毕业设计(论文)--安徽省南部地区池州市排水工程设计.docx

安徽省南部地区池州市排水工程设计
目录
摘要 3
Abstract 4
1 绪论 1
2 设计说明书 2
2.1 设计依据 2
2.2 原始资料 2
2.2.1地形与城市规划资料 2
2.2.2气象资料 3
2.3 污水管网设计 4
2.3.1 排水系统体制的选择 4
2.3.2 设计流量计算 4
2.3.3 污水管网定线 5
2.3.4 污水管网水力计算 7
2.4 雨水管网设计 8
2.4.1 设计流量计算 8
2.4.2 雨水管网定线 9
2.5 污水处理厂设计 10
2.5.1 设计水质 10
2.5.1 设计水质 10
2.5.2 处理程度的计算 12
3 设计计算书 16
3.1 污水管道系统 16
3.1.1 街区编号并计算其面积 16
3.1.2 划分设计管段，计算设计流量 18
3.2 雨水管道系统 67
3.2.1 雨水管汇水面积计算 67
3.2.2 雨水管水力计算 73
3.3 污水厂设计计算 94
3.3.1流量计算 94
3.3.2格栅 95
3.3.3沉砂池 97
3.3.4初沉池 101
3.3.5 A/0 反应池 106
3.3.6二沉池 111
3.3.7 消毒接触 117
3.4 污泥处理构筑物 118
3.4.1 污水计量设备 118
3.4.2 污泥浓缩池 120
3.4.3 贮泥池 122
3.4.4 污泥消化池 123
3.5 处理厂平面布置和高程布置 124
3.5.1 构筑物之间灌渠的连接及水头损失的计算 124
3.5.2 构筑物高程布置 126
4 总结 128
5 参考文献 129
6 附录 130
7 致谢 131

摘要
本次设计是安徽省池州市排水工程设计，主要任务是完成雨、污水管网工程及污水处理厂工程设计。
现代城市规划中，给水排水的设计是一项十分重要的工作内容，它直接关系着居民的基本生活和城市的经济发展，对其起直接决定作用，也是城市建设水平的重要表征。在城市建设步伐日益加快的今天，为城市配置一套科学的给排水系统，实现水资源的可持续保障，无疑会增强城市的硬性投资条件，从而促进城市经济的可持续发展。因此，必须做好城市的排水工作，全方面促进可持续发展，进而促进社会的可持续发展。
如今水资源短缺已由原先的地区性开始向全国范围内蔓延，必须引起我们的高度重视。城市是人口高度密集的地区，城市用水量巨大，对城市水的管理显得尤为重要，所以必须加强对城市排水的建设与管理。
关键词：城市污水；排水；城市管理

Abstract
This project is a design for sewerage engineering of Chizhou City,Anhui Province, the major task is complete the design of rainwater and wastewater pipe and wastewater treatment plant.
The importance of urban drainage system Modern urban planning, water supply and drainage design is a very important work content, it is directly related with people's basic living, and economic development of the city, the direct decision role, is also an important characterization of urban construction level. In the quickening pace of urban construction today, for the urban configuration a set of scientific system of water supply and drainage, water resource sustainable security, will definitely strengthen the city's hard investment conditions, so as to promote the sustainable development of urban economy. So we must do a good job in the city's drainage at all levels, and promote the sustainable development and promote the sustainable development of the society.
Now water shortage has increased from regional began to spread across the country, must cause our attaches great importance to. City is a highly populated area, urban water consumption is huge, the management of urban water is particularly important, so must strengthen the construction and management of urban drainage.
Key Words: Municipal sewerage; drain away water; city manageme
1 绪论
水是一切生物生存必不可少的物质之一，没有水的世界是无法想象的。虽然我国水资源总量非常丰富，居世界第六位，但由于人口众多，人均占有仅为2262立方米，约为世界平均的四分之一，属于世界缺水国家之一。由于水污染控制的相对滞后，受污染的水体逐年增加，又加剧了水资源的短缺。而中国迅速进行的工业化、城市化，不可避免地会加快水污染速度。据统计，2000年我国城市污水排放量已达330亿立方米，其中绝大部分污水未经有效处理而排入江河湖海。全国百分之九十以上的城市水域受到不同程度的污染，将近一半的重点城镇的集中饮用水源不符合取水标准。我国北方城市大部分受到资源型缺水的困扰，南方多水地区由于受到不同程度的污染，已经呈现水质型缺水趋势。因此，增加污水处理比例和将污水处理之后再回用是今后我国城市污水处理的趋势，而城市污水处理厂的设计正是其中重要的一环。
作为新世纪的大学生，理论用于实践，将自己在课堂上所学的知识，尤其是专业课知识用于本次毕业设计之中，以提高自己的工程设计能力，为自己将来走上工作岗位进行工程设计打下坚硬的基础，为将来更好的为共产主义建设做贡献。
通过毕业设计，我们能够熟悉并掌握污水处理厂的设计内容、设计原理、方法和步骤，能根据设计原始设计资料正确地选定设计方案，掌握污水厂设计的基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。这些都是将来进行工程设计必不可少的知识与能力。

