關(guān)于城市污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【專家解說(shuō)】：一、工程概述 城市污水處理廠的設(shè)計(jì)工作一般分為兩個(gè)階段，即初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。 城市污水處理廠的設(shè)計(jì)工作內(nèi)容包括確定廠址、選擇合理的工藝流程、確定污水處理廠平面與高程的布置、計(jì)算建（構(gòu)）筑物等。 1、設(shè)計(jì)資料的收集與調(diào)查 （1）建設(shè)單位的設(shè)計(jì)任務(wù)書 包括設(shè)計(jì)規(guī)模（處理水量）、處理程度要求、占地要求、投資情況等。 （2）收集相關(guān)資料 包括原水水質(zhì)資料、當(dāng)?shù)貧庀筚Y料（溫度、風(fēng)向、日照情況等）、水文地質(zhì)資料（地下水位、土壤承載力、受納水體流量、最高水位等）、地形資料、城市規(guī)劃情況等。 （3）必要的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查 當(dāng)缺乏某些重要的設(shè)計(jì)資料時(shí)，則現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查是必需的。 2、廠址選擇 城市污水處理廠廠址選擇是城市污水處理廠設(shè)計(jì)的前提，應(yīng)根據(jù)選址條件和要求綜合考慮，選出適用的、系統(tǒng)優(yōu)化、工程造價(jià)低、施工及管理方便的廠址。 二、處理流程選擇： 污水處理廠的工藝流程是指在達(dá)到所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元的有機(jī)組合，以滿足污水處理的要求。 1、污水處理流程的選擇原則： 經(jīng)濟(jì)節(jié)省性原則； 運(yùn)行可靠性原則； 技術(shù)先進(jìn)性原則。 2、應(yīng)考慮的其他一些重要因素： 充分考慮業(yè)主的需求； 考慮實(shí)際操作管理人員的水平。 本次設(shè)計(jì)采用生物好氧處理法。好氧生物處理BOD5去除率高，可達(dá)90%~95%，穩(wěn)定性較強(qiáng)，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間短，一般為2~4周，很少產(chǎn)生臭氣，不產(chǎn)生沼氣，對(duì)污水的堿度要求低。 污水處理工藝流程圖如下： 平面圖: 三、污水處理工程設(shè)計(jì)計(jì)算： （一）、設(shè)計(jì)水量，水質(zhì)及處理程度： 平均流量：5萬(wàn)噸/天，變化系數(shù)1.4； 進(jìn)水：COD：400 mg/L，BOD：300 mg/L，SS：350 mg/L； 出水：COD： 60 mg/L，BOD： 20 mg/L，SS： 20 mg/L； 處理程度計(jì)算：COD：（400-60）/400=85% ； BOD：（300-20）/300=93.3% ； SS：（350-20）/350=94.3% 。 （二）、格柵及其設(shè)計(jì)： 格柵是由一組平行的金屬柵條制成，斜置在污水流經(jīng)的渠道上或水泵前集水井處，用以截留污水中的大塊懸浮雜質(zhì)，以免后續(xù)處理單元的水泵或構(gòu)筑物造成損害。 設(shè)計(jì)中取二組格柵，N=2組，安裝角度α=60° Q 設(shè)計(jì)水量=平均流量×變化系數(shù)=0.810 m3/s 2、格柵槽寬度： B=S(n－1)+bn 式中： B——格柵槽寬度（m）； S——每根格柵條的寬度（m）。 設(shè)計(jì)中取S=0.015m，則計(jì)算得B=0.93m。 3、進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度： 4、出水渠道漸窄部分的長(zhǎng)度： 5、通過(guò)格柵的水頭損失： 6、柵后明渠的總高度： H=h+h1+h2 式中： H——柵后明渠的總高度(m)； h2——明渠超高（m），一般采用0.3-0.5m 設(shè)計(jì)中取h2 =0.30m，得到H=1.28m。 