《基于A2O的W縣排水工程設(shè)計(jì)》19000字（論文）

基于A2O的W縣排水工程設(shè)計(jì)摘要：隨著當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛快進(jìn)步與發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平相對(duì)以前得到了很大的改善和提升。在多種因素的促使下，大家對(duì)于用水的質(zhì)量要求也開始持續(xù)的增高。在國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的新政策下，環(huán)境保護(hù)受到格外重視。因此，本文以陜西省W縣為研究區(qū)域，擬設(shè)計(jì)該縣城排水工程。根據(jù)原始資料，結(jié)合參考文獻(xiàn)和相關(guān)規(guī)范，設(shè)計(jì)一套完整的排水管網(wǎng)系統(tǒng)。排水設(shè)計(jì)中采用完全分流制排污體制，污水處理工藝選用較為經(jīng)濟(jì)合理且流程簡(jiǎn)單的A2/O工藝。設(shè)計(jì)中考慮脫氮除磷，工程處理規(guī)模為2.25萬m3/d，處理脫水后的泥餅外運(yùn)進(jìn)行填埋。關(guān)鍵詞：城市污水；完全分流制；A2/O工藝；脫氮除磷目錄TOC\o"1-3"\u目錄 1一、設(shè)計(jì)方案說明 41.1設(shè)計(jì)背景 41.2設(shè)計(jì)原則 41.3設(shè)計(jì)內(nèi)容 41.4設(shè)計(jì)規(guī)劃 51.4.1排水工程規(guī)劃 51.4.2管道系統(tǒng)布置 51.4.3排水體制選擇 51.4.4污水廠位置確定 51.5污水管網(wǎng)定線 61.6雨水管網(wǎng)定線 61.7污水處理廠設(shè)計(jì)方案 61.7.1工程設(shè)計(jì)規(guī)模 61.7.2設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) 61.7.3水質(zhì)處理程度 71.7.4工藝流程選擇 71.7.5工藝流程比較及確定 81.8污水處理廠各構(gòu)筑物設(shè)計(jì)方案 91.8.1格柵 91.8.2沉砂池 91.8.3初沉池 101.8.4A2/O生物反應(yīng)池 101.8.5二沉池 101.8.6消毒池 111.8.7濃縮池 111.8.8貯泥池 111.8.9消化池 111.8.10脫水池 111.9廠區(qū)平面及高程布置 121.9.1平面布置 121.9.2高程布置 12二、污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 132.1污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算 132.1.1設(shè)計(jì)污水量定額 132.1.2污水量的變化 132.1.3污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算 132.2管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算 152.3污水管道設(shè)計(jì)參數(shù) 162.3.1設(shè)計(jì)充滿度 162.3.2設(shè)計(jì)流速 172.3.3最小管徑 172.3.4最小設(shè)計(jì)坡度 172.3.5管道埋設(shè)深度 182.3.6最小覆土厚度 182.3.7管道的銜接 182.4污水管網(wǎng)水力計(jì)算 18三、雨水管渠設(shè)計(jì)與計(jì)算 203.1雨量分析與雨量公式 203.1.1雨量分析 203.1.2暴雨強(qiáng)度公式 203.2雨水管渠設(shè)計(jì)計(jì)算基本數(shù)據(jù) 203.2.1徑流系數(shù) 203.2.2斷面集水時(shí)間與折減系數(shù) 203.2.3匯水面積 213.2.4雨水設(shè)計(jì)流量 213.3雨水管渠設(shè)計(jì)參數(shù) 213.3.1設(shè)計(jì)充滿度 213.3.2設(shè)計(jì)流速 213.3.3最小坡度 213.3.4最小管徑 223.3.5管道的埋深與連接 223.4雨水管網(wǎng)水力計(jì)算 22四、污水處理廠設(shè)計(jì)與計(jì)算 244.1污水處理構(gòu)筑物的工藝計(jì)算 244.1.1泵前格柵 244.1.2污水泵房 264.1.3泵后格柵 274.1.4沉砂池 284.1.5初沉池 314.1.6A2/O生物反應(yīng)池 334.1.7二沉池 394.1.8消毒池 414.2污泥處理構(gòu)筑物的工藝計(jì)算 424.2.1濃縮池 424.2.2貯泥池 444.2.3消化池 454.2.4脫水池 47五、污水處理廠總體布置 485.1污水處理廠的平面布置 485.2污水處理廠的高程布置 48參考文獻(xiàn) 51

一、設(shè)計(jì)方案說明1.1設(shè)計(jì)背景近些年來，隨著我們國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)前進(jìn)的步伐和發(fā)展的速度不斷加快，國(guó)家用水水資源缺乏以及污廢水能不能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后排放的問題也因此越來越突出，在堅(jiān)持我國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展政策的前提下，對(duì)于環(huán)境的保護(hù)變得尤為重要?；诖龠M(jìn)我們國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展并嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)境保護(hù)相關(guān)政策的實(shí)際要求，設(shè)計(jì)出一套經(jīng)濟(jì)較為合理且安全可靠的工藝流程來對(duì)W縣城區(qū)的污水進(jìn)行處理，并做到能夠使水廠處理后的污水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家規(guī)定的城市污水處理廠污水排放標(biāo)準(zhǔn)，最大限度的做到對(duì)W縣城市環(huán)境的保護(hù)、減輕城區(qū)可能受到的污染，有著非常重要的實(shí)質(zhì)意義。1.2設(shè)計(jì)原則（1）嚴(yán)格遵循國(guó)家對(duì)于環(huán)境保護(hù)的相關(guān)政策，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；（2）選用的污水處理工藝力求穩(wěn)妥、安全、技術(shù)先進(jìn)、便于維護(hù)、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、經(jīng)濟(jì)合理；（3）設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)近遠(yuǎn)期相結(jié)合，合理布局，規(guī)劃力求全面；（4）妥善處置處理雜質(zhì)，避免二次污染；（5）單項(xiàng)處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)力求運(yùn)行方便、盡量減少工程投資規(guī)模，降低工程的運(yùn)行成本，經(jīng)濟(jì)合理、穩(wěn)妥可靠；（6）廠區(qū)總體平面布置應(yīng)當(dāng)便于施工、安裝和維護(hù)，各個(gè)單體處理構(gòu)筑物應(yīng)當(dāng)盡量集中，布置緊湊，節(jié)約用地，并留有長(zhǎng)期發(fā)展的余地；（7）污水廠廠區(qū)內(nèi)的布局、構(gòu)（建）筑物的外觀以及廠內(nèi)整體環(huán)境和綠化等應(yīng)當(dāng)做到美觀大方，在充分考慮與周邊總體環(huán)境相協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格控制污水處理廠對(duì)廠區(qū)周圍環(huán)境的不利影響。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）城市排水管網(wǎng)規(guī)劃：城市排水體制的選擇與確定；城市管道系統(tǒng)的布置，管網(wǎng)定線；居民生活污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算；污水管網(wǎng)水力計(jì)算；相關(guān)圖紙繪制。（2）污水處理廠的設(shè)計(jì)：工藝流程的選擇與確定；污水廠進(jìn)水水質(zhì)及污水處理程度的確定；廠區(qū)平面、高程布置；處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算及各構(gòu)筑物圖紙繪制。1.4設(shè)計(jì)規(guī)劃1.4.1排水工程規(guī)劃排水工程是現(xiàn)代化城市和工業(yè)企業(yè)必不可少的重要措施，在對(duì)W縣城市排水工程進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：（1）符合我國(guó)的地理區(qū)域規(guī)劃和對(duì)城鎮(zhèn)、工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃；（2）應(yīng)當(dāng)與廠區(qū)附近區(qū)域內(nèi)污水和污泥的處理相協(xié)調(diào)配合；（3）協(xié)調(diào)好污染源處理與污水污泥集中處置的關(guān)系；（4）設(shè)計(jì)中需要考慮對(duì)處理污水進(jìn)行再生回用的方案；（5）盡可能做到全面規(guī)劃，留有能夠長(zhǎng)期發(fā)展擴(kuò)建的可能性；（6）嚴(yán)格遵循我們國(guó)家以及國(guó)家地方有關(guān)部門所制定的現(xiàn)行規(guī)范。