2 设计说明书
2.1 设计依据
1）《.排水工程毕业设计任务指导书》；
2）给水排水设计手册；
3）排水工程(上、下)册；
4）排水工程设计规范；
5）给水排水标准图集；
6）给水排水工程结构设计规范；
7）给水排水制图标准；
8）《室外排水工程设计规范》97版（GBJ14-87）；
9）《城市污水处理工程项目建设标准》；
10）《污水综合排放标准》（GB8978-96）；
11）其他相关设计资料。
2.2 原始资料
2.2.1地形与城市规划资料
（1）城市地形与总体规划平面图一张（另发），比例为1：10000。
（2）城市各区人口密度与居住区生活污水量标准（平均日）：
指标
区域
人口密度
（人/公顷）
污水量标准
（升/人·日）
Ⅰ区
310
220
Ⅱ区
320
210
（3）城市各区中各类地面与屋面的比例（％）：

区域
各种屋面
混凝土
与沥青路面
碎石路面
非铺砌土
路　　面
公园与绿地
Ⅰ区
25
17
15
13
30
Ⅱ区
30
15
15
10
30

（4）工业企业与公共建筑的排水量和水质资料：
①企业或公共建筑生产排水量及水质
企业或公共建筑名称
平均排水量
m3/d
最大排水量
m3/h
SS
mg/l
COD
mg/l
BOD
mg/l
总氮
mg/l
总磷
mg/l
PH
水温℃
甲
6000
450
690
410
320
42.8
14.7
7.1
23
乙
5000
400
790
610
530
56.5
16.9
6.8
21
注：工业企业废水的特殊水质可以另行说明；
②企业或公共建筑生活污水及淋浴排水情况
甲厂：
工人总数6000人，分3班工作。
第一班2500人，使用沐浴者75%，其中热车间40%。
第二班2000人，使用沐浴者75%，其中热车间40%。
第三班1500人，使用沐浴者75%，其中热车间40%。
乙厂： 
工人总数5000人，分3班工作。
第一班2000人，使用沐浴者70%，其中热车间40%。
第二班2000人，使用沐浴者70%，其中热车间40%。
第三班1000人，使用沐浴者70%，其中热车间40%。

2.2.2气象资料
(1)气温等资料 (单位℃)
年平均气温
16.5
月平均最高
32.9
年最低气温
-12.5
月平均最低
0.4
年最高气温
40.2
月平均气温
16.8
温度在-10℃以下的天数(天)
2
温度在0℃以下的天数(天)
20
降雨量（mm/年）
1389.2
年蒸发量(mm/年)
852.5
（2）常年主导风向：东北；最大风速：2.0；（自画风瑰玫图）
（3）设计暴雨强度公式及其参数

