黄平县新区排水工程设计毕业论文
2020-02-17 09:02
摘 要
排水工程设计是城市规划中不可或缺的一部分。本设计的任务是完成贵州省黄平县的排水工程设计，内容包括：雨、污水管网工程于污水处理厂工程。
黄平县位于贵州省黔东南州西北部，东邻施秉，东南接台江，南与凯里接壤，西连黔南州的瓮安、福泉，北接遵义市的余庆，连接三地州。本次设计范围为黄平县新城区，城区南面的清水江由东向西流过。
根据该区的实际情况，排水管网采用完全分流制系统。污水采用一根主干管，收集东西来向的污水，排入位于黄平县西南部的污水处理厂进行处理，处理后水即排入清水江。雨水依据就近排放的原则，由六条干管收集雨水后排入清水江中。
根据流域特点和主导风向，污水处理厂定址于黄平县的西南部，近期规模为2万m3/d，远期规模为3万m3/d。根据处理水特点和出水水质要求，采用一级A处理要求，核心生物处理工艺选择A2/O法同步脱氮除磷工艺，主要工艺流程为中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→厌氧池→缺氧池→好氧池→二沉池→高密度沉淀池→滤布滤池→消毒池→出水。
根据所提供的原始资料，我在本设计中完成了黄平县排水管道系统、污水处理厂构（建）筑物的设计计算，绘制图纸8张（A1，包括一张墨线图和手画图），完成说明书、计算数各一份。
关键词：黄平县排水工程、分流制排水系统、污水处理、A2/O法
Abstract
Drainage engineering design is an integral part of urban planning. The design task is to complete the drainage engineering design in Huangzhou New District in Hubei Province. Drainage works involved include: rain, sewage pipe network engineering and sewage treatment plant works.
Huangping County is located in the northwestern part of Guizhou Province in southeastern Guizhou Province. It borders Shi Bing in the east, Taijiang River in the southeast, Kaili in the south, Chun'an and Fuquan in the south of Ganzhou, and Yuqing in Zunyi City in the north. . The design scope is the new urban area of Huangping County, and the Qingshui River in the south of the city flows from east to west.
According to the actual situation of the area, the drainage network adopts a complete diversion system. The sewage uses a main pipe to collect the sewage from the east and west, and discharge it into the sewage treatment plant located in the southwest of the Huangping New District for treatment. After treatment, the water is discharged into the Qingshui River. According to the principle of nearby discharge, rainwater is collected by six trunk pipes and discharged into the Qingshui River.
According to the characteristics of the river basin and the dominant wind direction, the sewage treatment plant is located in the southwestern part of the Huangping New District. The recent scale is 20,000 m3/d and the long-term scale is 30,000 m3/d. According to the characteristics of treated water and effluent water quality requirements, the first-stage A treatment requirements are adopted, and the core biological treatment process selects the A2/O method synchronous nitrogen and phosphorus removal process. The main process flow is medium grid→lift pump house→fine grid→sanding sand Pool→anaerobic pool→anoxic pool→aerobic pool→second sedimentation tank→high density sedimentation tank→filter cloth filter→disinfection tank→water.
