第八章污水管道系统的设计计算

污水管道水力计算污水管道的水力计算是指根据水力学原理，计算污水管道内液体的流量、速度、压力等参数的过程。

水力计算是管道系统设计和运行的重要依据，可以确保管网的稳定运行和合理排放。

首先，水力计算的基本原理是利用负压力差、摩阻损失、液面高度差等水力学原理，建立数学模型进行计算。

在污水管道水力计算中，需要注意以下几个主要参数：1.流量：流量是污水管道设计和运行的主要依据之一、根据工程需要，可以采用静压法、速度法或者容积法进行流量计算。

-静压法：通过管道两侧的压力差计算流量。

按照流体运动的性质，根据伯努利方程和连续方程，可以得出流量计算公式。

-速度法：根据管道内液体的平均流速和管道的截面积，计算流量。

通过测量液面的高度差，可以得到流速，再通过速度和截面积的乘积计算流量。

-容积法：通过对管道截面的几何参数和流动时间的测量，计算液体通过管道的容积。

根据液体的密度和时间，可以得到流量。

2.速度：污水管道内液体的流速直接影响管道的阻力和摩阻损失。

流速过大会导致液体携带固体颗粒和污物，加大管道磨损，而流速过小则容易形成堵塞。

3.压力：污水管道内部的压力变化是由管道形状、液体流速、流量等因素决定的。

掌握污水管道内部的压力分布，能够合理设计和布置管道系统。

4.摩擦阻力：污水在管道内的流动过程中会发生摩擦，导致压力损失和能量转化。

摩擦阻力是影响管道水力计算的重要因素。

在进行污水管道水力计算时，需要进行以下工作：1.确定流量：根据工程设计要求和使用环境，确定管道系统的流量。

2.确定管道截面：根据流量和流速要求，选择合适的管道截面形状和尺寸。

3.选择管道材料：根据使用环境和介质要求，选择适合的管道材料。

4.计算管道阻力：根据管道材料的表观黏度和内径，并参考摩阻系数，计算管道阻力。

5.计算摩阻损失：根据流速和管道截面的形状，利用摩擦阻力公式计算摩擦损失。

6.计算压力损失：根据液体流动的特性和能量守恒原理，计算管道内的压力损失。

污水处理设计计算引言概述在现代城市生活中，污水处理是一项重要的环保工作。

合理的污水处理设计计算是确保污水处理设施运行效率和效果的关键。

本文将介绍污水处理设计计算的相关内容，包括设计原则、设计参数、设备选型、运行维护和效果评估等方面。

一、设计原则1.1 确定处理工艺：根据污水性质和处理要求，选择适合的处理工艺，如生物处理、物理化学处理等。

1.2 确定处理规模：根据污水产生量和质量，确定处理设施的处理规模，包括处理能力和处理效果。

1.3 确定处理流程：根据处理工艺和处理规模，设计合理的处理流程，包括进水处理、主处理和出水处理等环节。

二、设计参数2.1 污水水质参数：包括COD、BOD、氨氮、总磷等参数，根据不同水质参数确定处理工艺和设备。

2.2 处理设施参数：包括处理设施的设计流量、停留时间、曝气量等参数，确保设施运行效果。

2.3 出水标准参数：根据国家环保标准和地方要求，确定出水的水质标准，保证出水符合排放标准。

三、设备选型3.1 污水处理设备：根据处理工艺和处理规模，选择适合的污水处理设备，如曝气器、混合器、除磷装置等。

3.2 设备布局设计：根据处理流程和设备选型，设计合理的设备布局，确保设备运行效率和维护便捷。

3.3 设备运行参数：根据设备选型和设计参数，确定设备的运行参数，包括曝气量、搅拌速度、投加药剂量等。