1.4.2管道系統(tǒng)布置在對(duì)W縣城市排水管網(wǎng)的管道系統(tǒng)進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合W縣的排水流域、水文水質(zhì)等具體情況并按照W縣城市總體規(guī)劃來確定。最大限度的利用W縣的地形，且盡可能的采用重力排除W縣城區(qū)的雨污水。在對(duì)城市雨污水管道進(jìn)行布置時(shí)，盡可能使所布置的形式為管線最短且埋深最小，并充分考慮到之后對(duì)管線進(jìn)行施工與維護(hù)的簡(jiǎn)便容易。1.4.3排水體制選擇城市排水系統(tǒng)工程建設(shè)中排水系統(tǒng)建設(shè)體制的選擇不僅僅要依據(jù)這個(gè)城市的總體規(guī)劃，還應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀坏匦我约爱?dāng)?shù)厮摹⑺?、現(xiàn)有設(shè)施等具體條件進(jìn)行綜合分析評(píng)估之后才能確定。經(jīng)考慮，本設(shè)計(jì)決定采用完全分流制的排水系統(tǒng)。1.4.4污水廠位置確定城市污水處理廠的廠區(qū)地點(diǎn)應(yīng)當(dāng)根據(jù)下列各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合分析考慮后確定：污水處理廠盡量布局在城市水域下游；位于城市夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；地理位置應(yīng)便于處理后的水再利用和安全排放；廠址所在地應(yīng)具有較好的工程地質(zhì)條件，盡可能便于污水集中處理，少拆少占；廠區(qū)和城市之間應(yīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的環(huán)保防護(hù)距離路線；廠區(qū)內(nèi)部應(yīng)該具有比較好的排水、運(yùn)輸和水電條件，且交通便利；有遠(yuǎn)期擴(kuò)建的可能。綜合分析和考慮以上實(shí)際情況并充分結(jié)合目前W縣的地形、地勢(shì)及受納河流的具體流向、夏季主要?dú)夂蝻L(fēng)向等多種因素，最終決定在設(shè)計(jì)中將污水廠廠址選在W縣城區(qū)的西南側(cè)靠近河岸邊處，這樣就不至于會(huì)影響W縣城市的飲用水源和整個(gè)城市的自然風(fēng)光，且由于地理位置條件較好，靠近水域，可以把經(jīng)過處理后的水直接就近排放。1.5污水管網(wǎng)定線城市污水管網(wǎng)中的管道，應(yīng)當(dāng)做到與其服務(wù)的所有用戶相連接，能夠?qū)⑵溥B接用戶排放的污水收集起來并聚集到較大的管道中，再匯總聚集到城市污水輸送的主干管中，然后通過主干管輸送到城市污水處理廠。在工程設(shè)計(jì)中，將用于連接服務(wù)用戶的污水管道稱為連接管，將承擔(dān)城市污水輸送功能的較大型管道稱為污水干管，其中又可細(xì)分為干管和主干管，將連接管與污水輸送干管之間的管道稱為污水支管[1]。由設(shè)計(jì)原始資料中W縣的城市總平面圖可知，W縣城區(qū)地勢(shì)較為平坦，自北向南稍有傾斜，且傾斜坡度較小，無明顯分水線，因此可以只劃分一個(gè)排水流域。排水管網(wǎng)的主干管布置在W縣城區(qū)的南側(cè)靠近河岸地勢(shì)較低處，管線的布置基本與等高線平行，污水干管基本與等高線垂直，污水支管布置在各街坊地勢(shì)較低的一側(cè)。整個(gè)管道系統(tǒng)基本呈截流式形式布置。1.6雨水管網(wǎng)定線由于W縣的城區(qū)地勢(shì)自北向南稍微呈現(xiàn)傾斜，對(duì)排出城市雨水非常有利，因此本設(shè)計(jì)中決定采用分散出口的城市雨水管線的布置形式，雨水出水口布置在受納水體的河岸邊，這樣能夠使雨水以最短的距離靠重力流分散排入就近水體，以減少工程投資，降低運(yùn)行成本。雨水主干管基本與等高線平行。1.7污水處理廠設(shè)計(jì)方案1.7.1工程設(shè)計(jì)規(guī)模綜合W縣污水平均日流量，確定污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2.25萬m3/d。1.7.2設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)對(duì)于整個(gè)污水處理工藝流程的選擇和確定有著決定性的作用，且與污水處理廠的基建密切相關(guān)。但由于影響污水水質(zhì)的因素有很多，所有要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)污水水質(zhì)的難度也較大。本設(shè)計(jì)采用類比分析法確定W縣污水廠的進(jìn)水水質(zhì)。W縣污水水質(zhì)如下表所示：（除pH外，其余項(xiàng)目單位為mg/L）項(xiàng)目BOD5CODCrSSTNNH4+-NTP（以P計(jì)）pH原水水質(zhì)210350230352046～81.7.3水質(zhì)處理程度本次W縣污水廠的設(shè)計(jì)要求處理后的水質(zhì)能夠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)[2]，即SS≤20mg/L，BOD5≤20mg/L，CODCr≤60mg/L，TN≤20mg/L，TP≤1mg/L。污泥濃縮脫水后外運(yùn)填埋。1.7.4工藝流程選擇污水處理廠處理工藝的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)水廠進(jìn)水水質(zhì)、污水處理程度以及設(shè)計(jì)規(guī)模等多個(gè)因素考慮決定，不同的處理工藝有不同的適用條件，選擇合適、恰當(dāng)工藝，有利于污水構(gòu)筑物的運(yùn)行、廠區(qū)的管理，保證水廠的出水水質(zhì)。常見的污水處理工藝流程是由一級(jí)、二級(jí)污水處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)共同構(gòu)成。《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）[3]規(guī)定，污水處理工藝的處理效率見表1（污水處理廠的處理效率表）。表1污水處理廠的處理效率表處理級(jí)別處理方法主要工藝處理效率%BOD5SS一級(jí)沉淀法沉淀20~3045~55二級(jí)活性污泥法一次沉淀、曝氣、二次沉淀80~9570~95生物膜法一次沉淀、生物膜、二次沉淀65~9065~90根據(jù)表1可得，二級(jí)污水處理系統(tǒng)中的活性污泥法的處理效率最高，但是一般的二級(jí)污水處理系統(tǒng)只能夠有效去除污水中的BOD5、CODCr、SS，對(duì)氮、磷的去除還是有一定的要求和限制，達(dá)不到W縣城市污水廠對(duì)氮、磷處理效率的要求，因此設(shè)計(jì)中污水處理廠的處理工藝選擇時(shí)，必須要考慮污水的脫氮除磷。表2污水廠進(jìn)水中營(yíng)養(yǎng)物比值表項(xiàng)目比值BOD5/CODCr0.6BOD5/TN6BOD5/TP52.5根據(jù)表2（污水廠進(jìn)水中營(yíng)養(yǎng)物比值表）可知，本設(shè)計(jì)中的污水符合進(jìn)入生物脫氮除磷系統(tǒng)的污水應(yīng)當(dāng)滿足的條件，可選用脫氮除磷處理工藝。1.7.5工藝流程比較及確定對(duì)氮和磷的去除有要求時(shí)，設(shè)計(jì)中的二級(jí)處理工藝應(yīng)當(dāng)采用強(qiáng)化處理，比如A2/O工藝、氧化溝工藝、A/O工藝、SBR及其改良工藝等。（1）A2/O工藝A2/O工藝是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一個(gè)字母的簡(jiǎn)稱，也可稱為A-A-O工藝，實(shí)際上應(yīng)當(dāng)被稱為厭氧-缺氧-好氧法。A2/O工藝的主要優(yōu)點(diǎn)：不同環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機(jī)配合，使該污水處理工藝具有能夠同時(shí)去除有機(jī)物、脫氮、除磷的功能；工藝流程較為簡(jiǎn)單；總的水力停留時(shí)間少于其他同類型工藝；運(yùn)行費(fèi)用低；不易發(fā)生污泥膨脹等[4]。A2/O工藝的主要缺點(diǎn)：脫氮除磷效果難于進(jìn)一步提高，脫氮效果好時(shí)除磷效果較差，反之亦然。（2）SBR工藝SBR工藝即間歇式活性污泥法（SequencingBatchReactor）。SBR工藝的特點(diǎn)：生化反應(yīng)推動(dòng)力大，速率快、效率高，出水水質(zhì)好；適應(yīng)性比較強(qiáng)，且耐沖擊和較大的負(fù)荷；工藝運(yùn)轉(zhuǎn)方式靈活多變，且運(yùn)行可靠；處理效果穩(wěn)定；可以有效地抑制絲狀菌的生長(zhǎng)，防止污泥膨脹；工藝流程簡(jiǎn)單，基建與運(yùn)行費(fèi)用低。