XXX镇污水处理改良型卡罗塞尔氧化沟工艺工程初步设计.docx

XXX镇污水处理改良型卡罗塞尔氧化沟工艺工程初步设计

摘 要
XXX城镇的发展目标是建设成以生态田园为特色、以商贸发展为重点、以工业发展为支撑，城乡一体、经济繁荣、社会和谐、环境生态的综合型现代化新城。因此为了保护XXX镇生态环境，创造良好的人居条件，实现XXX镇的可持续发展，兴建污水处理工程是十分必要的。
在污水收集系统设计中，充分利用地形优势实现重力自流，并且利用地面坡度减少管道埋深。污水收集系统共兴建管道26487m，中途提升泵站2座，倒虹吸管2组，总计造价为8069.87万元。
本次设计中，污水处理厂污水主要由居民生活污水和城市工业废水组成。其设计规模为3.5万，最高日流量5万，设计进水水质为：，，，，。设计出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。污水厂的工程总造价为5432.76万元。
污水处理厂中，污水处理构筑物主要有旋流沉砂池、改良型卡罗塞尔氧化沟、辐流式二沉池、活性砂滤池、紫外消毒渠，污泥处理构筑物主要有污泥泵房、贮泥池、脱水机房。改良型卡罗塞尔氧化沟充分利用的生物反硝化的工艺资源，而且还有利于抑制丝状菌等不利菌群的生长，加强了生物系统的稳定性和适用性，可以达到90%以上的总氮去除效果。

关键词：污水收集系统 污水处理厂 改良型卡罗塞尔氧化沟

Abstract
The XXX town development goals into a comprehensive modern ecological pastoral focus of trade and commerce, as the support of industrial development, urban-rural integration, economic prosperity, social harmoxxx, environmental and ecological new city。So in order to protect the XXX town ecological environment, and create favorable living conditions, to the XXX town sustainable development, it is very necessary to build a municipal wastewater treatment plant.
The design of the sewerage system take good advantage of the terrain to achieve gravity flow, and ground slope to reduce the pipeline depth. Sewage collection of pipeline system for 26487 m, 2 groups of midway pumping station, and 2 groups of inverted siphon, the total cost is 80.6987 million yuan.
The sewage of this project is mainly composed of urban-industrial waste water and residents sewage. Its design size is 35000, highest daily flow is 50000. The design of feed water quality as follows: ，，，，.The effluent is to meet the A standard of “urban sewage treatment plant emission standards” (GB18918-2002).The total project cost of the wastewater treatment plant of 54.3276 million yuan.
In the sewage treatment plant, sewage treatment structures are mainly vortex-type grit chamber, , secondary sedimentation tank of radial flow, active sand ponds, uv disinfection canal, the sludge treatment structures are sewage pumping station, sludge storage tanks, dewatering machine room. can make full use of biological denitrification process resources, but also conducive to suppress such negative filamentous fungi flora of growth, strengthen the biological system stability and suitability, can reach more than 90% of the total nitrogen removal efficiency.
