城市污水工程设计说明书

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简介： 一个市区的污水处理厂的排水管网设计，平面设计、水力设计。
关键字：排水工程 管网设计

前言

　　课程设计是课程教学中的一个重要环节，是培养学生综合应用所学的基本理论、基本知识和技能分析解决实际问题能力的重要环节。是课堂教学的继续、深入和发展。通过课程设计使学生得到工程师的基本训练，在不同程度上提高了学生调查研究、查阅文献、撰写设计说明书、计算书及工程设计的能力。本课程设计的任务主要为给水系统总平面设计管网的设计。

　　一、设计内容

　　排水工程课程设计题目是“XX县城排水工程（管网部分）设计”（为初步设计阶段），其内容包括以下部分：

　　1、污水管道系统的总平面设计和水力计算；

　　2、雨水管道系统的总平面设计和水力计算；

　　3、排洪沟的设计；

　　二、设计的原始资料

　　该市位于云南西部，瑞丽江东岸，依山傍水，地理位置重要。该市城区分为Ⅰ、Ⅱ两个行政区，详见城市平面布图。

　　1、城市的自然条件：

　　该市的地貌为丘陵地区，海拔标高一般为130~150米（142.5米）

　　年平均温度：17.7℃，极端最高温度：35.7℃，极端最底温度：-2.5℃

　　最热月份平均最高温度：26.1℃

　　最冷月份平均最底温度：5.7℃

　　最热月平均宅外计算相对湿度：88%

　　最高年降雨量：1510mm

　　最底年降雨量：850mm

　　降雨量面平均总量：1185.4mm

　　一日最大降雨量：197.1mm

　　一小时最大降雨量：85.6mm

　　室外风速冬季平均：1.0m/s

　　室外风速夏季平均：0.9m/s

　　风向6月SE7月SE8月SE

　　频率6月33%7月35%8月25%

　　常年主导风向SE夏季主导风向SE频率32%

　　起暴雨强度公式为：q=2422(1+0.775㏒p)/(t+12.8p)0.77

　　某江、某河流经该市，某江最大流量5630立方米/s；

　　多年平均流量1700立方米/s；

　　最小流量700立方米/s。

　　某河最大流量10立方米/s，最小流量0.5立方米/s

　　根据某市某水文站资料，某江水位统计资料为：

　　最高水位（年）136.42m

　　最底水位（年）94.07m

　　平均水位104.14m

　　江流利用情况：某江有航运

　　2、城市的地质资料：

　　根据钻探资料，该市地下水储量小，最深埋藏在地面3.0m以下，一般为1.0m左右，为紫红色砂土岩层，地震烈度<6度，建筑物设计一般不考虑防震，地基承载力均为15kg/㎝2以上。

　　3、城市总体规划概况

　　（1）该市是地级市，是该党政机关所在地。根据城市总体规划，规划人口近期为15万，远期为18万，供水普及率93%。

　　（2）该市为滇西交通要冲几农副产品集散地，有纺织、制革、罐头、造纸等工业。

　　（3）城市道路分为主干道和次干道。主干道红线宽度为18.5~22米（人行道4~5米，车行道10.5~12米），次干道红线宽度为13~17米（人行道3~4米，车行道7~9米）。

　　（4）城市排水现状是：没有统一的排水管渠，很多都是就近排入某江河中，要建设排水管渠，以适应城市发展和环境的需要。生活污水标准为140L/人.日，远期按170 L/人.日计算。

　　（5）工厂的排水系统可经适当处理后排入城市下水道或自行处理后排放。

工厂名称工业废水量（米3/日）职工生活用水量（人）用水时间（小时）一般车间热车间一般车间热车间制革厂（甲）8002004001010针织厂（乙）5001002001515丝织厂（丙）12001501501010罐头厂（丁）800100501515