四、运行维护4.1 设备运行监控：定期监测处理设施的运行情况和水质参数，及时调整设备运行参数，确保设施稳定运行。

4.2 设备维护保养：定期对处理设施进行维护保养，清理设备、更换滤料、修复漏水等，延长设备使用寿命。

4.3 应急处理措施：制定应急处理方案，处理设施浮现故障或者异常情况时，及时采取措施，防止污水泄漏或者排放超标。

五、效果评估5.1 出水水质检测：定期对出水进行水质检测，检测出水是否符合排放标准，评估处理效果。

5.2 处理效率评估：根据处理设施的运行情况和水质参数，评估处理效率和运行效果，及时调整处理工艺和设备。

水处理设计常用计算计计算等。

下面将分别介绍这些计算的具体方法和公式。

1.流量计算流量计算是水处理设计中最基础、最常用的计算之一、根据给定的污水处理量或饮用水需求量，可以通过以下公式计算出管道的设计截面尺寸和水泵的需求功率等参数。

1.1.管道截面积计算在水处理系统中，流量通常通过管道输送。

为了确保管道能够满足给定的流量要求，需要计算管道的截面积。

根据管道的水流速度和流量要求，可以使用以下公式计算管道的截面积：A=Q/V其中，A是管道的截面积，Q是流量，V是流速。

1.2.水泵功率计算当流量超过一定数值时，需要使用水泵来提供足够的压力和流量。

水泵的功率可以通过以下公式计算：P=(Q×ρ×H)/η其中，P是水泵的功率，Q是流量，ρ是水的密度，H是扬程，η是水泵的效率。

2.化学计量计算在水处理设计中，经常需要用到化学计量计算。

这种计算主要用于计算化学药剂的投加量，以满足水质标准的要求。

以下是一些常用的化学计量计算方法：2.1.化学药剂计量计算在给定的流量和目标浓度下，可以通过以下公式计算出化学药剂的投加量：D=Q×C/η其中，D是化学药剂的投加量，Q是流量，C是化学药剂的目标浓度，η是投加系统的投加率。

2.2.化学药剂的稀释计算有时需要将高浓度药剂稀释为目标浓度以满足投加要求。

稀释液体的计算可以使用以下公式：V2=(C1×V1)/C2其中，V1和C1分别是初始溶液的体积和浓度，V2和C2分别是目标溶液的体积和浓度。

3.沉淀池设计计算沉淀池是污水处理系统中用于去除悬浮颗粒的设备。

以下是沉淀池设计中常用的计算方法：3.1.沉降速度计算沉淀池通过引入沉降作用使悬浮颗粒沉淀到底部。

沉淀速度可以通过以下公式计算：Vd=(g×(ρp-ρw)×d^2)/(18×μ)其中，Vd是沉淀速度，g是重力加速度，ρp是颗粒的密度，ρw是水的密度，d是颗粒的直径，μ是水的黏度。

第⼋章污⽔管道系统的设计计算第⼋章污⽔管道系统的设计计算（⼀）教学要求熟练掌握污⽔管道的设计计算过程（⼆）教学内容1、污⽔设计流量2、污⽔管道的设计参数3、污⽔管道的⽔⼒计算（三）重点污⽔管道的⽔⼒计算第⼀节污⽔设计流量的计算污⽔管道系统的设计流量是污⽔管道及其附属构筑物能保证通过的最⼤流量。

通常以最⼤⽇最⼤时流量作为污⽔管道系统的设计流量，其单位为L/s 。

它包括⽣活污⽔设计流量和⼯业废⽔设计流量两⼤部分。

就⽣活污⽔⽽⾔⼜可分为居民⽣活污⽔、公共设施排⽔和⼯业企业内⽣活污⽔和淋浴污⽔三部分。

⼀、⽣活污⽔设计流量 1.居民⽣活污⽔设计流量居民⽣活污⽔主要来⾃居住区，它通常按下式计算：1Q =360024zK N n (8-1)式中： Q 1—— 居民⽣活污⽔设计流量，L ／s ；n ——居民⽣活污⽔量定额，L ／(cap ·d)； N ——设计⼈⼝数，cap ；K Z ——⽣活污⽔量总变化系数。

