毕业设计xxx镇污水处理改良型卡罗塞尔氧化沟工艺工程初步设计

毕业设计xxx镇污水处理改良型卡罗塞尔氧化沟工艺工程初步设计内容摘要：

集的系统。 分流制中初期雨水未加处理直接排入水体，对城市水体也会造成污染，但是它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合保护环境的要求，在国内外获得了较广泛的应用。 合理选择排水 系统体制不仅从根本上影响排水系统的设计、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。 也会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。 XXX 镇位于我国西南地区，雨量丰沛，根据南方城市污水处理厂的实际运行情况看，由于管道内的地下水渗入或者湖水的流入，化粪池的不合理设置，人民生活水平的提高，使人均排水量大幅度增加，再加之，城市排水体制问题，如果采用合流制，部分雨水进入污水处理厂，一方面，增加了污水提升泵站的设计规模，增加了提升泵站的电耗以及基建投资，另一方面，有大量的雨水进入污水处 7 理厂，降低了 BOD5的浓度，使着 BOD5值普遍小于设计值，可能导致污水处理厂生化池碳源不足，容易导致出水指标不符合要求。 分流制流入污水厂的水量和水质变化小，污水厂的运行效率较高，易于控制与管理。 且有利于提高污水 BOD5浓度，使污水处理厂的二级处理能够正常运行，就近将雨水排入水体，可以避免管道埋深加大，工程造价增加； XXX镇处于成都市，正处于快速发展时期，水资源相对丰富，目前我国雨水利用的理论和技术相对落后，且由于雨量充沛，雨水污染物负荷往往较小，对环境影响较小，所以现阶段雨水直接排放也是可行的。 综上所述 ，分流制排水系统较合流制排水系统具有一定的优势以及较好的环境效应，结合《 xxx 市 XXX镇总体规划》，本次污水收集管网的设计采用分流制。 污水厂的选址 污水厂厂址选择的原则 : 厂址的选择应根据城市总体规划，结合污水厂规模和城市地形等因素综合考虑，通过技术经济比较确定，一般宜遵守如下规定： （ 1）厂址应选择在工程地质条件较好的地方； （ 2）水厂应少占用农田、少拆迁，有一定的卫生防护距离，并留有适当的发展余地； （ 3）水厂选择在城镇的下游，夏季最小频率风向的上风向侧； （ 4）有方便的交通、运输和 水电条件； （ 5）厂区的地形不受水淹。 有良好的排水条件。 便于污水、污泥的排放和利用。 因此根据 XXX 镇主导风向为东北风，且根据 XXX 镇总体规划用地布局规划图可知，在 XXX的南都主要规划为工业区和仓储区，也是工业废水大量产生的地方，加之排水规划的出水口，白土河，位于 XXX 镇的南部地区，是 XXX 镇的下游河流，因此根据实际情况，将污水处理厂建造位于 XXX 镇东南角的市政公用设施用地中。 污水管网的设计计算 污水管网系统设计流量 污水管道系统能保证通过的污水最大流量成为污水管道系统设计流量。 进行污 水管道系统设计时一般采用设计期限内的最高日最高时的平均秒流量作为设 8 计流量，其单位是 L/s。 它包括生活污水和工业废水以及仓储废水两大类，由于XXX 镇地下水位较高，还需要考虑地下水渗入量，同时由于实际施工条件以及管网质量的原因，仍需考虑管网漏失情况。 （ 1）生活污水设计流量 缺乏资料时，公共建筑的污水量可与居民生活污水量合并计算，此时应选用综合生活污水定额。 生活污水设计流量按下式计算： 1 2 4 3 6 0 0z nNQK  式中： 1Q —— 居住区居民生活污水 设计流量， L/s； n—— 居住区居民综合生活污水定额， L/（人 d ），本次设计中选取生活用水定额与变废系数的乘积作为污水定额，居民生活用水定额选用 280 L/capd ，变废系数采用 ； N—— 设计人口数，本次设计中根据远期镇区人口数，定为 万人； ZK —— 生活污水量总变化系数。 1 1 195 .59 295 .34 /Q L S   （ 2）工业用水量设计 参考 XXX 镇总体规划：一类工业用地（ M1） 20 公顷；二类工业用地（ M2） 公顷；三类工业用地（ M3） 公顷。 用水指标分别取 、 、 万 32()m km d。 根据总体规划， XXX 未来的产业发展，应该突出 “ 生态、环保 ”的绿色概念，重点是调整工业结构，控制钢铁冶金、机械制造等产业发展，大力发展食品加工和服装产业，所以取时变化系数为 ，工业废水日变化系数可近似取值为。 工业重复利用率为 50%，变废率取。 