（3）氧化溝工藝氧化溝又稱為氧化渠或連續(xù)循環(huán)反應(yīng)器（ContinuousLoopReactor）。氧化溝工藝的主要優(yōu)點(diǎn)：工藝流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，維護(hù)管理方便；工藝運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定；能承受水量水質(zhì)的沖擊負(fù)荷；適應(yīng)能力強(qiáng)。氧化溝工藝的主要缺點(diǎn)：占地面積大、動(dòng)力效率較低、能耗較高。根據(jù)本設(shè)計(jì)的相關(guān)條件，對(duì)比后選取A2/O工藝作為本設(shè)計(jì)的污水處理工藝。圖2污水處理工藝流程圖1.8污水處理廠各構(gòu)筑物設(shè)計(jì)方案1.8.1格柵格柵主要用來去除污水中的漂浮物和一些細(xì)小顆粒及懸浮物，為后續(xù)的處理構(gòu)筑物減輕處理負(fù)荷，保證處理工藝系統(tǒng)正常運(yùn)行。根據(jù)處理流量選擇清渣方式，人工清渣適用于小型污水廠，機(jī)械清渣適用于處理量大于0.2萬m3/d的污水廠。本工程中污水廠屬于中型污水廠，經(jīng)考慮后決定選擇機(jī)械清渣。污水提升泵站前采用中格柵，污水提升泵站后采用細(xì)格柵。設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）柵條間隙：采用人工清渣方式時(shí)為25～40mm，采用機(jī)械清渣方式時(shí)為16～25mm；（2）柵渣量：一般情況下，當(dāng)整個(gè)格柵柵條間的間隙寬度大小為16～25mm時(shí)，采用0.10～0.05m3柵渣/10m3污水；當(dāng)整個(gè)格柵柵條間的間隙寬度大小為30～50mm時(shí)，采用0.03～0.01m3柵渣/10m3污水；柵渣的含水率通常情況下約為80%，柵渣的容重一般情況下約為960kg/m3；（3）格柵上部工作臺(tái)的高度應(yīng)當(dāng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m；（4）當(dāng)采用機(jī)械清渣格柵時(shí)，應(yīng)不少于2臺(tái)；（5）格柵中污水的過柵流速采用0.6～1.0m/s，柵前管渠流速采用0.4～0.9m/s；（6）設(shè)計(jì)時(shí)格柵傾角采用45°～75°；（7）水頭損失0.08～0.15m。1.8.2沉砂池污水處理構(gòu)筑物中沉砂池的主要用途是清除污水處理過程中的較大無機(jī)顆粒。它的主要類型有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、鐘式沉砂池、豎流式沉砂池等。因平流式沉砂池截留效果較好且造價(jià)低廉，結(jié)構(gòu)相對(duì)來說較為簡(jiǎn)單，運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，所以綜合考慮后決定選取平流式沉砂池作為本次設(shè)計(jì)中的沉砂池。設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）池內(nèi)處理污水的最大污水流速一般控制在0.3m/s，最小污水流速一般控制在0.15m/s；（2）停留時(shí)間為30～60s；（3）有效水深不大于1.2m，通常采用0.25～1.0m；（4）每格池寬不宜小于0.6m；（5）超高不宜小于0.3m；（6）池底坡度采用0.01～0.02。1.8.3初沉池設(shè)計(jì)中的初次沉淀池在去除污水中懸浮物質(zhì)時(shí)還可以同時(shí)去除污水中的一部分BOD5，這樣不但可以改善處理構(gòu)筑物的工作運(yùn)行條件，還可以有效降低處理構(gòu)筑物系統(tǒng)的BOD5負(fù)荷。本設(shè)計(jì)中的初次沉淀池為中心進(jìn)水外圍排水的輻流式沉淀池。它的優(yōu)點(diǎn)是中間進(jìn)水管進(jìn)水，然后向四邊擴(kuò)散，使布水趨于均勻，運(yùn)行比較好，管理方便，而且排泥設(shè)施較為穩(wěn)定。設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）初沉池沉淀時(shí)間采用1～1.5h；（2）表面水力負(fù)荷采用1.5～3.0m3/m2·h；校核負(fù)荷采用q1′<4.34（m3/m2·h）；（3）設(shè)計(jì)中每人每日污泥量采用14～27g/（p·d）或0.36～0.83L/（p·d）；（4）初沉池的池徑不宜小于16m，池底坡度采用0.05～0.10；（5）初沉池污泥的含水率為95%～97%；（6）池子直徑與有效水深的比值范圍為6～12，緩沖層高度在非機(jī)械排泥時(shí)采用0.5m；緩沖層高度在機(jī)械排泥時(shí)上緣宜高出刮泥板0.3m。1.8.4A2/O生物反應(yīng)池生物反應(yīng)池是二級(jí)處理中的主體構(gòu)筑物，處理后的出水水質(zhì)會(huì)得到很大的改善。本設(shè)計(jì)中擬建造一組厭氧池和一組缺氧池，厭氧池采用推流式設(shè)計(jì)；缺氧池池中設(shè)有攪拌裝置；曝氣池選用廊道式傳統(tǒng)活性污泥曝氣池。設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）曝氣池水位相對(duì)固定，進(jìn)水方式不限，出水多采用溢流堰；（2）曝氣池長(zhǎng)寬比比值范圍一般采用5～10；（3）有效水深最小為3m，最大為9m，一般情況下超高采用0.5m；（4）曝氣池廊道的寬：深，一般情況下介于1.0～1.5之間；（5）通常情況下每座曝氣池由1～5個(gè)廊道組成；（6）池底需要考慮排空措施并設(shè)放空管；（7）曝氣池采用淹沒出流的方式，進(jìn)水口與進(jìn)泥口均設(shè)于水下。1.8.5二沉池本設(shè)計(jì)中的二次沉淀池采用輻流沉淀池。設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）二沉池沉淀時(shí)間采用1.5～3.0h；（2）表面水力負(fù)荷采用1.0～1.5m2/m3·h；（3）設(shè)計(jì)中每人每日污泥量為10～21g/（p·d）；（4）二沉池污泥的含水率為99.2%～99.6%；（5）池徑不宜小于16m，池底坡度采用0.05～0.10；（6）池子直徑與有效水深的比值范圍為6～12，緩沖層高度采用0.5m；（7）最大允許水平流速比初沉池小一半；（8）二沉池中中心管的下降流速不應(yīng)超過0.03m/s；（9）污泥底坡與水平夾角不應(yīng)小于50°。1.8.6消毒池消毒的選擇一般有很多種，本設(shè)計(jì)中選用液氯消毒。當(dāng)氯溶于水時(shí)，會(huì)生成次氯酸，生成的次氯酸進(jìn)入細(xì)胞膜，破壞細(xì)胞組織，這樣就起到了殺菌消毒的作用。液氯消毒具有消毒效果好、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資成本低、運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)。1.8.7濃縮池采用間歇式重力濃縮池作為此次設(shè)計(jì)中的污泥濃縮池。設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）污泥含水率：初污泥為95%~97%；剩余活性污泥為99.2%~99.6%；（2）污泥固體負(fù)荷：初污泥時(shí)采用80~120kg/（m2·d）；剩余活性污泥時(shí)采用30~60kg/（m2·d）；（3）濃縮時(shí)間不小于12h也不超過24h。1.8.8貯泥池貯泥池的主要作用是用于貯存設(shè)計(jì)中來自初次沉淀池和污泥濃縮池的污泥。本設(shè)計(jì)中的貯泥池采用矩形貯泥池。1.8.9消化池本設(shè)計(jì)中的污泥消化池采用中溫兩相厭氧消化。1.8.10脫水池污水處理中所產(chǎn)生的污泥，經(jīng)過污泥濃縮后，其含水率約為97%，雖然體積較濃縮前有很大減小，但仍然很巨大，難以處置，因此需要對(duì)其進(jìn)行脫水。本設(shè)計(jì)中的污泥脫水池采用帶式壓濾機(jī)脫水，該脫水方式具有出水含泥率較低、管理容易、耗能少、工作效率穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。1.9廠區(qū)平面及高程布置1.9.1平面布置（1）在對(duì)污水處理廠進(jìn)行平面布置時(shí)，廠區(qū)內(nèi)的各個(gè)單體構(gòu)筑物之間相互連接管渠，應(yīng)當(dāng)盡量直通，避免過于曲折，對(duì)整個(gè)處理流程的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響；（2）污水處理廠廠區(qū)平面布置時(shí)，土方不平整情況不可避免，但應(yīng)當(dāng)盡可能做到廠區(qū)內(nèi)土方基本平整，無明顯凹凸不平，開挖土方和廠區(qū)布置時(shí)盡量避開劣質(zhì)土壤；（3）廠區(qū)內(nèi)的各個(gè)處理構(gòu)筑物之間應(yīng)該要有適當(dāng)?shù)拈g隔，這樣可以保證管道敷設(shè)工作的正常進(jìn)行以及后續(xù)維修維護(hù)等，某些特殊構(gòu)筑物對(duì)這一距離間隔會(huì)有不同的要求，這類情況時(shí)，具體的間隔距離按照有關(guān)規(guī)范確定；（4）對(duì)于廠區(qū)整體的布置，在保證各個(gè)處理構(gòu)筑物的布置都滿足要求且能夠穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，總體的布置盡可能做到緊湊，這樣可以減少?gòu)S區(qū)的占地面積，節(jié)省整個(gè)工程的總投資。1.9.2高程布置（1）污水廠高程布置中在對(duì)單個(gè)的構(gòu)筑物進(jìn)行水力計(jì)算時(shí)，要考慮選擇一條水流距離較遠(yuǎn)的路線作為其計(jì)算路線，且這條路線上的水頭損失最大，以這個(gè)計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)的整個(gè)設(shè)計(jì)，才能夠保證整個(gè)污水處理系統(tǒng)無論在任何情況下都能夠正常的工作和運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）在進(jìn)行整個(gè)廠區(qū)的高程布置時(shí)，要特別注意污水處理構(gòu)筑物與污泥處理構(gòu)筑物之間的相互配合，盡可能的降低需要加以提升的污泥量；（3）各構(gòu)筑物在高程布置時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照所計(jì)算標(biāo)高進(jìn)行，保證整個(gè)處理系統(tǒng)中的污水或污泥能夠流動(dòng)暢通，保證整個(gè)廠區(qū)工作運(yùn)行穩(wěn)定。

