畢業(yè)設計---排水管網(wǎng)及污水處理廠設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　題 目：德城排水管網(wǎng)及污水處理廠設計</p><p>　　院 （部）：市政與環(huán)境工程學院</p><p>　　專 業(yè)：給水排水工程</p><p><b>　　1前 言</b></p><

2、p>　　德州市位于北緯36°24'-38°0'、東經(jīng)115°45'-117°24'之間，黃河下游北岸，山東省西北部。北依河北省，南鄰省會濟南，西接山西煤炭基地，東連勝利油田及膠東半島，處于華北、華東兩大經(jīng)濟區(qū)連結(jié)帶和環(huán)渤海經(jīng)濟圈、黃河三角洲以及“大京九”經(jīng)濟開發(fā)帶交匯區(qū)內(nèi)，兼具沿海與內(nèi)陸雙重優(yōu)勢。德州自古就有“九達天衢”、“神京門戶”之稱，是華東、華北重要的交

3、通樞紐。京滬、德石、濟邯三條鐵路在這里交匯，5條國道、14條省道在境內(nèi)縱橫交錯。京福高速公路貫穿南北，濟聊、青銀高速公路穿境而過。德州市轄德城區(qū)、樂陵市、禹城市和齊河、平原、夏津、武城、陵縣、臨邑、寧津、慶云一區(qū)二市八縣，總面積10356平方公里。</p><p>　　德州屬暖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，四季分明，雨量適中，光照充足，無霜期長，土地廣闊而肥沃。全市土地總面積1217.9萬畝，其中耕地1285.17萬畝，

4、墾殖率達67%，每個農(nóng)業(yè)人口平均近2畝。可供墾殖的后備土地還有百萬畝。土壤質(zhì)地，砂質(zhì)土占84.34%，粘質(zhì)土占4.63%，適宜小麥、玉米等糧食作物和棉花、油料、瓜菜等經(jīng)濟作物的種植。其中宜棉面積達800萬畝之多，是全省、全國商品棉基地之一。德州水資源豐富。地上，黃河水可供利用；地下，可供開采的淡水有147765萬立方米。</p><p>　　德州地區(qū)始建于1950年5月，系由原渤海區(qū)的滄南、濼北兩專區(qū)合并而成。1

5、994年，撤銷德州地區(qū)和縣級德州市，設立地級德州市，市人民政府駐原德州地區(qū)行署駐地。德州市設立德城區(qū)，以原縣級德州市的行政區(qū)域為德城區(qū)的行政區(qū)域，區(qū)人民政府駐原縣級德州市人民政府駐地。截至2003年12月31日，全市共有11個街道、80個鎮(zhèn)、34個鄉(xiāng)，2008年末全市戶籍總?cè)丝?64.19萬人。</p><p>　　德州市城市總體規(guī)劃確定城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)為：“強化軸向骨架生長，構(gòu)建指狀城鎮(zhèn)空間”，最終形成“一帶兩

6、翼”的城鎮(zhèn)空間格局。規(guī)劃確定城市用地發(fā)展的方向為：城市空間向東跨越發(fā)展，規(guī)劃形成“老城組團、新城組團、東部組團”三大組團式城市結(jié)構(gòu)；確定城市主要職能為冀魯兩省交界地區(qū)的門戶；魯西北、冀東南物資集散、交通運輸中心和信息樞紐；中國太陽能源基地；山東省重要的電力能源基地；魯西北重要的制造業(yè)基地；德州市域的政治經(jīng)濟和文化中心。規(guī)劃確定了近期建設用地方向：重點是開發(fā)河東新城，未來幾年內(nèi)，新城將圍繞行政中心、長河公園以及商業(yè)金融中心等建設進行配套設

7、施的完善，經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和天衢工業(yè)園繼續(xù)發(fā)展，老城區(qū)逐步進行改造。遠景德州的城市空間將跨過市區(qū)東部京滬客運專線，向東進一步拓展，陵縣成為城市新的發(fā)展組團。</p><p><b>　　設計任務書</b></p><p>　　1、設計題目： 德城排水管網(wǎng)及污水處理廠設計</p><p>　　2、在完成設計任務工作中，應進行排水工程中所有

8、的工藝計算，水力計算，繪制圖紙，并對至少兩個建筑物（如泵站、曝氣池等）進行細部工藝設計。</p><p><b>　　3、設計的原始資料</b></p><p><b>　　城市總體規(guī)劃圖一張</b></p><p>　　城市各區(qū)的人口密度與排水量標準</p><p>　　街坊人口密度：150人/公

9、頃；排水量標準：140 L/(人?d)</p><p>　　城市或工廠位于 華北地區(qū) 。</p><p>　　沿總干管的地下土壤為 砂質(zhì)粘土 ，平均地下水位在地表以下 3.0m 。</p><p>　　污水處理廠的地下土壤為 砂質(zhì)粘土 ，平均地下水位在地表以下 3.0m 。</p><p><b>　　工業(yè)企業(yè)的排水情況&l

10、t;/b></p><p>　　第一工業(yè)企業(yè) A ，分 3 班工作，生產(chǎn)污水的日排水量 1000 m3/d，最大班排水量為 500 m3/班，工人總數(shù)為 600 人，最大班為 300 人。</p><p>　　COD 800 mg/L，BOD5 350 mg/L，SS 300 mg/L。</p><p>　　第二工業(yè)企業(yè)

11、B 分 2 班工作，生產(chǎn)污水的日排水量為 1500 m3/d，最大班排水量為 900 m3/班，工人總數(shù) 1000 人，最大班為 600 人，COD為 600 mg/L，BOD5為 300 mg/L，SS為 250 mg/L。</p><p>　　第三企業(yè) C 分 3 班工作，生產(chǎn)污水的日排水量為 800 m3/d，最大班排水量為 m3/班，工人總

12、數(shù) 200 人，最大班為 100 人，COD為 400 mg/L，BOD5為 50 mg/L，SS為 100 mg/L。</p><p>　?。?）排入水體的水文資料</p><p>　　水體的最小流量 5 m3/s，相應的水流速度 2 m/s，污水處理廠排放口上游最小流量時水中溶解氧為 4 mg/L，排放口處水體的最高水位