According to the original information provided, I’ve completed the design of the Huangping New District drainage pipe system, sewage treatment plant (building) building design and calculation, 8 drawing drawings (A1,including a handwriting and hand drawing),complete the specification, calculation sheet.
Key words: Huangping New District Drainage Project, Diversion System Drainage System
目录
摘 要 I
Abstract II
目录 1
第一章 绪论 1
第二章 设计说明书 3
2.1 原始资料 3
2.1.1 自然条件 3
2.1.2 城市概况 4
2.1.3 城市排水现状简述 4
2.1.4 工业废水情况 4
2.2 设计依据 4
2.3 排水管网设计 4
2.3.1 排水体制 4
2.3.2 污水管网设计 5
2.3.3 雨水管网设计 5
2.4 污水处理厂的设计 6
2.4.1 污水处理工艺流程的确定 6
2.4.2 污水处理主体构筑物的参数 8
2.4.3 污水处理厂平面布置 11
2.4.5 污水处理厂高程布置 12
2.5 排水工程总投资估算 12
2.5.1 排水管道工程投资估算 12
2.5.2 污水处理厂工程投资估算 12
第三章 城市排水工程设计计算书 14
3.1 设计流量 14
3.2 污水管网设计计算 16
3.2.1 布置污水管道 16
3.2.2 污水设计管段及设计流量的确定 16
3.2.3 水力计算 16
3.3 雨水管网计算 18
3.3.1 雨水管网的定线 18
3.3.2 雨水管渠设计流量计算公式 19
3.3.3 重现期的确定 19
3.3.4 集水时间t的确定 20
3.3.5 水力计算 20
第四章 污水处理厂设计计算书 21
4.1 设计原始资料 21
4.1.1 规模 21
4.1.2 设计流量 21
4.1.3 进出水水质 21
4.2 泵前中格栅 22
4.2.1 设计参数 22
4.2.2 设计计算 22
4.3 泵后细格栅 24
4.3.1 设计参数 24
4.3.2 设计计算 24
4.4 沉砂池 26
4.4.1 设计参数 27
4.5 A2/O反应池 27
4.5.1 设计参数 27
4.5.2 设计计算 27
4.6 二沉池 40
4.6.1 设计参数 40
4.6.2 设计计算 41
4.7 综合井 46
4.7.1 设计要点 46
4.7.2 设计参数 46
4.7.3 设计计算 46
4.8 高密度沉淀池 48
4.8.1 设计参数 48
4.8.2 设计计算 48
4.9 滤布滤池 54
4.9.1 设计参数 54
4.9.2 设计选型 54
4.10 接触消毒池 55
4.10.1 设计参数 55
4.10.2 设计计算 55
4.11 计量设施 56
4.11.1 设计参数 56
4.11.2 设计计算 56
4.12 污泥处理 57
4.12.1 贮泥井设计计算 57
4.12.2 污泥脱水机房设计计算 58
4.13 加药间 58
4.13.1 设计参数 58
4.13.2 设计计算 58
4.14 污水厂平面布置 59
4.14.1 水厂总体面积的规划 59
4.14.2 水厂定员 59
4.14.3 水厂各构筑物集附属构筑物平面面积 59
4.15 污水厂高程布置 61
4.15.1 水厂高程布置原则 61
4.15.2 污水厂高程布置 61
4.16 污水提升泵房 65
4.16.1 设计参数 65
4.16.2 设计计算 66
第五章 排水工程总投资估算 69
5.1 排水管道工程投资估算 69
5.1.1 污水管道工程 69
5.1.2 雨水管道工程 69
5.1.3 排水管道工程总造价 70
5.2 污水处理厂工程投资估算 70
5.2.1 污水厂项目总投资 70
5.2.2 污水处理成本计算 72
5.2.3 综合成本 73
第六章 结语 74
参考文献 75
附录 77
致谢 88
第一章 绪论
排水系统就是收集、输送、处理、再生和处置污水和雨水的设施组合成的总体。21世纪排水系统除了防涝减灾、排污减害外，还包括污水的资源化、恢复城市的健康水循环和良好水环境，以实现水资源可持续利用。
国外在排水工程上起步早、研究比较透彻，在工业发达国家城市，例如伦敦、巴黎、莫斯科等，排水管网普及率100%，东京为97%，原德意志联邦共和国为95%，人均占有排水管道长度为4m。相比之下，2008年我国城市排水管网普及率约为60%，其中小城镇现状排水管网普及率更低，约40-60%，远低于国家排水管网覆盖率80%标准要求。但改革开放以来我国在城市排水系统取得了较大的发展，特别是沿海经济发展较快的地区，面临经济发展对城市基础设施的需求、水环境污染造成的水质型缺水和城市居民生活质量下降等压力，对排水系统重要性的认识不断提高，新建改建了许多排水管网。2001-2010 年全国新增排水管道22.8万km，超过60%的排水管道是在近几年建成的，城市排水管道密度呈现同样增长趋势。与发达国家相比，我国城市排水管网不论是总量，还是人均占有量和管网密度均落后，仍有较大差距，这一点仍需努力。
另据统计，发达国家平均5000-10000人就占有一座污水处理厂，美国有22000多座城市污水厂。在处理工艺上，SBR、AB法、A/O法、A2O法、CAST法、UASB反应器、生物膜法等，都源自欧美国家。