二、污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算2.1.1設(shè)計(jì)污水量定額《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，居民生活污水量標(biāo)準(zhǔn)和綜合生活污水量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)夭捎玫挠盟繕?biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合建筑內(nèi)部供水設(shè)施水平和排水系統(tǒng)普及程度等因素確定，一般可按當(dāng)?shù)赜盟繕?biāo)準(zhǔn)的80%~90%計(jì)算，即排放系數(shù)為0.8~0.9。在設(shè)計(jì)過程中，可根據(jù)當(dāng)?shù)赜盟看_定污水量。本設(shè)計(jì)中的污水量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用186L/(cap·d)，設(shè)計(jì)中沒有集中流量。2.1.2污水量的變化居民生活污水量變化系數(shù)與供水系統(tǒng)的用水量一樣，污水的排放量也隨著時(shí)間而變化，污水量的變化也可以用變化系數(shù)和變化曲線來描述。影響生活污水量變化的因素很多，因此在工程設(shè)計(jì)階段，要確定生活污水量變化系數(shù)，一般難以獲得足夠的數(shù)據(jù)。國(guó)內(nèi)的一些設(shè)計(jì)單位分析了部分城市有關(guān)于城市污水量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，得出KZ數(shù)值的變化主要與排水系統(tǒng)所接納的污水總量的大小有關(guān)。經(jīng)過長(zhǎng)期的使用和調(diào)整以后，得到了生活污水總變化系數(shù)的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，《室排水設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦使用，具體見表3（生活污水量總變化系數(shù)表）[1]。表3生活污水量總變化系數(shù)（KZ）表平均日污水流量≥10005002001007040155總變化系數(shù)KZ1.31.41.51.61.71.82.02.3表3中所列的總變化系數(shù)KZ取值范圍為1.3~2.3，具體數(shù)值可按下式計(jì)算：KZ=2.3Q式中Qd——平均日污水流量（L/s）。2.1.3污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中，在計(jì)算污水設(shè)計(jì)流量時(shí)，計(jì)算所需要數(shù)據(jù)中的設(shè)計(jì)人口指的是該城市排水系統(tǒng)在工程設(shè)計(jì)年限終期所服務(wù)的人口的數(shù)量。居民生活污水設(shè)計(jì)流量Q1用下式計(jì)算：Q1=式中N1i——每個(gè)排水系統(tǒng)區(qū)域在其設(shè)計(jì)使用年限終期所服務(wù)的人口數(shù)；q1i——每個(gè)排水系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)的平均日居民生活污水量標(biāo)準(zhǔn)[L/（人·d）]；KZ1——污水量總變化系數(shù)，可由表3查得或采用式（2-1）計(jì)算確定，其中平均日污水流量Qd由下式計(jì)算：Qd=將W縣城市平面圖中每個(gè)街坊編上相應(yīng)編號(hào)，并通過測(cè)量以及比例換算來計(jì)算它們的街坊面積，然后列入表4（街坊面積匯總表）。圖中箭頭所指的方向表示每個(gè)街坊的污水排出方向。表4街坊面積匯總表街區(qū)編號(hào)I123456789街區(qū)面積Ai（ha）6.125.275.426.045.424.686.206.598.95街區(qū)編號(hào)I101112131415161718街區(qū)面積Ai（ha）8.9911.475.108.708.248.409.483.7522.94街區(qū)編號(hào)I192021222324252627街區(qū)面積Ai（ha）8.678.708.587.828.417.978.129.163.62街區(qū)編號(hào)I282930313233343536街區(qū)面積Ai（ha）8.385.225.408.175.244.983.964.573.98街區(qū)編號(hào)I3738394041街區(qū)面積Ai（ha）3.012.725.473.135.25由上表可知，W縣街坊總面積為282.29hm2。由W縣街坊總面積282.29hm2、人口密度278cap/ha可得，W縣整個(gè)街區(qū)內(nèi)所服務(wù)的總?cè)丝跀?shù)為78477人。設(shè)計(jì)中污水量標(biāo)準(zhǔn)采用186L/(cap·d)，由式（2-3）計(jì)算居民平均日生活污水量為：Qd知道Qd等于168.94L/s，則可以由公式（2-1）計(jì)算得出W縣居民生活污水量的總變化系數(shù)為：K將所得出的KZ值代入公式（2-2），計(jì)算得W縣的居民生活污水設(shè)計(jì)流量為：Q1本次W縣排水工程設(shè)計(jì)中無集中流量以及公共建筑生活污水，則W縣的污水設(shè)計(jì)總流量Qh=Q1=260.17L/s。2.2管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算本污水管網(wǎng)中主干管為1~8，可劃分為1~2、2~3、3~4、4~5、5~6、6~7、7~8等7個(gè)管段，其中管段1~2、2~3、3~4、4~5、5~6、6~7分別接納街坊30、41、39和40、36和37和38、33和34和35、31和32的生活污水，作為這些管段的本段流量。七條干管為9~1、11~2、12~3、15~4、18~5、22~6、26~7，均僅輸送與它們連接的支管所輸入的轉(zhuǎn)輸流量，而沒有直接的本段流量（除其中20~21和24~25分別接納街坊25和23的生活污水作為本段流量）。按照W縣街坊面積的比例來分配居民生活污水平均日流量。比流量的計(jì)算公式為：qA=QdAi公式（2-4）代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：q各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量采用列表進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見下表。表5污水管道設(shè)計(jì)流量計(jì)算表管段編號(hào)居民生活污水日平均流量分配管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算本段轉(zhuǎn)輸流量（L/s）合計(jì)流量（L/s）總變化系數(shù)沿線流量（L/s）設(shè)計(jì)流量（L/s）街坊編號(hào)街坊面積（ha）流量（L/s）9~1012.2412.242.0525.1025.1010~122.5922.591.9243.2843.281~2305.403.2322.5925.821.8948.7548.7511~23.123.122.307.197.192~3415.253.1428.9432.081.8459.1559.1512~135.365.362.2512.0312.0313~1410.5410.542.0821.9721.9714~315.5615.562.0031.0631.063~439408.605.1547.6452.791.7592.1492.1415~167.657.652.1616.5216.5216~179.909.902.1020.7720.77表5污水管道設(shè)計(jì)流量計(jì)算表（接上表）管段編號(hào)居民生活污水日平均流量分配管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算本段轉(zhuǎn)輸流量（L/s）合計(jì)流量（L/s）總變化系數(shù)沿線流量（L/s）設(shè)計(jì