Keywords: sewage collection，sewage treatment；odified Carrousel oxidation ditch process
目 录
第一篇 设计说明书 1
1 概述 1
1.1 设计任务 1
1.2 设计目的 1
1.3 设计依据 1
1.4 区域概况 2
1.5 给排水现状及规划 3
1.6 工程建设的必要性和工程内容 5
2 污水收集系统设计 6
2.1 排水体制的确定 6
2.2 污水厂的选址 7
2.3 污水管网的设计计算 8
3 污水处理厂设计 13
3.1 规模和污水处理程度的确定 13
3.2 污水处理厂工艺选择 14
3.3 污水处理工艺设计 21
3.4 污泥处理工艺设计 31
3.5 污水处理厂厂区设计 33
4 工程概算与成本分析 36
4.1 工程概况 36
4.2 投资概算 36
5 环境保护、安全生产以及经营管理 37
5.1 环境保护 37
5.2 建设管理 38
5.3 人员编制 38
6 工程效益分析 39
6.1 环境效益 39
6.2 社会经济效应 39
7 存在问题与建议 40
8 参考文献 40
第二篇 设计计算书 42
1 计算污水厂规模 42
1.1 居民综合生活用水 42
1.2 工业用水量 44
1.3 仓储用水量 45
1.4 污水厂设计规模 45
2 污水收集系统的计算 46
2.1 管网计算程序 46
2.2 管网计算结果 46
3 设计水质的确定 49
3.1 进出水水质的确定 49
3.2 污水处理程度的确定 50
3.3 工艺流程的确定 51
4 污水处理构筑物设计 51
4.1 中格栅 51
4.2 污水提升泵房 55
4.3 泵后细格栅 56
4.4 旋流沉砂池 59
4.5 改良型卡罗塞尔氧化沟 60
4.6 二次沉淀池 69
4.7 化学除磷 74
4.8 活性砂滤池 75
4.9 紫外消毒池 78
5 污泥处理构筑物设计 80
5.1 贮泥池 80
5.2 脱水机房 81
5.3 污泥泵房 83
6 污水处理厂平面布置与高程布置 84
6.1 污水厂平面布置 84
6.2 污水厂高程布置 87
7 建设项目总投资 89
7.1 污水管网系统总投资 89
7.2 污水处理厂总投资 91
7.3 XXX镇污水处理工程总投资 94
第三篇 附录 95
附录一 英文翻译 95
附录二 英文原文 106
附录三 小论文 113
附录四 管网系统计算数据及计算结果 120
附录五 图纸 124

第一篇 设计说明书
1 概述
1.1 设计任务
根据xxx省xxx市XXX镇总体规划和设计资料进行XXX镇区污水处理工程的初步设计。设计内容主要包括污水收集管道系统的设计计算，污水处理工艺的选择，污水处理构筑物的设计以及污泥处理构筑物的设计。
1.2 设计目的
运用所学的基本理论、基本知识和基本技能，初步学习如何在搜集资料和调研的基础上，根据项目所在地的基本概况，拟定污水管道系统及污水处理厂的设计方案，并进行相关的设计。通过本次设计，提高资料检索、文献阅读、运用规范、设计计算、撰写论文或设计说明书、计算书及CAD绘图的能力。
1.3 设计依据
[01] 污水处理工程毕业设计任务书；
[02] 《xxx市XXX镇总体规划》（2007-2020）；
[03] 《XXX总体规划说明》（2007-2020）；
[04] 《室外给水设计规范》（GB50013-2006）中国计划出版社；
[05] 《室外排水设计规范》（GB50014-2006 2011年版）中国计划出版社；
[06] 《建筑制图标准汇编》，中国建筑工业出版社，1996；
[07] 《污水排入城市下水道水质标准》（CJ343-2010），中国建筑工业出版社；
[08] 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；
[09] 《城镇污水处理厂附属建筑设备设计标准》（CJJ31-89）；
[10] 《泵站设计规范》（GB50265-2010）；
[11] 给水排水工程标准图集；
[12] 《城市给水工程规划规范》（GB 50282-98），中国建筑工业出版社；
[13] 《城市排水工程规划规范》GB 50318-2002，中国建筑工业出版社；