13、 m，最低水位 m，最低水位 m，最低水位的河寬 10m 。</p><p><b>　?。?）氣象資料</b></p><p>　　年平均氣溫 14.2 ℃ 月平均最低氣溫 -9.7℃</p><p>　　月平均最高氣溫 32.1 ℃ 最高氣溫 42.5℃</p&

14、gt;<p>　　最低氣溫 -15.4 ℃ 年平均降雨量 685mm</p><p>　　溫度在－10℃以下為 20 天 相對濕度為 54%</p><p>　　溫度在 0℃以下為 60 天 蒸發(fā)量</p><p>　　冰凍線深 44cm 主風向<

15、;/p><p>　　4. 污水處理廠出水要求達到GB18918-2002一級B標準。 </p><p>　　5、畢業(yè)設計說明書中應包括的內(nèi)容</p><p><b>　　外文資料翻譯;</b></p><p>　　污水流量與水質(zhì)的計算；</p><p>　　說明并論述管路系統(tǒng)布置的理由；</p&

16、gt;<p>　　控制支干管的水力計算；</p><p>　　總泵站或區(qū)域泵站的計算，壓力管路的計算和細部工藝設計；</p><p>　　設計中所選用的污水處理之闡述（包括方案比較）；</p><p>　　污水處理廠所有污水處理構(gòu)筑物的工藝計算，以及污水流程與污泥流程的水力計算和高程設計；</p><p>　　污水處理廠的指定的

17、處理構(gòu)筑物之細部工藝設計。</p><p><b>　　3總體設計</b></p><p>　　3.1城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的確定</p><p>　　排水系統(tǒng)是指排水的收集、輸送、利用以及排放等設施以一定方式組合成的總體。城市污水排水系統(tǒng)主要有以下及部分組成：（1）室內(nèi)污水管道系統(tǒng)及設備；（2）室外污水管道系統(tǒng)，主要包括居住小區(qū)污水管道系統(tǒng)、街道污水管

18、道系統(tǒng)和管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物；（3）污水泵站及壓力管道；（4）污水廠；（5）出水口及事故排出口。</p><p>　　在確定城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)時，主要考慮以下兩方面的內(nèi)容：一是排水系統(tǒng)的體制，一是排水系統(tǒng)的布置形式。</p><p>　　本設計布置兩套城鎮(zhèn)管網(wǎng)排水系統(tǒng)，然后進行方案比較，最終確定較優(yōu)的方案。下面將對方案比較進行敘述。</p><p>　　污水處理廠位置擬

19、設置于城北漳衛(wèi)新河東側(cè)，由于德州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)南北較長，但是地勢落差不大，因此管道埋深較大，需要設置中途泵站</p><p>　　3.2城鎮(zhèn)污水處理工藝流程的確定</p><p>　　污水處理工藝流程系指在保證處理水達到所要求的處理程度的前提下，所采用的污水處理技術各單元的有機組合。</p><p>　　在處理工藝流程選定的同時，還需要考慮確定各處理構(gòu)筑物的型式，兩者互

20、相制約，互為影響。</p><p>　　污水處理工藝流程的確定，主要以下列各項因素作為依據(jù)。(1)污水的處理程度(這是污水處理工藝流程確定的主要依據(jù))；(2)工程造價與運行費用；(3)當?shù)氐母黜棗l件；(4)原污水的水量與污水流入工況。</p><p>　　核心工藝方面：本設計要求處理程度達到一級B標準，需要脫氮除磷，可選用氧化溝和A2/O工藝，考慮到水廠占地面積的問題，因此選用A2/O工藝

21、。</p><p>　　構(gòu)筑物方面：第一組是粗格柵、細格柵、曝氣沉砂池、平流沉淀池、輻流二沉池、平流式消毒接觸池；第二組是中格柵、細格柵、平流沉砂池、平流沉淀池、輻流二沉池、平流式消毒接觸池?？紤]到粗格柵后面是提升泵站，為了給提升泵減小壓力，因此采用中格柵，攔截更多的污渣。由于工藝上選用的是A2/O工藝，即厭氧-缺氧-好氧工藝，考慮到曝氣沉砂池會對后面核心工藝的厭氧與缺氧段造成影響，所以采用平流沉砂池。</

22、p><p>　　根據(jù)以上因素確定的污水處理流程及其構(gòu)筑物如圖3.1：</p><p>　　原水中格柵泵房細格柵輔流沉砂池平流沉淀池反應池輔流沉淀池消毒池出水</p><p>　　圖3.1 污水處理流程及處理構(gòu)筑物</p><p><b>　　3.3小結(jié)</b></p><p>　　本章節(jié)已經(jīng)將設計的

23、排水系統(tǒng)以及污水處理工藝的概況做了簡單的說明，下面將是對這兩部分的詳細計算與設計。</p><p><b>　　4城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)設計</b></p><p>　　4.1排水系統(tǒng)體制的確定</p><p>　　排水系統(tǒng)是指排水的收集、輸送、利用以及排放等設施以一定方式組合成的總體。城市污水排水系統(tǒng)主要有以下及部分組成：（1）室內(nèi)污水管道系統(tǒng)及設備；

24、（2）室外污水管道系統(tǒng)，主要包括居住小區(qū)污水管道系統(tǒng)、街道污水管道系統(tǒng)和管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物；（3）污水泵站及壓力管道；（4）污水廠；（5）出水口及事故排出口。</p><p>　　在確定城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)時，主要考慮一下兩方面的內(nèi)容：一是排水系統(tǒng)的體制，一是排水系統(tǒng)的布置形式。下面分別就本設計中排水體制和排水系統(tǒng)的布置形式做一簡單的介紹，繼而進行污水管網(wǎng)的設計計算。</p><p>　　排水

25、管網(wǎng)的布置原則如下：</p><p>　　(1)按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當?shù)貙嶋H情況布置排水管網(wǎng)，要進行多方面經(jīng)濟比較；</p><p>　　(2)先確定排水區(qū)域和排水體制，然后布置排水管網(wǎng)，應按從主干管、干管到支管的順序進行布置；</p><p>　　(3)充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管線最短和埋深最??；</p><p>　　

