摘 要

科学用水和排水是人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动之一。随着社会的发展，排水工程已经成为城市中最重要的基础设施之一了，设计合理的排水管道，使城市产生的污水和汇集的雨水能及时排除城区范围，从而保障居民正常生产生活是我们给水排水科学与工程专业义不容辞的根本责任。本次毕业设计针对黄冈市黄州西湖开发区的污水及雨水管道进行设计，通过毕业设计调动我们的积极性和主动性，培养我们分析和解决实际问题的能力，为我们走向实际工作岗位，走向社会打下良好的基础。

关键词：排水工程；黄州西湖开发区；污水管网布置；雨水管网布置；污水厂设计

Abstract

Scientific water use and drainage is one of the most important social and productive activities in the history of human society.Drainage engineering with the development of the society, has become one of the most important infrastructure in the city, the reasonable design of drainage pipeline, urban sewage and rain timely exclusion of city scale, so as to protection of the normal production and living of residents is our water supply and drainage science and engineering bounden responsibility. This project is designed for the sewage and rainwater pipeline of huangzhou west lake development zone in huanggang city. Through the graduation project, we can mobilize our enthusiasm and initiative, cultivate our ability to analyze and solve practical problems, and lay a good foundation for us to work in real jobs and society.

Key word: drainage project; Huangzhou west lake development zone; Sewage network layout; Storm water distribution; Sewage plant design

目录

摘要 I

Abstract II

1 绪论 1

1.1 课题研究的背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3课题研究内容和预期目标 1

2设计说明书 3

2.1 设计说明 3

2.1.1 设计依据 3

2.1.2 设计内容 5

2.1.3 设计原则 5

2.1.4 排水区界与分区 5

2.1.5 排水体制 6

2.2 污水管道系统设计说明 6

2.2.1 污水量标准的确定依据 6

2.2.2 污水处理厂的位置选定 6

2.2.3 污水的排放 6

2.2.4 污水管道设计 7

2.3雨水管道系统设计说明 9

2.3.1 雨水收集方式 9

2.3.2 地面集水时间、设计重现期和径流系数 9

2.3.3 雨水管道设计 9

2.4管材的选择及说明 10

2.4.1 排水管渠的断面及材料 10

2.4.2 接口形式 10

2.4.3 基础形式 11

2.5污水厂设计说明 11

2.5.1 设计内容 11

2.5.2 污水处理工艺方案比选 12

2.5.3 污水处理厂建（构）筑物设计 20

2.5.4 污水处理厂平面布置与高程布置 23

2.6 投资概算及成本分析 29

2.6.1 管网造价估算 29

2.6.2 污水厂项目投资估算 29

3 计算书 31

3.1 污水管道设计计算 31

3.1.1布置污水管道 31

3.1.2计算街区面积 31

3.1.3划分设计管段，计算设计流量 31

3.1.4 污水水力计算 32

3.2 雨水管道设计计算 33

3.2.1 划分排水流域和管道定线 33

3.2.2 划分设计管段 34

3.2.3 划分并计算各设计管段的汇水面积 34

3.2.4雨水水力计算 36

3.3 污水厂设计计算 37

3.3.1 基本参数确定 37

3.3.2 粗格栅 38

3.3.3 细格栅及旋流沉砂池 40

3.3.4 A²0反应池 43

3.3.5 二沉池 50

3.3.6 高效沉淀池 55

3.3.7 纤维滤布滤池 59

3.3.8 接触消毒池 60

3.3.9 计量堰 61

3.3.10 污泥处理设计计算 62

3.3.11 污水处理厂除臭设备 64

3.3.12 提升泵房设计 64

致谢 66

参考文献 67

附录 69

附表1 污水设计流量计算表 69

附表2污水水力计算表 71

·附表3雨水水力计算表 74

设计图纸 79

1 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

我国是一个人均水资源穷乏的地方，尽管总量比较大，但人均量仅占世界的1/4。随着社会发展和人民生活的提高，我们享受着现代化生活给我们生活带来的便捷，但与此同时,城市地区污水排放问题日益突出。目前，我国城市对生活污水的处理率还比较低，在水资源本就不充足的情况下加重了对环境的污染。人们渐渐地注意到了这个问题，于是开始努力做出改变。水资源的再利用过程中，污水处理是一个必不可少的部分。

1.2 国内外研究现状

在排水系统方面，目前我国还存在着很大的问题。尤其是到了雨量充沛的夏季，中部不沿海城市经常由于排水系统不好发生内涝。除此之外，我国城市的老城区大多采用合流制排水系统，晴天管道内水量较少容易发生淤积，而雨天冲刷溢流井溢流又会对城市环境造成污染。故排水体制应尽量设为分流制，虽然前期投资大，但是其他的优点都是合流制难以匹及的。

