水污染课程设计(第一组).doc
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1、扬州市职业大学水污染控制工程(1)课 程 设 计环监111第1组设计成员学号时慧吴敏陈桂丹王丽王森陈海燕2012年12月24日诚 信 声 明 本小组所提交的课程设计 排水管网的设计 是本组在指导教师指导下独立研究、写作的成果,设计中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注;对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明并表示感谢。 本人完全清楚本声明的法律后果,申请学位论文和资料若有不实之处,本人愿承担相应的法律责任。目 录第一章 课程设计任务书11.1 原始资料11.2 设计任务21.3 任务分工与工作计划安排31.4 课程设计意义3第二章 排水管网设计方案的比较和确定
2、42.1 概述42.2 排水体制42.3 排水管网设计方案确定的原则5第三章 排水管网设计说明书63.1 污水管网设计说明书63.3 排水管网设计说明书6第四章 排水管网设计计算书84.1 污水设计流量84.2污水设计流量的具体计算过程104.3 污水管网系统设计计算结果16第五章 结论195.1 结论195.2 设计心得体会19参考文献21致谢22摘 要以任务书为原始资料,对该地区进行城镇布局及地形的分析,并进行排水方案的选择与确定,最终确定排水区界及划分排水流域。通过分析,选择对污水管网进行设计,最后对其进行定线。做出污水管网简图,以简图为依据进行排水管网的设计计算,并汇总到表格中。关键词
3、:污水管网;排水体制;管网布局;水力设计第一章 课程设计任务书1.1 原始资料1 1:10000 城市平面图2城市各地区人口密度区 480 人公顷;区520人公顷;区490 人公顷;区人公顷;3城市居住房中的卫生设备情况:区: 室内有给水排水卫生设备和淋浴设备 ;区: 室内有给水排水卫生设备,并有淋浴和集中热水供应 ;区: 室内有给水排水卫生设备,但无淋浴设备 ; 区: 室内有给水排水卫生设备,并有淋浴和集中热水供应 ;4.城市中房屋的平均层数:区 8 层;区 7 层;区 8 层;区 层。5.城市中有下列工业企业,其位置如城市平面图所示: A 厂,最大班排水量 2100 m3/d。工人总数 6
4、00 人,分 3 班工作。热车间占每班人数的 10 %第一班 200 人,使用淋浴者 60 人;其中热车间 20 人第二班 200 人,使用淋浴者 75 人;其中热车间 20 人第三班 200 人,使用淋浴者 70 人;其中热车间 20 人 B 厂,最大班排水量 1800 m3/d。工人总数 840 人,分 3 班工作,热车间占每班人数的 15 %第一班 280 人,使用淋浴者 85 人;其中热车间 42 人第二班 280 人,使用淋浴者 80 人;其中热车间 42 人第三班 280 人,使用淋浴者 80 人;其中热车间 42 人火车站排水量: 900 m3/d。6.城市土壤种类 粘土 ;地下
5、水位深度 -1.7 米;冰冻线深度 0 米;常年主导风向 西南风 ;城市最高温度 34.2 ;最低温度 2.3 ;年平均温度 17.8 。7.年平均降雨量 1140 mm;借用雨量公式:其中地方常数A1= 22.8 ,C= 0.342 ,b= 12.4 ,n= 0.872 8地面覆盖情况地面覆盖名称各 种屋 面混凝土和沥青地面非铺砌土地面绿 地(草地)所占面积(%)423310159.河流最高洪水位: 140 米,最低水位: 134 米,常水位: 137 米。10.本市区有一发电厂与省电力网联系在一起,电力供应正常,有两个电源可供连接;城市附近没有污水灌溉农田的习惯,也没有污水农田灌溉系统。1
6、.2 设计任务设计城镇污水管道布局及污水干管水力计算1.3 任务分工与工作计划安排查阅资料及表格制作:吴敏 时慧管网设计及CAD制图:陈桂丹 王森水力计算:王丽 陈海燕1.4 课程设计意义 课程设计是专业课教学环节的重要的实践教学内容之一,是为培养学生运用在课堂上所学的基础理论、基本知识和基本技能解决实际问题而设置的全面训练,是将书本知识与工程实际有机结合的完整过程,以面向社会、面向生产实际,有利于培养调动学生的学习、工作兴趣和积极性,增强学生对工作的责任感为目的,激发学生的创新精神,培养学生认真、严谨的工作态度和作风,树立正确的工程设计观念。通过课程设计的训练,提高学生调查研究、查阅文献、收