26、(4)協(xié)調(diào)好與其他管道、電纜和道路等工程的關系，考慮好與企業(yè)內(nèi)部管網(wǎng)的銜接；</p><p>　　(5)規(guī)劃時要考慮到使管渠的施工、運行和維護方便；</p><p>　　(6)遠近期規(guī)劃相結(jié)合，考慮發(fā)展，盡可能安排分期施工。</p><p>　　排水系統(tǒng)體制分為合流制和分流制，下面將其優(yōu)缺點列入表4.1中：</p><p>　　表4.1 排水

27、體制比較表</p><p>　　本設計采用分流制排水體制，但是不考慮雨水。</p><p><b>　　4.2污水管道布置</b></p><p>　　首先，根據(jù)地形劃分排水領域。從原始資料所給的總平面圖中可以看出，地形較平坦無顯著分水線，故根據(jù)面積的大小及城市布局來劃分排水領域，以使各相鄰流域的管道系統(tǒng)能合理分擔排水面積，使干管在最小合理埋深

28、情況下，流域內(nèi)污水能以自流方式接入。</p><p>　　其次，確定污水管道的布置形式，主干管、干管、街道支管的位置和流向，并確定主要泵站、污水處理廠及出水口的位置。在本設計中，城鎮(zhèn)地形是南高北低，地勢向水體適當傾斜，并且坡度不大，城鎮(zhèn)地形較為平坦。對于支管系統(tǒng)，由于各街區(qū)面積均不太大，故采用低邊式布置。又考慮到各污水管道無法避開溝渠及主要道路，故管道必須穿溝渠，可根據(jù)具體情況采用倒虹管、管橋或其他工程設施。本設

29、計污水管道系統(tǒng)的具體布置參見城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)平面布置圖。</p><p>　　4.3污水管道的水力計算</p><p>　　4.3.1街區(qū)編號及其面積</p><p>　　將各街區(qū)編上號碼(編號見附錄)，并按各街區(qū)的平面范圍計算它們的面積（以“公頃”即10000m2計），將結(jié)果列入表4.2中(單位：ha)。</p><p>　　表4.2 區(qū)域編號

30、及面積</p><p><b>　　表4-2續(xù)</b></p><p>　　面積合計：3513.45ha。</p><p>　　4.3.2計算設計流量</p><p>　　本設計中，各設計管段的設計流量列表進行計算。節(jié)點標號及街區(qū)排放情況見附錄。</p><p>　　本設計中，總設計流量為8000

31、0 m3/d，總面積為3513.45ha，綜合用水定額為140L/( cap·d)，則每10000m2,即每公頃（ha）街區(qū)面積的生活污水平均流量，即比流量為：</p><p><b>　　q0</b></p><p>　　由此可根據(jù)公式求得各設計管段的本段流量q1，再加上轉(zhuǎn)輸流量q2，即為各設計管段的生活污水設計流量Q1，設計流量再加上集中流量，即為該設計

32、管段的設計流量Q。</p><p>　　其計算結(jié)果如表4.3所示。</p><p>　　由流量計算可知，該城鎮(zhèn)污水設計流量為769.18L/S。</p><p>　　表4.3 污水干管設計流量計算表</p><p><b>　　4.3.3設計參數(shù)</b></p><p><b>　　1.

33、設計充滿度</b></p><p>　　污水管道按的非滿流設計。我國《室外排水設計規(guī)范》規(guī)定了污水管道的最大充滿度。</p><p><b>　　2.設計流速</b></p><p>　　在設計充滿度的情況下，通過設計流量時的污水流速稱作設計流速。為了防止污水中泥沙顆粒沉淀產(chǎn)生淤積，阻塞管道，規(guī)定污水管道的最小設計流速為0.6m/s

34、。為了防止因流速過大對污水管道造成沖刷損壞，規(guī)定金屬管道的最大設計流速為10m/s，非金屬管道的設計流速為5m/s。本市最小流速控制在0.6m/s。</p><p>　　3.最小管徑和最小設計坡度</p><p>　　為了有利于污水管道的養(yǎng)護，對污水管的最小管徑和最小設計坡度做了明確規(guī)定，當計算所規(guī)定的污水管道管徑小于最小設計管徑時，采用最小設計管徑；這種管段稱作不計算管段。我國《室外排水

35、設計規(guī)范》規(guī)定了最小管徑和最小設計坡度。</p><p><b>　　具體規(guī)定是：</b></p><p>　　a.管徑200mm，最小設計坡度0.004；管徑300mm，最小設計坡度0.003。</p><p>　　b.在街區(qū)和廠區(qū)內(nèi)最小管徑為200mm，在街道下為300mm；本設計在街道下最小管徑為300mm最小設計坡度0.003。<

36、/p><p>　　4.污水管道的埋設深度</p><p>　　設計依據(jù)：污水管網(wǎng)占污水工程總投資的50%~75%，而構(gòu)成污水管道造價的挖填溝槽、溝槽支撐、濕土排水、管道基礎、管道鋪設各部分的比重，與管道的埋設深度及開槽支撐方式有很大關系。因此合理的確定管道埋深對降低工程造價是十分重要的。最小埋深考慮因素：</p><p>　　a. 必須防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損

37、壞管道</p><p>　　《室外排水設計規(guī)范》規(guī)定：無保溫措施的生活污水和生活污水接近的工業(yè)廢水管道,管底可埋設在冰凍線以上0.15m。</p><p>　　b. 必須防止管壁因地面荷載而受到破壞</p><p>　　考慮并結(jié)合各地埋管經(jīng)驗,車行道下污水覆土厚度不宜小于0.70m。</p><p>　　c. 必須滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求

38、 </p><p>　　污水出戶管得最小埋深一般采用0.5～0.7m,所以街坊污水管道起點最小埋深一般采用0.6～0.7m。綜合考慮本市情況,本市最小埋深采用1.0m。</p><p>　　最大埋設深度: 一般干燥土壤中,最大埋深不超過7～8m。 </p><p><b>　　5.污水管銜接</b></p><p>　