欧美城市及日本的排水系统相对国内都比较先进，结合海绵城市，不仅减少了污染，还能有效利用受污染较小的雨水，一来减轻污水厂的负荷，而来由于初雨中含有较多污染物，减轻雨水直接排入河流对水体的污染。

德国从上世纪八九十年代就采取了有效的措施基本实现了对城市雨水的污染控制，德国的理念是从源头控制，结合终端处理和排水体制的优化，全面而科学地把排水工程这个系统做得环保而有效。我国排水功能最好的城市青岛的排水系统就是德国人修建的，可见其技术之高效先进。

污水处理技术我国基本上都是借鉴国外的技术，现有的生物池处理技术有三个系列：A/O系列、氧化沟、SBR及其改良技术，目前的改进的新技术都是基于这三大模板或者三大模板相结合的技术，如A2/O氧化沟技术，BFBR技术。我们要加强学习，掌握了现有的技术才能开创更好的新技术。

对于国外的东西我们应该取其精华，合理学习借鉴他们先进之处，有一个好的心态才有助于我们走向更好。

1.3课题研究内容和预期目标

本课题研究对象是黄冈市黄州市西湖开发区的排水工程，包括排水管网和污水处理厂的设计。

排水管网拟采用分流制排水系统，雨水和污水分别通过两个系统排放，污水通过管网收集送至污水厂进行处理，雨水通过单独的雨水管网就近排入水体。污水处理厂工艺采用三级处理后达到一级A标准，然后排入青砖湖。

2设计说明书

2.1 设计说明

2.1.1 设计依据

一、城市概况

（一）、自然条件

1、地理位置

黄冈市黄州西湖开发区区位于湖北省东部，地处东经114°58′，北纬30°25′。在长江中游的北岸。

2、气象资料

（1）气温

年 平 均：16.8℃

历年最高：40.3℃

历年最低：-12.2℃

（2）降雨量

年 平 均：1252.2毫米 历年最大：2098.7毫米

历年最小：527.3毫米 日 最 大：257.3毫米

（3）相对湿度

历年平均：79.0%

历年最高：87.2%

历年最低：65.3%

（4）最大积雪深度：23毫米

（5）最大冻土深度：80毫米

（6）年平均蒸发量：1489.3毫米

（7）主要风向

冬季：西北风 夏季：东南风

（8）风速

历年平均：2.5米/秒 最大：13.8米/秒

3、工程地质与地震资料

该市沿长江一带为冲积层，系砂质土壤，土基承载力一般为10-12吨/m²，该市地震烈度为5度。

4、水文资料

（1）水位（吴淞高程）

（a）长江

历年平均： 20.36米

历年最高（1%）： 27.51米

历年最低（97%）：14.55米

（b）西湖起排水位17.50米

5、水质资料（西湖）

COD_Cr 3.53mg/l BOD₅ 2.27mg/l

NH₃-N 0.018mg/l PO₄-P 0.029mg/l

6、水文地质资料

该市地下水位平均在地面以下2.00m左右。

（二）城市概况

1、城市规划简述（附城市规划图）

黄冈市黄州区是黄冈市市委及黄州区区委所在地，是全市的政治、经济、文化中心。在西湖开发区内，以居住区为主，辅之以轻工业及服务型加工业。城区中南至八一路北至十二号路，东至8号路、21号路、28号路，西至体育路所围城的区域为西湖开发区。

2、人口与用地规划

根据西湖开发区的总体规划，该区规划面积4.3km²；园区近期（2025年）非农业人口3.5万人，远期（2030年）5.2万人。

表2.1 区域用地规划

（三）城市排水现状简述

黄州区目前尚无完善的排水系统，仅在老城区先后修建了约4.898公里长的排水管渠。老城区中现有三条排水沟道，一条排入赤壁河，一条排至西湖，另一条一般情况下排入赤壁河，洪水期改道排入西湖。市内几家大厂的工业废水直接排入城市污水管道系统。由于大量污水未经处理直接排入西湖，使西湖污染严重，尤以西湖猪婆汊污染最为严重，因为大量污水由此排入西湖。据黄冈市环境监测站采样分析，该汊湖水水质指标为PH值8.33，硫化物3.6mg/L，氨氮2.02mg/L、CN3.25mg/L，污染物质严重超标。

（四）工业废水情况

在第一开发区内，除天乐食品加工厂外，还有一些零星工厂企业。该食品加工厂日平均污水量近期为1500m³/d，远期为2000m³/d，K_h=1.32。其它零星工业废水的平均流量，约为整个开发区居住区平均污水流量的20%左右。