)流量（L/s）街坊編號(hào)街坊面積（ha）流量（L/s）17~425.7925.791.8948.7148.714~53637389.715.8178.5884.401.66139.89139.8918~196.046.042.2213.3913.3919~2016.7416.741.9833.1633.1620~21258.124.8622.2327.091.8850.8850.8821~527.0927.091.8850.8850.885~633343513.518.09111.48119.571.60190.74190.7422~236.866.862.1814.9814.9823~2411.7911.792.0624.2724.2724~25238.415.0316.5621.591.9341.5841.5825~621.5921.591.9341.5841.586~7313213.418.03141.16149.181.56232.26232.2626~276.826.822.1914.9014.9027~2815.0815.082.0030.2030.2028~719.7619.761.9438.4238.427~8168.94168.941.54260.17260.172.3污水管道設(shè)計(jì)參數(shù)在進(jìn)行污水管道設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證整個(gè)污水管網(wǎng)能夠正常運(yùn)行，《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)相應(yīng)的一些污水管道設(shè)計(jì)參數(shù)作了以下相關(guān)規(guī)定[1]。2.3.1設(shè)計(jì)充滿度在對(duì)城市污水管網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，污水管道應(yīng)當(dāng)采用非滿管流進(jìn)行設(shè)計(jì)，得出這一結(jié)論的原因如下：（1）污水管道中必須保證留有足夠的管內(nèi)空間，因?yàn)槌鞘兄袝?huì)存在未預(yù)見水量，污水管道設(shè)計(jì)時(shí)要為這些無法預(yù)知的水量的增長(zhǎng)或增加留有足夠空間，避免發(fā)生未預(yù)料到的情況時(shí)造成污水管道溢出，影響整個(gè)城市的環(huán)境衛(wèi)生。（2）當(dāng)污水在管道內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間駐留，會(huì)散發(fā)難聞氣體甚至可能會(huì)析出對(duì)人體有害的物質(zhì)，因此必須留出合適的管內(nèi)空間，使污水管道內(nèi)部便于通風(fēng)，便于將可能析出的有害氣體排除，免于造成任何傷害。（3）對(duì)污水管道流出適當(dāng)?shù)目臻g，可以便于后期污水管道的維護(hù)管理。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的污水管道最大設(shè)計(jì)充滿度見表5。表6污水管道最大設(shè)計(jì)充滿度表管徑D或渠道高度H（mm）最大設(shè)計(jì)充滿度h/D或h/H200~3000.55350~4500.65500~9000.70≥10000.752.3.2設(shè)計(jì)流速污水管道設(shè)計(jì)時(shí)采用的設(shè)計(jì)流速應(yīng)當(dāng)在最大和最小設(shè)計(jì)流速范圍之內(nèi)，作此規(guī)定是為了能夠防止污水管道中產(chǎn)生淤積或沖刷。污水管道、渠在設(shè)計(jì)充滿度下的最小設(shè)計(jì)流速為0.6m/s，明渠的最小設(shè)計(jì)流速為0.4m/s。金屬管的最大設(shè)計(jì)流速為10m/s，非金屬管為5m/s。2.3.3最小管徑在居住區(qū)和廠區(qū)內(nèi)的污水支管最小管徑為200mm，干管最小管徑為300mm。在城鎮(zhèn)道路下的污水管道最小直徑為300mm。在進(jìn)行水力計(jì)算時(shí)，由管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算得出的管徑小于最小管徑時(shí)，應(yīng)直接采用最小管徑和相應(yīng)的最小坡度而不再進(jìn)行水力計(jì)算，這種管段稱為不計(jì)算管段。2.3.4最小設(shè)計(jì)坡度規(guī)范中規(guī)定最小管徑所對(duì)應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度為：管徑200mm時(shí)，對(duì)應(yīng)最小設(shè)計(jì)坡度0.004；管徑300mm時(shí)，對(duì)應(yīng)最小設(shè)計(jì)坡度0.003。在工程設(shè)計(jì)中，不同管徑的鋼筋混凝土管的建議最小設(shè)計(jì)坡度見表6（常用管徑的最小設(shè)計(jì)坡度表）。表7常用管徑的最小設(shè)計(jì)坡度表管徑（mm）最小設(shè)計(jì)坡度管徑（mm）最小設(shè)計(jì)坡度4000.00156000.00108000.000810000.000612000.000614000.000516000.000518000.00052.3.5管道埋設(shè)深度污水管道系統(tǒng)規(guī)定了污水管道的最大埋設(shè)深度，在土壤土質(zhì)較為干燥的地區(qū)，這一取值一般不能夠超過7~8m；在多水、流砂、石灰?guī)r等地層中，這一取值一般不超過5m。2.3.6最小覆土厚度污水管道在布置時(shí)規(guī)定最小覆土厚度是為了能夠保證污水管道不會(huì)受到來自外界壓力的影響與破壞，以及防止氣候原因最污水管道造成冰凍破壞等。一般情況下，這一取值應(yīng)當(dāng)滿足以下三個(gè)因素的要求：（1）避免在氣候環(huán)境惡劣的情況下，管內(nèi)污水冰凍或者管道周圍土壤對(duì)污水管道產(chǎn)生破壞，從而影響整個(gè)城市的排水系統(tǒng)；（2）避免由于覆土量過少而讓管道上部地面的荷載對(duì)管道造成破壞；（3）管道覆土的厚度必須要能夠滿足管段銜接的要求。2.3.7管道的銜接在進(jìn)行污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)管段上下游的直徑相同時(shí)，污水管的銜接方式應(yīng)當(dāng)采用水面平接；不同時(shí)，則采用管頂平接。2.4污水管網(wǎng)水力計(jì)算在初步設(shè)計(jì)中，只進(jìn)行污水主干管的水力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見下表。表8污水管網(wǎng)主干管水力計(jì)算表管段編號(hào)管段長(zhǎng)度L（m）設(shè)計(jì)流量q（L/s）管徑（m）管段坡度I管內(nèi)流速v（m/s）充滿度h/D（%）h（m）123456781~210048.750.40.00150.6340.590.2362~342059.150.50.00120.6140.490.2453~472092.140.50.00120.6800.650.3254~5870139.890.60.00100.7010.660.3965~6600190.740.80.00080.7060.530.4246~7600232.260.80.00080.7390.600.4807~8700260.170.80.00080.7570.640.512表8污水管網(wǎng)主干管水力計(jì)算表（接上表）管段編號(hào)降落量I*L標(biāo)高（m）埋設(shè)深度（m）地面水面管內(nèi)底上端下端上端下端上端下端上端下端1910111213141516171~20.150347.1347.2345.336345.186345.100344.9502.0002.2502~30.504347.2347.5345.186344.682344.941344.4372.2593.0633~40.864347.5347.2344.682343.818344.357343.4933.1433.7074~50.870347.2346.5343.818342.948343.422342.5523.7783.9485~60.480346.5345.3342.948342.468342.524342.0443.9763.2566~70.480345.3344.3342.468341.988341.988341.5083.3122.7927~80.560344.3343.9341.988341.428341.476340.9162.8242.984

