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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。
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。
给排水设计怎么计算管径在给排水系统设计中，计算管径是一个重要的步骤。
合理的管径选择可以保证系统的正常运行，减少材料和成本的浪费。
下面将介绍一种常用的计算管径的方法。
首先，我们需要了解设计的基本要求和参数。
这些参数包括流量、管道材料和斜率。
流量是指单位时间内通过管道的液体或废液的体积。
管道材料可以根据需要选择PVC、铸铁等。
斜率是指管道的倾斜程度，它对于水流畅通非常重要。
然后，我们可以按照下面的步骤进行计算：1.确定管道的流量：根据使用情况和需要，我们可以计算出单位时间内通过管道的流量。
一般通过研究先前的使用情况、参考国家规范或者进行实验来确定。
2.选择管道材料：根据具体情况，选择适合的管道材料。
不同的材料有不同的流速和管径范围。
3.计算管道的最大流速：根据管道的材料以及水流的特性，确定管道的最大流速。
这个流速应该在管道的设计范围内，不会对管道和系统产生不利影响。
4.计算管道的最小倾斜率：根据管道中流体的性质和流速，选择一个适当的最小倾斜率。
这个倾斜率可以确保管道内的液体流动顺畅，并防止积聚气体或固体杂质。
5.根据最大流速和最小倾斜率计算管道的直径：通过使用公式或者计算软件，根据流量、流速和倾斜率确定管道的直径。
这个计算可以根据流量和流速来调整，以确保管道系统的效率。
6.算法验证和优化：对计算结果进行验证和优化。
这可以通过推导公式或者使用计算软件进行验证。
通过多次优化计算，选择最合适的管径。
以上是计算管径的一般方法。
需要注意的是，在实际设计中，还需要考虑许多因素，例如支撑结构、管道连接和系统可用空间等。
此外，还应遵守相关的国家和地区管道设计标准，以保证整个系统的安全运行。
给排水管道计算随着城市化进程和人口的增加，给排水系统的规划和设计变得越来越重要。
而在给排水系统的设计中，对于管道的计算是其中一个关键的步骤。
本文将介绍一些常见的给排水管道计算方法和原则。
1. 流量计算在给排水系统设计中，首先需要确定管道内流体的流量。
流量是设计过程中的一个基本参数，对于确定管道尺寸和材料的选取都有重要的影响。
流量的计算可以根据目标水流量和系统所需的工作压力来进行。
常见的流量计算方法包括单位时间内的流量计算和单位面积内的流量计算等。
2. 压力损失计算管道中的水流在运动过程中会发生一定的阻力和压力损失。
在给排水系统的设计中，需要计算管道的压力损失，以便确定管道尺寸和材料的选择。
常见的压力损失计算方法包括经验公式法、试验法和数值模拟法等。
3. 管道尺寸计算确定管道尺寸是给排水系统设计中的关键环节之一。
管道尺寸的选择需要考虑流量、压力损失、材料和经济性等因素。
常见的管道尺寸计算方法包括经验公式法、经验系数法和利用流体动力学原理的数值模拟法等。
4. 材料选择在给排水管道的设计中，材料的选择是一个关键的决策。
材料的选择需要考虑到水质、流量、压力和使用寿命等因素。
常见的材料有钢管、铸铁管、铜管、塑料管等。
根据不同的工程要求，选择合适的材料可以提高管道的使用寿命和可靠性。
5. 排水计算在给排水系统设计中，排水计算是其中一个重要的环节。
排水计算主要是为了确定排水管道的尺寸和材料，以保证系统的正常排水。
排水计算需要考虑到排水的流量、排水的速度和管道的坡度等因素。
常见的排水计算方法包括经验公式法、经验系数法和梯度法等。
综上所述，给排水管道计算是给排水系统设计中一个非常重要的环节。
通过合理的流量计算、压力损失计算、管道尺寸计算、材料选择和排水计算等，可以保证给排水系统的正常运行和安全性。
在实际的设计过程中，需要综合考虑各种因素，并根据具体工程情况进行细致的计算和分析。
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。
给排水管道工程技术：污水水力计算——充满度充满度是指管道在运转过程中所充满的液体的体积与管道截面积之比。
在给排水管道工程技术中，准确计算污水水力及污水管道的充满度是确保管道运行稳定和设计方案可行性的重要环节。
