污水管网毕业设计说明书.doc
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1、目录1 设计概要11.1 设计题目11.2 主要设计内容11.3 设计原始资料22 排水系统概论32.1 城市污水的分类32.2.1 排水体制32.2.2 排水系统规划设计原则52.2.3排水体制的选择53 污水管道系统的设计73.1 污水设计流量的确定73.1.1居民生活污水设计流量的确定73.1.2工业废水设计流量73.1.3工业企业的生活淋浴污水设计流量的确定73.1.4. 公共建筑污水设计流量83.1.5. 城市污水设计总流量83.2 污水管道的设计93.2.1布置污水管道93.2.2街区编号并计算其面积93.2.3划分设计管段，计算设计流量93.2.4 管段水力计算103.2.5 相
2、关图形绘制165 谢辞176 参考文献187 附录19附表119附表221附表325附表427附表5291 设计概要1.1 设计题目广东沙市污水管网工程设计1.2 主要设计内容本设计主要包括污水管网设计与计算，具体内容包括以下几个方面： 排水体制的选择； 污水量的计算； 污水管网定线； 管段流量计算； 管网水力计算； 管道剖面图绘制。1.3 设计原始资料 城市平面图（1：5000） 城市各地区人口密度：区520人公顷；区540人公顷 。 城市居住房中的卫生设备情况:区: 有完善的给水排水设施 ；区: 有完善的给水排水设施 ； 城市中有下列工业企业，其位置如城市平面图所示： A 厂，生产用水量
3、2500 m3/d,最大班排水量 1500 m3/d。工人总数 1200 人，分 两 班工作。热车间占每班人数的 50 %第一班 600人，使用淋浴者 490人；其中热车间 260 人。第二班 600 人，使用淋浴者 490 人；其中热车间 260人。 B 厂，生产用水量 2500 m3/d,最大班排水量 2050 m3/d。工人总数 1000人，分 两 班工作，热车间占每班人数的 40 %第一班 500 人，使用淋浴者 320 人；其中热车间 180 人。第二班 500人，使用淋浴者 320人；其中热车间 180人。 公共建筑排水量(火车站)： 700 m3/d。城市土壤种类 粘土和亚粘土
4、；地下水位深度 4.5 米；冰冻线深度 / 米； 常年主导风向 南风 ；城市最高温度 32 ； 最低温度 10 ；年平均温度 24。2 排水系统概论2.1 城市污水的分类 在人类的生活和生产中，使用着大量的水。水在使用过程中受到不同程度的污染，改变了原有的化学成分和物理性质，这些用过后的水称作污水或废水。而城市污水是排入城市排水管道的生活污水和工业废水的总称。1.生活污水生活污水指人们日常生活中用过的水，主要包括从住宅、公共场所、机关、学校、医院、商店及其他公共建筑和工厂的生活间，如厕所、浴室、盟洗室、厨房、食堂和洗衣房等处排出的水。生活污水中含有较多有机物和病原微生物等污染物质，在收集后需经
5、过处理才能排入水体、灌溉农田或再利用。2.工业废水工业废水是指在工业生产过程中所产生的废水。工业废水水质随工厂生产类别、工艺过程、原材料、用水成分以及生产管理水平的不同而有较大差异。根据污染程度的不同，工业废水又分为生产废水和生产污水。生产废水是指在使用过程中受到轻度污染或仅水温增高的水，如冷却水，通常经简单处理后即可在生产中重复使用.或直接排放水体。生产污水是指在使用过程中受到较严重污染的水，具有危害性，需经处理后方可再利用或排放。不同的工业废水所含污染物质有所不同。如冶金、建材工业废水含有大量无机物，食品、炼油、石化工业废水所含有机物较多。另外，不少工业废水含有的物质是工业原料，具有回收利
6、用价值。城市污水通常是指排入城市排水管道系统的生活污水和工业废水的混合物。在合流制排水系统中，还可能包括截流入城市合流制排水管道系统的雨水。城市污水实际上是一种混合污水，其性质变化很大，随着各种污水的混合比例和工业废水中污染物质的特性不同而异。城市污水需经过处理后才能排入天然水体、灌溉农田或再利用。在城市和工业企业中，应当有组织地、及时地排除上述废水和雨水，否则可能污染和破坏环境，甚至形成环境公害，影响人们的生活和生产乃至于威胁到人身健康。2.2 排水体制选择2.2.1 排水体制排水体制是指排水系统对生活污水、生产废水和降水所采取的不同收集和排除方式，一般分为合流制和分流制两种类型，是针对污水
