摘 要

排水工程设计是城市规划中的重要一环。本次设计的主要任务是初步完成湖北省崇阳县天城镇的排水工程设计。排水工程涉及内容包括：雨、污水管网工程与污水处理厂工程设计。

崇阳县天城镇位于崇阳盆地中北部，跨北纬29°29′－29°39′，东经113°45′－114°06′。城区属丘陵地带，地面高程（黄海高程）为50m至70m之间，隽水河自西向东穿越城区。崇阳县属亚热带季风气候，日照充足，温和多雨，无霜期长，四季分明。常年雨热同季。冬季东北风，夏季东南风。目前城区尚无雨污分流管道系统，因此需建设完整的排水管道收集系统，做到雨、污分流，将污水收集并输送到污水处理厂。

根据该区的实际情况，排水管网采用完全分流制系统。污水采用一根主干管沿河岸线由西至东，收集南北流向的污水，排入位于隽水河下游、偏离主城区的污水处理厂进行处理，处理后水即排入隽水河。雨水依据就近排放的原则，将整个市区分为八个部分，设置独立的雨水排出系统，顺城区地势由北向南将雨水排入隽水河。

根据流域特点和主导风向，污水处理厂定址于城镇郊区、天城镇的东南部，近期规模为4.0万m³/d，远期规模为6.0万m³/d。根据处理水特点和出水水质要求，采用一级A处理标准，核心生物处理工艺选择氧化沟工艺，主要工艺流程为中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→氧化沟→幅流式二沉池→网格絮凝池→斜板沉淀池→普通快滤池→紫外线消毒渠→巴氏计量槽→隽水河。

根据任务指导书要求，我在本设计中完成了崇阳县天城镇排水管道系统、污水处理厂构筑物的设计计算，绘制图纸7张（A1，包括一张墨线图和手画图），完成说明书、计算书各一份。

关键词：天城镇排水设计；氧化沟工艺；脱氮除磷；化学除磷；污泥处理

Abstract

Key Words：Rainwater shunt; oxidation ditch process; nitrogen and phosphorus removal; chemical phosphorus removal; sludge treatment

Drainage engineering design is an important part of urban planning. The main task of this design is to initially complete the drainage engineering design of Tiancheng Town, Chongyang County, Hubei Province. Drainage works include: rain, sewage pipe network engineering and sewage treatment plant engineering design.

The town of Chongyang County is located in the north-central part of the Chongyang Basin, spanning 29°29′-29°39′ north latitude and 113°45′-114°06′ east longitude. The urban area is a hilly area. The ground elevation (Yellow Sea elevation) is between 50m and 70m. The Qinshui River runs through the city from west to east. hongyang County has a subtropical monsoon climate with abundant sunshine, mild and rainy weather, long frost-free period and four distinct seasons. Year-round rain and heat in the same season. Northeast winds in winter, southeast winds in summer. At present, there is no rain and sewage diversion pipe system in urban areas. Therefore, a complete drainage pipe collection system needs to be constructed so that rain and sewage can be diverted and sewage can be collected and transported to a sewage treatment plant.

According to the actual situation in the area, the drainage pipe network adopts a complete diversion system. Sewage uses a trunk pipe along the river's coastline from west to east to collect sewage flowing from north to south and into the sewage treatment plant located downstream of the Weishui River and deviating from the main urban area. The treated water is discharged into the Qinshui River. According to the principle of the nearest discharge, the rainwater will be divided into eight parts of the entire urban area, and an independent rainwater discharge system will be set up. From the north to the south, the rainwater will be discharged into the Qinshui River.

According to the characteristics of the basin and its prevailing wind direction, the sewage treatment plant is located in the suburbs of the town and southeast of Tiancheng Town. The recent scale is 40,000 m3/d, and the long-term scale is 60,000 m3/d. According to the characteristics of treated water and effluent water quality, the first-level A treatment standard is adopted, and the core biological treatment process selects the oxidation ditch process. The main process flow is medium grid → lift pump room → fine grid → grit chamber → oxidation ditch → amplitude flow Type II sedimentation tank → grid flocculation tank → inclined plate sedimentation tank → ordinary fast filter tank → ultraviolet disinfection canal → PaaS metering tank → Qinshui River.

According to the requirements of the mission instructions, in this design, I completed the design and calculation of the drainage pipeline system and the sewage treatment plant of Chongyang County. Seven drawings (A1, including an ink line drawing and a hand-painted drawing) were drawn to complete the specification. One copy of the calculation book.

