城区污水处理厂与配套污水管网工程设计说明书

城区污水处理厂及配套污水管网工程设计说明书第一章设计依据及设计任务1.1设计题目城区污水处理厂及配套污水管网工程设计1.2设计任务1．城区污水管网设计（1）城区污水管网总平面布置（进行方案比选）。

（2）完成污水主干管的纵剖面图。

2. 污水厂设计（1）确定污水处理工艺流程（进行方案比选）。

（2）设计计算单体处理构筑物 (包括污水和污泥部分) 。

（3）进行污水处理厂平面布置以及高程设计。

（4）编制主要设备材料表。

3．完成工程投资估算。

4．完成设计说明书及计算书一份。

1.3设计容和要求1．设计说明书及计算书一份，不少于2万字。

包括中英、文摘要，目录、绪论或概要、设计方案的选择与确定、工艺流程说明、工艺流程计算、附属建筑物的确定及水厂人员编制、投资估算、必要的附录、主要参考文献，要求文字语句通顺，书写字迹工整。

设备材料表附于设计说明书后面。

2. 设计图纸一套。

图纸数量要求折合1＃8以上（手绘1），容包括：（1）污水管网：要求完成污水管网总平面布置，管网计算成果图，以及一条主干管一段剖面图。

（2）污水厂平面图：要求以计算或选定尺寸按一定比例绘出全部处理构筑物，并绘出污水、污泥、上清液等各种管渠，厂区道路、绿化、厂界。

标注构筑物定位尺寸，在图纸右上角绘出风向玫瑰图及指北针。

绘制管线等图例，列表说明图中构筑物的名称、数量、尺寸。

（3）污水厂高程图：要求沿污水、污泥在处理厂中流动的最长路程中各处理构筑物、连接管渠的剖面展开图，画出设计地面线及标高。

根据计算结果标注各构筑物顶部、底部及水面线标高，标注构筑物名称、连接管管径。

（4）污水厂单体构筑物工艺图：构筑物工艺图包括平面图、剖面图，应将构筑物及其附属设备及部件按计算尺寸以一定比例详细绘出，并注明构筑物的详细尺寸，编制材料表。

3．工程投资估算对管网及污水处理厂分别进行工程投资估算。

1.4设计原始资料1.地形资料安平县城区规划图纸(含地形标高)一，比例见图纸。

2.设计进出水水质设计进水水质：CODcr ≤550mg/l；BOD5≤280mg/l；SS≤220mg/l；TN≤45mg/l；NH3-N≤35mg/l；TP≤5.0mg/l。

设计出水水质：出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A 标准。

3.城县人口及用水情况安平县2011年城区人口12万人，根据总体规划，2015年城区人口将达到20万人，2020年将达到28万人。

4.气候条件安平县属温带季风大陆性气候，夏暖冬冷、降雨集中。

风向以东北和东南为盛、西风较少，夏季主导风向为东南风，年平均风速为3.4米/秒。

5.水文和水文地质安平县工程地质良好，地下土壤为砂质粘土，地下水水位深度在4～5m。

城区主要河流洙水河，最终排入南四湖。

距离城市较近的洙水水库，为水厂取水水源。

6．主要工业企业安平县城区主要用水企业位置已标在城市规划图纸上。

雪花造纸厂：2500m3/d；黄岗化工厂：2100 m3/d；金属制品厂：1500m3/d；百成植物油厂：1195m3/d；圣润纺织：1120 m3/d；卧龙纸业：3340 m3/d；嘉隆公司：1452 m3/d；华星生化：161 m3/d；嘉冠油脂化工厂：2200 m3/d；热电厂：3050 m3/d。

第二章城镇排水管网设计2.1排水系统的确定2.1.1 排水系统规划设计原则1．排水系统规划应符合城市和工业企业的总体规划，并应与城市工业企业中其他单项工程建设密切配合，相互协调，该县城的道路规划、建筑界限、设计规模对排水系统的设计有很大的影响；2．排水系统设计要与邻近区域的污水和污泥处理和处置协调；3．考虑污水的集中处理与分散处理；4．设计排水区域需考虑污水排水问题与给水工程的协调，以节省总投资；5．排水工程的设计应全面规划，按近期设计考虑，远期发展；6．排水工程设计时考虑原有管道系统的使用可能；7．在规划设计排水工程时必须认真执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规和规定；2.1.2排水系统体制的选择排水系统体制应根据城市及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、水质、水量、地形、对条件确定。

1.从环境保护方面来看如果采用合流制将污水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从控制和防止水体的污染来看，是较好的，但这时截流主干管很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应增加。

采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水经溢流井溢入水体，水体受到污染。

分流制排出污水和雨水，初雨径流未加处理就直接排入水体，对城水体也会造成污染，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，故应采用分流制。

2.从造价方面来看合流制排水管道的造价比分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高。

3.从维护管理方面来看雨天时污水在合流制管道中才接近满流，因而晴天时合流制管道流速较低，易于产生沉淀。

但据经验，管中的沉淀易被暴雨水流冲走，这样，合流管道的维护费用可降低。

但是，晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大，增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性。