7、和雨水的合与分而言的 合流制排水系统合流制排水系统是指将生活污水、工业废水和雨水收入同一套排水管渠内排除的排水系统，又可分为直排式合流制排水系统和截流式合流制排水系统。直排式合流制排水系统是最早出现的合流制排水系统，是将欲排除的混合污水不经处理就近直接排入天然水体。因污水未经无害化处理而直接排放，会使受纳水体遭受严重污染。国内外许多老城市几乎都是采用这种排水系统。这种系统所造成的污染危害很大，现在一般不再采用。截流式合流制排水系统是在邻近河岸的街坊高程较低侧建造一条沿河岸的截流总干管，所有主干排水管的混合污水都将接入截流总干管中，合流污水由截流总干管输送至下游的排水口集中排出或进入污水处理厂。
8、由于雨水流量的瞬时值可能很大(取决于雨水设计采用的重现期、排雨水区域地面硬化情况和建筑密度以及当地的降雨量等)，合流制截流总干管在管径确定方面通常只考虑截流非雨水污水量(称为合流制排水管道的旱流量)一定倍数的雨水量，而不是把所有雨水量都截流在截流总干管中。为此，在合流干管与截流总干管相交前或相交处需设置溢流井。溢流井的作用是，当进入管道的城市污水和雨水的总量超过管道的设计流量时，多余的雨水(实际上是城市污水和雨水的混合物)就会经溢流井排出，而不能向截流总干管的下游转输。截流总干管的下游通常是市政污水处理厂。由于雨天初降雨的汇集量较小，一般都在截流总干管的设计雨水截流能力范围内，故晴天的城市污水
9、和雨天的初降雨都会排送至污水厂，经处理后排入水体。当降雨过程延续，进入管道的混合污水流量超过截流总干管的设计输水能力后，就有部分混合污水经溢流井溢出直接排入水体。截流式合流制排水系统是国内外改造旧城区合流制排水系统常用的方式。这种系统比直排式合流制排水系统有所进步，但仍有部分混合污水未经处理直接排放，成为水体的污染源而使水体遭受污染。 分流制排水系统分流制排水系统是指将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠系统内排除的排水体制。排除生活污水、工业废水或城市污水的系统称为污水排水系统，排除雨水的系统称为雨水排水系统。根据排除雨水方式的不同，又分为完全分流制和不完全分流制排水系
10、统。完全分流制排水系统具有相互完全独立的污水排水系统和雨水排水系统，污水排至污水处理厂处理后排放，雨水就近排入水体(图19。不完全分流制是指只有污水排水系统，而未建雨水排水系统，雨水沿街道边沟、水渠、天然地面等原有雨水渠道系统排泄，或者在原有渠道系统输水能力不足之处修建部分雨水管道，待城市进一步发展后再修建完整独立的雨水排水系统，逐步改造成完全分流制排水系统。在一些大城市中，由于各区域的自然条件存在差异，同时排水系统的建设是逐步进行和完善的，有时会出现混合制排水系统，即既有分流制也有合流制的排水系统。混合制排水系统在原为合流制的城市进行排水系统的改造扩建时常常出现。在工业企业中，由于工业废水成
11、分和性质的复杂性，与生活污水不宜混合，而且彼此之间也不宜混合，否则将造成污水和污泥处理复杂化，给废水重复利用和有用物质的回收造成、困难。2.2.2 排水系统规划设计原则 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期他单项工程建设密切配合，相互协调，该现成的道路规划、建筑界限、设计规模对排水系统的设计有很大的影响。 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。 考虑污水的集中处理与分散处理。 设计排水区域内需考虑污水排水问题与给水工程的协调，以节省总投资。 排水工程的设计应全面规划，按近期设计考虑远期发展，。 排水工程设计师考虑原有管道系统的使用可能。 在规划设计排
12、水工程时必须认真观测执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范和规定。2.2.3排水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、原油排水设施、水质、水量、地形、对条件确定。 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。采用截流是合流制时，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