（1）居民⽣活污⽔量定额居民⽣活污⽔量定额，是指在污⽔管道系统设计时所采⽤的每⼈每天所排出的平均污⽔量。

在确定居民⽣活污⽔量定额时，应调查收集当地居住区实际排⽔量的资料，然后根据该地区给⽔设计所采⽤的⽤⽔量定额，确定居民⽣活污⽔量定额。

在没有实测的居住区排⽔量资料时，可按相似地区的排⽔量资料确定。

若这些资料都不易取得，则根据《室外排⽔设计规范》(GBJl4-87)的规定，按居民⽣活⽤⽔定额确定污⽔定额。

对给⽔排⽔系统完善的地区可按⽤⽔定额的90%计，⼀般地区可按⽤⽔定额的80%计。

（2）设计⼈⼝数设计⼈⼝数是指污⽔排⽔系统设计期限终期的规划⼈⼝数，是计算污⽔设计流量的基本数据。

它是根据城市总体规划确定的，在数值上等于⼈⼝密度与居住区⾯积的乘积。

即：F N ?=ρ (8-2) 式中：N ——设计⼈⼝数，cap ；ρ——⼈⼝密度，cap/hm 2；F ——居住区⾯积，hm 2； cap ——“⼈”的计量单位。

第2.2.1条 雨水设计流量按下式计算式中,Q=qψFQ--雨水设计流量(L/s)；q--设计暴雨强度(L/s.ha)；ψ--径流系数；F--汇水面积(ha)注：当有生产废水排入雨水管道时，应将其水量计算在内。

第2.2.2条 径流系数按下表采用。

平均径流系数可按加权平均计算。

径流系数ψ综合径流系数ψ第2.2.3条 设计暴雨强度(见专用表)第2.2.4条 雨水设计重现期：一般选用0.4~3a，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用2~5a.第2.2.5条 设计降雨历时，按下式计算：t=t1+mt2式中，t--降雨历时（min)；t1--地面集水时间(min)，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用5~15min；m--折减系数，暗管折减系数m=2，明渠折减系数m=1.2 ;t2--管渠内雨水流行时间(min)注：在陡坡地区，采用暗管时折减系数m=1.2~2.第2.3.1条 合流管道的总设计流量应按下式计算：第2.3.1条 合流管道的雨水重现期可适当高于同一情况下的雨水管道设计重现期。

第3.2.1条 排水管渠的流速，应按下式计算：V=(1/n) R2/3I1/2式中,V--流速 (m/s);R--水力半径(m);I--水力坡降;n--粗糙系数.第3.2.2条 管渠粗糙系数按下表选用:管渠粗糙系数 n第3.2.3条 排水管渠的最大设计充满度和超高，应遵守下列规定：一、污水管道应按不满流计算，其最大设计充满度应按下表采用。

最大设计充满度注：在计算污水管道充满度时，不包括淋浴或短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按满流复核.二、雨水管道和合流管道应按满流计算。

三、明渠超高不得小于0.2m。

第3.2.4条 排水管道的最大设计流速应遵守下列规定：一、金属管道为10m/s；二、非金属管道为5m/s；第3.2.6条 排水管渠的最小设计流速应遵守下列规定：一、污水管道在设计充满度下为0.6m/s；二、雨水管道和合流管道在满流时为0.75m/s；三、明渠为0.4m/s。