39、　管徑相同采用水面平接； 管徑不同選用管頂平接;不計算管間及不及算管段與計算管段間采用管頂平接</p><p>　　a.不計算管段坡度較大,一般不會造成以下情況：因上游管段中形成回水而淤積。</p><p>　　b.因不計算管段的充滿度較大,即使形成部分淤積也不影響污水正常排出。</p><p><b>　　6.管材的選擇</b></p&

40、gt;<p>　?。?）原則：選擇管材時應綜和考慮技術經(jīng)濟及其他方面的因素。</p><p>　?。?）各種管道的優(yōu)缺點比較見表4.4</p><p><b>　　表4.4管材比較</b></p><p>　　根據(jù)本市的情況綜合考慮,選用鋼筋混凝土管。</p><p><b>　　4.3.4水力計

41、算</b></p><p><b>　　一、水力計算方法</b></p><p>　　污水管道水力計算的任務是，在已知污水流量的情況下，根據(jù)地形條件來確定污水管道的管徑、設計坡度、流速和充滿度。其中流量已知，必須先確定管徑后，查圖表確定其他3個參數(shù)。由于2個參數(shù)才能計算出另2個參數(shù)，因此有多種方案可供選擇，設計結(jié)果不是唯一的。一般增加管徑，可見少設計流速和

42、坡度，減小管道埋深，降低施工費用，但管徑大將增大管材的造價。</p><p>　　對于地勢比較平坦的地區(qū)，可考慮適當增大管徑，以減小管道坡度和埋深；當?shù)貏荼容^陡時，可考慮適當增加管道坡度以減少管徑。</p><p>　　綜合考慮本市情況，采取適當增大管徑，以減小管道坡度和埋深。</p><p>　　二、列表進行水力計算</p><p>　　1

43、.從管道平面布置圖上量出每一設計管段的長度，列入水力計算表的第二項。</p><p>　　將各設計管段的設計流量列入表中第三項。設計管段起迄點檢查井處的地面標高列入表中第10、11項。</p><p>　　2.計算每一設計管段的地面坡度（地面坡度＝地面高差/距離），作為確定管道 坡度時參考。</p><p>　　3.確定起始管段的管徑及設計流速，設計坡度，設計充滿度

44、。</p><p>　　4.確定其它的管段的管徑及設計流速，設計坡度，設計充滿度。</p><p>　　5.計算各管段上端、下端的水面、管底標高及埋設深度：</p><p>　　(1) 根據(jù)設計管段長度和管道坡度求降落量。</p><p>　　(2) 根據(jù)管徑和充滿度求管段的水深。</p><p>　　(3) 確定管網(wǎng)

45、系統(tǒng)的控制點</p><p><b>　　控制點的選擇</b></p><p>　　a. 各條管道的起點大都是這條管道的控制點.這些控制點中離出水口最遠的一點，通常就是整個系統(tǒng)的控制點。</p><p>　　b. 就有相當深度的工廠排出口或某些低洼地區(qū)的管道起點, 也可能是整個系統(tǒng)的控制點。</p><p>　　綜合考慮

46、本市情況各分區(qū)幾個管道起點均選1情況為控制點.各控制點的埋深最小取1.0m。</p><p>　　6.管道縱剖面圖見圖號8、9。</p><p>　　根據(jù)以上要求進行計算，其結(jié)果見表4.5。</p><p>　　三、繪制管段平面圖及污水主干管總剖面圖</p><p>　　根據(jù)相關要求繪制管道平面圖和污水主干管縱斷面圖。</p>

47、<p><b>　　四、水力計算</b></p><p>　　在確定各管段的設計流量后，便可以從上游管段開始一次進行各支管和干管以及主干管各設計管段的水力計算。</p><p>　　污水干管的水力計算目的在于合理、經(jīng)濟地確定管徑、充滿度及坡度，進一步求定管道的埋深。本設計中，水力計算列表進行，管底標高、水面標高、水深、降落量以三位小數(shù)計，管道坡度及地面坡度以

48、四位小數(shù)計，而地面標高與管底埋深以兩位小數(shù)計。水力計算中的數(shù)值v、h/D、I、D力求符合規(guī)范關于設計流速、最大設計充滿度、最小管徑、最小設計坡度的規(guī)定。</p><p><b>　　4.4小結(jié)</b></p><p>　　本章已經(jīng)在總體設計的基礎上對管網(wǎng)進行了詳細的水力計算，計算出了污水廠的相關數(shù)據(jù)，包括流量、標高等。下面將根據(jù)有關數(shù)據(jù)對污水處理廠的相關構(gòu)筑物進行計算

49、與設計。</p><p>　　表4.5 污水干管水力計算表</p><p>　　5城鎮(zhèn)污水處理廠設計</p><p>　　5.1污水設計流量計算</p><p><b>　　1、污水量變化系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)已知條件求出Qd=775.5l/s，則Kz=1.3</p>

50、<p>　　2、污水設計流量計算</p><p>　　(1)居民生活污水設計流量</p><p>　　(2)工業(yè)廢水設計流量Q2=5693m3/d=65.9(l/s)</p><p>　　(3)城市污水設計總流量</p><p><b>　　=1.07m3/s</b></p><p>

51、　　(4)每天平均污水量 Q=Q生+Q工=67000+5693=72693m3/d=0.84m3/s</p><p>　　2.生活污水和工業(yè)廢水混合后污水中各污染物濃度</p><p>　　3.污水處理程度計算</p><p><b>　　5.2一級處理設計</b></p><p><b>　　5.2

52、.1格柵</b></p><p>　　格柵是由一組平行的金屬柵條制成，斜置在污水流經(jīng)的渠道上或水泵前集水井處，用以截留污水中的大塊懸浮雜質(zhì)，以免后續(xù)處理單元的水泵或構(gòu)筑物造成損害。</p><p>　　格柵按照柵條形式分為直棒式格柵、弧形格柵、輻射式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵、活動格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵，柵條間距大于40mm；中格柵，柵條間距為15～35mm；細格柵，柵條間距

