1、四川大学本科生毕业设计1 目录第一章 污水管道系统的设计计算 .11.1 设计流量的确定 .11.1.1 生活污水设计流量 .11.1.2 工业废水设计流量 .21.1.3 城市污水管道系统的设计总流量 .31.1.4 管段设计流量 .41.2 污水管道的水力计算 .41.2.1 水力计算公式 .41.2.2 水力计算设计参数： .5第二章 雨水管道系统的设计计算 .62.1 气象资料及地质资料 .62.1.1 地质资料 .62.1.2 气象资料 .62.2 地面径流系数 .62.3 单位面积径流量 .72.4 雨水管道的水力计算 .8第三章 污水的处理程度 .93.1 设计污水水量 .93.
2、2 设计污水水质 .103.3 污水处理程度计算 .103.3.1 污水的 SS 处理程度计算 .113.3.2 污水的 BOD 处理程度计算 .113.3.3 污水的氨氮处理程度计算 .153.3.4 污水的磷酸盐处理程度计算 .16第四章 污水的一级处理 .174.1 粗格栅设计计算 .174.2 细格栅设计计算 .214.3 沉砂池设计计算 .244.4 配水井的设计计算 .284.5 初沉池设计计算 .30第五章 污水厂的生化处理 .355.1 A2O 生化池的设计计算 .355.2 二沉池的设计计算 .47第六章 污水的深度处理 .55四川大学本科生毕业设计2 6.1 机械混合池计算
3、 .556.2 V 型滤池设计计算 .586.3 紫外线消毒渠的设计计算 .736.4 巴氏计量槽设计 .74第七章 污泥处理 .787.1 浓缩池的设计计算 .787.2 贮泥池的设计计算 .817.3 脱水车间的设计计算 .83第八章 污水厂的高程计算 .858.1 污水的高程计算 .858.1.1 构筑物的水头损失 .858.1.2 管渠的水力计算 .858.1.3 污水处理厂的高程布置 .858.2 污泥的高程计算 .87第九章 污水总泵站的设计 .899.1 水泵流量及扬程的初步确定 .899.2 初步选泵 .899.3 吸、压水管路实际水头损失的计算及水泵扬程的核算 .909.4
4、集水井 .919.5 泵房高度的确定 .91第十章 经济分析 .92附表 .96四川大学本科生毕业设计1 第一章 污水管道系统的设计计算1.1 设计流量的确定1.1.1 生活污水设计流量1.居民生活污水设计流量居民生活污水主要来自居住区，它通常按下式计算：= 1Q36024KNnz式中： Q 1居民生活污水设计流量，Ls；n 居民生活污水量定额，L(capd)；N 设计人口数，cap；KZ生活污水量总变化系数。设计中的城市总人口近期（2020 年）为 15 万，远期规划（2030 年）为 20 万；规划2020 年镇区建设用地为 500 公顷；到 2030 年规划建设用地为 900 公顷。污水
5、管网设计按远期人口计算，各街区的排水的平均计算结果如附表 1生 活 污 水 量 总 变 化 系 数hdZK生 活 污 水 量 总 变 化 系 数 表 1-1 污水平均日流量（L/s ） 5 15 40 70 100 200 500 1000总变化系数 Kz 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3注 ： 当 污 水 平 均 日 流 量 为 中 间 数 值 时 ， 总 变 化 系 数 用 内 插 法 求 得 ； 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 。我国在多年观测资料的基础上，经过综合分析归纳，总结出了总变
6、化系数与平均流量之间的关系式，即：=zK1.72OQ式 中 Q 污 水 平 均 日 流 量 ， L/s。 当 Q 5L/s时 ， Kz=2.3； 当 Q 1000L/s时 ，Kz=1.3。四川大学本科生毕业设计2 2.工 业 企 业 生 活 污 水 和 淋 浴 污 水 设 计 流 量工业企业的生活污水和淋浴污水主要来自生产区的食堂、卫生间、浴室等。其设计流量的大小与工业企业的性质、污染程度、卫生要求有关。一般按下式进行计算：= TKBA36021 + 36021DC 3Q式中 Q 3工 业 企 业 生 活 污 水 和 淋 浴 污 水 设 计 流 量 ， L/s；A1 一般车间最大班职工人数，c