污水处理设计计算标题：污水处理设计计算引言概述：污水处理设计计算是指为了保护环境和人类健康，对污水处理系统进行设计和计算的过程。

在设计过程中，需要考虑污水的性质、处理工艺、设备选型等因素，以确保污水得到有效处理和排放。

本文将从五个大点出发，详细阐述污水处理设计计算的相关内容。

正文内容：1. 污水特性的分析1.1 污水的来源和组成：分析污水的来源，包括居民生活污水、工业废水、雨水等，并了解其组成成分。

1.2 污水的性质分析：包括污水的pH值、悬浮物含量、有机物含量、氮、磷等营养物质的含量等。

2. 污水处理工艺的选择2.1 传统工艺：介绍传统的污水处理工艺，如活性污泥法、厌氧消化法等，分析其优缺点和适用范围。

2.2 先进工艺：介绍先进的污水处理工艺，如MBR工艺、生物膜工艺等，分析其优势和适用条件。

2.3 工艺组合：介绍不同工艺的组合方式，如A2/O工艺、SBR工艺等，以满足不同水质要求和处理效果。

3. 设备选型和容量计算3.1 设备选型：根据污水处理工艺的选择，选取适合的设备，如曝气设备、搅拌器等，并考虑其性能和耐久性。

3.2 容量计算：根据污水的流量、水质和处理效果要求，计算设备的容量，包括反应器容积、沉淀池面积等。

4. 污泥处理和处置4.1 污泥的处理工艺：介绍污泥的处理工艺，如厌氧消化、好氧消化等，以减少污泥的体积和处理成本。

4.2 污泥处置方式：分析污泥的处置方式，如堆肥、焚烧等，以减少对环境的影响。

5. 运行和维护5.1 设备运行参数的监测：介绍对污水处理设备运行参数的监测，如流量、浓度等，以保证设备正常运行。

5.2 设备维护和保养：介绍设备的日常维护和保养措施，如清洗、更换零部件等，以延长设备的使用寿命。

总结：综上所述，污水处理设计计算是一个综合性的工程过程，需要考虑污水的特性、处理工艺的选择、设备的选型和容量计算、污泥的处理和处置以及设备的运行和维护等方面。

只有通过科学的设计和计算，才能确保污水得到有效处理，以保护环境和人类健康。

1.生活污水量
---居民生活污水设计流量，L/s;
n---居民生活污水量定额，L/(cap·d)
N---设计人口数， cap;
---生活污水量总变化系数。

2.设计人口数
N---设计人口数，cap;
ρ---人口密度，cap/h
F---居住面积，h
cap---“人”的计量单位。

3.工业企业生活污水和淋浴污水设计流量
---工业企业生活污水和淋浴污水设计流量, L/s;
---一般车间最大班职工人数，cap;
---一般车间职工生活污水定额，以25L/(cap·班)计；
---一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计；
---热车间和污染严重车间最大班职工人数，cap;
---热车间和污染严重车间职工生活污水量定额，以35L/(cap·班)计；---热车间和污染严重车间生活污水量时变化系数，以2.5计；
---一般车间最大班使用淋浴的职工人数，cap;
---一般车间的淋浴污水量定额，以40L/(cap·班)计；
---热车间和污水严重车间最大班使用淋浴的职工人数，cap;
---热车间和污水严重车间的淋浴污水量定额，以60L/(cap·班)计；T---每工作班工作时数，h。

4.工业废水设计流量
---工业废水设计流量，L/s;
m---生产过程中每单位产品的废水量定额，L/单位产品；
M---产品的平均日产量，单位产品/d;
T---每日生产时数，h;
---总变数系数。

污水管道设计一确定排水界限，划分排水流域1确定排水界限：确定污水排水系统的界限，以建筑区划分，污水排水系统是由城镇规划的设计规划决定的.2划分排水流域A.地形起伏：按等高线划分水线B.平坦地区:按面积街区划分C.排水干管:用一条或多干管排除一个流域中的污水二管道定线和平面布置的组合1污水管道系统定线:在城镇总平面图上确定污水管道的位置和走向（名词管道定线）2污水排水系统和平面布置的组成及定线的主要原则A.污水排水系统管道的组成a支管：接纳街坊污水b干管：接纳支管污水c主干管接纳干管污水管道定线一般是按照先大后小进行的顺序进行的：即先确定污水排出口的位置级污水处理厂的厂址位置，据此再拟定污水主干管的位置和走向然后再确定各排水流域的干管和位置和走向，再在各流域内确定个支管的位置和走向管道定线的主要原则使污水尽量按重力流方式排出，用较短的管线排除较大面积的污水,布置中尽量减少深埋，又减少提升泵站的数量（管线短埋深浅少提升）3影响平面布置的因素A地形-顺坡排水B排水体制排水体制决定排水系统的组成（有几套排水管系统）,采用分流制时两套系统应互相协调C污水厂。