2.1.2 设计内容

排水管道系统毕业设计内容包括雨、污水流量计算及其管道布置、水力计算。具体如下：

1.根据提供的黄冈市黄州新区原始资料和规划图布置雨、污水管道，进行城区雨、污水流量计算。

①暴雨强度公式中：t=t₁ t₂

地面集水时间：t₁=5~15分钟；

设计重现期：P=1~2年；

径流系数:Ψ=0.5~0.8

②污水计算：根据《室外排水设计规范》GB50014-2006，居民生活污水量和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑内部给排水设施水平确定，可按当地相关用水定额的80%~90%计算。本设计中按标准按综合生活用水量标准的85%计。

综合生活用水量(含公共建筑用水)定额按黄冈市地理位置和城市等级,根据《城市居民生活用水量标准》GB/T50331-2002，其标准按120~180 L/cap·d计算。

2．进行管道水力计算，确定管径、坡度、埋深。

2.1.3 设计原则

雨水：充分利用新区现有河流湖泊，结合新区地形地貌，尽量利用地形坡度，合理敷设雨水管道，就近分散排入水体。

污水：根据黄冈市总体规划，新区污水收集后在西湖边建污水处理厂处理后排放。

2.1.4 排水区界与分区

排水区界是污水排水系统设置的界限。凡是采用完善卫生设备的建筑区都应设置污水管道。它是根据城镇总体规划的设计规模决定的。在排水区界内，根据地形及城镇的竖向规划，划分排水流域。一般在丘陵及地形起伏的地区，可按等高线划出分水线；地形平坦无明显分水线的地区按面积大小划分。黄冈市西湖开发区属于丘陵地带，地势陡峭，布设污水管道应以高程为主要考虑因素，使干管在最大合理埋深情况下，流域内绝大部分污水能以自流方式接入排水系统。具体分区见图纸。

2.1.5 排水体制

规划采用雨、污分流体制，新区排水管网相对独立自成系统。

②雨水：雨水管道依据地势敷设，就近分散排入自然水体。

③污水：污水干管沿规划道路由北向南敷设干管，城市污水逐步由东向西集中至污水处理厂，处理后尾水排入西湖。

2.2 污水管道系统设计说明

2.2.1 污水量标准的确定依据

城市污水设计总流量包括居民生活污水设计流量Q₁、工业企业废水设计流量Q₂、工业企业生活污水和淋浴污水设计流量Q₃、公共建筑污水设计流量Q₄ 四部分。即为生活污水与集中流量，由于集中流量已由基本资料给出，故计算出生活污水与集中流量相加即可得到设计总流量。

生活污水设计流量按下式计算

n——居住区生活污水定额

N——设计人口数（55000）

K_z——

2.2.2 污水处理厂的位置选定

该城市河流的流向由东向西，夏季的主导风向为南风，故污水处理厂应设立在城区的西北方向，且位于河流下游，具体设置位置见图。

2.2.3 污水的排放

该城市位于西湖东部，按设计规划，总人口将达到5.5万人。本设计的排水范围为整个城市的区域。通过对该城市的总平面图分析可知，该城市东南方向比较高，干管南北走向，主干管东西走向，而街区面积较大且地势较平坦，为方便用户接管排水，街区污水管网采用集中出水的方式，街道支管敷设在街区四周的街道，建筑物的污水排出管与街道支管相连。西湖水质如下：CODcr =3.53mg/L，BOD₅=2.27mg/L，NH₃-N=0.018mg/L，PO₄-P=0.029mg/L。故设计污水排放水质需达到《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准，减少对水体的污染。

2.2.4 污水管道设计

2.2.4.1 排水管网定线和平面布置的组合

在城镇地区总平面图上确定污水管道的位置和走向称污水管道系统的定线。定线应遵循的主要原则是：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。

定线时通常应考虑的影响因素有：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。其中，地形是影响管道定线的主要因素，要充分利用地形特点，使管道的走向符合地形趋势，宜采用顺坡排水。

平面布置污水支管的平面布置取决于地形及街区建筑特征，并应便于用户接管排水。在本设计区，排水体制选用雨、污分流体制。因黄州新区街区面积较大且地势平坦，故采用周边式布置，街道支管铺设在服务街区四周，后污水干管沿规划道路由南向北铺设干管，城市污水逐步由东向西集中至污水处理厂，处理后尾水排入西湖。

2.2.4.2 控制点的确定

在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点称为控制点。本工程中途设置了提升泵站，故有两个故选取点2点作为管管网系统的控制点，分别为1点和19点。

2.2.4.3 设计管段及设计流量的确定

两个检查井之间的管段采用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，称它为设计管段。但在划分设计管段时，为了简化计算，不需要把每个检查井都作为设计管段的起讫点。因为在直线管段上，为了疏通管道，需在一定距离处设置检查井。根据管道平面布置图，凡有集中流量进入，有旁侧管道接入的检查井均可以作为设计管段的起讫点。设计管段的起讫点应编上号码。

每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量

1. 本段流量q₁；
2. 转输流量q₂；
3. 集中流量q₃；

其中本段流量可用下式计算：q₁=F ×q₀× K_z