[14] 《建设工程工程量清单计价规范》（GB50500-2008）；
[15] 《xxx省建筑工程概算定额》；
[16] 《xxx省市政工程计价定额》（2009）；
[17] 《xxx省安装工程计价定额》(2009)；
[18] 《市政工程投资估算指标 第四册 排水工程》HGZ47-104-2007。
1.4 区域概况
1.4.1 地理位置与行政区划
XXX镇地处xxx盆地，位于成都市北郊、xxx市东南部，地处成都市成德快速路北端，东界广汉市，西邻九尺镇和新都区清流镇，北靠三界镇，南与新都区新民镇、军屯镇、马家镇隔河相望，距成都市区16km，西距xxx城区18km,东距广汉市城区16km,距三星堆遗址8km,北距什邡城区18km，南距新都区城区17km。
XXX镇南北有什新路贯通，连通什邡市与新都区，东西有汉彭路横贯，连接广汉市与xxx市。规划中的成德快速路，建成通车后到成都市区仅需十几分数；规划中的石化大件路穿镇而过，是xxx石化基地对外联系的主要通道。宝成铁路青灌支线（货运）横贯期间，在三邑镇南面设有XXX火车站。XXX地处区域交通网络枢纽，交通便捷，区位优势明显。
1995年，XXX镇被确定为全国重点镇。2004年，XXX镇与三邑镇、竹瓦镇合并为现XXX镇，并被确立为全国重点镇。2005年初，XXX镇被确定为成都市14个优先发展重点镇之一。全镇幅员面积82.00平方公里，总人口6.9万，辖21个村，7个社区居委会，中心城镇为XXX镇，位于东塔社区，竹瓦场位于清江社区，三邑场位于杨湾社区内。
1.4.2 自然地理条件
XXX镇属于亚热带湿润气候，气候温和，雨量充沛，日照丰富，无霜期长达280天，水热条件适度，四季分明，夏无酷暑，冬无严寒。年降水量950mm左右，年日照数1188小时左右。风向以东北风为主导风向。历史上易招水灾、雹宅，无地震史。典型的平原地貌，河流纵横，镇域内主要河流有青白江、XXX河、黄土河和白土河自西向东流向全镇，人工灌溉渠有八号支渠、九号支渠、杨柳支渠等。各条河流灌溉渠交错相连，自流灌溉。
1.4.3 城市总体规划
XXX镇规划在现行的总体规划中，确定XXX的主导产业为以发展机械加工、现代高科技农业主导，把XXX建设成成都北郊以生态园为特色、以商贸发展为重点、以工业发展为支撑，城乡一体、经济繁荣、社会和谐、环境生态的综合性现代化新城。
近期2010年镇域人口规模为8万，镇区人口为3.6万；中期2015年XXX镇域人口规模为8.9万，镇区人口规模为5.3万；规划期末2020年镇域人口10.1万，镇区人口7.1万。
规划远期以建设完全的分流制排水体制为目标。近期对旧城区合流排水系统进行改造，采用截流式合流制，其他新建地区都严格采用分流制的排水体制。污水经由污水管道系统流至XXX镇污水处理厂，经过处理后排入白土河，经过约4公里，在广汉市向阳镇三界村一组大闸门与流水堰汇合，经过大闸门进入蒋家河。雨水则通过雨水口收集，经雨水管就进排入河流或者自然水体。
XXX镇污水排除率取0.85，污水处理率取85%，XXX镇污水主干管采用平行式的布置形式与等高线平行布置，污水干管采用正交式的布置与地形等高线垂直相交。XXX镇规划用地平衡表如表1.1所示。
表1.1 XXX镇规划用地平衡表
序号
代码
用地类别名称
面积（ha）
比例（%）
1
R
居住用地
224.30
26.30
2
C
公共设施用地
141.84
16.69
3
M
工业用地
168.53
19.76
4
W
仓储用地
65.08
7.63
1.5 给排水现状及规划
1.5.1 给水规划
（1）用水量预测
用水量包括分镇区和农村新型社区供水。镇区采用集中供水，近期由XXX镇水厂统一供水，远期由xxx市统一供水。通过人均综合指标法、单位建设用地指标法和用地综合指标法三种方法的计算结果综合取值，规划远期至2020年，XXX镇区用水量为3.15万。
通过人均指标的方法计算，农村新型社区用水量为0.48万，则XXX镇域总用水量为3.63万。
（2）给水水源
靠近城镇等集中供水区德农村新型社区应利用现状设施及管网实现集中供水，远离集中供水区应采用简单供水设施实现独立供水。
（3）给水系统
远期由xxx市统一供水，即xxx新建丹景山水厂以供给xxx市区及丹景山镇、九尺镇、XXX镇、三界镇用水，以远期供水规模12万。