式中： —设计暴雨强度，1/s·104m2；
2.3 污水管网设计
2.3.1 排水系统体制的选择
从全局出发，经过综合考虑后确定安徽省池州市的排水体制采用分流制排水体制。其缺点是初降雨水径流对水体的污染相当严重，优点是方式比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城市卫生的要求。
从总造价来看完全分流制比合流制可能要高。从维护管理方面来看，分流制系统可以保持管内的流速，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。
2.3.2 设计流量计算
1）水量计算方法与步骤
水量计算方法：先根据县城居住区人口密度和居民污水定额计算出每公顷街区面积的生活污平均流量（比流量），再由各街区面积计算各街区生活污水流量。工业污废水按集中流量的方式计入管段流量。
水量计算步骤：将各街区编上号码，并按各街区的平面范围计算它们的面积，用箭头标出各街区污水排出的方向。结果详见管网平面布置简图及计算说明书。根据设计管段的定义和划分方法，将各方案中的各干管及主干管中有本段流量进入的点，集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起迄点的检查井编上号码。各设计管段的设计流量列表进行计算，结果见计算书管网水量计算表。
2）水量计算公式
公式：
式中：q——每公顷街区面积的生活污平均流量（比流量），L/(s；
n——居住区生活污水定额， L/(cap d)；
p——居住去人口密度，cap/ha。
公式：Q=
式中：Q——相应街区的管段流量，L/S；
F——管段服务的街区面积，ha。
2.3.3 污水管网定线
1）确定排水区界，划分排水流域，布置污水管道，确定厂址
根据该市地形特点南高北低，西高东低，保证流域内绝大部分污水能以自流方式接入的划分原则进行流域划分，划分结果详见管道布置简图，污水厂位于城区的东北方向。
2）排水管网定线原则
在城镇总平面图上确定污水管道的位置和走向，称为污水管道定线。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。
定线的主要原则是：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的水污水能自流排出。
包含污水处理厂的排水工程，管网在定线之前，还要首先确定污水处理厂的厂址，以便确定管线走向及控制点。
3）定线方案确定
近期为0.209m3/s,远期为0.309 m3/s，管道设计按远期流量。根据定线原则及影响因素，本设计特制定两种不同的定线方案。
方案一：主干管与河流平行。
方案二：主干管与河流垂直。
方案比较：两种方案均充分利用了地形的原有坡度，污水都可依靠重力自流，所以无法直接确定谁优谁劣，需在对每种方案进行水力计算之后确定。即根据水力计算结果中的管径、管长、埋深等进行经济比较确定出一个合理、经济的方案。
最终选用方案一，所用管材见污水管网布置图。
图1 污水管道（方案一）示意图
2.3.4 污水管网水力计算
1）设计充满度
我国的按非满流（）进行设计，这样按规定的原因是：
a. 保留一部分管道断面，为未预见水量的增长留有余地，避免污水溢出。
b. 留出适当空间，以利管道的通风，排出有害气体。
表1 充满度规范
充满度规范
管径
充满度
200~300
0.55
350~450
0.65
500~900
0.70
≥1000
0.75
2）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。为了防止管道中产生於积和或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最大和最小设计流速范围之内。
我国规定污水管道的最小设计流速定为0.6m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s。
3）最小管径
在街区和厂区内最小管径定为200mm，在街道下为300mm。
4）最小设计坡度
相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度为最小设计坡度。管径200mm的最小设计坡度0.004；管径300mm的最小设计坡度0.003。
5）管道的埋设深度
管道埋深是指管道内壁底到地面的距离。本设计最小埋深为2.0m。
2.4 雨水管网设计
2.4.1 设计流量计算
1）设计要点
a. 设计流速
由于雨水夹带泥砂，所以暗管流速大于0.75m/s,为防止冲刷，金属管道流速小于10m/s,非金属管道流速小于5m/s。
b. 最小管径和最小坡度
雨水管道最小管径300mm，最小坡度3.00‰，雨水连接管最小管径200mm,最小坡度0.01。
c. 管道连接
管道在检查井连接，采用管顶平接。
2)雨量分析
由于设计手册中无池州市强度公式，故采用离池州市最近的安庆市的暴雨强度公式

