污水管網(wǎng)的設(shè)計說明及設(shè)計計算解析

1、污水管網(wǎng)的設(shè)計說明及設(shè)計計算1.設(shè)計概況此次設(shè)計主要針對衡陽市白沙工業(yè)園工業(yè)、生活污水處理，將園區(qū)內(nèi)的污水收集后進(jìn)行集中排放， 通過提升泵站提升后送到銅橋港污水處理廠，加強(qiáng)了園區(qū)的環(huán)境治理。二根污水干管分別布置于幸福河南北兩側(cè)，在富園路東側(cè)約 250 米處設(shè)倒虹管將北側(cè)管道收集的污水引入南側(cè)干管； 污水匯集后進(jìn)入污水提升泵站將污水通過壓力管道送入工業(yè)大道與富園路交匯處污水井， 污水沿工業(yè)大道既有污水管道向東匯流至湘江南路，在湘江南路西側(cè)敷設(shè)污水干管，將污水收集匯流至銅橋港污水處理廠。2.污水管道布管(1).管道系統(tǒng)的布置形式對比各種排水管道系統(tǒng)的布置形勢， 本設(shè)計的污水管鋪設(shè)采用截留式，在地勢

2、向水體適當(dāng)傾斜的地區(qū)，各排水區(qū)域的干管可以最短距離沿與水體垂直相較的方向布置，沿河堤低邊在再敷設(shè)主干管，將各個干管的污水截留送至污水廠，截流式的管道布置系統(tǒng)簡單經(jīng)濟(jì)，有利于污水和雨水的迅速排放，同時對減輕水體污染，改善和保護(hù)環(huán)境有重大作用，適用于分流制的排水系統(tǒng)，將生活污水、工業(yè)廢水及初降廢水經(jīng)處理后排入水體。截流式管道系統(tǒng)布置示意圖如下.(2).污水管道布管原則a.按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況布置排水管道，并對多種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；b.首先確定排水區(qū)界、 排水流域和排水體制， 然后布置排水管道，應(yīng)按主干管、干管、支管 c.的順序進(jìn)行布置；d.充分利用地形，盡量采用重力流排除污水，并

3、力求使管線最短和埋深最??；e.協(xié)調(diào)好與其他地下管線和道路工程的關(guān)系，考慮好與企業(yè)內(nèi)部管網(wǎng)的銜接；f.規(guī)劃時要考慮使管渠的施工、運(yùn)行和維護(hù)方便；g.規(guī)劃布置時應(yīng)該近遠(yuǎn)期結(jié)合，考慮分期建設(shè)的可能性，并留有充分的發(fā)展余地。1城鎮(zhèn)邊界2排水流域分界線3干管4主干管5污水廠6泵站7出水口(3).污水管道布管內(nèi)容.確定排水區(qū)界、劃分排水流域本設(shè)計中有很明顯的排水區(qū)界，一條河流自東向西流動，將整個城鎮(zhèn)劃分為河南區(qū)與河北區(qū)；同時降排水區(qū)域分為四個部分，分別有四條干管收集污水，同一進(jìn)入位于河堤的主干管，送至污水處理廠。.污水廠和出水口位置的選擇本設(shè)計中河流流向為自東向西，同時該城鎮(zhèn)的夏季主導(dǎo)風(fēng)向為南風(fēng)，所以污水

4、處理廠應(yīng)該設(shè)置在城市的西北處河流下游，由于該城鎮(zhèn)是中小型城市，所以一個污水處理廠足以實(shí)現(xiàn)污水的凈化。.污水管道的布置與定線污水管道的平面布置， 一般按照主干管、 干管、 支管的順序進(jìn)行。在總體規(guī)劃中，只決定污水主干管、干管的走向和平面布置。定線時，應(yīng)該充分利用地形，使污水走向按照地面標(biāo)高由高到低來進(jìn)行，主干管敷設(shè)在地面標(biāo)高較低的河堤處，管道敷設(shè)不宜設(shè)在交通繁忙的快車道和狹窄的道路下，一般設(shè)在兩側(cè)的人行道、綠化帶或慢車帶下。支管的平面布置形式采用穿坊式， 組成的一個污水排放系統(tǒng)可將該系統(tǒng)穿過其他街區(qū)并與所穿過的街區(qū)的污水管道相連接。 管道的材料采用混凝土管。.確定污水管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)和泵站的設(shè)置