53、為3～10mm。按照柵條除渣方式分為人工除渣格柵和機械除渣格柵。按照安裝方式分為獨立設置的格柵和格柵與沉砂池合建一處的格柵。</p><p>　　注：本設計采用獨立設置的中、細格柵。</p><p>　　設計中選擇、中細格柵各二組，N=2，每組格柵均單獨設置，每組格柵的設計流量為0.535m3/s。</p><p><b>　?。ㄒ唬┍们爸懈駯?lt;/b

54、></p><p><b>　　1、格柵的間隙數(shù)</b></p><p>　　n= (5.1)</p><p>　　式中 n---格柵柵條間隙數(shù)(個)；</p><p>　　Q---設計流量(m/s)；</p><p>　　---格柵傾

55、角()；</p><p>　　N---設計格柵組數(shù)(組)；</p><p>　　b---格柵柵條間隙(m)；</p><p>　　h---格柵柵前水深(m)；</p><p>　　v---格柵過柵流速(m/s)。</p><p>　　設計中取h=1.0m,v=0.9m/s,b=0.02 m, =60</p>

56、<p><b>　　n==28個</b></p><p><b>　　2、格柵槽寬度</b></p><p>　　B=S(n-1)+bn (5.2)</p><p>　　式中 B---格柵槽寬度(m)；</p><p>　　S---

57、每根格柵條的寬度(m)；</p><p>　　設計中取S=0.01m，則B=0.01(28-1)+0.0228=0.83m</p><p>　　3、進水渠道漸寬部分的長度</p><p><b>　　(5.3)</b></p><p>　　式中 ---進水渠道漸寬部分的長度(m)；</p><p

58、>　　B1---進水明渠寬度(m)；</p><p>　　---漸寬處角度()，一般采用；</p><p>　　設計中B1=0.5m，=。</p><p>　　4、出水渠道漸窄部分的長度 (5.4)</p><p>　　式中 ---出水渠道漸窄部分的長度(m

59、);</p><p><b>　　=0.45m</b></p><p>　　5、通過格柵的水頭損失</p><p><b>　　(5.5)</b></p><p>　　式中 h1---水頭損失(m)；</p><p>　　---格柵條的阻力系數(shù)，查表=2.42；</

60、p><p>　　k---格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，一般采用k=3。</p><p><b>　　h1=0.10m</b></p><p>　　6、柵前明渠的總高度</p><p>　　H=h+h1+h2 (5.6)</p><p>　

61、　式中 H---柵前明渠的總高度(m)；</p><p>　　h2---明渠超高(m)，一般采用0.3～0.5m。</p><p>　　設計中取h2=0.3m，</p><p>　　H=1.0+0.10+0.3=1.31m</p><p><b>　　7、格柵槽總長度</b></p><p>&

62、lt;b>　　(5.7)</b></p><p>　　式中 L---格柵槽總長度(m)；</p><p>　　---格柵明渠的深度(m)。</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　8、每日柵渣量</b></p><p><

63、b>　　(5.8)</b></p><p>　　式中 W---每日柵渣量(m3/d)；</p><p>　　W1---每日每污水的柵渣量(污水)，查設計手冊根據(jù)格柵間隙可得到相應數(shù)值。</p><p>　　設計中取W1=0.07 污水</p><p><b>　　>2m3/s</b></

64、p><p>　　應采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機降柵渣打包，汽車運走。</p><p><b>　　9、進水與出水渠道</b></p><p>　　城市污水通過DN150mm的管道送入進水渠道，設計中取進水渠道寬度B1=0.9m，進水水深h1=h=1.0m，出水渠道B2=B1=0.9m，出水水深h2=h1=1.0m

65、。</p><p>　　單獨設置的中格柵平面布置圖如圖5.1所示。</p><p>　　圖5.1 中格柵示意圖</p><p><b>　?。ǘ┍煤蠹毟駯?lt;/b></p><p><b>　　1、格柵的間隙數(shù)</b></p><p>　　n=

66、 (5.1)</p><p>　　式中 n---格柵柵條間隙數(shù)(個)；</p><p>　　Q---設計流量(m/s)；</p><p>　　---格柵傾角()；</p><p>　　N---設計格柵組數(shù)(組)；</p><p>　　b---格柵柵條間隙(m)；</p><p

67、>　　h---格柵柵前水深(m)；</p><p>　　v---格柵過柵流速(m/s)。</p><p>　　設計中取h=1.0m,v=0。65m/s,b=0.01 m, =60</p><p><b>　　n==77個</b></p><p><b>　　2、格柵槽寬度</b></p&

68、gt;<p>　　B=S(n-1)+bn (5.2)</p><p>　　式中 B---格柵槽寬度(m)；</p><p>　　S---每根格柵條的寬度(m)；</p><p>　　設計中取S=0.01m，則B=0.01(77-1)+0.0177=1.53m</p><p>

69、;　　3、進水渠道漸寬部分的長度</p><p><b>　　(5.3)</b></p><p>　　式中 ---進水渠道漸寬部分的長度(m)；</p><p>　　B1---進水明渠寬度(m)；</p><p>　　---漸寬處角度()，一般采用；</p><p>　　設計中B1=1.2m

70、，=。</p><p>　　4、出水渠道漸窄部分的長度 (5.4)</p><p>　　式中 ---出水渠道漸窄部分的長度(m);</p><p><b>　　=0.45m</b></p><p>　　5、通過格柵的水頭損失</p&g

71、t;<p><b>　　(5.5)</b></p><p>　　式中 h1---水頭損失(m)；</p><p>　　---格柵條的阻力系數(shù)，查表=2.42；</p><p>　　k---格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，一般采用k=3。</p><p><b>　　h1=0.14m<

72、/b></p><p>　　6、柵前明渠的總高度</p><p>　　H=h+h1+h2 (5.6)</p><p>　　式中 H---柵前明渠的總高度(m)；</p><p>　　h2---明渠超高(m)，一般采用0.3～0.5m。</p><p>　　設

73、計中取h2=0.3m，</p><p>　　H=1.0+0.14+0.3=1.44m</p><p><b>　　7、格柵槽總長度</b></p><p><b>　　(5.7)</b></p><p>　　式中 L---格柵槽總長度(m)；</p><p>　　---格柵