XXX农村新型社区自备水源、分散供水，以地下水为主，采用压水井或小型水泵方式取水。
1.5.2 排水规划
(1) 排水体制
XXX镇排水镇区除了老城区采用截流式合流制排水以外，其他地区都采用分流制的排水体制。污水经由污水管道系统流至XXX镇污水处理厂，经过处理后排入白土河。经过约4公里，在广汉市向阳镇三界村一组大闸门处与流水堰汇合，经过大闸门进入蒋家河。
雨水则通过雨水管道就近排入成系统的明沟或自然水体，然后就进排入较大水体。
(2) 污水处理
靠近城镇的可采用区域统一处理的方式，排放至污水处理厂集中处理。远离城镇的可设置沼气净化池等。简易污水处理设施，处理达标后排入农田或水体；有条件的或位于旅游区等重要区域的农村新型社区宜设置小型污水处理站。生产污水的处理，应与生产设施建设同步进行。
（3）污水量预测
远期至2020年镇域污水排除率定为85%，污水排放量为3.09万。污水处理率为85%,污水处理量为2.62万。
1.6 工程建设的必要性和工程内容
自国家实行西部大开发战略以来，中西部地区发展速度加快，东西联动发展被提上日程。国家对中西部的扶持力度加大，国家在政策、基础设施等投资方面都会向西部倾斜。再加之，美国次贷危机引发金融风暴以来，国家4万亿基础设施的投资，引来了基础设施建设的战略机遇期。国家实行规范的中央财政支付制度，逐步增强对中西部地区的财政支持，提高中央财政用于中西部地区的比重；加快中西部地区改革开放的步伐，引导外资更多地投向中西部地区；加大对贫困地区的支持力度，扶持民族地区的经济发展；优先在中西部地区安排资源开发和基础设施建设项目。在国家大政策的支持下，西部迎来了历史发展的飞跃期。
2005年成都市确定了14个优先发展的重点城镇，在2010年前，形成环境优美、风格独特、具有较强带动能力的区域中心城镇。从产业集聚、社会事业发展、环境保护、基础设施建设和资金投入等方面对重点镇予以政策上的扶持。同时要求对各重点镇明确定位、完善规划，在基础设施建设、招商引资方面加大力度，可见成都对重点镇的建设提出了高标准、高要求。
XXX作为14个优先发展的重点镇之一，拥有优越的生态自然资源、基础设施和区位优势，是成都北部区冉冉升起的明星城市。因此，XXX需要在机遇面前立足自我，借势造势，充分利用政策上的优势，打造成成都北部富有魅力的新XXX。
XXX是成都市最大的无公害蔬菜输出基地之一，由于优越的生态环境，农业资源相当丰富。近年来，xxx将现代高科技农业博览园选址XXX，提出了农业产业化经营和建设高效的科技园区，发展以科技农业、生态农业和观光农业为重点，发展现代特色农业，建成高效、一流的、富有特色的农业科技博览产业园。
XXX镇历史悠久、素有“濛州左都，天彭重镇”之称。境内名胜古迹众多，XXX镇区离巴蜀文化起源遗址三星堆仅仅8公里，离xxx市龙门山景区也仅仅60公里，周边城镇旅游资源丰富，随着成德快速路得修通和石化大件路通往景区旅游通道的打通将使XXX借助于周边的旅游资源优势，挖掘自身的文化和旅游资源，如福建会馆、农业观光等旅游特色，从而形成沿成德快速路的旅游文化发展走廊，形成旅游的规模优势。
成德快速路的进入彻底改变了城镇原有的发展格局，同时，交通轴线带来的发展契机将带动XXX实现快速的城市化和飞跃式发展，原有的基础设施已不能满足今后的发展规模。因此，在成德快速路建成之前，建设足够的基础设施迎来XXX镇的飞速发展已经成为当务之急。
因此，XXX镇干群以邓小平理论、“三个代表”重要思想为指导，坚持贯彻执行科学发展观，围绕全面建设小康社会的目标，坚持“五个统筹”，推进“三个转变”，加快经济增长方式的转变，加快城乡一体化进程，合理利用资源，保护生态环境，改善人居环境，推动全面发展。针对于XXX镇的可持续发展，兴建污水处理系统是十分必要和有益的。
本次设计中，污水处理工程的建设主要包括：污水管网系统敷设，提升泵站的建设，少量房屋拆迁以及污水处理厂建设。
2 污水收集系统设计
2.1 排水体制的确定
对于现有中小型城市，要建设污水收集系统，采用的排水体制主要有两种，即合流制与分流制。
