程度計算每人每日生活污水排放量:Qs===它是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，被安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大懸浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運行。明渠內(nèi)有效水深h1＝，水流速度V1=，則明渠寬B1＝Qmax/(V1*h1)=(*)=.圖41 格柵設(shè)計草圖格柵：設(shè)計流量Qs＝，,格柵傾角700，柵條間隙e=20mm.n===56，取柵條寬度s=B=s*(n1)+e*n=*(561)+*56=設(shè)進(jìn)水渠寬B=，漸寬部分展角α1=200，,l1===，柵槽與出水渠連接處的漸窄部分長度l2====4．過柵水頭損失h=β（）**sinα*k，β——，k系數(shù)取3h1=*（）**sin700*3=5．柵后槽總高度取柵前渠道超高h(yuǎn)2=，柵前槽高H1=h+h2=+=H=h+h1+h2=++=6．柵槽總長度L=l1+l2+++=++++=7．每日柵渣量，取W1=W===采用機械清渣裝置，將柵渣裝入吊車運走。一般設(shè)于初次沉淀池之前，以減輕沉淀池的負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的條件。本設(shè)計中采用平流沉砂池。污水廠的設(shè)計流量 Q設(shè)=,，其=1．水流垂直分速度設(shè)2. 沙粒平均沉降速度 4．水流斷面積A===5．池總寬度設(shè)n=5，每格寬b= B=nb=5*=6m6．有效水深7. 長度 8. 最大設(shè)計流量時的流行時間 9．沉砂室計算（1）沉砂室所需容積：設(shè)沉砂室清除沉砂的時間間隔為T=2日，KZ=，X取30m3/106m3V==（2）每個沉砂斗容積V0設(shè)每格沉砂池有二個沉砂斗，V0==（3）砂斗各部分尺寸設(shè)斗底寬a1=，斗壁與水平面的傾角400，斗高h(yuǎn)3=沉砂斗上口寬a=+=沉砂斗容積v= m3﹥8．沉砂室高度擬采用重力排沙，坡向砂斗。配水槽尺寸為：。為避免異重流的影響，采用潛孔入流，～。將代入式式中，得m。槽尺寸：故沉砂池總的水頭損失(head loss)為：m按經(jīng)驗，考慮到未計算損失，取m 初次沉淀池初次沉淀池的作用是對污水中的以無機物為主的比重大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離。其特點是：（采用中間進(jìn)水，周邊出水），運行較好，管理簡單；，設(shè)備已趨于定型；，沉降效果較差；，對施工要求高；；、中型污水處理廠。⑿ 浮渣收集浮渣用浮渣刮板收集，設(shè)一浮渣箱定期清渣，刮渣板裝在刮泥衍架的一側(cè)，在出水堰前設(shè)置浮渣擋板，排渣管DN200,渣井設(shè)有格柵截流,一周刮兩次。⒀ 其他管路設(shè)計超越管線用集配水井中的超越閥門代替. 初沉池采用集配水井，內(nèi)側(cè)配水，外側(cè)排水，尺寸為：配水井直徑4m,集水井直徑6m。閘門及彎頭水頭損失：m漸縮部分：下端mm；上端mm；高度m；水頭損失m進(jìn)水采用潛孔入流，潛孔高度：m，內(nèi)徑m，外徑m，平均直徑m設(shè)8個潛孔，則潛孔面積:m2潛孔速度:m/s潛孔水頭損失:m中心導(dǎo)流筒按流速規(guī)定，取m/s，則導(dǎo)流筒有效面積:m2導(dǎo)流筒內(nèi)徑:,。⑵ 采用三角堰出水用明渠方法計算出水槽：。單個堰流量m3/s根據(jù)《給排水設(shè)計手冊》第一冊，第575頁，三角堰過堰流量代入m3/s，可求得過堰水深m，則初沉池出水水頭損失為m綜合得出初沉池進(jìn)水總損失為m⑷ 水由槽流到一個出水渠，渠底接DN800的管回流至集配水井外圈。 池設(shè)計計算本設(shè)計生化處理部分采用即厭氧缺氧好氧同步脫氮除磷工藝，達(dá)到同時去處水中、SS