出水口泵站的位置污水厂和出水口的位置和数量决定污水主干管的位置和走向:主干管必须通向污水厂D地址条件a主干管必须布置在坚硬密实的土壤中，尽量避免穿越高地。

基岩浅入地带或基质土壤不良地带尽量避免与河道。

山谷.铁路。

各种地下建筑交叉。

必须交叉时宜垂直交叉，可采用倒虹管或官桥穿过河道.山谷等E道路及交通状况管道不宜布置在交通繁忙而狭窄的街道下;道路较宽时可在道路两边平行布置,分别收集道路两边支管接入的污水F排水量大的工厂和建筑物的位置接入污水干管起端是有利的，这样管道直径大，铺设坡度可以减小,可以降低管道的埋深.G地下管线和地下构筑物情况4干管布置排水区域较低的地方A干管与等高线垂直主干管与等高线平行B主干管与等高线垂直干管与等高线平行但要设置跌水井平行式适用范围：地势向河流方向较大倾斜的地区优缺点：可避免管道冲刷排水迅速5支管形式A低边式B围坊式C穿坊式6平面图内容三控制点确定和泵站设置地点对管道系统埋深起控制作用的地点是控制点1各条管道的起点就是这条管道的控制点，因为其埋深控制整条管道的埋深而整个系统的控制地点可能是A离出水口最远的一个管道的控制点B深度较深的工厂污水排出口C地形低洼区域内的污水管道起点2避免因个别控制点加大管道埋深的措施采用高强度管材局部填土设提升泵站3污水泵站的设置在污水排水系统中,污水泵站按作用一般分为：A分类中途泵站：当埋深超过最大埋深时，设置泵站提高下游管道的位置局部泵站：抽开局部污水的泵站，将局部低洼地区的污水提升到地势较高的地区的污水管道中，或者是将高层建筑的地下室。

污水管网计算说明书一、设计污水量定额（1）.居民生活污水定额和综合生活污水定额居民生活污水采用定额法计算，我国现行《室外排水设计规范》规定，可按当地用水定额的80％～90％采用。

对给排水系统完善的地区可按90％计，一般地区可按80％计。

综合生活污水定额(还包括公共建筑排放的污水) 注意：采用平均日污水量定额。

（2）工业企业工业废水和职工生活污水和淋浴废水定额，与给水定额相近，可参考。

二、污水量的变化生活污水量总变化系数宜按现行《室外排水设计规范》规定采用。

与给水系统用水量一样，污水的排放量也随时间发生变化。

同样有逐日变化和逐时变化的规律。

为了确定污水管网的设计流量，必须确定污水量的变化系数。

污水量日变化系数K d：指设计年限内，最高污水量与平均日污水量的比值；污水量时变化系数K h：指设计年限内，最高日最高时污水量与该日平均时污水量的比值；污水量总变化系数K z：指设计年限内，最高日最高时污水量与平均日平均时污水量的比值。

=∙即有：Kz Kd Kh（1）居民生活污水量变化系数根据专家常年分析，城市的污水总变化系数Kz的数值主要与排水系统中接纳的污水总量的大小有关。

当管道所服务的用户增多或用户的用水量标准增大，污水流量也随即增大。

总变化系数可按下式计算2.3 Q d ≦5Kz = 0.112.7d Q 5 ≦Q d ≦0001.3 Q d ≧1000（2） 工业废水量变化系数工业废水量变化规律与产品种类和生产工艺有密切联系，往往需要通过实地调查研究和分析求得。

（3） 工业企业生活污水和淋浴污水量变化工业企业生活污水量一般按每个工作班污水量定额计算，相应的变化系数按班内污水量变化给出，且与工业企业生活用水量变化系数基本相同，即一般车间采用3.0，高温车间采用2.5。

三、污水设计流量计算（1）居民生活污水设计流量影响居民生活污水设计流量的主要因素有生活设施条件、设计人口和污水流量变化。

居民生活污水设计流量Q 1用下式计算：1111(/)243600i i z q N Q K L s =⨯∑式中 1iq ——各排水区域平均居民生活污水量标准 [L/(cap ·d)] 1iN ——各排水区域在设计使用年限终期所服务的人口数(cap) 1z K ——生活污水量的总变化系数（2）公共建筑污水设计流量公共建筑的污水量可与居民生活污水合并计算，此时应选用综合生活污水量定额，也可单独计算。

