苏州市吴中区A镇排水工程规划设计和污水处理厂工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义

课题研究的背景：苏州市吴中区a镇排水工程规划设计和污水处理厂工艺设计

设计目的及意义：

1．通过毕业设计加深对排水工程所学知识的理解。

2. 研究内容和预期目标

1、排水工程管网规划设计和污水厂工艺设计,确定污水厂建设规模、位置，并进行排水管道系统布置，方案论证；

2、排水管网水力计算，排水管网平面图，部份管道纵断面图（平面布置图1张，纵断面图2张以上，手工图至少1张）；

3、污水厂工艺方案确定及可行性研究（进行二种或以上方案比较）；

3. 研究的方法与步骤

排水工程毕业设计步骤与设计要点

(一)城镇污水管网设计一般步骤

1.设计资料的调查

进行排水工程设计时，通常需要有以下几方面的基础资料：

（1）有关明确任务的资料

包括：城镇或设计地区的总体规划平面图以及其它单项工程规划。

（2）有关自然因素方面的资料

包括：地形图、气象资料、水文资料、地质资料等。

（3）有关工程情况的资料

包括：道路的现状和规划、地面建筑物以及地下建筑物的位置和高程、其它地下管线的位置、管材的供应情况等。

2.设计方案的确定

在掌握了较为完整可靠的设计基础资料后，根据工程的要求和特点，对污水处理厂以及出水口的位置、泵站的位置、管道的布置等提出不同的设计方案。通过对设计方案进行技术经济比较，确定最佳方案。

3.污水管网设计计算

污水管网设计计算步骤包括：

（1）在规划平面图上布置污水管道

管道布置的原则：应尽可能在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。

（2）街坊编号并计算其面积

将各街区编上号码，并将各街区的平面范围按比例计算出面积，将其面积值列入表中，并用箭头标出各街区污水排出的方向。

（3） 设计管段的划分

根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点(一般定为街坊两端)、有集中流量进入及有旁侧支管接入的点，作为设计管段的起止点并将该点的检查井编上号码。

（4） 管段流量的计算

各设计管段的设计流量应列表进行计算。在初步设计中，只计算干管和主干管的设计流量；在技术设计和施工图设计中，要计算所有管段的设计流量。本设计为初步设计，故只计算干管和主干管的设计流量。

（5） 污水管道水力计算

各设计管段的设计流量确定后，即可从上游管段开始依次进行各设计管段的水力计算。

4.设计图纸的绘制

绘制污水管道平面布置图和管道纵剖面图。

初步设计阶段，管道平面布置图图采用的比例尺通常为1：5000～1：10000，图上应有地形、地物、河流、风向玫瑰或指北针等。新设计和原有的污水（或雨水）管道用粗单实线表示。在管线上画出设计管段起止点的检查井并编号，标出各设计管段的服务面积以及排水方向，标出污水处理厂、出水口的位置，可能设置的泵站、倒虹管等。标注主干管和干管的管径、坡度和长度等。此外，还应附有必要的说明、工程项目表以及相应的图例、图名、比例等。

纵剖面图是管道的高程布置图，应反映出管道沿线的高程位置，它和平面图是相互对应的。图中，一般用细实线加图例表示原地面高程线和设计地面高程线，用双粗实线表示管道高程线，用双竖线表示检查井。

在剖面图的下方要画一表格，表中列出检查井号、管道长度、管径、管道设计坡度、设计地面高程、设计管内底高程、埋设深度、管道材料、接口形式和基础类型。纵剖面图的比例尺，常采用横向1：500～1：2000，纵向1：50～1：200。

（二）雨水管道系统设计步骤

1.划分排水流域、进行管道定线。

2.划分设计管段。

设置检查井，确认设计节点并编号，计算各检查井的地面标高并列入表中。每一设计管段的长度在200m以内为宜，各设计管段的长度列入表中。

3.划分并计算各设计管段的汇水面积。

当地形平坦时，根据就近排除的原则划分汇水面积，按等分角线划分。当地形有一定坡度时，根据雨水汇入低侧的原则划分汇水面积，即按照地面雨水径流的方向划分。划分汇水面积时，从上游至下游，雨水管道服务的汇水面积宜均匀增加，并应考虑街道以及绿地、公园等汇水面积。

