浙江省F市新区排水工程设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 目的及意义

f市处于浙江北部，紧邻湖州市，其新区尚无排水管涵，生活污水直接排入市区东面的东苕溪。据监测分析，东苕溪f市新区以上水质符合二类水质功能区标准，以下则未达三类水体标准，污染物质严重超标。积极响应国家环保政策，根据《水污染防治法》规定，严格控制工业污染、城镇生活污染，设计建设新区污水处理厂，是处理水达到国家排放标准，提高本地区污水处理达标率。污水处理后再排放可以改善城市水体质量，改善居民生活环境，为新区招商引资创造有利条件。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 设计内容

F市处于浙江北部，太湖南岸，紧邻湖州市。位于东经119°14′–120°29′、北纬30°22′–31°11′之间。本次设计范围为F市新区，该城区周围地势较平坦，有东苕溪由南向北流过。根据该市的总体规划，近期（2030年）该城区总人口为9万人，远期（2040年）该城区总人口为14万人。该城区除绿保机械厂外，还有一些零星工厂企业。其中绿保机械厂日平均污水量近期为600m³/d，远期为900m³/d，K_h=1.26。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10%左右。

设计内容：浙江省F市新区的雨、污水管网工程与污水处理厂工程。

2.2设计目标

对浙江省F市新区雨污水进行收集，并将污水处理达到一级A标准后排放。

2.3 设计方案

2.3.1 排水体制

从环境保护角度看，采用合流制将城市生活污水、工业废水和雨水全部收集进行处理再排放，从控制和防止水体的污染来看是很好的，但截流主干管尺寸很大，污水厂容量也增加很多，建设费用相应增高。截留式合流制排水系统，雨天仍有部分混合污水未经处理直接排放，成为水体的污染源而使水体遭受污染。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。污水全部送至污水厂进行处理，但初雨径流未经处理直接排放，也会对城市水体造成污染，但它相对灵活，易于适应社会发展需要

从造价角度看，合流制泵站和污水厂造价更高，分流制管网造价更高。

从维护角度看，合流制管道维护管理费用相对低，但污水厂水量变化复杂，运行管理困难。而分流制管道保持一定流速，不致发生沉淀，水质水量相对稳定，污水厂运行易于控制。

综合考虑选用完全分流制排水系统，生活污水和工业废水都通过污水管道流入污水处理厂，雨水通过雨水管道直接排入东苕溪。

2.3.2 污水管网设计

1）设计参数

根据《给排水设计手册第5册》中的内容，地下水入渗量按1km²位1000m³/d估算。根据《室外给水设计规范》GB50013-2006中的规定，将综合生活用水定额设定为260 L/(cap·d)。根据《室外排水设计规范》GB50014-2006（2016版）规定污水收集率为80%~90%，近期污水收集率设定为80%，由于远期排水系统的完善，污水收集率相应提高，设定为85%。

2）管网定线

F市新区周围地势较平坦，东苕溪由南向北流过，高程由西南向东北逐渐下降，因此将污水厂设置在城区东北方向，东苕溪旁，尽可能让最大区域的污水自流进入污水厂。通过改变干管水流方向确定两套设计方案：A. 主干管布置在东苕溪西侧的主干道，五条干管与主干管交叉敷设，污水支管采用周边式布置方式；B. 主干管布置在城区北侧的主干道，干管与支管布置方式同方案A。

3）管材选择

选择管渠材料时，在满足技术要求的前提下，应尽可能就地取材，采用当地易于自制，便于供应和运输方便的材料，以使运输及施工费用降至最低。钢筋混凝土管便于就地取材。而且可根据抗压的不同要求制成无压管、低压管、预应力管等，在排水管道中有普遍应用。本地区地震烈度5度，不在钢筋混凝土管不宜敷设地区范围内。因此选择此管材作为污水管道材料。