5污水管道设计计算举例污水管道设计计算是确保污水系统正常运行和满足需求的重要环节。

下面将举例说明如何进行污水管道设计计算。

1.需求分析首先，需要对所需的污水处理量进行需求分析。

例如，假设小区的日平均污水产生量为500立方米，根据该小区的人口数量和不同区域的污水产生量等数据来估算。

此外，还需确定污水管道的运输距离和出口要求。

2.管道尺寸计算在进行管道尺寸计算时，需要考虑多个因素，例如流速、管道长度、压力损失、排放要求等。

首先，确定污水管道的设计流速。

常用的流速范围为0.6-0.9m/s，但具体数值取决于污水的性质和管道材料。

假设选择流速为0.75m/s，则可以通过以下公式计算出污水管道的最小内径：A=Q/V，其中A为管道横截面积，Q为污水流量，V为流速。

3.压力损失计算在管道设计中，需要计算污水在管道中的压力损失。

压力损失是衡量流体通过管道系统时输送能力的指标，简单来说就是管道内部能量的损失。

压力损失与管道尺寸、长度、流速以及管道材料的摩阻系数等相关。

常用的计算方法包括Darcy-Weisbach公式和Hazan-Williams公式。

以选择Darcy-Weisbach公式为例，可以通过以下公式计算压力损失：ΔP= f * (L/D)*(ρ*V^2)/2，其中ΔP为压力损失，f为摩阻系数，L为管道长度，D为管道直径，ρ为污水密度，V为流速。

4.排放要求计算除了考虑管道尺寸和压力损失，污水管道设计还需满足排放要求。

这些要求可能包括管道的倾斜度、污水处理厂的负荷能力以及法规限制等。

根据排放要求，可以计算出允许的最大流速、最大流量等参数，并进行相应的调整。

在实际污水管道设计计算中，还需考虑一些其他因素，例如管道材料的选择、管道布置的优化，以及管道连接方式的合理性等。

此外，还需注意对设计参数进行修正和验证，确保管道设计的合理性和可靠性。

这只是污水管道设计计算的基本步骤和举例，实际设计中还会因具体情况而有所不同。

第八章管道布置设计及配管图化工厂中，设备之间的连接，物料、蒸汽、水气体的输送都要用到各种管径材质不同的管道，管在道纵横、交叉重叠排列，长途管路几公里以上，管道费用占总投资的15%~20%。

因此化工管路安装设计是化工设计中重要组成部分，是管道安装文件。

是根据流程图和设备布置图进行设计的。

8.1 管路设计包含的内容:(1)管子管间和阀门的选择(2)管路布置设计(3)管路保温设计(4)管路支架配置（热管路要计算）(5)管路的热补偿设计(6)编制管道安装材料表(7)图纸文件（施工图阶段）a.管道布置平立面图，单向视图b.管段图：也叫三维图视图或单线图，它是一段管道的立体图样。

c.管架和非标管件图。

d.管段表：按管子序号列出管子的规格、材质、长度、管件、阀门的名称型号、规格和数量，管道的试压、涂色和保温防腐要求。

e.管架安装示意图。

f.综合材料表（包括工艺的所有材料）。

g.设备管口方位图。

8.1.1 管道、管件及管架8.1.1.1管道确定（1）压力等级：比操作压大1~2个压力等级。

（2）材质：介质的腐蚀性、毒性、温度、压力等。

B-碳钢 E-不锈钢、D-合金、 F-有色金属 A-铸铁、 G-非金属（3） 法兰的密封面平面：一般性质 FF---全平面 RF —突面凹凸面：易燃易爆 M FM榫槽面：剧毒 T G(4) 管道壁厚：ppd t d +=σ20 t---壁厚 mmp---管内压力 Mpad---管外径 mm d σ----操作温度下的设计压力 Mpa1）铸铁管:给水总管、埋地水管、煤气管、污水管道2）硅铁管：0.25Mpa 腐蚀介质3）水煤气管：镀锌钢管：水、煤气、PA 、真空、LS 等低压无腐蚀物料。

（镀锌的称为白铁管，不镀锌的称为黑铁管。

）1/8 ″, 1/4 ″, 3/8 ″ ,1/4 ″, 3/4 ″, 1″, 2″, 3″等4）无缝钢管：应用广泛，输送易燃易爆、有压力的物料，强度好、质地均匀。