5、地點(diǎn)管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)為兩個工廠和每條管道的起點(diǎn)， 這些點(diǎn)決定著管道的最小埋深，由于整個管道的敷設(shè)過程中，埋深一直滿足最實(shí)用條件，且對于將來的發(fā)展留有空間，所以不需要提升泵站，全部依靠重力流排水。確定污水管道在街道下的具體位置充分協(xié)調(diào)好與其他管段的關(guān)系， 污水和雨水管道應(yīng)該敷設(shè)在給水管道的下面，處理管道的原則為：未建讓已建的，臨時性管讓永久性管，小管讓大管，有壓管讓無壓管，可彎管讓不可彎管。根據(jù)以上分析，對整個區(qū)域進(jìn)行布管，干管盡量與等高線垂直，主干管沿河堤進(jìn)行布置，基本上與等高線平行，整個城鎮(zhèn)的管道系統(tǒng)呈現(xiàn)截流式布置，布管方式見附圖。 （污水管道系統(tǒng)的總體平面布置圖）。3. 管段設(shè)計計算：設(shè)計

6、流量計算：按照遠(yuǎn)期規(guī)劃， 城市街坊人口密度遠(yuǎn)期規(guī)劃在河南區(qū)與河北區(qū)分別為 400 人/公頃以及 500 人/公頃。為了能夠滿足遠(yuǎn)期城市的規(guī)劃，本設(shè)計將按照遠(yuǎn)期的規(guī)劃人口密度進(jìn)行流量核算（見表 1）。表 1人口分布、房屋建筑、衛(wèi)生設(shè)備狀況表區(qū)域名稱街坊人口密度(人/公頃)房屋建筑屋數(shù)衛(wèi)生情況近期遠(yuǎn)期河南區(qū)2504003室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備河北區(qū)3505005室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備生活污水的比流量查綜合生活用水量定額可知， 本類城市的綜合生活用水量定額為170280L/（人d），取其平均生活用水量定額為 200L/（人d）。假定該城市的給水排水的完善程度為一般地區(qū)，污水排放系

7、數(shù)按 0.9計算。則綜合生活污水量定額為 20090%=180 L/（人d），河北區(qū)：=134.98haA北=.9=人口總數(shù) 街坊人口密度 街坊面積 134 8 500 67490cap11d180 67490Q =140.6024 360024 3600iiq NL/s總變化系數(shù)為：0.110.112.72.71.57140.60zdKQ則比流量：140.601.042134.98diQqA北(L/s)/hm2河南區(qū)：=9.83haA南=9.83=3932人口總數(shù) 街坊人口密度 街坊面積400cap11d180 3932Q =8.19224 360024 3600iiq NL/s總變化系數(shù)為

8、：0.110.112.72.72.148.192zdKQ則比流量：8.1920.8339.83diQqA北(L/s)/hm2排水區(qū)域的面積及流量共有四十塊街坊，給各個小區(qū)編號（140）（具體編號見污水管道系統(tǒng)的平面布置圖），同時求得各個區(qū)域面積，并結(jié)合比流量求得各區(qū)域污水流量（見下表）。各個區(qū)域的面積、流量、工業(yè)企業(yè)的集中流量計算工廠排除的工業(yè)廢水作為集中流量經(jīng)過簡單處理符合排放標(biāo)準(zhǔn)后排入城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)， 可以根據(jù)兩個工廠的不同班次不同車間的人數(shù)求出各個工廠的污水流量，計算按照最大使用量的班次來進(jìn)行，兩個工廠的工人人數(shù)見下表。時變化系數(shù)職工人數(shù)第一班第二班第三班熱車間一般車間熱車間一般車間熱

9、車間一般車間職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)1.33001004001102809038010020070250701.42008023070250110300901506018050工廠 I：生活污水： 根據(jù)其工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料來計算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量：1112221122136003600A B KA B KC DC DQT300 3 35 2.5400 3 25 3.03600 24 100 3 60 110 3 403600 3 4.84 /L s工業(yè)生產(chǎn)污水：一般情況下，工業(yè)廢水量的日變化不大，其日變化系數(shù)可取為 1，所

10、以工廠的總變化系數(shù)為 1.3。所以工廠 I 的污水量為：3124.8445.250.04 /QQQL s工廠 II：生活污水： 根據(jù)其工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料來計算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量：工業(yè)生產(chǎn)污水：本企業(yè)的總變化系數(shù)為 1.4，所以其工業(yè)污水量為：所以工廠 II 的污水量為：6454.3740.5144.88 /QQQL s23000 1.3 100045.2/360086400ZMKQL sT1112221122436003600AB KA B KC DC DQT250 3 35 2.5300 3 25 3.03600 24 110 60904036004.37/L s52500 1.4 1000

11、40.51 /360086400ZMKQL sT、劃分設(shè)計管段，計算設(shè)計流量根據(jù)布管方式計算出主干管和所有干管的各個管段的長度， 列表如下：各設(shè)計管段的設(shè)計流量應(yīng)列表進(jìn)行計算。在初步設(shè)計中，只計算干管和主干管的設(shè)計流量；在技術(shù)設(shè)計和施圖設(shè)計圖中，要計算所有的管段的設(shè)計流量。本設(shè)計為初步設(shè)計，故只計算主干管和干管的設(shè)計流量。總變化系數(shù)的確定按照以下規(guī)則：、5 / ,2.3;dZQL s K、0.112.75 /1000 / ,;dzdL sQL s KQ、1000 / ,1.3;dZQL s K管段的設(shè)計流量應(yīng)該按該式計算：123q()i jZqqKq；qi j本段的設(shè)計流量；1q本段流量；2q