4.计算平均径流系数：

Ψav=∑Fi ·Ψi/F

也可采用区域综合径流系数，一般经验值为：城市0.5~0.8；郊区0.4~0.6。

5.确定重现期P、地面集水时间t₁

6.计算单位面积径流量q₀

7.计算各管段的设计流量Q，并求出D、v、I及埋深等。水力计算采用水力计算表。

8.绘制图纸。包括平面图和剖面图。

（三）污水处理厂一般设计步骤

1.确定设计方案

根据设计原始资料及对设计要求，提出二个或二个以上污水、污泥处理工艺流程，并对各个工艺流程进行评述，在选择流程时应力求做到技术先进，经济合理、安全适用，确保质量。

2.各个构筑物的设计及计算

设计计算按现行设计规范要求进行，并参考有关设计手册。

(1)污水提升泵房

1)确定流量：最大设计流量，平均及最小设计流量。

根据经验，城市污水的最小流量约为平均日流量的。

2)根据进入污水厂城市污水干管的管径，充满度及标高确定泵房集水井内最水位和最低水位；

3)确定水泵的扬程，根据处理构筑物水头损失估计表，估算污水泵抽升到第一个处理构筑物前的最高水位，计算水泵的扬程和进行水头损失的估算，确定水泵的总扬程；

4)选择水泵机组及个数，要有备用机组；

5)进行泵房布置，选定吸水管及压水管管径，确定泵房的平面尺寸；进行吸、压水管路的布置；集水池内格栅及容积计算；

6)绘制提升泵房工艺图，编制泵房主要机电设备，闸阀及附属设备表。

(2)格栅、沉砂池设计计算

1)确定格栅栅条形式及间隙宽度，计算工艺尺寸，对格栅工艺设备进行选型；

2)确定沉砂池型式，沉砂池内的水平流速及流行时间，计算沉砂池长度、宽度及格数；

3)用最小流量校核单池的最小流速；

4)计算沉砂量和沉砂斗的容量；

5)清除沉砂方法；

6)绘制格栅、沉砂池工艺图。

(3)初次沉淀池

1)确定初次沉淀池的型式、选定设计参数；

2)计算初次沉淀池的各部尺寸；

3)进出水形式的确定和设计计算；

4)污泥斗的设计及计算，排泥方法和排泥井的布置；

5)绘制初沉池工艺图。

(4)生化处理构筑物的设计计算

1)根据选定污泥负荷及污泥浓度计算曝气池容积；

2)确定曝气池深度，计算曝气池的长、宽，复核曝气时间；

3)计算污泥回流比，确定回流污泥浓度，SVI值及污泥龄；

4)曝气池构造形式及进出口布置及计算，中位管、放空管的布置；

5)曝气装置的设计计算与选型

6)二次沉淀池的型式，设计计算(同初次沉淀池)

7)污泥量计算及污泥提升的计算；

8)绘制曝气池、二沉池工艺图。

(5)接触消毒池

1)确定加氯量，计算每日用氯量；

2)根据规定接触时间，计算接触池容积及接触池设计；

3)加氯间的设计，加氯机的选择、型号、台数及加氯间的布置，加氯间的安全措施，氯库位置的选择。

(6)计量装置及排出口设计

(7)污泥处理

根据对污泥处理要求，选择合理污泥处理工艺

1) 浓缩池或湿污泥池的设计。

2) 消化池(中温发酵)的设计计算。中温消化温度T_D=35℃，生污泥年平均温度在15～20℃之间，日平均最低温度在10～15℃之间。

3) 污泥机械脱水设计，带式过滤机的选定，污泥预处理加药量，污泥脱水机房的初步布置。

(8)其它。

3.水处理厂总平面布置及高程水力计算

(1)总平面布置

1) 污水厂总平面图应按初步设计要求完成，图上应绘出主要处理构筑物、辅助构（建）筑物、附属建筑物、道路、绿化地带及厂区界限等，并用坐标表示其外形尺寸和相互距离，应有坐标轴线或坐标网格。总平面图上绘出各种连接管渠，管渠以单线条表示，并进行标注。图中应附构（建）筑物一览表，说明各构（建）筑物的名称、数量及主要外形尺寸。图中应附图例及必要的文字说明，包括占地指标、绿化率等的说明。图中应附比例、风玫瑰图。

2) 平面布置图应布置紧凑，力求减小占地面积，并应考虑施工上方便和有扩展的可能，在布置上应注意充分利用地形，考虑土方平衡及管理方便；

3) 平面布置中应考虑事故排放管渠和超越管线；

4) 厂内污水污泥的流程为重力流，尽量减少连接管渠长度，避免迂回曲折。

5) 厂内的生产性辅助建（构）筑物有鼓风机房及配电间、加氯间、机修间、化验室、仓库等，附属建筑物有办公室，宿舍、食堂、锅炉房、车库、传达室及其它等。所需面积与处理水量和所采用的工艺有关，应因地制宜，与建设单位充分协商确定，并参考《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（GJ31-89）相关规定进行确定。

6) 厂区应有道路通向各构筑物，以便运输，合理布置厂区给水、排水、空气管道，避免与其他管线干扰；

7) 厂区应考虑绿化，绿化面积不得少于30％。

(2)高程布置

1) 选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下处理系统能够正常运行；

2) 计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管渠的设计流量；

3) 污水处理后应能自流排入下水道或水体，包括洪水季节，一般按25年一遇防洪标准考虑；

4) 高程布置要考虑某些处理构筑物的放空要求；

5) 高程布置时应注意污水与污泥流程的结合，尽量减少需提升的污泥量；

6) 进行构筑物高程布置时，应与厂区地形、地质条件相联系，当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，既要避免二沉池埋入地下过深，又应避免沉砂池在地面上架得过高，尤其是地质条件较差、地下水位过高时；

7) 污水处理厂高程图上应绘出主要处理构筑物和设施的构造简图，应绘出各构筑物之间的连接管渠。图上应标出各处理构筑物的顶、底及水面标高，应标出主要管渠、设备机组和地面标高。图上应附处理构筑物、设备名称。图上应附图例、比例及必要的文字说明。

最后进行设计计算过程的汇总，完成排水工程投资估算，编制设计说明书。

4. 参考文献

1．给排水设计手册与规范

2．当代给水与废水处理新技术

3．排水工程（上下册）

5. 计划与进度安排

1、完成图纸12张以上，其中至少2张手工图(以a1为基本标准)；

2、设计计算说明书80页以上，附计算图表、概预算、可行性研究之方案论证及外文资料翻译；

3、排水管道规划及污水厂位置、规模确定，第1周完成；