74、明渠的深度(m)。</p><p><b>　　M</b></p><p><b>　　8、每日柵渣量</b></p><p><b>　　(5.8)</b></p><p>　　式中 W---每日柵渣量(m3/d)；</p><p>　　W1---

75、每日每污水的柵渣量(污水)，查設計手冊根據(jù)格柵間隙可得到相應數(shù)值。</p><p>　　設計中取W1=0.15污水</p><p>　　10.9m3/d>0.2m3/d</p><p>　　應采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機降柵渣打包，汽車運走。</p><p><b>　　9、進水與出水渠道&

76、lt;/b></p><p>　　城市污水通過DN1500mm的管道送入進水渠道，設計中取進水渠道寬度B1=0.5m，進水水深h1=h=1.0m，出水渠道B2=B1=0.5m，出水水深h2=h1=1.0m。</p><p>　　5.2.2沉砂池的計算</p><p>　　沉砂池是借助于污水中的顆粒與水的比重不同，使大顆粒的砂粒、石子、煤渣等無機殼里沉降，減少大

77、顆粒物質(zhì)在輸水管內(nèi)沉積和消化池內(nèi)沉積。</p><p>　　沉砂池按照運行方式不同可分為平流沉砂池、豎流沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。</p><p>　　注：本設計采用渦流沉砂池中的旋流沉砂池。</p><p><b>　　旋流沉砂池</b></p><p>　　設計中選擇二組平流式沉砂池，N=2組，每組沉砂池設計流

78、量為0.535m3/s，因此選擇型號為12的旋流沉砂池。</p><p>　　5.2.3初次沉淀池的計算</p><p>　　初次沉淀池是借助于污水中的懸浮物質(zhì)在重力的作用下可以下沉，從而與污水分離，初次沉淀池去除懸浮物40%～60%，去除BOD20%～30%。</p><p>　　初次沉淀池運行方式不同可分為平流沉淀池、豎流沉淀池、輻流沉淀池、斜板沉淀池。<

79、/p><p>　　注：本設計采用平流沉淀池。</p><p><b>　　平流沉淀池</b></p><p>　　平流沉淀池是利用污水從沉淀池一端流入，按水平方向沿沉淀池長度從另一端流出，污水在沉淀池內(nèi)水平流動時，污水中的懸浮物在重力作用下沉淀，與污水分離。平流沉淀池由進水裝置、出水裝置、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置組成。</p>

80、<p>　　設計中選擇兩組平流沉淀池，N=2組，每組平流沉淀池設計流量為0.535m3/s，從沉砂池流來的污水進入配水井，經(jīng)過配水井分配流量后流進平流沉淀池。</p><p><b>　　沉淀池表面積</b></p><p><b>　　(5.20)</b></p><p>　　式中 A----沉淀池表面積

81、(m2)；</p><p>　　Q----設計流量(m3/s)；</p><p>　　q’----表面負荷[]。</p><p>　　設計中取q’=3，則 </p><p>　　2、沉淀部分有效水深 (5.21)</p><p>　　式

82、中 h2----沉淀部分有效水深(m)；</p><p>　　t-----沉淀時間(h)。</p><p>　　設計中取t=1h，則h2=31=3.0m。</p><p>　　3、沉淀部分有效容積</p><p><b>　　(5.22)</b></p><p><b>　　=192

83、6m3</b></p><p><b>　　4、沉淀池長度</b></p><p>　　L=v×t×3600 (5.23)</p><p>　　式中 L——沉淀池長度(m)；</p><p>　　v——設計流量時的水平流速(

84、mm/s)，一般采用v≤7mm/s。</p><p>　　設計中取v=7mm/s，則L=7×1。0×3.6=25.2m</p><p><b>　　5、沉淀池寬度</b></p><p><b>　　(5.24)</b></p><p>　　式中 B----沉淀池寬度(m)。

85、</p><p><b>　　6、沉淀池格數(shù)</b></p><p><b>　　(5.25)</b></p><p>　　式中 n1----沉淀池格數(shù)(個)；</p><p>　　b----沉淀池分格的每格寬度(m)。</p><p>　　設計中取b=4.5m，則=6個

86、</p><p>　　7、校核長寬比及長深比</p><p>　　長寬比L/b=25.2/4.5=5.6>4(符合長寬比大于4的要求，避免池內(nèi)水流產(chǎn)生短流現(xiàn)象)。</p><p>　　長深比L/h2=25.2/3.0=8.4>8(符合長深比8～12之間的要求)。</p><p>　　8、污泥部分所需容積</p>&l

87、t;p>　　按去除水中懸浮物計算</p><p><b>　　(5.26)</b></p><p>　　式中 V----污泥部分所需容積(m3)；</p><p>　　S----每人每日污泥量[L/(人·d)]，一般采用0.3～0.8 L/(人·d)；</p><p>　　T----兩次清除

88、污泥間隔時間(d)，采用機械刮泥排泥時，一般采用4h；</p><p>　　n----沉淀池分格數(shù)。</p><p>　　設計中取T=1d，S=0.5 L/(人·d)則</p><p>　　9、每格沉淀池污泥部分所需容積</p><p><b>　　(5.27)</b></p><p>

89、　　式中 V’ ----每格沉淀池污泥部分所需的容積(m3)。</p><p><b>　　10、污泥斗容積</b></p><p>　　污泥斗設在沉淀池的進水端，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，為防止污泥斗底部積泥，污泥斗底部尺寸一般小于0.5m，污泥斗傾角大于。</p><p><b>　　(5.28)</b>

90、</p><p>　　式中 V1----污泥斗容積(m3)；</p><p>　　a----沉淀池污泥斗上口邊長(m)；</p><p>　　a1----沉淀池污泥斗下口邊長(m)，一般采用0.4～0.5m；</p><p>　　h4----污泥斗高度(m)。</p><p>　　設計中取a=4.5m，h4=3.46

91、m，a1=0.5m,</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　11、沉淀池總高度</b></p><p>　　H=h1+h2+h3+h4 (5.29)</p><p>　　式中 H----沉淀池總高度(m