min
min
式中：——设计暴雨强度公式（L/s·ha）；
——设计重现期（a），本设计取1a；
——降雨历时（min）；
——地面集水时间（min），本设计中取10min；
——管内雨水流行时间（min）；
——各管段的长度（m）；
——各管段的水流速度（m/s）；
——折减系数，对于暗管取2。
3)管渠流量的确定
城市雨水管渠属于小汇水面积上的排水构筑物。雨水设计流量计算公式如下：

a. 径流系数
由于无当地资料，查设计手册取0.55
b. 雨水管渠汇水面积F
汇水面积是指雨水管渠汇集雨水的面积。在小汇水面积上，降雨不均匀的影响较小，可以认为降雨强度是均匀的。
c. 暴雨强度q
由暴雨强度公式可知，是由，，，决定的。
2.4.2 雨水管网定线
根据定线原则及影响因素，本设计特制定两种不同的定线方案。
方案一：设十一个雨水口。
方案二：设十二个雨水口。
方案比较：经计算，发现方案一在管径、管长、埋深相差不大的情况下，比方案二少设一个雨水口，更加经济合理，因此选用方案一。所用管材数量见雨水管道布置图。

图2 雨水管网（方案一）示意图

2.5 污水处理厂设计
2.5.1 设计水质
2.5.1 设计水质
由《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），该水经处理后，水质符合国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。
城市污水的设计水质，工业污水的设计水质，其BOD5和SS值，可折合人口当量计算。
生活污水中的BOD5和SS值分别取30g/（cap*d）（BOD5=20~35g/(人*d)）和45 g/（cap*d）（SS=35~50g/(人*d)），据此，工业污水折合当量人口数如下表所示：
表 工业废水当量人口数
厂名
平均日污水量（m3/d）
悬浮物浓度 (SS)
五日生化需氧量(BOD5)
浓度C/（g·d-1）
总量CQ/（g•d-1）
当量人数N1/人
浓度C/（g•m-2）
总量CQ/（g•m-2）
当量人数N1/人
甲厂
6000
690
4140000
92000
320
1920000
64000
乙厂
5000
790
3950000
87778
530
2650000
88333
合计
11000

179778

152333
根据上表结果，则可算出该城市总的设计人口数。
表 设计人口数计算表
污水来源
设计人口数

按SS计算
按BOD5计算
居住区生活污水
454271
454271
甲厂工业废水
92000
64000
乙厂工业废水
87778
88333
合计
634049
606604
污水水质污染程度
每人每天生活污水排放量为：
1191.866·86400/454271=226.69L/(cap•d)
生活污水平均悬浮物浓度：
45/216.23=0.208g/l=199mg/l
生活污水平均五日生化需氧量浓度：
30/216.23=0.139g/l=132mg/l
生活污水和工业废水混合后，SS浓度为：

=(1191.866199+69.44690+57.87790)/ 1319.18
=235.08 mg/l
生活污水和工业废水混合后，BOD5浓度为：

=(1191.866132+69.44320+57.87530)/ 1319.18
=159.36 mg/l
2.5.2 处理程度的计算
根据《给水排水设计手册》第五册城镇排水P264-266
1） SS的处理程度
计算污水排放口处允许的SS浓度：

式中：
——污水排放口处允许的SS浓度（mg/l）
p——污水排入水体与河水完全混合后，混合水中SS允许增加量（mg/l），1mg/l
Q——河流流量（m3/s），20 m3/s
——污水平均流量（m3/s），1.31918 m3/s
——河流中SS浓度（mg/l），4 mg/l
SS的处理程度：
91.42%
2）溶解性BOD5的去除率
按河水中DO的容许最低浓度，计算对污水中BOD5的处理程度：
求排放口处DO的混合浓度及混合温度：

水温为9.3时，计算耗氧速率常数

=0.1*1.135
=0.026

=0.2*1.024
=0.155
求起始点亏氧量Do和临界点亏氧量Dc：查表见给水排水设计手册第1册《常用资料》得出9.3时饱和溶解氧DOs=11.4mg/l。可得出
起始点亏氧量Do=11.4-6.67=4.73 mg/l
临界点亏氧量Dc=11.4-4.0=7.4 mg/l
用试算法求起始点Lo和临界时间tc
第一次试算：
设临界时间tc’=4.22