合流制是将生活污水、工业废水和雨水用同一管道收集后排除。原有合流制是将收集的污水不经处理和利用直接就近排入水体，这种排水系统对水体污染十分严重。对于旧城管网改造，常采用的方式是截流式合流制排水系统，采用沿河岸设截流干管，同时设置溢流井，并设有污水厂，这种系统在降雨期间随着降雨量的增加，当混合污水的流量超过污水干管的输水能力后，部分混合污水直接排入水体，成为水体的污染源而使水体遭受污染，这是它的严重缺点。
分流制是将生活污水、工业废水和雨水分别用两个或两个以上独立管渠内收集的系统。分流制中初期雨水未加处理直接排入水体，对城市水体也会造成污染，但是它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合保护环境的要求，在国内外获得了较广泛的应用。
合理选择排水系统体制不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远。也会影响排水系统工程的总投资和初期投资费用以及维护管理费用。
XXX镇位于我国西南地区，雨量丰沛，根据南方城市污水处理厂的实际运行情况看，由于管道内的地下水渗入或者湖水的流入，化粪池的不合理设置，人民生活水平的提高，使人均排水量大幅度增加，再加之，城市排水体制问题，如果采用合流制，部分雨水进入污水处理厂，一方面，增加了污水提升泵站的设计规模，增加了提升泵站的电耗以及基建投资，另一方面，有大量的雨水进入污水处理厂，降低了BOD5的浓度，使着BOD5值普遍小于设计值，可能导致污水处理厂生化池碳源不足，容易导致出水指标不符合要求。
分流制流入污水厂的水量和水质变化小，污水厂的运行效率较高，易于控制与管理。且有利于提高污水BOD5浓度，使污水处理厂的二级处理能够正常运行，就近将雨水排入水体，可以避免管道埋深加大，工程造价增加；XXX镇处于成都市，正处于快速发展时期，水资源相对丰富，目前我国雨水利用的理论和技术相对落后，且由于雨量充沛，雨水污染物负荷往往较小，对环境影响较小，所以现阶段雨水直接排放也是可行的。
综上所述，分流制排水系统较合流制排水系统具有一定的优势以及较好的环境效应，结合《xxx市XXX镇总体规划》，本次污水收集管网的设计采用分流制。
2.2 污水厂的选址
污水厂厂址选择的原则:
厂址的选择应根据城市总体规划，结合污水厂规模和城市地形等因素综合考虑，通过技术经济比较确定，一般宜遵守如下规定：
（1）厂址应选择在工程地质条件较好的地方；
（2）水厂应少占用农田、少拆迁，有一定的卫生防护距离，并留有适当的发展余地；
（3）水厂选择在城镇的下游，夏季最小频率风向的上风向侧；
（4）有方便的交通、运输和水电条件；
（5）厂区的地形不受水淹。有良好的排水条件。便于污水、污泥的排放和利用。
因此根据XXX镇主导风向为东北风，且根据XXX镇总体规划用地布局规划图可知，在XXX的南都主要规划为工业区和仓储区，也是工业废水大量产生的地方，加之排水规划的出水口，白土河，位于XXX镇的南部地区，是XXX镇的下游河流，因此根据实际情况，将污水处理厂建造位于XXX镇东南角的市政公用设施用地中。
2.3 污水管网的设计计算
2.3.1 污水管网系统设计流量
污水管道系统能保证通过的污水最大流量成为污水管道系统设计流量。进行污水管道系统设计时一般采用设计期限内的最高日最高时的平均秒流量作为设计流量，其单位是L/s。它包括生活污水和工业废水以及仓储废水两大类，由于XXX镇地下水位较高，还需要考虑地下水渗入量，同时由于实际施工条件以及管网质量的原因，仍需考虑管网漏失情况。
（1）生活污水设计流量

式中：——居住区居民生活污水设计流量，L/s；
n——居住区居民综合生活污水定额，L/（人·d），本次设计中选取生活用水定额与变废系数的乘积作为污水定额，居民生活用水定额选用
280 L/cap·d，变废系数采用0.85；
N——设计人口数，本次设计中根据远期镇区人口数，定为7.1万人；
——生活污水量总变化系数。

（2）工业用水量设计
参考XXX镇总体规划：一类工业用地（M1）20公顷；二类工业用地（M2）124.91公顷；三类工业用地（M3）23.62公顷。用水指标分别取2.0、3.5、5.0。根据总体规划，XXX未来的产业发展，应该突出“生态、环保”的绿色概念，重点是调整工业结构，控制钢铁冶金、机械制造等产业发展，大力发展食品加工和服装产业，所以取时变化系数为1.5，工业废水日变化系数可近似取值为1.0。工业重复利用率为50%，变废率取0.85。