13、制。 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。 从维护管理方面来看晴天时污水在合流制管道中只是部分流，雨天时才接近满管流，因而雨天时合流制管道内流速较低，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内的流速，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
14、制排水系统，即采用两个（雨水、污水）管道系统。本次设计只做污水系统的设计与计算。3 污水管道系统的设计3.1 污水设计流量的确定3.1.1居民生活污水设计流量的确定居民生活污水是指居民日常生活中洗涤、冲厕、洗澡等产生的污水。居民生活污水设计流量可按下式计算： （3-1）式中 Q 居民生活污水设计流量（L/s）； q 居民生活污水定额（L/人d）；N1 设计人口数；Kz 生活污水量总变化系数。设计人口指污水排水系统设计期限终期的规划人口数。它与城市的发展规模及人口的增长率有关。3.1.2工业废水设计流量 （3-2） 3.1.3工业企业的生活淋浴污水设计流量的确定 工业企业生活污水和淋浴污水设计流
15、量用下式计算： （3-3） （3-4）3.1.4. 公共建筑污水设计流量可利用综合污水定额计算，如有具体资料也可单独计算。 （3-5） 式中 Q 各公共建筑污水设计流量（L/s）； q 各公共建筑最高日污水量标准 L/用水单位d）；N各公共建筑用水单位数； T 各公共建筑最高日排水小时数；h K各公共建筑污水量时变化系数。3.1.5. 城市污水设计总流量城市污水设计总流量: 。 （3-6） 3.2 污水管道的设计3.2.1布置污水管道从小区平面图上可知该区地势自南向北倾斜，坡度较小，无明显分水线、可划分为一个排水流域。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
16、置在北侧共青团路下，基本上与等高线垂直。整个管道系统呈正交式布置。3.2.2街区编号并计算其面积将各街区遍上号码，并按各街区的平面范围计算它们的面积，结果见附表表1中，用箭头标出各街区的污水排出方向。3.2.3划分设计管段，计算设计流量 设计管段的划分 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。 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号码。因排水管区遇到铁路，不能按原有的坡度埋设，所以要
17、设倒虹管。 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 = q F （3-6）式中 q 设计管段的本段流量（
18、L/s）； F 设计管段的本段服务面积（ha）； q 比流量（L/sha）。比流量是指单位面积上排出的平均污水量。可用下式计算： q （3-7）式中 n 生活污水定额（L/人d）；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，一区、二区人口密度分别为520cap/ha、540cap/ha,污水量设计标准120L/(capd)，则一、二区每ha街区面积的生活污水平均流量（比流量）为：一区 q = 0.722（L/sha）； 二区 q = 0.750（L/sha）某一设计管段的设计流量可由下式计算：q= (q+ q) k + q （3-8）式中 q 某一设
19、计管段的设计流量（L/s）； q 本段流量（L/s）； q 转输流量（L/s）； q 集中流量（L/s）； k 生活污水总变化系数。生活污水量总变化系数可以从下表查的; 生活污水量总变化系数 表3-1 污水平均日流量（L/s）51540701002005001000总变化系数（）2.32.01.81.71.61.51.41.3各管段的生活污水总变化系数按照线性内插法求得，各设计管段的设计流量应列表计算，各干管设计流量计算见附表2，各主干管设计流量计算见下附表3。3.2.4 管段水力计算在确定管段设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。一般常列表进行计算，水力计算步骤
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