本文将就污水水力计算中的充满度进行论述。
一、水力计算的基本概念在进行污水水力计算之前，首先需要了解一些基本概念。
1.1 流态污水在管道中的流动状态可以分为两种：开水流态和充满流态。
开水流态指的是管道中仅有一部分截面被污水占满，其余部分为气体。
在开水流态下，污水只充满管道一部分，其他未充满部分为气体。
充满流态指的是管道的截面被污水完全充满，没有气体存在。
在不同的情况下，污水的流态可能会发生变化。
例如，水泵启动和停机、管道污水流量的变化、管道倾斜度等因素都会对管道的流态产生影响。
1.2 管道充满度管道的充满度是指在给定流量条件下，管道内填满液体所占的体积与管道截面积的比值。
充满度可以分为部分充满和完全充满。
部分充满指的是管道中仅有一部分的截面被污水填满，其余部分为气体。
通常情况下，部分充满的充满度约为0.4～0.6。
完全充满指的是管道整个截面均被污水填满，没有气体存在。
充满度的大小直接影响到水力计算的精确度和计算结果的准确性。
因此，在进行污水水力计算时，需要准确确定充满度的大小。
二、污水水力计算的方法在进行污水水力计算时，需要根据实际情况选择合适的计算方法。
常用的方法有手算法和计算机辅助方法。
2.1 手算法手算法是一种经验方法，采用经验公式和经验数据进行计算。
该方法准确性相对较低，适用于简单的管道系统和初步设计阶段。
手算法中，污水管道的充满度可通过根据经验公式或经验数据进行估算。
例如，在规定流量条件下，污水的平均流速可根据经验公式计算得到，从而估算出污水的充满度。
2.2 计算机辅助方法计算机辅助方法是利用计算机进行污水水力计算的方法。
该方法使用数学模型和计算软件，能够提高计算精度和计算效率。
计算机辅助方法中，污水管道的充满度可通过使用专业的水力计算软件进行求解。
2 污水管道设计计算2．1 排水区域划分及管线布置2.1.1排水区域划分该地区所地区地面平坦，可按一个高度确定地面标高。
区域最北部为京杭大运河，沿河的东部和西部分别有一个污水处理厂。
根据以上条件划分排水区域为：以淮海路为分界线，划分成两个排水区域。
淮海路以西所排放的污水排入四季青污水处理厂，以东排入淮安第二污水处理厂。
2.1.2管线布置污水厂污水厂图1 污水管道布置图（初步设计）管线布置原则是充分利用地形、地势，就近排入水体，以减小管道埋深，降低工程造价。
该地区地势平坦，区域最北边为京杭大运河，因此干管自南向北采用截流式敷设。
截流式是正交式的改进，即沿河岸敷设主干管。
这种布置的优点是干管长度短，管径小，因而较经济，污水排出也比较迅速。
干管基本上汇集街道两边相邻街区的污水，若街区面积较小且最近街道未敷设干管，则可能利用支管将该街区污水输送进最近的干管。
具体如图1所示。
2．2 污水流量计算污水设计流量包括生活废水和工业废水两大类。
本设计中，工业废水水量不大，可直接汇入生活污水管道中一并送入污水处理厂。
已知各个功能区的排水量，并从所给地图中量出排水面积，即可求出污水的流量。
街区流量的计算公式[3]：1000243600A q Q 创=´(2-1)Q ——流量，L/sq ——污水指标，m 3/ha·d，居住用地：55m 3/（ha·d）；公共设施用地：40 m 3/（ha·d）； 仓储用地：20m 3/（ha·d）； 市政用地：15 m 3/（ha·d）； 其它污水为总污水量的10%。
A——面积，ha，在所给地区地形图上根据区域面积计算。
由于居住区生活污水定额是平均值，因此根据设计人口和生活污水定额计算所得的是污水平均流量。
而实际上流入污水管道的污水量时刻扣在变化。
这些变化包括季节变换，日间变换等等。
若要采用平均值计算流量，必须设定污水变化系数来修订水量。
下表是我国《室外排水设计规范》（GBJ14—87）采用的居住区生活污水量总变化系数值。