4）方案选择

根据选择的参数计算流量，本段收集以及转输的生活污水、工业废水集中流量、地下水入渗量之和，即为管段的设计流量。分别计算近期和远期管道设计流量。管道尺寸按远期规划的最高日最高时设计流量设计，并按近期水量复核。所选管径应在满足规范中对不同管径坡度、流速、充满度要求的条件下选择合适的参数。选择控制点，依次计算各管段水面标高，管内底标高和埋设深度，选择管道衔接方式时在保证下游管段水面标高和管内底标高均不高于上游管段，覆土厚度也应满足要求。经计算，分别得到两套污水管网方案的管径、埋设深度的数据，方案A管径相对小，埋设深度也更浅，经过技术经济综合考量，最终选择方案A。

2.3.3 雨水管网设计

1）设计参数

暴雨强度公式：

式中：t=t₁ t₂；

参照《排水工程》上册中给出的浙江省杭州市t₁值，地面集水时间：t₁=7min；根据规范中对非中心城区雨水管渠设计重现期和综合径流系数的规定，设计重现期P=2年；径流系数Ψ=0.6。

2）管网定线

F市新区周围地势较平坦，东苕溪在城区东侧，由南向北流过，可以充分利用地形坡度，设计雨水管道，使雨水自流排入东苕溪，根据污水管网A方案干管与支管位置设计两套雨水管网方案：A. 每根干管末端设有一个排放口，共4个排放口，使雨水能够就近排入水体；B. 北侧两根干管中的雨水由一个排放口排出，其他管道布置方式同方案A。

3）管材选择

由于雨水管网管径通常较大，因此选择钢筋混凝土管。钢筋混凝土管在管径超过1000毫米的管道上优势最大，这种管径的混凝土管相对于其他管材成本最低、效益最好、运行最好，且制造方便，一般可在专门的工厂预制，也可在施工现场浇制，在大口径市政排水管网的建设中使用十分普遍。

4）方案确定

划分汇水面积，根据暴雨强度公式计算单位面积径流量，使用流量叠加法计算管段设计流量。雨水管道按满流计算，选择坡度，流速合理的管径，并使管道输水能力略大于设计流量，计算管内底标高、埋设深度，校核覆土厚度是否满足要求。B方案虽然排放口数量减少，但大管径管道长度增加，且大量雨水不能就近排入水体，雨量较大时可能导致部分地区雨水不能及时排出，地面形成大量积水，经过技术经济综合考量选择A方案。

2.3.4 污水处理厂设计

1）设计规模

2）进出水水质

单位： 除PH外为mg/L

进水水质根据邻近地区浙江省湖州市小梅污水处理厂的进水水质指标确定。

3）工艺选择

SBR反应器的操作运行由“流入—反应—沉淀—排放—闲置”五个工序组成，具有一定调节能力，处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。但自动化控制要求高，排水时间短且不能搅动污泥沉淀层，需要专门的滗水器。由于不设初沉池，SBR反应池易产生浮渣。

A²O工艺中原污水与二沉池含磷回流污泥进入厌氧反应器进行磷的释放和部分有机物的氮化；然后和好氧反应器排出的内回流混合液一同进入缺氧反应器进行脱氮；最后进入好氧反应器去除BOD，硝化和吸收磷。本工艺系统较为简单，水力停留时间较短，抗冲击负荷强。厌氧、缺氧和好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，污泥膨胀概率大大降低。剩余污泥中磷含量高，具有很高的肥效，可以提高污泥的回收利用率。并且两个A段只需轻缓搅拌，运行费用低。但脱氮除磷效果难以进一步提高，但考虑有深度处理工艺，依然选择此工艺作为本次设计的主体工艺。

常见的深度处理工艺有：1）混凝—直接过滤—消毒；2）混凝沉淀—过滤—消毒；3）混凝沉淀—过滤—活性炭吸附—消毒；4）以膜分离为主的深度处理。A、B工艺投资相对小，处理水质也能达到设计要求，且B工艺流程有沉淀处理单元，后续过滤处理单元负荷减小，因此本次设计选用B工艺深度处理流程。

设计污水、污泥处理方案与B方案流程图所示相同。

图1 A方案流程图

图2 B方案流程图

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 孙慧修等.排水工程[m](上册)第4版.北京:建筑工业出版社，1999.

[2] 张自杰等.排水工程[m](下册)第五版.北京:建筑工业出版社，2015.

[3] 室外排水设计规范(gb50014-2006)（2016版）