7、集运用资料的能力,并在综合分析、制定设计方案以及深入细部设计的过程中,更好地掌握用图纸代替文字及合理运用设计手册、设计规范等工具书的方法,使学生对所学课程内容的掌握达到较高的水平。 通过中小型城市污水处理厂工艺的选择、设计,使学生熟悉并掌握水处理工程的设计内容、设计原理、方法和步骤,学会根据设计原始资料正确地选定设计方案,正确计算, 掌握设计说明书、计算书的编写内容和编制方法、工程图纸绘制方法。培养给排水专业学生利用所学到的理论知识,系统地学习并掌握水处理方案比较、优化,各主要构筑物结构设计与参数计算,主要设备选型等工程技术内容,以及平面布置和高程布置计算等设计和绘图方法 第二章 排水管网设计
8、方案的比较和确定2.1 概述对排水体制进行分析比较并确定好使用哪种排水体制。2.2 排水体制排水体制分为分流制和合流制。当生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除时,称为分流制排水系统。其中排除生活污水,工业废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、不完全分流制和截流式分流制。完全分流制排水系统分设污水和雨水两个管渠系统,前者汇集生活污水、工业废水,送至处理厂经处理后排放或加以利用。后者通过各种排水设施汇集城市内的雨水和部分工业废水,就近排入水体。但初期雨水未经处理直接排放到水体中对水体污染较严重。截流式分流制既有污水排水
9、系统又有雨水排水系统,与完全分流制的不同之处在于它具有把初期雨水引入污水管道的特殊设施,称雨水截流井。不完全分流制只建污水排水系统,未建雨水排水系统,雨水沿着地面、道路边沟和明渠泄入水体。或者在原有渠道排水能力不足之处修建部分管道,待城市进一步发展或有资金时再修建雨水排水系统。合流制排水系统是将城市生活污水、工业废水和雨水径流汇集在一个管渠内予以输送、处理和排放。按照其产生的次序及污水处理的程度不同,合流制排水系统可分为直排式合流制、截流处理式合流制和全处理式合流制。城市污水与雨水径流不经任何处理直接排入附近水体的合流制称为直排式合流制排水系统。由于污水对环境造成的污染越来越严重,必须对污水进
10、行适当的处理才能够减轻城市污水和雨水径流对水环境造成的污染,为此产生了截流式合流制。截流式合流制是在直排式合流制的基础上建立的。该系统可以保证在晴天和初雨时污水直排入污水处理厂,雨量增加时出现溢流,直排入水体。这种体制对带有较多悬浮物的初雨和污水都进行处理,对保护水体是有益的。在雨量较小且对水体体制要求较高的地区,可以采用完全合流制。2.3 排水管网设计方案确定的原则工程投资要符合当地的经济情况,最大可能的排除污水和雨水,不影响城市的安全。尽量减少对城市的污染。第三章 排水管网设计说明书3.1 污水管网设计说明书(1) 污水管道定线的基本原则充分利用城市地形、地质、地貌特点,尽可能在管线较短和
11、埋深较小的情况下,让最大区域的污水能自流排出。布置管线是确定污水管道系统总体布置的重要步骤。在定线时应考虑地形等因素的影响。根据地形,污水厂和出水口位置布置污水管道,依次定出主干管、干管、街道支管,并考虑设置泵站的合理位置。一般应将主干管和流域干管放在较平坦的集水线上,让污水尽量以重力流排送,污水干管与主干管应尽量避免和障碍物相交,如遇特殊地形时应考虑特殊措施(如跨越河道的倒虹管等),在图上标明。(2) 污水管道定线考虑的因素污水管道定线考虑的因素有:地形和用地布局;排水体制和线路数目;污水厂和出水口位置;水文地质条件;道路宽度;地下管线及构筑物的位置;工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况
12、。 (3) 排水流域的划分定线前首先根据地形划分排水流域。排水流域划分一般根据地形及城镇(地区)的竖向规划进行。(4) 污水主干管定线 (5) 污水干管定线3.3 排水管网设计说明书3.3.1 排水管网布局 将管道划分为五段,工厂A、B各一段,居民区三段分别为6-5、5-4、4-3、3-1、2-1 6-5:管段长度:100 服务面积:17 5-4:管段长度:120 服务面积: 27 4-3:管段长度:98 服务面积:243-1:管段长度:88 服务面积:192-1:管段长度:45 服务面积:13 排水管网布局见下简图:第四章 排水管网设计计算书4.1 污水设计流量1) 划分设计管段根据管道平面