92、)</p><p>　　h1----沉淀池超高(m)，一般采用0.3～0.5；</p><p>　　h3 ----緩沖層高度(m)，一般采用0.3m；</p><p>　　h4 ----污泥部分高度(m)，一般采用污泥斗高度與池底坡度i=1%的高度之和。</p><p>　　設計中取h4=3.46+0.01×(25.2-4.5)=3

93、.67m，h1=0.3m，h3=0.3m</p><p>　　H=0.3+3.0+0.3+3.67=7.27m</p><p><b>　　12、進水配水井</b></p><p>　　沉淀池分為2組，每組分為6格，每組沉淀池進水端設進水配水井，污水在配水井內(nèi)平均分配，然后流進每組沉淀池。</p><p><b&g

94、t;　　配水井內(nèi)中心管直徑</b></p><p><b>　　(5.30)</b></p><p>　　式中 D’ ----配水井中心管直徑(m)，</p><p>　　---- 配水井內(nèi)中心管上升流速(m/s)，一般采用≥0.6 m/s。</p><p>　　設計中取=0.8m/s，則=1.30m&l

95、t;/p><p><b>　　配水井直徑</b></p><p><b>　　(5.31)</b></p><p>　　式中 D3----配水井直徑(m)；</p><p>　　V3---- 配水井內(nèi)污水流速(m/s)，一般取v=0.2～0.4m/s。</p><p>　　設

96、計中取v3=0.3m/s，則=2.50m</p><p><b>　　13、進水渠道</b></p><p>　　沉淀池分為兩組，每組沉淀池進水端設進水渠道，配水井接出的DN1500進水管從進水渠道中部匯入，污水沿進水渠道向兩側(cè)流動，通過潛孔進入配水渠道，然后由穿孔花墻流入沉淀池。</p><p><b>　　(5.32)</b

97、></p><p>　　式中 v1----進水渠道水流速度(m/s)，一般采用v1≥0.4m/s；</p><p>　　B1----進水渠道寬度(m)；</p><p>　　H1----進水渠道水深(m)；B1：H1一般采用0.5～2.0。</p><p>　　設計中取B1=1m，H1=1m，則=0.535m/s>0.4m/s

98、</p><p>　　14、進水采用配水渠道通過穿孔花墻進水，配水渠道寬0.5m，有效水深0.8m，穿孔花墻的開孔總面積為過水斷面面積的6％～20%，則過孔流速為</p><p><b>　　(5.33)</b></p><p>　　式中 v2----穿孔花墻過孔流速(m/s)，一般采用0.05～0.15 m/s；</p>&

99、lt;p>　　B2----孔洞的寬度(m)；</p><p>　　h2----孔洞高度(m)</p><p>　　n2----每格孔洞數(shù)量(個)。</p><p>　　設計中取B2=0.2 m，h2= 0.4m，n1=10個</p><p>　　v2=0.535/(10×0.2×0.4×6)=0.11 m/

100、s</p><p><b>　　15、出水堰</b></p><p>　　沉淀池出水經(jīng)過出水堰跌落進水出水道，然后匯入出水管排走，出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水頭0.1-0.15m，堰上水深H為</p><p><b>　　(5.34)</b></p><p>　　式中 m0——流量系數(shù)，

101、一般采用0.45；</p><p>　　b——出水堰寬度(m)</p><p>　　H——出水堰頂水深(m)。</p><p><b>　　H=0.048m</b></p><p>　　出水堰后自由跌落采用0.15m，則出水堰水頭損失為0.198 m。</p><p><b>　　16、

102、出水渠道</b></p><p>　　沉淀池出水端設出水渠道，出水管與出水渠道連接，將污水送至集水井。</p><p><b>　　(5.35)</b></p><p>　　式中 v3----出水渠道水流速度(m/s)，一般采用v1≥0.4m/s；</p><p>　　B3----出水渠道寬度(m)；&l

103、t;/p><p>　　H3----出水渠道水深(m)；B3：H3一般采用0.5～2.0。</p><p>　　設計中取B3=1.0m，H3=1.0m，則=0.535m/s>0.4m/s</p><p>　　出水管道采用鋼管，管徑DN=1500mm，管內(nèi)流速v=0.61 m/s，水力坡度i=0.30%。</p><p>　　17、進水擋板，出

104、水擋板</p><p>　　沉淀池設進水擋板和出水擋板，進水擋板距進水穿孔花墻0.5m,擋板高出水面0.3 m,深入水下0.8m.出擋板距出水堰0.5m,擋板高出水面0.3m，伸入水下0.5m。在出水擋板處設一個浮渣收集裝置，用來收集攔截浮渣。</p><p><b>　　18、排泥系統(tǒng)</b></p><p>　　沉淀池采用重力排泥，排泥管徑

105、DN300 mm，排泥時間t4=40min，排泥管流速v＝1.1m/s，排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m，便于清通和排氣。排泥靜水壓頭采用1.2m。</p><p><b>　　19、刮泥裝置</b></p><p>　　沉淀池采用行車式掛泥機，掛泥機設于池頂，掛板伸入池底，掛泥機行走時將污泥推入污泥斗內(nèi)。</p><p>　　

106、平流沉淀池剖面圖如圖5.4所示。</p><p>　　圖5.4 平流沉淀池示意圖</p><p>　　5.3二級生物處理設計</p><p>　　污水生物處理的設計條件為：</p><p>　　進入曝氣池的平均流量Qp=72693m3/d，最大設計流量Qs=1070L/S。</p><p>　　污水中的BOD5濃度為2

107、14.29mg/L,假定一級處理對BOD5的去除率為25%，則進入曝氣池的污水的BOD5濃度</p><p>　　Sa=Sy×(1-25%) (5.36)</p><p>　　式中 Sa----進入曝氣池中污水BOD5濃度(mg/l)；</p><p>　　Sy----原污水中BOD5濃度(mg/l)。

108、</p><p>　　設計中Sy=214.29 mg/L，則Sa=214.29×(1-25%)=160.7 mg/L</p><p>　　污水中的SS濃度為321.43mg/L，假定一級處理對SS的去除率為50%，則進入曝氣池的污水的SS濃度</p><p>　　La=Ly×(1-50%) (5