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1设计目的及意义 1

2.1城市排水管网总体设计说明 1

2.1.1排水工程设计原则 1

2.1.2排水体制的选择 1

2.1.3排水管道的一般规定 2

2.2污水管网设计说明 3

2.2.1污水管网设计步骤 3

2.2.2污水管道的衔接 4

2.2.3污水管道在街道上的位置 5

2.2.4非满流圆管均匀流的简化计算公式 5

2.3雨水管网设计说明 5

2.3.1雨水管网设计的一般规定 6

2.3.2雨水管网系统平面布置 6

2.3.3计算公式 6

2.3.4基本参数的确定 7

2.3.5雨水径流量的调节 9

2.4城市污水处理厂设计说明 9

2.4.1污水厂设计原始资料 9

2.4.2 污水厂进出水设计水质 9

2.4.3 污水处理厂厂址 10

2.4.4 污水处理工艺的选定 10

2.4.5污泥处理工艺的选定 11

2.4.6污水处理厂的工艺设计 11

2.4.6.1工艺流程 11

2.4.6.2工程分期与分组 12

2.4.6.3生产构筑物的工艺设计 12

2.4.7附属建筑的平面面积 18

2.4.8污水处理厂的总体布置 19

2.4.8.1平面布置 19

2.4.8.2高程布置 19

第三章 设计计算 20

3.1污水管网系统设计计算 20

3.1.1城市污水量预测 20

3.1.2管网设计流量 21

3.1.3设计规定 21

3.1.4污水管网水力计算 22

3.2雨水管网系统设计计算 22

3.2.1划分排水流域和管道定线 23

3.2.2划分设计管段 23

3.2.3划分并计算各设计管段的汇水面积 23

3.2.4确定各参数值 23

3.2.5求单位面积径流量 24

3.2.6雨水管道水力计算 24

3.3污水处理厂设计计算 24

3.3.1设计计算的初始条件 24

3.3.2中格栅和提升泵房 25

3.3.2.1集水井 25

3.3.2.2泵前中格栅 25

3.3.2.3污水提升泵房 27

3.3.3泵后细格栅 29

3.3.3.1设计参数 29

3.3.3.2设计计算 30

3.3.4旋流沉砂池 31

3.3.4.1选型 31

3.3.4.2出水系统 32

3.3.4.3沉砂量 32

3.3.5 氧化沟 32

3.3.6辐流式二沉池 36

3.3.6.1池体尺寸设计计算 36

3.3.6.2进出水系统计算 37

3.3.6.3出水挡渣板 40

3.3.6.4刮吸泥机选型 40

3.3.7综合井 41

3.3.7.1配水井 41

3.3.7.2集水井 41

3.3.7.3集泥井 42

3.3.8化学除磷设计计算 43

3.3.8.1絮凝剂投加量 44

3.3.8.2溶液池容积 44

3.3.8.3溶解池的体积 44

3.3.8.4搅拌器选型 45

3.3.8.5药库布置 45

3.3.8.6加药管 46

3.3.8.7计量泵 46

3.3.9网格絮凝池 47

3.3.9.1设计参数 47

3.3.9.2平面尺寸计算 47

3.3.9.3进出水系统 48

3.3.10斜板沉淀池 48

3.3.10.1设计参数 48

3.3.10.2平面尺寸计算 49

3.3.10.3进出水系统 50

3.3.10.4污泥体积计算 51

3.3.10.5排泥系统设计 52

3.3.11普通快滤池 52

3.3.11.1设计参数 52

3.3.11.2滤池平面尺寸 52

3.3.11.3滤池高度 52

3.3.11.4配水系统 53

3.3.12消毒 56

3.3.12.1消毒方式的选择 57

3.3.12.2消毒渠尺寸计算 58

3.3.12.3进出水系统 58

3.3.13计量设施 58

3.3.14污泥处理设施 60

3.3.14.1贮泥池 60

3.3.14.2机械浓缩脱水 60

3.3.14.3污泥调质 61

3.3.15污水厂附属建筑物 62

3.3.15.1污水厂建设用地面积 62

3.3.15.2污水厂人员定员 62

3.3.15.3附属建筑物建筑面积 63

3.3.16污水厂平面布置 64

3.3.17污水厂高程布置 64

3.3.17.1计算内容 64

3.3.17.2计算方法 65

3.3.17.3设计计算 65

3.4污水处理厂工程投资估算 65

结语 68

参考文献 69

致谢 70

附录 72

第一章 绪论

1.1设计目的及意义

城市排水管网是现代城市中的重要基础设施，对城市发展和市民生活有深远影响，是城市水环境保护和城市排涝防洪的决定性工程。然而，我国部分城市排水管道不成系统，有的利用道路、河流湖泊排水，影响生态环境。有的排水能力差导致城市内涝，严重影响市民生活和生产劳动。如今经济快速发展，城市规模迅速扩大，城市生活污水和工业废水的排放量增加，给城市水环境带来了巨大的污染压力。