三、雨水管渠設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1雨量分析與雨量公式3.1.1雨量分析（1）降雨量降雨量是指從天空降落到地面上的雨水，沒有經(jīng)過蒸發(fā)、滲透、流失而在地面上積聚的水層厚度，通常以mm為單位。其他常用的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)量單位有年平均降雨量（以mm/a計(jì)）、月平均降雨量（以mm/月計(jì)）和最大日降雨量（以mm/d計(jì)）。（2）雨量計(jì)的數(shù)據(jù)整理通常情況下降雨量的數(shù)據(jù)是由雨量計(jì)在降雨時(shí)段內(nèi)記錄所獲得。（3）暴雨強(qiáng)度暴雨強(qiáng)度是指降雨的集中程度，用符號(hào)i表示，其常用單位為“mm/h”或“mm/min”。（4）暴雨強(qiáng)度重現(xiàn)期W縣城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定采用設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為1a。3.1.2暴雨強(qiáng)度公式在具有10年以上自動(dòng)雨量記錄的地區(qū)，暴雨強(qiáng)度公式中的待定參數(shù)可用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算，而在自動(dòng)雨量記錄不足10年的地區(qū)，可參照附近氣象條件相似地區(qū)的資料采用。本設(shè)計(jì)采用的暴雨強(qiáng)度公式為q=3500(1+0.85lgP)(t式中t——降雨歷時(shí)（min）。3.2雨水管渠設(shè)計(jì)計(jì)算基本數(shù)據(jù)3.2.1徑流系數(shù)當(dāng)?shù)孛娌牧贤杆瘦^小、坡度較大、植被較少、雨水流動(dòng)較快的時(shí)候，地面徑流系數(shù)會(huì)較大。本設(shè)計(jì)采用的當(dāng)?shù)鼐C合徑流系數(shù)為0.5。3.2.2斷面集水時(shí)間與折減系數(shù)集水時(shí)間通常用τ表示，單位為“min”。τ=t1+mtt2=Li60v式中m——折減系數(shù)或容積利用系數(shù)；地面集水時(shí)間t1一般采用5~15min，本設(shè)計(jì)采用的地面集水時(shí)間為8min。規(guī)范規(guī)定折減系數(shù)m取值為1，這樣能夠提高雨水管渠系統(tǒng)的安全性。3.2.3匯水面積匯水面積F單位為hm2或km2，根據(jù)W縣城市總平面圖，結(jié)合設(shè)計(jì)中雨水管渠管線的布置形式及布置位置，將雨水管網(wǎng)中每個(gè)設(shè)計(jì)管段的匯水面積計(jì)算后列入表8。表9匯水面積計(jì)算數(shù)值表管段編號(hào)1~216~22~317~1818~1919~33~44~520~21匯水面積（ha）13.442.7621.620.4637.7442.9669.8174.0812.05管段編號(hào)21~2222~55~河流6~77~823~2424~2525~88~9匯水面積（ha）23.7232.1106.183.138.612.7920.7451.3665.03管段編號(hào)9~1026~2727~2828~1010~河流11~1212~1329~3030~31匯水面積（ha）70.7621.5739.4556.73127.493.9812.5116.7333.67管段編號(hào)31~1313~1414~1532~3333~3434~1515~河流匯水面積（ha）50.0572.7880.956.1211.2219.0499.993.2.4雨水設(shè)計(jì)流量雨水管渠的設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算：Q=ψqF3.3雨水管渠設(shè)計(jì)參數(shù)3.3.1設(shè)計(jì)充滿度《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定雨水管渠的充滿度按滿管流設(shè)計(jì)，即h/D=1[1]。3.3.2設(shè)計(jì)流速當(dāng)為滿流時(shí)，雨水管渠設(shè)計(jì)流速為0.75m/s。為了避免泥沙對(duì)雨水管壁的沖刷損壞，管道的設(shè)計(jì)流速不得超過一定限度。金屬管規(guī)定最大流速為10m/s，非金屬管為5m/s[1]。3.3.3最小坡度本設(shè)計(jì)中雨水管道設(shè)計(jì)坡度的選擇，應(yīng)保證在管道不淤積的情況下，盡可能的采用較小坡度。3.3.4最小管徑為便于管道系統(tǒng)的清除阻塞，設(shè)計(jì)中規(guī)定了允許使用的最小管徑。當(dāng)管道位于街道下方時(shí)，最小管徑一般選用300mm；當(dāng)管道位于街坊內(nèi)部時(shí)，一般選用200mm[1]。3.3.5管道的埋深與連接雨水管道的埋深一般情況下不能超過7~8m；雨水管的連接宜采用管頂平接[1]。3.4雨水管網(wǎng)水力計(jì)算雨水主干管水力計(jì)算結(jié)果見下表。水力計(jì)算過程中如果出現(xiàn)了下游管段的設(shè)計(jì)流量小于上一管段的設(shè)計(jì)流量時(shí)，則取上一管段的設(shè)計(jì)流量作為下游管段的設(shè)計(jì)流量（所需資料參考給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第1冊(cè)）[5]。表10雨水管網(wǎng)主干管水力計(jì)算表管段編號(hào)管長(zhǎng)L（m）匯水面積A（ha）管內(nèi)雨水流行時(shí)間（min）單位面積徑流量q2設(shè)計(jì)流量Q（L/s）管徑D（mm）水力坡度S流速v（m/s）管道輸入能力Q′（L/s）t2L/v12345678910111~235013.440.003.86200.522695.0315000.00141.5126682~310021.603.860.93166.933605.7916000.00181.7935993~424069.814.791.75160.6211213.0825000.00162.28111924~517074.086.551.24151.3611213.0825000.00162.28111925~河330106.187.792.24143.4115226.9528000.00162.46151486~72803.130.003.62627.641964.5114000.00121.2919867~83408.603.624.39228.431964.5114000.00121.2919868~929065.038.012.38142.239249.0224000.00142.0391849~1033070.7610.392.66131.479302.7024000.00142.07936410~河140127.4913.050.93121.4215479.7628000.00172.521551711~121803.980.002.38200.52798.089000.00191.2680212~1333012.512.383.79178.232229.6514000.00141.45223213~1438072.786.172.81152.1911076.6125000.00162.251104514~1541080.958.993.02137.7311149.2925000.00162.261109415~河45099.9912.013.18125.2512524.0026000.00172.3612530表10雨水管網(wǎng)主干管水力計(jì)算表（接上表）管段編號(hào)坡降S*L（m）設(shè)計(jì)地面標(biāo)高（m）設(shè)計(jì)管內(nèi)底標(biāo)高（m）埋深（m）起點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)1121314151617181~20.49347.50347.10345.50345.012.002.092~30.18347.10347.10344.91344.732.192.373~40.38347.10347.60343.83343.453.274.154~50.27347.60347.50343.45343.174.154.335~河0.53347.50346.80342.87342.354.634.456~70.34347.50347.30345.50345.162.002.147~80.41347.30347.20345.16344.752.142.458~90.41347.20347.10343.75343.343.453.769~100.46347.10346.80343.34342.883.763.9210~河0.24346.80346.60342.48342.244.324.3611~120.34346.80346.40344.80344.462.001.9412~130.46346.40345.80343.96343.502.442.3013~140.61345.80345.00342.40341.793.403.2114~150.66345.00344.30341.79341.133.213.1715~160.77344.30343.00341.03340.273.272.74四、污水處理廠設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1污水處理構(gòu)筑物的工藝計(jì)算4.1.1泵前格柵污水提升泵房之前采用中格柵。設(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)流量：a.平均日流量：Qd=0.17m3/sb.最大日流量：Qmax=0.26m3/s（2）柵前流速：（3）柵條寬度：（4）柵條部分長(zhǎng)度：（5）單位柵渣量：設(shè)計(jì)計(jì)算（1）格柵前水深h：柵前水深h取為0.4m；（2）柵條間隙數(shù)n：n=Qmaxsinαehv2由公式（4-1）可得：n=（3）柵槽有效寬度B：B=s(n由公式（4-2）可得：B（4）進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度L1：L1=B-式中B1——進(jìn)水渠寬度，為0.6m；α1——渠道進(jìn)水展開角，為20°。