109、.37)</p><p>　　式中 La----進入曝氣池中污水SS濃度(mg/l)；</p><p>　　Ly----原污水中SS濃度(mg/l)。</p><p>　　設計中Ly=357.14mg/L,則La=357.14×(1-50%)=178.57mg/L</p><p>　　污水中的TN濃度為57.14mg/L，TP濃度

110、為7.14mg/L。</p><p>　　(注：本設計采用A2/O工藝)</p><p>　　5.3.1厭氧—缺氧—好氧生物脫氮除磷工藝計算</p><p>　　厭氧—缺氧—好氧工藝，即A—A—O工藝，有時也稱A2/O工藝，是通過厭氧、缺氧、好氧三個不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，達到去除有機物、脫氮和除磷的目的。</p><p&g

111、t;<b>　　(一)設計參數(shù)</b></p><p><b>　　1、水力停留時間</b></p><p>　　A—A—O工藝的水力停留時間t一般采用7～14h,設計中取t=10h。</p><p>　　2、曝氣池內(nèi)活性污泥濃度</p><p>　　曝氣池內(nèi)活性污泥Xv一般采用1875～3375m

112、g/l，設計中取Xv=3000mg/l。</p><p><b>　　3、回流污泥濃度</b></p><p><b>　　(5.38)</b></p><p>　　式中 Xr----回流污泥濃度(mg/l)；</p><p>　　SVI----污泥指數(shù)，一般采用100；</p>

113、<p>　　r----系數(shù)，一般采用r=1.2。</p><p><b>　　4、污泥回流比</b></p><p><b>　　(5.39)</b></p><p>　　式中 R----污泥回流比；</p><p>　　----回流污泥濃度(mg/l)，=fXr =0.75×

114、;12000=9000mg/l。</p><p><b>　　解得：R=0.5。</b></p><p><b>　　5、TN去除率</b></p><p><b>　　(5.40)</b></p><p>　　式中 e----TN去除率(%)；</p>&l

115、t;p>　　S1----進水TN濃度(mg/l)；</p><p>　　S2----出水TN濃度(mg/l)。</p><p>　　設計中取S2=15mg/l</p><p><b>　　6、內(nèi)回流倍數(shù)</b></p><p><b>　　(5.41)</b></p><p

116、>　　式中 ----內(nèi)回流倍數(shù)。</p><p>　　，設計中取為280%。</p><p><b>　　(二)平面尺寸計算</b></p><p><b>　　1、總有效容積</b></p><p>　　V=Qt (5.42)</

117、p><p>　　式中 V----總有效容積(m3)；</p><p>　　Q----進水流量(m3/d)，按平均流量計；</p><p>　　t----水力停留時間(d)。</p><p>　　設計中取Q=72693 m3/d</p><p>　　V=72693×10/24=30288m3</p>

118、<p>　　厭氧、缺氧、好氧各段內(nèi)水力停留時間的比值為1:1:3，則每段的水力停留時間分別為：</p><p>　　厭氧池內(nèi)水力停留時間t1=2h；</p><p>　　缺氧池內(nèi)水力停留時間t2=2h；</p><p>　　好氧池內(nèi)水力停留時間t3=6h。</p><p><b>　　2、平面尺寸</b>&

119、lt;/p><p><b>　　曝氣池總面積</b></p><p><b>　　(5.43)</b></p><p>　　式中 A----曝氣池總面積(m2)；</p><p>　　N----曝氣池有效水深(m)。</p><p><b>　　設計中取h2=5m&

120、lt;/b></p><p><b>　　每座曝氣池面積</b></p><p><b>　　(5.44)</b></p><p>　　式中 A1----每座曝氣池表面積(m2)；</p><p>　　N----曝氣池個數(shù)。</p><p><b>　　設

121、計中取N=2</b></p><p>　　每組曝氣池共設5廊道，第1廊道為厭氧段，第2廊道為缺氧段，后3個廊道為好氧段，每廊道寬取10.0m，則每廊道長</p><p><b>　　(5.45)</b></p><p>　　式中 L----曝氣池每廊道長(m)；</p><p>　　h----每廊道寬度(

122、m)；</p><p><b>　　n----廊道數(shù)。</b></p><p>　　設計中取b=6.0m，n=5</p><p>　　厭氧—缺氧—好氧池的平面布置如下圖5.5所示。</p><p>　　圖5.5 厭氧-缺氧-好氧池示意圖</p><p><b>　　(三)進出水系統(tǒng)<

123、;/b></p><p>　　1、曝氣池的進水設計</p><p>　　初沉池的來水通過DN1500mm的管道送入?yún)捬酢毖酢醚跗貧獬厥锥说倪M水渠道，管道內(nèi)的水流速度為0.61m/s。在進水渠道內(nèi)，水流分別流向兩側(cè)，從厭氧段進入，進水渠道寬度為1.0m，渠道內(nèi)水深為0.8m，則渠道內(nèi)的最大水流速度</p><p><b>　　(5.46)</

124、b></p><p>　　式中 v1----渠道內(nèi)最大水流速度(m/s)；</p><p>　　b1----進水渠道寬度(m)；</p><p>　　h1----進水渠道有效水深(m)。</p><p>　　設計中取b1=1.0m，h1=0.8m</p><p>　　反應池采用潛孔進水，空口面積</p&

125、gt;<p><b>　　(5.47)</b></p><p>　　式中 F----每座反應池所需孔口面積(m2)；</p><p>　　v2----孔口流速(m/s)，一般采用0.2～1.5m/s。</p><p>　　設計中v2=0.67m/s</p><p>　　設每個孔口尺寸為0.4×

126、0.4m，則孔口數(shù)</p><p><b>　　(5.48)</b></p><p>　　式中 n----每座曝氣池所需孔口數(shù)(個)；</p><p>　　f----每個孔口的面積(m2)。</p><p><b>　　，設計中取5個。</b></p><p>　　2、曝

127、氣池的出水設計</p><p>　　厭氧—缺氧—好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水頭</p><p><b>　　(5.49)</b></p><p>　　式中 H----堰上水頭(m)，</p><p>　　Q----每座反應池出水量(m3/s)，指污水最大流量(0.660 m3/s)與回流污泥量、回流量