7、ap；B1一般车间职工生活污水定额，以 25L/(cap班)计；K1一般车间生活污水量时变化系数，以 3.0 计；A2热车间和污染严重车间最大班职工人数，cap；B2热车间和污染严重车间职工生活污水量定额，以 35L(cap班)计；K2热车间和污染严重车间生活污水量时变化系数，以 2.5 计；C1一般车间最大班使用淋浴的职工人数，cap；D1一般车间的淋浴污水量定额，以 40L(cap班)计；C2热车间和污染严重车间最大班使用淋浴的职工人数，cap；D2热车间和污染严重车间的淋浴污水量定额，以 60L(cap班)计；T 每工作班工作时数，h。淋浴时间按 60min 计。工业生产污水和职工人数等
8、情况原始资料已给出，具体如表 1-2 所示。工厂职工人数及工业污水量 表 1-2最大班职工人数（cap） 沐浴人数（cap）工 厂名 称 一般车间 热车间 一般车间 热车间生产污水（m 3/d）羽绒服厂 658 120 265 120 1500丝 绸 厂 120 50 40 50 800化 肥 厂 220 860 150 850 2500石油机械厂 360 450 180 430 2000炼 油 厂 300 1500 150 1350 5000电 机 厂 100 360 70 310 130汽车修理厂 50 150 30 130 60计算结果如附表 2 所示四川大学本科生毕业设计3 1.1.2
9、 工业废水设计流量工业生产污水和职工人数等情况原始资料已给出，具体如表 1-2 所示。工业废水设计流量按下式计算TKMmQZ3604式中 Q 4 工业废水设计流量，Ls；m 生产过程中每单位产品的废水量定额，L单位产品；M 产品的平均日产量，单位产品/d；T 每日生产时数，h；KZ总变化系数。计算结果如表 1-3 所示。工厂集中用水量 表 1-3工厂名称生活水量(L/s)生产用水量（m 3/d)工业废水时变化系数 Kz日平均用水量 L/s生产用水量（L/s)总集中用水量（L/s)羽绒服厂 6.88 1500.00 1.80 17.36 31.25 38.13丝绸厂 1.75 800.00 1.
10、80 9.26 16.67 18.42化肥厂 19.97 2500.00 1.40 28.94 40.51 60.48石油机械厂 11.86 2000.00 1.40 23.15 32.41 44.27炼油厂 31.20 5000.00 1.40 57.87 81.02 112.22机电厂 7.69 130.00 1.50 1.50 2.26 9.95汽车修理厂 3.25 60.00 1.40 0.69 0.97 4.22*注*其他集中用水量还有公园设计流量 3.5L/s，火车站设计流量 3.5L/s，医院污水设计流量0.97L/s。1.1.3 城市污水管道系统的设计总流量城市污水管道系统的设
11、计总流量一般采用直接求和的方法进行计算，即直接将上述各项污水设计流量计算结果相加，作为污水管道设计的依据，城市污水管道系统的设计总流量可用下式计算：（L/s） 4321QQ设 计 时 也 可 按 综 合 生 活 污 水 量 进 行 计 算 ， 综 合 生 活 污 水 设 计 流 量 为 ：（L/s）601ZKNn式 中 Q1综 合 生 活 污 水 设 计 流 量 ， L/s；四川大学本科生毕业设计4 n 综 合 生 活 污 水 定 额 ， 对 给 水 排 水 系 统 完 善 的 地 区 按 综 合 生 活 用 水 定 额90%计 ， 一 般 地 区 按 80%计 ；其 余 符 号 同 前 。此
12、 时 ， 城市污水管道系统的设计总流量为：（L/s） 431Q本设计采用第一种方法。计算结果如附表 1-31.1.4 管段设计流量1 本 段 流 量 q1本 段 流 量 一 般 用 下 式 计 算 ：=1qzsKF式 中 q1设 计 管 段 的 本 段 流 量 ， L s；F设 计 管 段 服 务 的 街 坊 面 积 ， hm2；KZ生 活 污 水 量 总 变 化 系 数 ；qs生 活 污 水 比 流 量 ， L (shm2)。生 活 污 水 比 流 量 可 采 用 下 式 计 算 ：=sq3604n式 中 n生 活 污 水 定 额 或 综 合 生 活 污 水 定 额 ， L (capd)；