下表列出了部分工业生产废水的时变化系数，可供缺乏实际调查参考资料时参考。 表 部分工业生产废水 的时变化系数 工业种类 冶 金 化 工 纺 织 食 品 皮 革 造 纸 时变化系数 因此，工业最高日用水量： 2 /Q L S （ 3）仓储用水量 9 根据《城市给水工程规划规范》（ GB 50282— 98）规定： 单位其他用地用水量指标，仓储用地用水量指标为 (万32()m km d )，本次设计取值 ，日变化系数取 ，变废率取。 因此，仓储最高日用水量为： 3 /Q L S （ 4） 地下水渗入量、管网漏失量 XXX 镇污水收集率选取 85%， XXX 镇属于亚热带湿润气候区，地下水渗入量选取 10%，管网漏失量取为 10%，根据规划 XXX 镇总体规划污水处理率选取 85%。 （ 5） XXX 镇污水收集系统设计流量 XXX 镇污水管网设计总流量为生活污水量、工业废水量、仓储废水量、地下水渗入量总和 并且考虑管网漏失量。 因此，污水管网设计总流量为： m ax 548 .17 /Q L S 污水管网系统的设计参数 (1) 管道定线和平面布置 正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道系统设计的重要环节。 管网定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。 定线的主要原则是：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的水污水能自流排出。 定线的影响因素包含：地形和用地布局；排水体制和线路数目；污水厂和出水口位置；水文地质条件；道路宽度，地下管线构筑物的位置；工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。 地形是影响管道定线的主要因素。 定线时应充分利用地形，使管道的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。 在地形平坦地区，应避免小流量的横支管长距离平行于等高线敷设，让其尽早接入干管。 宜使干管与等高线垂直，主干管与等高线平行敷设。 当地形坡度很大时，主干管与等高线垂直，干管与等高线平行。 由于管道为重力流管道，管道的埋设深度较其管线大，且有很多连接支管，若管线位置安排不当，将会造成施工和维修的困难。 因此，污水管道与建筑物间应有一定的距离。 当其与给水管道相交时，应敷设在生活给水管道下面。 本次设计中，充分结合 XXX 镇的地形特点以及管道埋深情况，对 XXX镇污水 10 收集管网定线进行了优化，其结果 见 XXX 镇污水管网平面布置图。 （ 2）污水管道材料的选择 对室外污水管管材的选择而言，工程造价非常关键。 常用的排水管道材料有混凝土管和钢筋混凝土管、陶土管、金属管和塑料管。 由于陶土管较脆，金属管防腐性能不是很好，因此本次设计中主要在塑料管以及钢筋混凝土管中进行比选。 塑料管以及钢筋混凝土管优缺点如表 所示。 表 不同管材的优缺点对比 管材 优点 缺点 塑料管 表面光滑抗冲击性较强；耐腐蚀、耐寒性能好，抗酸碱，耐老化，使用寿命长达 50年；管道密度高、重量轻、施工方便、工期短；接口密封性较好，不 渗漏；柔韧性较好，破损率较小；管道阻力系数小；管道输送能力大。 管材的强度较低，线膨胀系数较大，用做长距离管道式，需考虑温度补偿措施，例如伸缩节和活络接口。 钢筋混凝土管 便于就地取材，制造方便，而且可以根据抗压的不同要求，制成无压管、低压管、预应力管、造价低、抗震性能好。 其耐刺入度和环刚性较好。 管材施工比较困难，接口处因材料刚性和强度方面比较脆弱，容易出现脱节和开裂事故。 抗冲击性较差；耐腐蚀、耐寒性能较差；管道自重大搬运困难，工期长，接口密封性较差，易渗漏；柔韧性较差，破损率较塑料管高 综上所述，结 合 XXX 镇的实际情况，由于 XXX镇地形起伏，本次设计中管径在 500mm 以上的管段选择使用钢筋混凝土管， 500mm 以及 500mm 以下的管段使用塑料管。 （ 3）污水管道设计参数设置 从水力学计算公式可知，设计流量与设计流速及过水断面面积有关，而流速则是管壁粗糙系数、水力半径和水力坡度的函数。 为了保证污水管道的正常运行，《室外排水设计规范》 （ GB500142020 2020 年版） 对这些参数做了相应的规定。 ① 设计充满度 在设计流量下，污水在管道中的水面高度 h和管道直径 D的比值称为 设计充满度。 