下表列出了部分工业生产废水的时变化系数，可供缺乏实际调查参考资料时参考。
表2.1 部分工业生产废水的时变化系数
工业种类
冶 金
化 工
纺 织
食 品
皮 革
造 纸
时变化系数
1.0-1.1
1.3-1.5
1.5-2.0
1.5-2.0
1.5-2.0
1.3-1.8
因此，工业最高日用水量：
（3）仓储用水量
根据《城市给水工程规划规范》（GB 50282—98）规定：
单位其他用地用水量指标，仓储用地用水量指标为0.20-0.5(万)，本次设计取值0.5，日变化系数取1.0，变废率取0.85。
因此，仓储最高日用水量为：
（4）地下水渗入量、管网漏失量
（5）XXX镇污水收集系统设计流量

2.3.2 污水管网系统的设计参数
(1) 管道定线和平面布置
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。管网定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。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。
定线的影响因素包含：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。
地形是影响管道定线的主要因素。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。在地形平坦地区，应避免小流量的横支管长距离平行于等高线敷设，让其尽早接入干管。宜使干管与等高线垂直，主干管与等高线平行敷设。当地形坡度很大时，主干管与等高线垂直，干管与等高线平行。
由于管道为重力流管道，管道的埋设深度较其管线大，且有很多连接支管，若管线位置安排不当，将会造成施工和维修的困难。因此，污水管道与建筑物间应有一定的距离。当其与给水管道相交时，应敷设在生活给水管道下面。
本次设计中，充分结合XXX镇的地形特点以及管道埋深情况，对XXX镇污水收集管网定线进行了优化，其结果见XXX镇污水管网平面布置图。
（2）污水管道材料的选择
对室外污水管管材的选择而言，工程造价非常关键。常用的排水管道材料有混凝土管和钢筋混凝土管、陶土管、金属管和塑料管。由于陶土管较脆，金属管防腐性能不是很好，因此本次设计中主要在塑料管以及钢筋混凝土管中进行比选。
塑料管以及钢筋混凝土管优缺点如表2.2所示。
表2.2 不同管材的优缺点对比
管材
优点
缺点
塑料管
表面光滑抗冲击性较强；耐腐蚀、耐寒性能好，抗酸碱，耐老化，使用寿命长达50年；管道密度高、重量轻、施工方便、工期短；接口密封性较好，不渗漏；柔韧性较好，破损率较小；管道阻力系数小；管道输送能力大。
管材的强度较低，线膨胀系数较大，用做长距离管道式，需考虑温度补偿措施，例如伸缩节和活络接口。
钢筋混凝土管
便于就地取材，制造方便，而且可以根据抗压的不同要求，制成无压管、低压管、预应力管、造价低、抗震性能好。其耐刺入度和环刚性较好。
管材施工比较困难，接口处因材料刚性和强度方面比较脆弱，容易出现脱节和开裂事故。抗冲击性较差；耐腐蚀、耐寒性能较差；管道自重大搬运困难，工期长，接口密封性较差，易渗漏；柔韧性较差，破损率较塑料管高
综上所述，结合XXX镇的实际情况，由于XXX镇地形起伏，本次设计中管径在500mm以上的管段选择使用钢筋混凝土管，500mm以及500mm以下的管段使用塑料管。
（3）污水管道设计参数设置
从水力学计算公式可知，设计流量与设计流速及过水断面面积有关，而流速则是管壁粗糙系数、水力半径和水力坡度的函数。为了保证污水管道的正常运行，《室外排水设计规范》（GB50014-2006 2011年版）对这些参数做了相应的规定。
① 设计充满度
在设计流量下，污水在管道中的水面高度h和管道直径D的比值称为设计充满度。我国的按非满流（）进行设计，这样按规定的原因，一方面是为了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；另外一方面，留出适当空间，以利管道的通风，排出有害气体。各管径的最大设计充满度如表2.3所示。
表2.3 最大设计充满度
管径mm
最大设计充满度
200～300
0.55
350～450
0.65