13、人 口 密 度 ， cap/ hm2。2 转 输 流 量 q2转 输 流 量 是 指 从 上 游 管 段 和 旁 侧 管 段 流 来 的 污 水 量 。 它 对 某 一 设 计 管 段 而 言 ， 是不 发 生 变 化 的 ， 但 不 同 的 设 计 管 段 ， 可 能 有 不 同 的 转 输 流 量 。3 集 中 流 量 q3集 中 流 量 是 指 从 工 业 企 业 或 其 它 大 型 公 共 设 施 流 来 的 污 水 量 。 对 某 一 设 计 管 段 而言 ， 它 也 不 发 生 变 化 。设 计 管 段 的 设 计 流 量 是 上 述 本 段 流 量 、 转 输 流 量 和 集 中
14、 流 量 三 者 之 和 。计 算 结 果 见 附 表 1-3四川大学本科生毕业设计5 1.2 污水管道的水力计算1.2.1 水力计算公式流速 2/13IRnv流量 2/13IWQ式中 W过水断面面积 m2；I水力坡度；n管道粗糙系数；R水力半径。1.2.2 水力计算设计参数：1. 设计充满度 t：最大设计充满度 表 1-4管径 D 或暗渠高 H(mm) 最大充满度 h/D200300 0.55350450 0.65500900 0.701000 0.752.设计流速 v：根据设计手册，污水最小设计流速定为 0.6m/s。通常金属管道的最大设计流速为10m/s,非金属管道最大设计流速为 5m/
15、s。3.最小管径四川地区街道最小管径为 300mm。4.最小设计坡度管径 200mm 的最小设计坡度是 0.004，管径 300mm 的最小设计坡度是 0.003。5.污水管道最小埋深由于本设计中起端标高较大，本设计控制点的埋深为 2.70m。综合上述设计参数，本设计污水干管水力计算表详见附表 1-4四川大学本科生毕业设计6 第二章 雨水管道系统的设计计算2.1 气象资料及地质资料2.1.1 地质资料地质情况良好，为亚砂土、亚粘土、砂、石组成，其厚度为 2.17.0m，地基承载能力 1KGf/cm2 以上，地震烈度小于 6 度，土壤最低温度 3，土壤平均温度 16。2.1.2 气象资料风向：常
16、年主导风向为北风和西北风，最大风速 3.6m/s，平均风速 1.7m/s；气压：平均气压为 723mm 汞柱高；气温：最高为 40.3，最低为4.3 ，年平均气渐为 17.2；湿度：年平均湿度 78%；降水：年平均降水量为 935.80mm。2.2 地面径流系数 地面覆盖种类情况见表 2-1。地面覆盖种类情况表 表 2-1地面覆盖种类 江东区 江西区屋 面 45% 43%混凝土道路，人行道 25% 26%碎石路面 2% 2%非铺砌路面 2% 1%公园及绿地 26% 28%四川大学本科生毕业设计7 根据室外排水设计规范GB500014-2006 中 3.2.2 条规定，地面的径流系数如表 2-2
17、。径 流 系 数 表 2-2地面种类各种屋面、混凝土或沥青路面 0.850.95大块石铺砌路面或沥青表面处理的碎石路面 0.550.65级配碎石路面 0.400.50干砌砖石或碎石路面 0.350.40非铺砌土路面 0.250.35公园或绿地 0.100.20整个汇水面积上的平均径流系数 值按各类地面面积用加权平均计算，即avFi=式中 Fi汇水面积上各类地面的面积（ha） ；相应各类地面的径流系数；F全部回水面积。计算结果如表 2-3地面综合径流系数 表 2-3地面种类 屋面 混凝土路 碎石路面 非铺砌路面 公园及绿地 加权平均值径流系数 0.9 0.9 0.45 0.3 0.15 1江东区
18、 0.45 0.25 0.02 0.02 0.26 0.684江西区 0.43 0.26 0.02 0.01 0.28 0.6752.3 单位面积径流量设计暴雨强度：（L/s.ha ）()0.59712p43t+g26=q四川大学本科生毕业设计8 式中 P 重现期，取 P=2a；t 降雨历时（min ） ，t = t1+mt2； t1 地面集流时间，取 t1=5min；m 折减系数，取 m=1；t2 管内雨水流行时间（min） ， ；260LtvL 设计管段长度（ m） ；v 管内流速（ m/s） 。单位面积径流量：(L/ha)()0.59712p43t+g26=q 597.0597.012. )3t26)4(g1268. （t2.4 雨水管道的水力计算根据每一设计管段所承担的汇水面积可就近排入附近雨水管道的原则，使用鸿业市政管线计算管段的设计流量、流速、坡度等，计算结果具体见附表 2-1