　　（6）城市地面覆盖种类

　　　　　　　　　　区域

　　地面覆盖种类

　　提供县城地形平面图一份，比例为1：10000

　　三、排水体制的选择

　　1、根据该市的城市和工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑后确定排水体制。工业企业排出的废水应尽量考虑直接排入城市排水系统，利用城市排水系统统一排除和处理，这是比较经济的，但同时要满足《室外排水规范》的规定。

　　该市的工业废水量不大，而且所有污水可经适当处理后排放，因此，工业废水可与城市生活污水一起排放，考虑到降水量，结合远期发展和环境包举的需要，采用分流制比较好。

　　2、污水厂厂址选择：

　　厂址的选择应根据城市总体规划，结合污水厂规模和城市地形等因素综合考虑，通过技术经济比较确定。

　　（1）厂址应选择在工程地质条件较好的地方；

　　（2）水厂应少占用农田、少车拆迁，有一定的卫生防护距离，并留有适当的发展余地；

　　（3）水厂选择在城镇的下游，夏季最小频率风向的上风向侧；

　　（4）有方便的交通、运输和水电条件；

　　（5）厂区的地形不受水淹。有良好的排水条件。便于污水、污泥的排放和利用。

　　根据所给城镇的平面图，该市的地形走向为西北方向，夏季最小频率风向是SE，某江水流方向是向东北方向，所以，污水厂的位置选在次城镇的西北角，此处在该市河流的下游，没有农田，且有发展的空间，不影响江河的航运；由于该市的地质条件较好，河岸的地质条件也好，所以，污水厂可建在某江的岸边，便于污水的排放。

　　四、污水管道系统的设计

　　1、确定排水区界，划分排水流域

　　排水区界根据城镇规划的设计规模决定。在排水区界内，一般根据地形按分水线划分流域。排水流域可理解为污水要集中排放的较大区域。在地形平坦无明显分水线的地区，可按照面积的大小划分；在丘陵及地形起伏的地区，可按等高线划分出分水线。

　　该市地形属丘陵地带，故该市的排水区界和排水流域可按等高线来划分。

　　2、污水管道的定线

　　根据管段规划设计原则和污水厂的位置，依次确定主干管、干管和支管的走向和位置。定线时应充分利用地形，尽可能在管线较短和埋深较小的情况下，管段的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。

　　3、污水管道的计算

　　本次设计只计算近期的污水设计用水量，不讨论远期的。

　　近期设计人口为N=15万人，生活污水定额是n=140L/人.天

　　（1）污水设计流量的确定

　　1、生活污水设计流量 Q1的计算：

　　Q1=n*N*Kz/24*3600Q=n*N

　　Q1=n*N=150000*140=243.1L/sKz=2.7/Q1Kz=1.48

　　Q1=358.6

　　2、工业废水设计 Q2的计算：

　　甲：Q=800*1000/3600*10=22.2L/sKz=1.92

　　乙：Q2-2=500*1000/3600*15=9.26L/sKz=2.