表1 生活污水总变化系数[9]污水平均日流量5154070100200500≥1000（L/S）总变化系数(K Z)2．32．01．81．71．61．51．41．3街区编号及面积流量如下表所示：街区编号123456街区面积（ha）31.1313.1915.4211.8624.4612.01流量(L/s)19.81 3.057.147.5515.577.64街区面积（ha）7.349.34 5.93 5.9314.2314.23流量(L/s) 4.67 5.94 2.74 3.779.069.06街区编号121314151617街区面积（ha）11.129.3440.0220.1624.9025.64流量(L/s)7.076714 5.94012.8315.8516.32街区编号18(1)18(2)19202122街区面积（ha）12.4512.4522.2318.389.788.89街区面积（ha）13.047.418.15 6.67 4.457.41街区面积（ha） 6.67 4.45 5.93 3.56 3.71 3.71街区面积（ha） 5.93 5.19 1.4826.6822.2322.23流量(L/s) 2.74 3.300.6916.9810.2914.15街区面积（ha）13.3417.7925.6423.4220.4621.34街区面积（ha） 5.19 6.677.568.4546.3912.97流量(L/s) 2.40 4.24 3.50 3.9121.488.26街区面积（ha）8.159.787.41 6.678.00 5.34流量(L/s) 3.77 4.53 3.43 3.09 3.71 2.47街区编号596061626364街区面积（ha）13.34 2.22 5.9320.7523.727.11街区面积（ha）11.86 6.23 4.0013.34 5.78 2.67街区面积（ha）7.11流量(L/s) 3.29表2 街区面积及流量2．3污水管道的水力计算污水沟道水力学设计的原则：为了保证购到能正常运行，以顺利地收集和输送生活污水和工业废水，沟道水力学计算要满足下列要求：a) 不溢流生活污水和工业废水从沟道中溢流到地面会造成环境污染，所以污水沟道是不允许溢流的。
为防止溢流的发生，水力计算的流量是可能出现的最大流量。
b) 不淤积当管道中的水流流速太小时，水中的固体杂质会下沉，淤积在管道中，造成管道堵塞，因此，管道中的流速应当不致使固体下沉而规定一个最小设计流速。
c) 不冲刷沟壁当管道中的流速过大时，管道中的水流会冲刷管壁，长此以往，管壁会损坏，因此，水力计算应规定一个最大设计流速。
d) 要注意通风生活污水和工业废水中有些物质会散发有毒气体和可燃气体，管道的设计要按照不满流计算，在管道中的水面上保留一部分空间，作为通风排起的通道，并为不溢流留有余地。
2.3.1 水力计算基本公式在施工中尽量注意改善管道的水力条件，使管内污水流动尽可能接近均匀流，这样，在排水管道的水力计算中可采用均匀流公式。
流速的公式利用谢才公式和曼宁公式连立求得[9]：v C = (2-2)v ——流速（m/s ）R ——水力半径（过水断面面积与湿周的比值）（m ） I ——水力坡度（等于水面坡度，也等于管底坡度） C ——流速系数或称谢才系数 C [10]按曼宁公式求解：161C R n=g(2-3)n ——管壁粗糙系数，更具管渠材料而定。
2.3.2 污水管道水力计算的设计参数a) 设计充满度在设计流量情况下，充满度h D <1为不满流，hD=1为满流（h 为管道中水深，D 为直径）。
我国的污水管道设计安不满流进行设计，最大设计充满度的规定如下表：表3 最大设计充满度[3]管径（D）或暗渠高（H）（mm）最大设计充满度（hD或hH）200～3000.55350～4500.65500～9000.70≥10000.75在计算污水管道充满都市。
不包括淋浴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。
这样规定的原因是：1) 污水流量时刻在变化，很难精确计算，而且雨水或地下水可能通过检查井盖或管道接口渗入污水管道。
因此，有必要保留一部分管道断面，为未预见水量的增长留有余地，避免污水一处妨碍环境卫生。
2) 污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体。
此为，污水中如含有汽油、苯、石油等易燃液体是，可能形成爆炸性气体。
故需留出适当的空间，以利于管道的通风，排除有害气体，对于管道爆炸有良好的效果。
3) 便于管道的疏通和维护管理。
b) 设计流速和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫做设计流速。