7.4=
Lo =57.49mg/l代入下式

=4.22d
临界时间tc=4.22= tc‘符合要求
按河流中BOD5的最高允许浓度计算处理程度。
计算由污水排放口流到20km处的时间：
0.145d
将20的数值换算成9.3时的数值，已知20时=4mg/l,

化为9.3时的
=1.5133mg/l
20

化为9.3时的=1.136mg/l,求9.3时的，则

=5.913+1.526
=7.439mg/l
上式中，t=0.145d，Q=20m3/a，Q设计=1.31918m3/s，=1.136mg/l， =1.513mg/l，K1=0.026。
将9.3的数值转换成20时的数值

在20 时的数值

污水处理程度为：

按污水排放口处出水水质要求计算
污水二级处理排放口BOD5浓度要求为30mg/l，则污水处理程度为

比较上述方法结果，得出BOD5处理程度为87.68%。

3 设计计算书
3.1 污水管道系统
3.1.1 街区编号并计算其面积
表3 街区面积计算表

街区面积计算表

面积编号
面积（ha）
面积编号
面积（ha）
面积编号
面积（ha）
1
4.180895482
72
3.00250977
142
6.368026635
2
4.935764864
73
5.743684459
143
15.11729957
3
8.24116629
74
6.696188074
144
24.67321122
4
1.772318272
75
3.803865022
145
1.745481175
5
9.126115348
76
3.857819133
146
9.741732323
6
5.472525081
77
2.109894876
147
4.918568538
7
11.46237645
78
2.117402663
148
11.14819504
8
4.377975389
79
1.536559888
149
11.14819504
9
9.178775628
80
1.536302289
150
9.424117133
10
10.51215064
81
2.078226158
151
9.424117133
11
12.64134731
82
2.109894876
152
9.940623977
12
9.741732323
83
3.871424864
153
11.14819504
13
7.971357696
84
3.803865022
154
8.24116629
14
4.880195009
85
2.281145786
155
12.64134731
15
12.22841163
86
2.320086002
156
5.454357181
16
5.680667391
87
1.538436614
157
10.72098106
17
5.117887944
88
1.611393176
158
4.256079523
18
9.937794316
89
1.16074793
159
10.79263747
19
5.454357181
90
1.16074793
160
10.79263747
20
4.92216424
91
1.611393176
161
4.256079523
21
6.550390879
92
1.534339142
162
10.72134341
22
7.789901618
93
2.320086002
163
5.454357181
23
14.80212079
94
2.268008463
164
4.935764864
24
11.14819504
95
3.503826643
165
10.51215064
25
6.972333106
96
3.730439328
166
9.937794316
26
1.648877874
97
2.151517639
167
10.19249886
27
10.19249886
98
2.336977676
168
8.670003876
28
10.72134341
99
1.574328597
169
9.098956115
29
10.99296447
100
1.574328597
170
10.19249886
30
3.50943721
101
2.345634558
171
9.937794316
31
6.863490878
102
2.137928574
172
4.180895482
32
6.164322067
103
3.75295917
173
9.178775628
33
7.565124439
104
3.503826643
174
5.117887944
34
4.256079523
105
3.378085514
175
1.648877874
35
10.00864377
106
3.233344581
176
2.866453205
36
5.696491835
107
3.233344581
177
1.648877874
37
10.18956432
108
3.395445231
178
5.117887944
38
1.09658992
109
2.541733134
179
4.180895482
39
1.56802832
110
5.291013453
180
9.178775628
40
9.703222153
111
8.956086507
181
5.117887944
41
10.79263747
112
4.550034095
182
1.648877874
42
9.424117133
113
6.976786496
183
1.648877874
43
6.53623985
114
6.023232631
184
5.117887944
44
14.17857042
115
3.31129435
185
4.935764864
45
4.242063036
116
7.43728125
186
10.51215064
46
3.568725021
117
60.09027166
187
9.937794316
47
2.870198693
118
11.01680704
188
10.19249886
48
5.942041487
119
8.244508526
189
8.362891096
49
3.473295718
120
0.797769693
190
8.99712648
50
5.083466268
121
5.748339982
191
10.19249886
51
5.265955987
122
23.17570651
192
9.937794316
52
10.02544457
123
13.96719593
193
8.24116629
53
6.093490338
124
10.5826358
194
12.64134731
54
5.956349831
125
3.29553486
195
5.454357181
55
2.847477882
126
1.670948894
196
4.256079523
56
5.143129241
127
3.836785037
197
10.79263747
57
4.676928878
128
6.756674241
198
10.79263747
58
5.156835183
129
19.64514516
199
4.256079523
59
3.39937269
130
7.702871066
200
10.72098106
60
13.29944026
131
2.910934511
201
5.454357181
61
3.05021325
132
11.84102672
202
1.745481175
62
1.895145738
133
9.964785198
203
9.741732323
63
4.974288475
134
18.37291433
204
4.92216424
64
6.794934916
135
6.907345407
205
11.14819504
65
6.735598606
136
6.215827381
206
9.940623977
66
5.76268666
137
6.929445285
207
9.424117133
67
3.018930631
138
5.708017975
208
9.424117133
68
2.795836203
139
13.61079126
209
9.940623977
69
2.663996271
140
6.548022737
210
11.14819504
70
2.663996271
141
8.658016874
211
1.152662236
71
2.795836203
142