而分流制系统可以保证管的流速，不致发生沉淀，同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。

综合考虑各个因素，为了更好的保护环境，适应以后的发展，且便于污水厂的运行管理，采用分流制排水系统。

2.1.3管道定线及平面布置正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道系统设计的重要环节。

定线按主干管、干管顺序依次进行，且遵循主要原则：1.尽可能在管线较短和埋深较小的情况下让最大区域的污水能自流排出。

2.定线时应充分利用地形，使管道的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。

3.在整个排水区域较低的地方敷设主干管及干管，以便于支管的污水自流流入。

而横支管的坡度尽可能与地面坡度一致。

4.在地形平坦的地区，应避免小流量的横支管长距离平行等高线敷设。

当地形斜向河道的坡度很大时，主干管与等高线平行敷设。

干管与等高线平行5.污水支管的平面布置取决于地形及街坊建筑特征,并应便于用户接管排水。

街道支管通常敷设在街坊较低一边的街道下。

6.污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。

7.管道应布置在坚硬密实的土壤中,尽量减少穿越高地，基质土壤不良地带。

尽量避免或减少与河道、铁路的交叉。

8.为了增大上游干管的直径，减小敷设坡度，以至能减小整个管道系统的埋深。

将产生大流量污水的工厂或公共建筑的污水排除口接入污水干管起端是有利的。

2.1.4布置方案的选择根据管道定线原则及城区实际情况，设计初步考虑两套方案。

管道的布置方案应在同等条件和深度下进行技术经济比较，选择最佳方案。

两个方案的污水管道系统都采用截流式布置。

方案一：由于城市地形西南高，东北底，考虑风向为东南风，河流方向自西流向北。

所以污水厂及出水口设在城市东面，使所有污水尽量靠重力排出。

根据铁路和城市排洪沟布置，分别在铁路两侧主干道设置两条主干管，均为东西布置铁路北侧主干管连接污水厂，铁路南侧主干管需穿越铁路接入铁路北侧主干管。

方案二：相对方案一，铁路南侧主干管分为3条，为南北布置，根据城区南侧排洪沟分为两个排水区域，需要穿越两个铁路，多次穿越排洪沟，管段增多。

综合管网施工难度和投资，选用方案一作为管网布置方案。

2.2污水设计流量计算2.2.1生活污水设计流量1．居住区生活污水定额居住区生活污水定额根据《室外给水设计规》规定的综合生活用水定额确定。

安平县人口不足50万，属于中小城市，按地域划分为二区，故取综合生活用水定额为140L/(人•d)。

污水定额按用水定额的90%计，则污水定额n= L/(人•d)。

2.设计人口及人口密度按照污水排水系统设计期限终期的规划人口数。

本设计2020年人口达到28万人。

城区总面积为1707.53ha，则人口密度p=164cap/ha。

3.污水平均流量污水平均流量Q=设计人口污水定额==35280m3/d总变化系数（2.1）则则居住区生活污水设计流量为（2.2）2.2.2工业废水设计流量企业污水排放量估算为新鲜用水量的0.8~0.9倍本设计统一取0.9倍。

则各企业废水设计流量为：表2.1 企业废水设计流量则工业废水设计流量为193.96L/s=18618 m3/d2.2.3城市污水设计总流量2.3污水管道流量计算2.3.1布置污水管道从城区平面图上可知该区地势自南向北倾斜，县城南侧有一铁路将城市分为两半，可划分为两个排水流域。

街道支管布置在街区地势较低一侧的道路下，干管基本上与等高线平行布置，主干管布置在铁路两侧的主干道上，基本上与等高线垂直。

整个管道系统呈正交式布置。

2.3.2街区编号并计算其面积将各街区编上，并按各街区的平面围计算它们的面积，结果见附表表1中，用箭头标出各街区的污水排出方向。

2.3.3划分设计管段，计算设计流量（1）设计管段的划分① 设计管段：两个检查井之间的管段，如果采用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则称它为设计管段。

② 划分设计管段：只是估计可以采用同样管径和坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。

根据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。

设计管段的起止点应依次编上。

因排水管区遇到铁路，不能按原有的坡度埋设，所以要设倒虹管。

（2）设计管段设计流量的确定每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量：本段流量 q1—— 是从本管段沿线街坊流来的污水量；转输流量 q2—— 是从上游管段和旁侧管段流来的污水量；集中流量q3—— 是从工业企业或其它产生大量污水的公共建筑流来的污水量。

对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变化的，即从管段起点的零逐渐增加到终点的全部流量。

为便于计算，通常假定本段流量从管段起点集中进入设计管段。

而从上游管段和旁侧管流来的转输流量 q2和集中流量 q3对这一管段是不变的。

本段流量是以人口密度和管段的服务面积的乘积来计算，其计算公式如下：q 1= q 0•F （2.3）式中 q 1——设计管段的本段流量（L/s ）；F ——设计管段的本段服务面积（ha ）；q 0——比流量（L/s·ha）。

比流量是指单位面积上排出的平均污水量。

比流量可用下式计算： q 86400ρn 0•=（2.4）式中n ——生活污水定额（L/人·d）；ρ——人口密度（人/ ha）。

在初步设计阶段只计算干管和主干管的设计流量，本次设计中，该城市，人口密度分别为164cap/ha，污水定额为126L/(cap·d)，则比流量为：q0=86400126164⨯= 0.239（L/s·ha）；某一设计管段的设计流量可由下式计算：qij = (q1+ q2) •kz+q3(2.5)式中 qij——某一设计管段的设计流量（L/s）；q1——本段流量（L/s）；q2——转输流量（L/s）；q3——集中流量（L/s）；kz——生活污水总变化系数。