污水在管内流动缓慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤积；当污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道。
为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或者过大，应在最大和最小设计流速范围之内。
最小设计流速是保证管道内部发生淤积的流速。
根据国内污水管实际运行情况的观测数据并参考国外经验，污水管道的最小设计流速定为0.6m/s[3]，当含有金属、矿物固体或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速应适当增大。
最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速，一般，金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s[3]。
c) 最小管径在污水管道系统的上游部分，污水管段的水急流量一般很小，若根据设计流量计算管径，则管径会很小，极易堵塞。
根据污水管道的养护纪录统计，直径为150mm的支管的堵塞次数，可能达到直径为200mm的支管的堵塞次数的两倍，使管道养护费用增加。
然而，在同样埋深条件下，直径200mm与150mm的管道造价相差不多，而采用较大管径可减小管道坡度，以减小管道埋深。
我们为了护养工作的方便规定最小埋深如下表所示：表4 污水沟管的最小管径及最小设计坡度[11]沟道位置最小管径/mm最小设计坡度/i在街坊和厂区内在街道下2003000．0040．003d) 最小设计坡度在污水管道系统设计中，通常是管道埋设坡度与实际地区的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速，以防止管道内产生沉淀。
所以最小设计坡度是最小设计流速时的管道坡度。
管径相同的管道，因充满度不同，其最小坡度也不同。
我们规定200mm的最小设计坡度0.004；管径300mm的最小设计坡度0.003。
在给定管径的圆形管道中，满流与半满流运行时的流速是相等的，处于满流与半满流之间的理论流速略大一些，而随着水深降至半满流以下，则其流速逐渐下降，故在确定最小管径的最小坡度时采用的实际充满度为0.5。
e) 埋设深度污水管道的埋深是管道的内壁距地面的垂直距离。
管道埋深影响管道造价，与管道材料、直径、施工现场地质条件和管道埋设深度等条件有关。
一条管道的埋深分为起点埋深、终点埋深和管道平均埋深，管段平均埋深是起点埋深和终点埋深的平均值。
为保证污水管道不受外界压力和冰冻的影响和破坏，我们规定一个最小覆土厚度。
污水管道内的污水是当管道内的坡度大于地面坡度时，管道系统的埋深会越来越大。
埋深越大，则造价越高，因此，管道也有一个最大埋深限值。
一般，管道起点最小埋深应有0.6～0.7m [3]；干燥土壤中，最大埋深不超过8～9m ；多水、流沙、石灰岩地层中，不超过5m 。
超过最大埋深时，应考虑设置提升泵站。
2.3.3 污水管道的设计这是本设计的最重要部分。
首先应确定排水区界，划分排水流域。
该片区有两个污水处理厂，分别在片区的最北部的东西两边。
因此，可划分为两个区域，以淮海路为分界线，西边区域的污水流入四季青污水处理厂，东边区域的污水流入第二污水处理厂。
主干管沿大运河敷设，干管沿道路由北向南敷设。
主要的管道布置如图所示，沿线流量如表所示，水力计算如表所示。
表5 干管1水力计算表表6 主干管水力计算表a) 在管道平面布置图上量出每一段设计管段的长度，列入第2项。
计算出每段的设计流量列入第3项，根据图纸将地面标高列入第10、11项。
本设计地势平坦，可认为整个区域上地面标高一样，地面坡度为0。
b) 确定起始管段的管径D以及设计流速v，设计坡度I，设计充满度h/D。
首先,根据流量假设一个管径，在假设设计坡度I，根据管径、坡度及本段流量查水力计算表，查出设计流速v及设计充满度h/D。
将以上数据填入第4、6、5、7项。
c) 若流量增大，则管径有可能增大也有可能不变，若增大，则以50mm为一个等级。
设计流量Q、设计流速v、设计充满度h/D、设计坡度I、管径D之间又相互制约的关系，因此在确定这些数据的过程是一个试算的过程，必须是这些参数全部满足最大或最小设计参数。