近几十年来，我国兴建和完善城市排水工程设施的速度明显加快，如1986年我国建有城市污水处理厂64座，到1996年达到153座，截止2015年6月底，全国累计建成污水处理厂3802座，污水处理能力达每日1.61亿立方米。此外，我国目前城市排水管渠多为合流制，如果达到规定要求，就必须有计划地逐渐将合流制改造为分流制。同时，将原有的城市污水处理厂一级处理扩建为二级处理。因此，城市排水系统的新建、现有排水系统的改建和扩建，以及污水厂的建设任务，都是极其繁重的。
黄平县是以发展林特、农副产品加工为主，具有山地特点和民族特色的贵州中部城市，规划黄平县新区为以发展食品加工、商贸为主，兼具旅游服务职能的城镇。目前，黄平县新城区缺乏统一的排水规划和排水管涵的建设，管理比较混乱。随着城市的发展与建设，未经处理的污水排入清水江，而清水江被规划为Ⅲ类水体，因此排放水对水体的污染日趋严重。因此，建设规范化的污水、雨水管网系统以及适用于该城市污水现状的污水厂已是当务之急。
随着《水污染防治行动计划》（水十条）的深入开展，全面剿灭劣Ⅴ类水体已是当前的重点目标之一，由于污水处理厂出水直接影响水环境质量，因此本设计的目的在于设计并从多种方案中选择出最经济最适合该城市发展的雨、污水管网及污水处理厂，使排放水体可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，尽最大限度实现污水的循环利用与环境保护。
第二章 设计说明书
2.1 原始资料
2.1.1 自然条件
2.1.1.1 地理位置
黄平县位于贵州省黔东南州西北部，东邻施秉，东南接台江，南与凯里接壤，西连黔南州的瓮安、福泉，北接遵义市的余庆，连接三地州。本次设计范围为黄平县新城区，城区南面的清水江由东向西流过。
2.1.1.2 气象资料
（1）气温
年平均气温14.7℃-15.05℃，最冷月平均气温4.8℃，最热月平均气温25℃；
（2）降雨量
年平均降雨量在1174-1300毫米之间；
（3）主要风向
常年主导风向为北偏东；
（4）风速
历年平均：2.6米/秒，年最大风速为15.2米/秒。
2.1.1.3 工程地质与地震资料
城区表层土壤主要为黄色、褐色粘壤土，厚2.0~5.1米，其下为沙砾层，深4.0~7.0米。土基承载力一般为19~47MPa，该市地震烈度为4度。
2.1.1.4 水文资料
（1）清水江水位（黄海高程）
历年平均：775.45米，历年最高（1/30）：781.70米；
（2）流量
最大流量46.5米3/秒，多年平均流量28.33米3/秒，最枯流量14.03米3/秒；
（3）流速
最大断面平均流速：0.2米/秒，最小断面平均流速：0.45米/秒。
2.1.1.5 水质资料（清水江）
COD 11.9mg/L BOD5 3.6mg/L
氨氮 0.7mg/L 总磷 0.11mg/L
2.1.1.6 水文地质资料
该县地下水位平均在地面以下2.20m左右。
2.1.2 城市概况
黄平县是以发展林特、农副产品加工为主，具有山地特点和民族特色的贵州中部城市。烟草、食品加工业为织金县的支柱产业。规划黄平县新区为以发展食品加工、商贸为主，兼具旅游服务职能的城镇。
根据该县的总体规划，近期（2020年）该城区总人口为9万人，远期（2030年）该城区总人口为14万人。目前该区的建筑主要以三、五层为主，近期变化不大，室内有给排水设备及淋浴设备。远期规划为七、八层楼房，室内有卫生及淋浴设备，但仍无集中热水供应。
全区建成后绿化面积为86.62公顷。
2.1.3 城市排水现状简述
黄平县新城区缺乏统一的排水规划和排水管涵的建设，管理比较混乱。清水江被规划为III类水体。未经处理的污水排入清水江，对水体的污染日趋严重。
2.1.4 工业废水情况
该城区除新州水泥厂、新州综合食品加工厂外，还有一些零星工厂企业。其中新州水泥厂日平均污水量近期为400m3/d，远期为600m3/d，Kh=1.23。新州综合食品加工厂日平均污水量近期为200m3/d，远期为350m3/d，Kh=1.51。其它零星工业废水的平均流量，约为整个城区居住区平均污水流量的6%左右。
2.2 设计依据
（1）给排水设计手册
（2）给排水设计规范
（3）城镇污水处理厂污染物排放标准
2.3 排水管网设计
2.3.1 排水体制
合理的选择排水系统的体制，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水体制的设计、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，同时也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。通常解决此类问题的思路是：排水体制的选择应满足环境保护和需求，根据当地条件，通过技术经济比较。
一般来说，污水的排除方式即排水体制，分为合流制和分流制。
（1） 合流制排水系统
合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。这种排水系统管道造价低、不需清洁但不便于管理，污水厂的造价高。
（2）分流制排水系统
分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。这种排水系统管道造价高，但管理方便，需要定期清理。
（3）混流制排水系统
混流制排水系统的优缺点介于合流制排水系统与分流制排水系统之间。
根据我国《室外排水设计规范》，在新建地区排水系统一般应采用分流制，管理方便，污水厂处理水量明显小于合流制，有效减少了造价，故在本次设计中采用完全分流制排水系统，将污水收集并输送到污水厂。
2.3.2 污水管网设计
污水管网的布置原则：利用地形、顺坡排水、经济合理、高区高排、低区局部提升、泵站尽量少。
根据所给地形图，拟将污水处理厂选址在城区西南方向靠近水体的空地处，符合污水重力自流的条件且离排放水体距离短。污水管网的敷设根据主干管的位置不同，拟定两套方案，方案A：在最左边街道下敷设主干管；方案B：在最靠近河边的街道下敷设主干管。