鉴于我国目前中小城镇的排水体制和不完善的处理方式，造成较为严重的水环境污染，受到政府和人民的高度关注。建立完备的排水体制和满足排水标准的污水处理厂是解决此类环境的第一步，尤为重要。当下城市排水系统的新建，对改善城镇生态环境，提升人民生活质量具有重要意义。

2.1城市排水管网总体设计说明

2.1.1排水工程设计原则

排水工程设计应以审批了的城镇总体规划和排水工程专业规范为主要依据，依照全局出发，根据规划年限、工程规模、资金预算、社会意志和生态效益，处理好城镇与农村地区，城镇中工业与农业，近期与远期、集中与分散、排放与再利用的关系。通过综合全面的分析，做到保护生态、节约耕地、技术优势、经济节约、合理可靠的设计理念。

排水工程设计在依据城镇排水与污水处理规划的基础上，并与城市防洪防涝、河道湖泊分布、轨道城际交通、园林湿地公园、生态环境保护等专业谋划和设计相得益彰。

2.1.2排水体制的选择

合理地选择排水体制，是做好城市和工业企业排水系统规划和设计的首要环节，做好污水管网布置及污水厂设计的重要开篇。选择排水系统体制，从全局角度审视的同时，要求在保证生态友好的前提下，根据城镇及工业企业的规划、环境保护的要求、污水处理情况、原有排水设施、水质水量、地形气候和水体等条件，通过技术经济比较，综合考虑确定合理的排水体制。

排水体制可分为合流制、分流制及混流制排水系统三类。从环境保护角度方面考虑，将生活污水、工业废水和降水全部送入污水厂进行处理后再排放的合流制，杜绝了任何污水直接排放到环境中的可能性，无疑是最佳的选择。但污水厂处理量也由此大大增加，污水干管的截留尺寸很大，继而导致前文提到埋深过大的问题；晴天时没有降水，造成输水能力和处理能力的浪费。截流式合流制主要是对老城市合流制的一种改造形式，缺点是雨天时尤其是暴雨时，混合污水会直接排入水体造成污染。分流制将生活污水、工业废水全部送入污水厂进行处理，降水就近排到周围水体。从环境保护、工程投资等方面考量，是现阶段新建城市或老城新区的首选排水体制。

《室外排水设计规范》明确规定：除降雨量少的干旱地区外，新建地区的排水系统应采用分流制。而本设计中天城镇位于湖北省中部，雨量充沛，因此，作为新城区的天城镇的排水系统拟采用分流制排水系统。

2.1.3排水管道的一般规定

应根据城镇总体的规划以及建设情况统一布置排水管渠，按远期建设。应按照远期规划最高日最高时设计流量设计计算排水管渠的断面尺寸，按近期的最高日最高时水量复核，并考虑该地区的远期发展。排水管渠系统的设计，应以重力流为主，不设或少设提升泵站。当排水管没有办法采用重力流或重力流不经济时，可考虑采用压力流输送污水。雨水管渠系统设计可结合城镇总体规划，考虑利用水体调蓄雨水，在某些情况，有必要建人工调蓄和初期雨水处理设施。

设置检查井的位置时，主要设在管道交叉处、转弯处、管道管径或者管道坡度改变处、管道跌水处以及在直线管段上，每隔一定距离设置检查井，不同管径有其对应的要求。检查井和塑料管道应采用柔性连接。检查井与管渠接口处，应注意采取防止不均匀沉降的措施。当支管管径大于300m时，接入检查井的支管数不宜超过3条。在排水管道每隔适当距离的检查井内和泵站前的一检查井内，宜设置沉泥槽，深度宜为0.3m~0.5m。排水管渠系统中，在排水泵站和倒虹管前，宜设置事故排出口。

2.2污水管网设计说明

2.2.1污水管网设计步骤

（1）确定排水区界，划分排水流域

排水区界是污水排水系统设置的范围，由城镇总体规划的设计规模决定。在排水区界内，根据地形及城镇的竖向规划，划分排水流域。在地形平缓无显著分水线的地区，可根据面积的大小划分，使各相邻流域的管道系统能合理分担排水面积，保证干管在最大合理埋深时，范围内的污水能自流接入。每一个排水流域往往有1个或1个以上的干管，根据流域地势确定水流方向，标明污水需要抽升的地区。

（2）管道定线和平面布置