12、轉(zhuǎn)輸流量；3q集中流量。集中流量一般是指大型工業(yè)企業(yè)或者是火車站等密集地區(qū)。12 為整個主干管的起點(diǎn)，這個管段本段流量為11.042 3.904.06 /qqFL s北轉(zhuǎn)輸流量為 1.95 L/s，從工廠 I 轉(zhuǎn)輸?shù)募辛髁繛?50.04 L/s.則管段的設(shè)計流量為沿線流量、集中流量之和為 59.48 L/s。其他各管段的計算結(jié)果如下表：4 水力計算：（1）設(shè)計要求設(shè)計充滿度：充滿度是在設(shè)計流量下，污水在管道中的實(shí)際水深 h 與管徑 D的比值， 為了具體運(yùn)行時方便， 污水管段一般充滿度都不會使用滿流，同時行業(yè)中有最大以及最小的設(shè)計充滿度見下表污水管道的最大、最小設(shè)計充滿度最大管 徑 或 渠道高

13、度（mm）最 大 設(shè) 計充滿度最小條件最小設(shè)計充滿2003000.55建議 h/D0.253504500.655009000.7一般 h/D0.510000.75充滿度示意圖在本設(shè)計中，充滿度統(tǒng)一按照 0.5 來計算。、設(shè)計流速與設(shè)計流量、設(shè)計充滿度相對應(yīng)的水流平均速度成為設(shè)計流速。設(shè)計流速過小，污水流動緩慢，其中的懸浮物容易沉淀淤積；反之，設(shè)計流速過高，產(chǎn)生對管壁的沖刷，使得管材損壞嚴(yán)重，管道的使用壽命降低。一般規(guī)定：最小設(shè)計流速：污水 0.6m/s、明渠 0.4m/s、雨污合流 0.75m/s。最大設(shè)計流速：金屬管 10m/s、非金屬 5m/s、明渠查表。本設(shè)計的設(shè)計流速全部按 0.6m/

14、s 計算。、最小設(shè)計坡度在污水管道系統(tǒng)設(shè)計時，通常使管道敷設(shè)坡度與地面坡度一致，這對降低管道系統(tǒng)的造價非常有利。 但相應(yīng)于管道敷設(shè)坡度的污水流速應(yīng)該等于或大于最小設(shè)計流速， 這在地勢平坦地區(qū)或管道逆坡敷設(shè)是尤為重要。為了防止其管道的沉淀淤積，所以行業(yè)中有規(guī)定最小的設(shè)計坡度。我國室外排水設(shè)計規(guī)范一般規(guī)定：在設(shè)計充滿度為 0.5 時，管徑為 200mm 時，最小設(shè)計坡度為0.004；管徑為 300mm 時，、最小設(shè)計坡度為 0.003。街坊廠區(qū)內(nèi)為0.004 ；街道為 0.003。、設(shè)計最小管徑：一般在污水管道系統(tǒng)的上游部分，污水設(shè)計流量很小，若根據(jù)設(shè)計流量計算，則設(shè)計管徑會很小。根據(jù)管徑養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗

15、證明，管徑過小容易堵塞，從而增加管道清淤次數(shù)，并給用戶帶來不便。采用較大的管徑可采用較小的設(shè)計坡度，從而使管道的埋深減小，降低工程造價。我國室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定：污水管道到在街坊和廠區(qū)內(nèi)的最小設(shè)計管應(yīng)為 200mm，在街道下的最小設(shè)計管徑為 300mm。本設(shè)計中的所有管段均滿足以上要求。、不計算管段在污水管道的設(shè)計過程中， 若某設(shè)計管段的設(shè)計流量小于其在最小管徑、最小設(shè)計流速、最小設(shè)計充滿度條件下管道通過的流量，則這樣的管段稱為不計算管段。設(shè)計時不再進(jìn)行水力計算，直接采用最小管徑即可，其他的水力參數(shù)則按照最小管徑來核算。、最小埋設(shè)深度管道的埋深：地面到內(nèi)壁底的距離。覆土厚度：地面到外壁頂?shù)木嚯x。為了滿足如下的技術(shù)要求而提出最小覆土厚度：a.防止冰凍膨脹而損壞管道b.防止管壁因地面負(fù)載而破壞c.滿足街坊污水連接管銜接的要求根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定：防凍無保溫時為冰凍線上 0.15m；防負(fù)載車