我国的按非满流（ 1hD ）进行设计，这样按规定的原因，一方面是为了 11 保留一部分管道断面，为未预见水量的增长留有余地，避免污水溢出；另外一方面，留出适当空间，以利管道的通风，排出有害气体。 各管径的最大设计充满度如表 所示。 表 最大设计充满度 管径 mm 最大设计充满度 200～ 300 350～ 450 500～ 900 ≥1000 ② 设计流速 污水在管内流行缓 慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤泥。 当污水流量增大时，可能 产 生冲刷现象，甚至损坏管道。 为了防止管道产生淤积或冲刷，设计流速不宜过大或过小，规定污水管道的最小设计流速为 m/s,非金属管道的最大设计流速为 5 m/s,金属管道的最大设计流速为 10 m/s。 ③ 最小管径 为了不使管道堵塞和维修方便，对于街区和厂区污水管的最小管径为200mm，对于街道下的最小污水管径为 300mm。 ④ 最小设计坡度 相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度为最 小设计坡度。 管径 200mm的最小设计坡度 ；管径 300mm 的最小设计坡度。 ⑤ 覆土厚度和埋设深度 为了保证管到不被外界压力的影响和破坏，管道的覆土厚度不应小于一定的最小限制， 既 车行道下不应小于 ，人行道 ，同时，覆土厚度 必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道， 防止管壁因地面载荷而受到破坏，满足街区污水连接管衔接的要求。 在满足最小覆土后的情况下尽可能的减少埋设深度，以减少工程量。 从技术经济指标和施工方法上考虑，最大埋深不超过 7～ 8m。 污水管网系统设计工程量 （ 1）污水管网 规划兴建污水管网 26487m，管道工程量表如下表 所示。 表 管道工程量表 管径（ mm） 管长（ m） 平均埋深（ m） 管材 12 300 6933 塑料管 350 4872 塑料管 400 6799 塑料管 450 1592 塑料管 500 1557 塑料管 600 2177 钢筋混凝土管 700 1205 钢筋混凝土管 900 551 钢筋混凝土管 1000 801 钢筋混凝土管 （ 2）提升泵站 当污水管道埋深大于 7m 时需设污水提升泵站，减小后续管道的埋深。 由于XXX 镇地形有起伏，因此根据地形设置了两座中途提升泵站，其具体位置见 XXX镇污水管网平面布置图，提升泵站设计参数如表。 表 提升泵站设计参数 编号 位置 流量（ L/s） 扬程（ m） 泵型选择 1 位于 54检查井处 187 350ZQB70 （ 1用 1备） 2 位于 12检查井处 230 350ZQB70 （ 1用 1备） （ 3）倒虹吸管 采用多折型倒 虹管，材料为钢筋混凝土，本次设计中一共需要过河两次，因此需要设置两套倒虹管，其具体位置见 XXX 镇污水管网平面布置图。 倒虹管设计参数如表。 表 倒虹管设计参数 编号 位置 流量（ L/s） 管径（ m） 备注 1 位于 8～ 9检查井处 200 （ 1用 1备） 2 位于 50～ 51检查井处 250 （ 1用 1备） 3 污水处理厂设计 规模和污水处理程度的确定 （ 1）污水处理厂处理规模 XXX 镇污水收集率选取 85%， XXX 镇属于亚热带湿润气候区，地下水渗入量选 取 10%，管网漏失量取为 10%，根据规划 XXX 镇总体规划污水处理率选取 85%。 则污水厂平均日处理量为： 153 /Q m d  万 ，最高日处理量为 13 3m a x / dQm 万。 因此污水厂设计规模为 10 /md ，最高日处理污水量为 435 10 /md。 （ 2）处理程度的确定 参照参考《室外排水设计规范》（ GB500142020），《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ GB189182020）， 《污水综合排放标准》 （ GB8978） , 《 污水排入城市下水道水质标准 》（ CJ3432020） ,确定 XXX 镇污水处理厂进水水质为：5 281 .6 /BO D mg L ， /COD mg L ， /SS mg L ， /TN mg L ， /TP mg L。 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ GB189182020）中 一 级标准的 A 标准是城镇 污水处。