由公式（4-3）可得：L（5）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長(zhǎng)度L2：L2=L1由公式（4-4）可得：L（6）過柵水頭損失hl：hl=kh式中hk——格柵受污染物阻塞后，水頭損失增加的倍數(shù)，取ξ——阻力系數(shù)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)β=2.42由公式（4-5）可得：h（7）柵后槽總高度H：取柵前渠道超高：h柵前槽總高度：H1=h+由公式（4-6）可得：H柵后槽總高度：H=h+h由公式（4-7）可得：H（8）格柵總長(zhǎng)度L：L=L1+由公式（4-8）可得：L（9）每日柵渣量W：W=Qw1由公式（4-9）可得：W因此本設(shè)計(jì)宜采用機(jī)械清渣。計(jì)算草圖圖3泵前格柵計(jì)算草圖4.1.2污水泵房污水泵房的主要作用是用于提升污水廠的污水，以保證污水能夠在后續(xù)處理中流動(dòng)通暢。設(shè)計(jì)計(jì)算污水設(shè)計(jì)流量Qmax污水提升前水位341.47m提升后水位347.44m，即細(xì)格柵前的水面標(biāo)高；所以，提升凈揚(yáng)程：Z=347.44-341.47=5.97m水泵水頭損失取2m，安全水頭取2m；從而需水泵揚(yáng)程：H=Z+h根據(jù)設(shè)計(jì)流量及揚(yáng)程，查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)，第11冊(cè)-常用設(shè)備》[7]決定采用350WQ1100-10-45型系列潛污泵；該型泵提升流量1100m3/h（18.3m3/min），揚(yáng)程11m，轉(zhuǎn)速980r/min，功率45kW，效率85%。泵房為圓形泵房D＝15m，泵房為半地下式，地下埋深7m，水泵為自灌式。集水池容積：考慮不小于一臺(tái)泵5min的流量：W=18.3×5=91.5m3；取有效水深h=1.5m，則集水池容積為：A=W/h=61m2。計(jì)算草圖圖4污水泵房計(jì)算草圖4.1.3泵后格柵泵后采用細(xì)格柵。細(xì)格柵的設(shè)計(jì)和中格柵類似。設(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)流量：a.平均日流量：Qd=0.17m3/sb.最大日流量：Qmax=0.26m3/s（2）柵前流速：（3）柵條寬度：（4）柵條部分長(zhǎng)度：（5）單位柵渣量：設(shè)計(jì)計(jì)算（1）格柵前水深h：柵前水深h取為0.4m；（2）柵條間隙數(shù)n：由公式（4-1）可得：n=（3）柵槽有效寬度B：由公式（4-2）可得：B（4）進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度L1：由公式（4-3）可得：L（5）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長(zhǎng)度L2：由公式（4-4）可得：L（6）過柵水頭損失hl：由公式（4-5）可得：h（7）柵后槽總高度H：取柵前渠道超高：h由公式（4-6）可得柵前槽總高度：H由公式（4-7）可得柵后槽總高度：H（8）格柵總長(zhǎng)度L：由公式（4-8）可得：L（9）每日柵渣量W：由公式（4-9）可得：W因此本設(shè)計(jì)宜采用機(jī)械清渣。4.1.4沉砂池平流式沉砂池具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、處理效果好的優(yōu)點(diǎn)，故本設(shè)計(jì)采用平流式沉砂池，并設(shè)置兩座。設(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)流量：Q=（2）設(shè)計(jì)流速：v=0.25m/s（3）水力停留時(shí)間：t=40s設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沉砂池長(zhǎng)度L：L=vt （由公式（4-10）可得：L（2）水流斷面積A：A=Qv 由公式（4-11）可得：A（3）池總寬度B：B=nb （設(shè)計(jì)n=2格，每格寬取b=0.6m，由公式（4-12）可得：B（4）有效水深h2：h2=AB由公式（4-13）可得：h（5）貯泥區(qū)所需容積V：沉砂斗容積V1：V1=86400×Q式中X1——城市污水沉砂量3mK總——污水流量總變化系數(shù)1.54設(shè)計(jì)T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2由公式（4-14）可得沉砂斗容積V1：V每個(gè)沉砂池設(shè)兩個(gè)沉砂斗，則每個(gè)沉砂斗的體積：V（6）沉砂斗各部分尺寸及容積V：沉砂斗上口寬a：a=2hd設(shè)計(jì)斗底寬a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為60°，斗高由公式（4-15）可得沉砂斗上口寬a：a沉砂斗容積：V=h由公式（4-16）可得：V（7）沉砂池高度H：坡向沉砂斗長(zhǎng)度L2：L2=L-2設(shè)計(jì)采用重力排砂，池底坡度為0.06。由公式（4-17）可得坡向沉砂斗長(zhǎng)度L2：L沉泥區(qū)高度h3：h3=hd由公式（4-18）可得：h池總高度H：H=h1+設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m，由公式（4-19）可得：H（8）校核最小流量時(shí)的流速vmin：vmin=Qmax由公式（4-20）可得：v計(jì)算草圖圖5平流式沉砂池計(jì)算草圖4.1.5初沉池本設(shè)計(jì)選用中心進(jìn)水，周邊出水的輻流式沉淀池。設(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)流量：Q=936（2）污水表面負(fù)荷q設(shè)計(jì)計(jì)算（1）池子總表面積AA=Qnq 由公式（4-21）可得：AD=（2）有效水深h2：h2=qt 取水力停留時(shí)間t=1.5h，由公式（4-22）可得：h（3）每池一次的排泥量每次總排污泥量W1：W1=Q?（式中WC0——進(jìn)水的懸浮物濃度，C1——出水的懸浮物濃度，Cp0——γ——污泥容重，取t——兩次排泥的間隔時(shí)間，由公式（4-23）可得每次的總排污泥量：W設(shè)置兩組初沉池，則每個(gè)初沉池的排泥量為：W（4）污泥斗容積的計(jì)算：取r1=2.0m，r2=1.0m，池底傾斜度污泥斗高度h5：h5=r1由公式（4-24）可得：h污泥斗容積V1：V1=πh由公式（4-25）可得：V坡底落差h4：h4=R-由公式（4-26）可得：h池底可貯存污泥的體積V2：V2=πh由公式（4-27）可得：V可以貯存污泥的體積V：V=V1+由公式（4-28）可得：V因此可以得出，沉淀池有足夠的體積來貯存污泥。（5）沉淀池總高度H=h1+式中hh2——沉淀區(qū)高度，h3——緩沖區(qū)高度，取0.3m；h4——污泥區(qū)高度，m；h5——污泥斗高度，m。由公式（4-29）可得：H沉淀池周邊處的高度H1：H1=h1由公式（4-30）可得：H（6）徑深比較校核：D/h2=18/3.0=6，符合徑深比6～12的要求。（7）進(jìn)水集配水井：配水井中心管徑：D2=4Q式中v2——配水井內(nèi)中心管上升流速（m/s），取0.7m/s。由公式（4-31）可得：D配水井直徑：D3=4Q式中v3——配水井內(nèi)污水流速（m/s），取0.3m/s。由公式（4-32）可得：D（8）排泥管：沉淀池采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部。（9）進(jìn)出水設(shè)計(jì)：沉淀池進(jìn)水采用溢流式入流裝置，出水采用溢流式集水渠。計(jì)算草圖圖6輻流式沉淀池計(jì)算草圖4.1.6A2/O生物反應(yīng)池【厭氧池】設(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)流量：Q=936（2）水力停留時(shí)間：T=2h。設(shè)計(jì)計(jì)算（1）厭氧池容積（按停留時(shí)間計(jì)算）V：V=QT （由公式（4-33）可得：V（2）厭氧池尺寸：取厭氧池池高h(yuǎn)=5m厭氧池面積A：A=Vh 由公式（4-34）可得：A取厭氧池池長(zhǎng)為21m，則池寬為17.8m（取18m）?！救毖醭亍吭O(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)流量：Q=936（2）水力停留時(shí)間：T=2h。設(shè)計(jì)計(jì)算（1）缺氧池容積（按停留時(shí)間計(jì)算）V：由公式（4-33）可得：V（2）缺氧池尺寸：取缺氧池池高h(yuǎn)=5m缺氧池面積A：由公式（4-34）可得：A取缺氧池池長(zhǎng)為21m，則池寬為17.8m（取18m）?！酒貧獬亍吭O(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q設(shè)計(jì)計(jì)算原污水的BOD5為210mg/L，經(jīng)過初沉池、厭氧池、缺氧池處理后，按降低25%考慮，則進(jìn)入曝氣池的污水的（1）水中非溶解性BOD5：BOD5=5×1.42b式中Ce——處理水中懸浮固體濃度，取20mg/L；Xa——在處理水的懸浮固體中，有活性的微生物所占的比例，取Xa=0.4。b——微生物自身氧化率，取0.07。由公式（4-35）可得：BOD處理水中溶解性BOD5值為：20-4.0=16.0mg/L（2）BOD5去除率η：η（3）曝氣池污泥負(fù)荷Ns：設(shè)計(jì)中取Ns為0.3kgBOD5/（kgMLSS?d），為了驗(yàn)證取值是否合理以及能否保證工藝運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)妥，對(duì)這一取值加以校核：Ns=K2式中K2=0.0211；Se=16.0mg/L由公式（4-36）可得：N因此可以得出，設(shè)計(jì)中Ns的取值是符合要求的。