7、柵槽總長(zhǎng)度： 8、每日柵渣量計(jì)算： 采用機(jī)械除渣及皮帶輸送機(jī)或無(wú)軸輸送機(jī)輸送柵渣，采用機(jī)械柵渣打包機(jī)將柵渣打包，汽車運(yùn)走。 9、進(jìn)水與出水渠道： 城市污水通過(guò)DN1200mm的管道送入進(jìn)水渠道，設(shè)計(jì)中取進(jìn)水渠道寬度B1 =0.9m，進(jìn)水水深h1=h=0.8m，出水渠道B2=B1=0.9m，出水水深h2=h1=0.8m。 （三）、沉砂池及其設(shè)計(jì)： 沉砂池是借助于污水中的顆粒與水的比重不同，使大顆粒的沙粒、石子、煤渣等無(wú)機(jī)顆粒沉降，減少大顆粒物質(zhì)在輸水管內(nèi)沉積和消化池內(nèi)沉積。 沉砂池按照運(yùn)行方式不同可分為平流式沉砂池，豎流式沉砂池，曝氣式沉砂池，渦流式沉砂池。 設(shè)計(jì)中采用曝氣沉砂池，沉砂池設(shè)2組，N=2組，每組設(shè)計(jì)流量0.4051m3/s 1、沉砂池有效容積： 式中： V——沉砂池有效容積（m3）; Q——設(shè)計(jì)流量（m3/s）； t——停留時(shí)間（min），一般采用1-3min。 設(shè)計(jì)中取t=2min，Q=0.4051m3/s，得到V=48.61m3。 出水堰后自由跌落0.15m，出水流入出水槽，出水槽寬度B2=0.8m，出水槽水深h2=0.35m，水流流速v2=0.89m/s。采用出水管道在出水槽中部與出水槽連接，出水管道采用鋼管。管徑DN2=800mm，管內(nèi)流速v2=0.99m/s，水力坡度i=1.46‰。 12、排砂裝置： 采用吸砂泵排砂，吸砂泵設(shè)置在沉砂斗內(nèi)，借助空氣提升將沉砂排出沉砂池，吸砂泵管徑DN=200mm。 （四）、初沉池及其設(shè)計(jì)： 初次沉淀池是借助于污水中的懸浮物質(zhì)在重力的作用下可以下沉，從而與污水分離，初次沉淀池去除懸浮物40%~60%，去除BOD20%~30%。 初次沉淀池按照運(yùn)行方式不同可分為平流沉淀池、豎流沉淀池、輻流沉淀池、斜板沉淀池。 設(shè)計(jì)中采用平流沉淀池，平流沉淀池是利用污水從沉淀池一端流入，按水平方向沿沉淀池長(zhǎng)度從另一端流出，污水在沉淀池內(nèi)水平流動(dòng)時(shí)，污水中的懸浮物在重力作用下沉淀，與污水分離。平流沉淀池由進(jìn)水裝置、出水裝置、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置組成。 沉淀池設(shè)2組，N=2組，每組設(shè)計(jì)流量Q=0.4051m3/s。 10、沉淀池總高度： H=h1+h2+h3+h4 式中：h1——沉淀池超高（m），一般采用0.3-0.5； h3——緩沖層高度（m），一般采用0.3m； h4——污泥部分高度（m），一般采用污泥斗高度與池底坡底i=1‰的高度之和。 設(shè)計(jì)中取h1=0.3m，h3=0.3m，得h4=3.94m，得到H=7.54m。 15、出水渠道： 沉淀池出水端設(shè)出水渠道，出水管與出水渠道連接，將污水送至集水井。 式中： v3——出水渠道水流流速（m/s），一般采用v3≥0.4m/s； B3——出水渠道寬度（m）； H3——出水渠道水深（m），一般采用0.5-2.0。 設(shè)計(jì)中取B3=1.0M，H3=0.8m，得到v3=0.51m/s>0.4m/s。 出水管道采用鋼管，管徑DN=1000mm，管內(nèi)流速為v=0.51m/s,水力坡降i=0.479‰。 16、進(jìn)水擋板、出水擋板： 沉淀池設(shè)進(jìn)水擋板和出水擋板，進(jìn)水擋板距進(jìn)水穿孔花墻0.5m，擋板高出水面0.3m, 伸入水下0.8m。出水擋板距出水堰0.5m，擋板高出水面0.3m，伸入水下0.5m。在出水擋板處設(shè)一個(gè)浮渣收集裝置，用來(lái)收集攔截的浮渣。 17、排泥管： 沉淀池采用重力排泥，排泥管直徑DN300mm，排泥時(shí)間t