13、布置,划分设计管段(定出检查井的位置并编号),量出主干管的设计管段长度。2) 街坊排水面积的划分根据污水管道的布置,划分各设计管段服务的街坊排水面积,编上号码并按其平面形状计算面积(以公顷计),用箭头表示污水流向。3) 污水管道设计流量计算采用的公式居住区生活污水设计流量按下式计算:式中 Q居住区生活污水设计流量(L/s);n居住区生活污水定额(L/(cap.d) ,取值参见原始资料;N设计人口数;生活无水量总变化系数;cap“人”的计量单位。也可以采用比流量计算:根据各区的污水量定额n(L/cap.d)和人口密度p(cap/ha),可求出各区的生活污水平均流量。即 (L/s.ha)式中 比流
14、量(L/(s.ha);p人口密度(cap/ha),取值参见原始资料;n居住区生活污水定额(L/(cap.d)。式中 Q本段流量(L/s); F设计管段服务的街区面积(ha),参见原始资料平面布置图;比流量(L/(s.ha);生活污水量总变化系数。工业企业及公共建筑的污水量作为集中流量计算。 生活污水量总变化系数根据室外排水设计规范(GB50014-2006)相关部分内容,采用的居住区生活污水量变化系数值见表4.1。生活污水量总变化系数也可用下式进行计算:式中 Q平均日平均时污水量(L/s)。当Q1000 L/s,=1.3。表4.1 生活污水量总变化系数污水平均日流量(L/s)515407010
15、02005001000总变化系数()2.32.01.81.71.61.51.41.3注:1 当污水平均日流量为中间数值时,总变化系数用内差法求得。2 当居住区有实际生活污水量变化资料时,可按实际数据采用。 工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量按下式计算:式中 Q工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s);一般车间最大班职工人数 (cap);热车间最大班职工人数(cap);一般车间职工生活污水定额,以25(L/(cap班) )计;热车间职工生活污水定额,以35(L/(cap班) )计;一般车间生活污水量的时变化系数,以3.0计;热车间生活污水量的时变化系数,以2.5计;一般车间最大班使用淋浴的
16、职工人数(cap);热车间最大班使用淋浴的职工人数(cap);一般车间的淋浴污水定额,以40(L/(cap班) )计;热车间的淋浴污水定额,以60(L/(cap班) )计;T每班工作时数(h)。 淋浴时间按60min计。 城市污水设计总流量城市污水总的设计流量是居住区生活污水,工业企业生活污水和工业废水设计流量三部分之和。在地下水位较高地区,因当地土质、管道及接口材料,施工质量等因素的影响,一般均存在地下水渗入现象,设计污水管道系统时宜适当考虑地下水渗入量。由原始资料得知,地下水位距地表8米,设计管段管底标高均高于地下水位,因此该城市污水排水管网设计不考虑地下水入渗量,设计流量为:式中 Q城市
17、污水设计流量(L/s);居住区生活污水设计流量(L/s);工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s);工业废水设计流量(L/s)。4.2污水设计流量的具体计算过程4,2.1水力计算公式1) 流量公式 2) 流速公式 Q流量(m3/s);A过水断面面积 (m2);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值一般按曼宁公式计算将上面的两式综合可得:3) 排水管槽粗糙系数见表3.2。4.2.2 设计参数1) 设计充满度 在设计流量下,污水在管道中的水深h和管道直径D之间的比值称为设计充满度(或水深比),如图
18、4.2示。表4.2 排水管渠粗糙系数表管渠种类n 值陶土管,铸铁管0.013混凝土和钢筋混凝土,水泥砂浆抹面渠道0.013-0.014石棉水泥管 钢管0.012浆砌砖渠道0.015浆砌块石渠道0.017干砌块石渠道0.020-0.025土明渠(带或不带草皮)0.025-0.030图4.1 充满度示意当1时成为满流,当1时,成为非满流、其中雨水管道按满流设计,污水管道按非满流设计。我国最大设计充满度的规定如表4.3。表4.3 最大设计充满度管径(D)或暗渠高(H)(mm)最大设计充满度(h/D或h/H)2003000.553504500.655009000.7010000.75规定按非满流设计的
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