500～900
0.70
≥1000
0.75
② 设计流速
污水在管内流行缓慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤泥。当污水流量增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道。为了防止管道产生淤积或冲刷，设计流速不宜过大或过小，规定污水管道的最小设计流速为0.6 m/s,非金属管道的最大设计流速为5 m/s,金属管道的最大设计流速为10 m/s。
③ 最小管径
为了不使管道堵塞和维修方便，对于街区和厂区污水管的最小管径为200mm，对于街道下的最小污水管径为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 覆土厚度和埋设深度
为了保证管到不被外界压力的影响和破坏，管道的覆土厚度不应小于一定的最小限制，既车行道下不应小于0.7m，人行道0.6m，同时，覆土厚度必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道，防止管壁因地面载荷而受到破坏，满足街区污水连接管衔接的要求。
在满足最小覆土后的情况下尽可能的减少埋设深度，以减少工程量。从技术经济指标和施工方法上考虑，最大埋深不超过7～8m。
2.3.3 污水管网系统设计工程量
（1）污水管网
规划兴建污水管网26487m，管道工程量表如下表2.4所示。
表2.4 管道工程量表
管径（mm）
管长（m）
平均埋深（m）
管材
300
6933
2.33
塑料管
350
4872
2.92
塑料管
400
6799
3.68
塑料管
450
1592
3.30
塑料管
500
1557
3.60
塑料管
600
2177
5.21
钢筋混凝土管
700
1205
5.65
钢筋混凝土管
900
551
5.96
钢筋混凝土管
1000
801
6.44
钢筋混凝土管
（2）提升泵站
当污水管道埋深大于7m时需设污水提升泵站，减小后续管道的埋深。由于XXX镇地形有起伏，因此根据地形设置了两座中途提升泵站，其具体位置见XXX镇污水管网平面布置图，提升泵站设计参数如表2.5。
表2.5 提升泵站设计参数
编号
位置
流量（L/s）
扬程（m）
泵型选择
1#
位于54#检查井处
187
7.45
350ZQB-70
（1用1备）
2#
位于12#检查井处
230
4.77
350ZQB-70
（1用1备）
（3）倒虹吸管
采用多折型倒虹管，材料为钢筋混凝土，本次设计中一共需要过河两次，因此需要设置两套倒虹管，其具体位置见XXX镇污水管网平面布置图。
倒虹管设计参数如表2.6。
表2.6 倒虹管设计参数
编号
位置
流量（L/s）
管径（m）
备注
1#
位于8#～9#检查井处
30.29
200
（1用1备）
2#
位于50#～51#检查井处
54.24
250
（1用1备）
3 污水处理厂设计
3.1 规模和污水处理程度的确定
（1）污水处理厂处理规模
XXX镇污水收集率选取85%，XXX镇属于亚热带湿润气候区，地下水渗入量选取10%，管网漏失量取为10%，根据规划XXX镇总体规划污水处理率选取85%。则污水厂平均日处理量为：，最高日处理量为。
因此污水厂设计规模为，最高日处理污水量为。
（2）处理程度的确定
参照参考《室外排水设计规范》（GB50014-2006），《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），《污水综合排放标准》（GB8978）, 《污水排入城市下水道水质标准》（CJ343-2010）,确定XXX镇污水处理厂进水水质为：，，，，。
《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中 4.1.2.1 一级标准的A 标准是城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求。当污水处理厂出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，执行一级标准的A 标准。