（4）混合液污泥濃度X：X=R1+R式中X——曝氣池混合液污泥濃度，R——污泥回流比，SVI——污泥容積指數(shù)，取值為r——污泥在二沉池中停留時(shí)間、池深、污泥厚度等因素的有關(guān)系數(shù)，取1.2由公式（4-37）可得：X（5）曝氣池容積V=QSa式中V——曝氣池的容積，Q——污水設(shè)計(jì)流量，為2.25萬X——曝氣池混合液的污泥濃度，Sa——原污水的BOD5值，210mg/L；Ns——BOD污泥負(fù)荷。由公式（4-38）可得：V（6）各部分尺寸的確定：根據(jù)水廠具體情況，綜合考慮后決定，本設(shè)計(jì)中采用4組曝汽池。每組的容積V1：V取曝氣池的池深為h=4.5m，F(xiàn)取曝氣池的池寬B=5m，那么可以得到曝氣池的寬與深的比值B池長(zhǎng)：L長(zhǎng)寬比：L設(shè)計(jì)中的曝汽池采用五廊道式，廊道長(zhǎng)：L曝氣池池體的總高度：取曝氣池超高為0.5m計(jì)算草圖圖7A2/O反應(yīng)池計(jì)算草圖【曝氣系統(tǒng)】（1）平均時(shí)需氧量：O2=aQS式中O2——曝氣池混合液的需氧量，kga——活性污泥微生物對(duì)有機(jī)物氧化分解過程的需氧率，生活污水的a值一般為0.42~0.53，設(shè)計(jì)中取為Q——污水流量，QSr——Sb——每千克活性污泥單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行自身氧化所需要的氧的千克數(shù)，生活污水的b值一般為0.10~0.20，設(shè)計(jì)中取為V——曝氣池容積，VXv——Xv由公式（4-39）可得：O（2）最大時(shí)需氧量：根據(jù)原始數(shù)據(jù)，K=1.54O（3）每日去除的BOD（4）去除每千克?O（5）最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量的比值：O【供氣量】通過查閱相關(guān)資料可得：C（1）空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力Pb=P+9800式中H——空氣擴(kuò)散裝置的安裝深度，由公式（4-40）可得：P（2）空氣離開曝氣池面時(shí)，氧的百分比Ot=21×（1-E式中E由公式（4-41）可得：O（3）曝氣池混合液中的平均氧飽和濃度Csb(T)：Csb（T）=Cs設(shè)計(jì)中的最不利溫度采用30℃，由公式（4-42）可得：C（4）20℃時(shí)，脫氧清水的充氧量R0=R?取α由公式（4-43）可得：RR（5）曝氣池平均時(shí)供氧量Gs：Gs=R0由公式（4-44）可得：G相應(yīng)最大時(shí)供氧量為：G（6）去除每千克BOD5的供氣量：G（7）每m3污水供氣量：G（8）回流污泥需氣量：空氣量按回流污泥的5倍考慮，污泥回流比R取值50%，提升回流污泥所需空氣量為：5×50%×22500（9）總供氣量：15088.89+2343.75=17432.644.1.7二沉池采用周邊出水的輻流式沉淀池作為設(shè)計(jì)中的二次沉淀池。設(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)流量：Q=936m（2）表面負(fù)荷：q范圍為1.0～1.5m3（3）水力停留時(shí)間：T設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沉淀部分水面面積A：A=Q由公式（4-45）可得：A（2）沉淀池直徑D：D=4Aπ 由公式（4-46）可得：D=（3）實(shí)際沉淀部分水面面積F：F=πD2由公式（4-47）可得：F（4）實(shí)際表面負(fù)荷q′：q'=QF由公式（4-48）可得：q（5）有效水深h2：h2=q'由公式（4-49）可得：h（6）污泥斗尺寸：池底坡度0.05取泥斗尺寸rh4=(D2由公式（4-50）可得：h污泥斗容積：V1=π3由公式（4-51）可得：V池底可貯存污泥體積：V2=π4由公式（4-52）可得：V共可貯存污泥體積為：V（7）二沉池總高度H：緩沖層高度h3=0.5m，取超高為h1=0.4。H=h1+由公式（4-53）可得：H池邊總高度H1：H1=h1由公式（4-54）可得：H（8）徑深校核：23計(jì)算草圖圖8輻流式沉淀池計(jì)算草圖4.1.8消毒池本設(shè)計(jì)采用三廊道平流式消毒接觸池。設(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)流量：Q（2）接觸時(shí)間t=0.5h；（3）設(shè)計(jì)投氯量：9.0mg/L（投氯量一般為5～10mg/L，這里取9.0mg/L）。設(shè)計(jì)計(jì)算（1）接觸池容積V：V=Qt （由公式（4-55）可得：V（2）接觸池表面積F：F=Vh2式中h2——有效水深，設(shè)計(jì)中取h2=3.0m。由公式（4-56）可得：F（3）接觸池尺寸：設(shè)池寬B=3.5m。接觸池長(zhǎng)度L：L=FB 由公式（4-57）可得：L則每廊道長(zhǎng)：L′=L/3=14.85m，取15m。長(zhǎng)寬比：L/B=12.73>10，符合要求。（4）池高H：H=h1+取超高h(yuǎn)1=0.3m，池底坡度i=0.01，由公式（4-58）可得：H（5）污泥容積設(shè)經(jīng)過前期處理后，污水產(chǎn)生的污泥量為0.03L/(cap·d)則消毒接觸池中每天產(chǎn)生的污泥量為：W（6）加氯量計(jì)算：采用液氯消毒時(shí)，投加量一般為5~10mg/L本設(shè)計(jì)中取液氯投加量9.0mg/L，則每日加氯量為：q=q0×式中q——每日加氯量，q0由公式（4-59）可得：q（7）加氯設(shè)備：選用ZJ－I型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)兩臺(tái)。一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。（8）進(jìn)出水：二沉池至消毒池的途中沒有閘閥井，污水直接送入消毒接觸池中；出水采用平頂矩形薄壁堰出流，堰寬為消毒接觸池寬度。4.2污泥處理構(gòu)筑物的工藝計(jì)算4.2.1濃縮池設(shè)計(jì)中的濃縮池主要用于濃縮來自二沉池的剩余污泥。設(shè)計(jì)參數(shù)（1）濃縮污泥固體通量，取M=1kg/(m2·h)；（2）污泥濃縮時(shí)間：T=16h。設(shè)計(jì)計(jì)算（1）剩余污泥量：Qs=?X?X=Y(S式中Q——設(shè)計(jì)污水量，22500m3/d；?X——每日增長(zhǎng)的污泥量，Y——產(chǎn)率系數(shù)，取值為Sa——經(jīng)過預(yù)先處理后，污水含有的有機(jī)物的量，Se——經(jīng)過活性系統(tǒng)處理后，污水含有的有機(jī)物的量，Kd——衰減系數(shù)，取0.04V——曝汽池的容積，9264.7m3；Xv——MLVSS，X由公式（4-61）可得：?X則由公式（4-60）可得每日從曝氣池中排除的剩余污泥量：Q（2）濃縮池池體計(jì)算：污泥斗設(shè)在濃縮池底部，采用重力排泥。濃縮池表面積A：A=QsC由公式（4-62）可得：A濃縮池直徑D：D=4Aπ 由公式（4-63）可得：D=（3）濃縮池有效水深h1：h1=TQ由公式（4-64）可得：h（4）校核水力停留時(shí)間：濃縮池有效體積：V污泥在池中的停留時(shí)間：T（5）確定污泥斗尺寸：濃縮后的污泥體積：V1=Qs由公式（4-65）可得：V泥斗容積：V3=πh式中h4r1r2由公式（4-66）可得：V設(shè)池底坡度為0.05，池底坡降為：h池底可貯泥容積：V4=πh由公式（4-67）可得：V因此，總貯泥容積為：V濃縮池的超高h(yuǎn)H計(jì)算草圖圖9濃縮池計(jì)算草圖4.2.2貯泥池設(shè)計(jì)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)進(jìn)泥量QQ=Q1+由前面計(jì)算可知初沉池污泥量Q1=87.2m3/d，濃縮后的剩余污泥量Q2=40.5m3/d。則由公式（4-68）可得：Q（2）貯泥池容積V：貯泥時(shí)間12hV=QT24n由公式（4-69）可得：V（3）貯泥池設(shè)計(jì)容積V′：V'=a2h3=tanα(式中α設(shè)計(jì)中取貯泥池有效深度h2=2.0m，貯泥池邊長(zhǎng)a=5.0m，污泥斗底邊長(zhǎng)b=1.0m。由公式（4-71）可得污泥斗高度：h則由公式（4-70）可得：V（4）貯泥池高度H：H=h1+式中h1——超高，一般采用0.3m。由公式（4-72）可得：H4.2.3消化池設(shè)計(jì)參數(shù)（1）溫度：33~35℃；（2）有機(jī)物負(fù)荷：2.5~3.0kgBOD/（m3/d）；（3）投配率：一級(jí)消化投配率5%，二級(jí)消化投配率10%；（4）加溫?cái)嚢瑁阂患?jí)消化池需要加溫、攪拌，二級(jí)消化池不加溫、不攪拌；（5）產(chǎn)氣量：1.0~1.3m3/（m3·d）。設(shè)計(jì)計(jì)算（1）一級(jí)消化池總?cè)莘eV：V=Q5% 由公式（4-73）可得：V采用兩座一級(jí)消化池，則每座池子的容積V′：V消化池直徑D取16m，集氣罩直徑d1取1.5m，池底下錐體直徑d2采用2m，集氣罩高度h1采用2m，上錐體高度h2采用3m，消化池柱體高度h3取9m，下錐體高度h4采用1m。則消化池總高度HH=h1+由公式（4-74）可得：H則總高度和直徑的比例：H（2）各部分容