　　丙：Q2-3=1200*1000/3600*10=33.33L/sKz=1.84

　　丁：Q2-4=800*1000/3600*15=14.8L/sKz=2.01

　　3、工业企业生活废水 Q3的计算：

　　Q=A1*B1*K1+A2*B2*K2/3600T+C1*D1+C2*D2/3600

　　A1、A2分别为一般车间和热车间最大班职工人数；

　　B1、B2分别为一般车间和热车间生活污水定额；

　　B1=25L/（cap.班）B2=35L/（cap.班）；

　　K1、K2分别为一般车间和热车间生活污水时变化系数；

　　K1=3.0K2=2.5；

　　C1、C2分别为一般车间和热车间最大班使用淋浴的人数；

　　D1、D2分别为一般车间和热车间的淋浴污水定额；

　　D1=40 L/（cap.班）D2=60 L/（cap.班）。

　　甲：

　　Q=（200*25*3.0+400*35*2.5）/3600*10+（200*40+400*60）/3600

　　=10.28L/s

　　乙：

　　Q=（100*25*3.0+200*35*2.5）/3600*15+（100*40+200*60）/3600

　　=4.90 L/s

　　丙：

　　Q=（150*25*3.0+450*35*2.5）/3600*10+（150*40+450*60）/3600=10.58L/s

　　丁：

　　Q=（100*25*3.0+50*35*2.5）/3600*15+（100*40+50*60）/3600

　　=2.27 L/s

　　总的计算污水量：甲 Q=32.48L/s 乙Q=14.16L/s

　　丙 Q=43.88L/s 丁 Q=17.07L/s

　　（2）污水干管设计流量计算

　　根据污水干管的布置，将各区的生活污水分别计入不同的主干管和次干管。

　　人口密度的计算：

　　总面积S=287.84ha

　　人口密度P=150000/287.84=521cap/ha

　　单位面积比流量q。=521*140/86400=0.844L/s

管段编号街区编号街区面积F比流量q流量Q转输流量合计平均流量总变化系数生活污水设计流量集中流量设计流量Q本段流量转输流量37-122、2323.280.84419.65—19.651.9538.3214.16—52.481-2————19.6519.651.9538.32——38.3215-215161741.450.84434.98—34.981.8364.01——64.012-394.20.8443.5454.6358.171.73100.63——100.633-4————58.1758.171.73100.63——100.6329-714、2110.850.8449.16—9.162.1119.3343.88—63.217-8————9.169.162.1119.33—43.8863.2125-825191327.870.84423.52—23.521.9044.69——44.698-9————32.6832.681.8058.82—43.88102.7020-912241823.160.84419.55—19.551.9044.69——44.699-10————52.2352.231.7088.62—43.88132.5019-10118.200.8446.92—6.922.2015.22——15.2210-41016.500.84413.9359.1573.081.68122.77—43.88166.654-5516.280.84413.74117.3131.061.58207.07—58.04265.1131.32-14、824.270.84420.48—20.481.9422.42——22.4211-12————20.4820.481.9422.42——22.4233.34-123、733.760.84428.49—28.491.8753.27——53.2712-13————48.9748.971.7686.19——86.1935.36-132、641.850.84435.32—35.321.8264.2817.07—81.3513-5————84.2984.291.66139.9232.4817.07189.415-6116.170.84413.65215.4229.01.49341.21—107.6448.80

　　干管的水利计算：

管段编号长度L设计流量Q管径D坡度I流速V充满度降落量I.LH/DH 1-234038.323500.00320.80.520.1821.0882-3350100.634500.00250.920.650.2930.8753-4250100.634500.00250.920.650.2930.8757-850063.213500.00380.950.550.2281.9008-9240102.74500.00321.020.600.2700.7689-10440132.55000.00281.030.620.3101.23210-4550166.655000.00261.040.660.3301.4304-5460265.116000.00251.120.710.4261.15035-1345053.503500.00350.860.580.2031.57513-5500189.415000.00321.150.720.3601.6005-6460448.808000.00201.250.730.5840.9211-1248022.422500.00320.700.600.1061.53612-1355086.194000.00280.920.720.2881.540

标高埋深地面水面管内底上下上下上下上下143.85143.30140.432139.342140.250139.1603.604.14143.30143.25139.342138.447139.060138.4804.244.77143.25143.10138.447137.551138.480137.6054.775.50148.00146.45145.528143.428145.200143.3002.803.15146.45145.85143.428142.802143.300142.5323.203.32145.85145.12142.752141.508142.430141.1983.423.92145.12143.95141.480140.050141.150139.7203.974.23143.95143.45139.950138.946139.670138.5204.284.93144.10144.40142.302140.728142.100140.5252.603.88144.30143.45140.735139.135140.375138.7753.934.68143.45143.30139.095138.139138.475137.5555.025.75146.80145.90144.106142.570144.000142.0682.803.45145.90144.50142.420140.880142.132140.5923.773.91