XXX镇的性质表述为：xxx市副中心、以发展商贸物流和生态居住为主的成都市域北部综合性区域中心镇。城镇的发展目标是把XXX建设成成都北郊以生态田园为特色、以商贸发展为重点、以工业发展为支撑，城乡一体、经济繁荣、社会和谐、环境生态的综合型现代化新城。故污水处理厂的出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准：，，，，。XXX镇区污水处理厂处理程度如表3.1所示。

表3.1 XXX镇区污水处理厂处理程度
项目
COD
BOD5
SS
TP
TN
进水水质
417.4
281.6
383.9
6.6
56.3
出水水质
50
10
10
0.5
15
去除率
88.0%
96.4%
97.4%
93.8%
73.4%
3.2 污水处理厂工艺选择
目前世界上污水处理工艺多种多样，主要分为物理处理方法，化学处理方法，生物处理方法。城镇污水处理厂出水一级A达标的工艺流程实际上相当于城镇污水再生处理工艺流程，是污水二级强化处理、三级处理、高级处理和消毒的不同组合与集成。与一级B标准的污水处理厂相比，一级A污水厂增加三级处理工艺，以进一步去除二级处理后出水中的污染物质，达到一级A标准。
因此本次设计采用三级处理方式，着重对各个处理单元进行工艺选型优选，针对于XXX镇污水处理厂实际情况，选择适合XXX镇区污水处理厂水质水量特点的水处理构筑物。
3.2.1 水处理构筑物
(1) 泵前中格栅
格栅拦截雨水、生活污水和工业废水中较大的漂浮物和杂质，起到净化水质和保护水泵的作用，也有利于后续处理和排放。污水泵站主要使用中格栅一道，在本次设计中，在污水处理厂进水泵房中，泵前设一道中格栅，泵后再设一道细格栅，以利于污水的后续处理。泵前格栅根据栅条间距为中格栅，泵后格栅根据间距为细格栅。
（2）沉砂池
沉砂池用于去除污水中的无机物质，有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流式和旋流式沉砂池。沉砂池的工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流进入后续处理工艺。
平流沉砂池是常用的形式，平流沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留物及颗粒效果较好的优点；但是平流沉砂池的沉砂中约夹杂有15%的有机物，使沉砂的后续处理增加难度，因此常需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于10%，称为清洁砂，再外运。因此本设计中不采用平流沉砂池。
竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。
曝气沉砂池可以去除有机物。工作原理是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流，可使沉砂中有机物的含量低于10%。优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋转的流动速度，使除砂效率稳定，对水量波动的适应性最好, ,且工艺有去除油类、油脂，出水的溶解氧含量较高 ，对生物处理的厌氧及缺氧生物处理产生影响，且不适用于处理低碳源的生活污水，可能对后续生化处理产生很大的影响，可能导致后续碳源不足，引起微生物的活性下降，需要外加碳源才能保证出水水质的达标，因此增加了后续水处理的费用，引起了操作管理的不便。
旋流式沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置。具有沉砂效率高，占地小，耗能低，运行稳定，维护管理方便等较多的优点,而且结构紧凑，占地面积小，设备投资省，传动效率及机械磨损小，设备故障少，节省能源，运行管理和维护方便，沉砂效果好，去除水源中无机物沙砾尤为显著，可根据水质，采用耐腐蚀材料，设备耐久性强，工艺布置灵活方便，易于配套组合，适应工程不同时期分段建设的需要。因此，综合考虑，在本次设计中，选择旋流沉砂池。
（3）生化池
根据国家现阶段经济发展能力以及“十二五规划”中要求，我国在“十二五”期间，需要大力落实减排目标责任制，强化污染物减排和治理，增加主要污染物总量控制种类，加快城镇污水、垃