3.1.2 划分设计管段，计算设计流量
1）居住区比流量
人口密度=75000/287.07=261.26
居住区生活污水比流量
零星工业废水比流量
总比流量
2）污水流量计算
N= 1 D= 600 V=0.800 H/D=0.5178 I=0.0015 QS=0.1181
N= 2 D= 800 V=0.810 H/D=0.6684 I=0.0009 QS=0.2894
N= 3 D=1000 V=0.820 H/D=0.6266 I=0.0007 QS=0.4244
N= 4 D=1000 V=0.830 H/D=0.6295 I=0.0007 QS=0.4325
N= 5 D=1200 V=0.900 H/D=0.6598 I=0.0006 QS=0.7122
N= 6 D=1400 V=0.910 H/D=0.6895 I=0.0005 QS=1.0307
N= 7 D=1400 V=0.920 H/D=0.7306 I=0.0005 QS=1.1077
*****************************************************************
=================================================================
NO.N F(N) QB(N) QW(N) Q(N) KZ(N) QK(N) QJB(N) QJ(N)
-----------------------------------------------------------------
N (HA) (L/S) (L/S) (L/S) (L/S) (L/S) (L/S)
-----------------------------------------------------------------
1- 2 0.00 0.00 69.76 69.76 1.69 118.08 0.00 0.00
2- 3 0.00 0.00 121.26 191.02 1.52 289.42 0.00 0.00
3- 4 1.90 1.50 101.13 293.65 1.45 424.36 0.00 0.00
4- 5 8.02 6.33 0.00 299.98 1.44 432.49 0.00 0.00
5- 6 66.88 52.79 172.66 525.43 1.36 712.24 0.00 0.00
6- 7 5.71 4.51 262.92 792.86 1.30 1030.72 0.00 0.00
7- 8 0.00 0.00 59.23 852.09 1.30 1107.72 0.00 0.00
=================================================================
NO.N L(N) QS(N) D(N) I(N) V(N) H/D(N) HDS(N)
-----------------------------------------------------------------
N (M) (L/S) (MM) (千分之) (M/S) (M/M) (M)
-----------------------------------------------------------------
1- 2 685.0 118.08 600 1.53 0.800 0.518 0.0000
2- 3 454.0 289.42 800 0.90 0.810 0.668 0.0000
3- 4 252.0 424.36 1000 0.71 0.820 0.627 0.0000
4- 5 557.0 432.49 1000 0.72 0.830 0.630 0.0000
5- 6 1403.0 712.24 1200 0.65 0.900 0.660 0.0000
6- 7 769.0 1030.72 1400 0.53 0.910 0.690 0.0000
7- 8 323.0 110