某城市污水雨水管网的设计计算毕业设计secretWord格式.docx
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K
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1.5
1.4
对于城市居住区面积及街坊的划分可见蓝图所示,而对城市污水管段的计算由计算机计算,其结果可见后附城市污水管网设计计算表。
1.2、城市雨水管网的设计计算:
计算雨水管渠设计流量所用的设计暴雨强度公式及流量公式可写
成:
q=167A1(1+clgP)/(t1+mt2+b)n
式中:
q——设计暴雨强度(l/(s·
ha))
P——设计重现期(a)
t1——地面集水时间(min)
m——折减系数
t2——管渠内雨水流行时间(min)
A1﹑b﹑c﹑n——地方系数。
首先,确定暴雨强度公式:
由资料可计算径流系数ψ
ψ=5%*0.9+15%*0.9+5%*0.4+17%*0.3+13%*0.15
=0.68
暴雨强度公式:
参考长沙的暴雨强度公式:
q=3920(1+0.68lgp)/(t+17)0.86
重现期p=1年,地面集水时间取t1=10min,t=t
+mt
,
折减系数取m=2.0,
所以可以确定该地区的暴雨强度公式为:
q0=ψ*q=0.68*3920*(1+0.7lg1.0)/(27+2∑t2)0.86
=2665.6/(27+2∑t2)0.86
对于城市雨水汇水面积及其划分可见蓝图所示,而对城市雨水管段的计算由计算机计算,其结果可见后附的城市雨水管网设计计算表。
特别说明:
将雨湖设为一个雨水处理调节水池,雨湖的面积约为11000m3,根据雨湖两侧的地面标高差约为0.2m则:
设雨湖的有效调节水深为0.1m,所以调节水池的容积为1100m2。
设调节水池24h排空一次则:
进入雨湖外排管段的集水井的调节水量为:
11000000/86400=12.73(l/s)
第2章城市污水处理厂的设计计算
2.1、污水处理构筑物的设计计算
2.1.1中格栅设计:
为保证后续污水提升泵房的安全运行,隔除较大的漂浮物质及垃圾,在污水提升泵房前端设有中格栅。
格栅的间距为e=40mm,栅前部分长度0.5m,中隔栅设2组,水量小时可只开一组,水量大时两组都开启。
配置自动除渣设备。
栅前流速取0.6m/s,栅前水深根据最优水力断面公B
=2h=
=1.13m,则h=0.56m,过栅流速取v=0.7m/s,栅条间隙e=20mm,格栅的安装倾角为60°
,则栅条的间隙数为:
n=Qmax*sinа0.5/ehv
=0.382*(sin60°
)0.5/(0.02*0.56*0.7)
=45.3n取46
栅槽宽度:
取栅条宽度为S=0.01m
B
=S*(n-1)+e*n
=0.01*(23-1)+0.02*23=0.68m,即每个槽宽为0.68m,则槽宽度B=2*0.68=1.36m(考虑了墙厚)。
栅槽总长度:
L=L
+L
+1.0+0.5+
L
=(1.36-1.13)/(2*tg20°
)=0.32m]
=L
/2=0.16mH
=h+h
=0.56+0.3=0.86m
则,L=L
=0.32+0.16+1.0+0.5+0.86/tg60°
=2.48m
每日栅渣量:
(单位栅渣量取W
=0.05m
栅渣/10
m
污水)
W=Q*W
=3*10
*0.05/10
=1.5m
/d〉0.2m
/d
宜采用机械清渣方式。
栅槽高度:
起点采用h
=0.5m,则栅槽高度为H=0.56+0.5=1.06m。
由于格栅在污水提升泵前,栅渣清除需用吊车。
为了便于操作,将栅槽增高0.8m,以便在工作平台上设置渣筐,栅渣直接从栅条落入栅筐,然后运走。
2.1.2细格栅设计:
设栅前水深h=0.56m,进水渠宽度B
=2h=1.13。
过栅流速取v=0.8m/s,栅条间隙e=10mm,格栅的安装倾角为60°
,则
栅条的间隙数为:
n=Qmax·
sinа0.5/ehv
)0.5/(0.01*0.56*0.8)
=79.35n取80
=0.01*(80-1)+0.01*80
=1.59m取1.60m
进水渠道渐宽部分长度:
L
=(B
-B
)/2tg
=(1.59-1.13)/2tg20°
=0.65m
—进水渠展开角,B
=B—栅槽总宽,B
—进水渠宽度。
栅槽与出水渠连接渠的渐宽长度:
/2=0.65/2=0.32m
过栅水头损失:
设栅条为矩形断面,h
=k*ξ*v
*sin
/2g
k—系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增大的倍数,取k=3;
v
—过栅流速;
ξ—阻力系数,与栅条断面形状有关,ξ=
(s/e)
,当为矩形断面时,
=2.42。
代入数据得:
h
=3*2.42*(0.01/0.01)
*0.8
*sin60°
/(2*9.81)
=0.21m
为避免造成栅前涌水,故将栅后槽底下降h
作为补偿。
栅后槽总的高度:
取栅前渠道超高为h2=0.3(m),栅前槽高H1=h+h2=0.86m
H=h1+h+h2=0.21+0.56+0.3=1.07m
L=l2+l1+0.5+1.0+H1/tg60°
=0.32+0.65+1.0+0.5+0.86/tg60°
=2.97m
取W1=0.1m3/(103*m3)
W=Qmax*W1*86400/(K总*1000)
=0.382*0.1*86400/(1.4*1000)
=2.4m3/d〉0.2m3/d宜采用机械清渣方式
中格栅和细格栅均采用型号为JT的阶梯式格栅清污机,并选用Ø
285型长度为5m的无轴螺旋运送机两台。
2.1.3污水提升泵站
设计参数:
平均秒流量Q=261.564(l/s)
最大秒流量Q
=261.564*1.46=381.88(l/s)
进水管管底标高31.624m,管径D
=900mm,充满h/d=0.3,
水面标高31.957m,地面标高38.300m。
出水管提升后的水面标高38.800m经100m管长至污水处理构
筑物。
选择集水池与机器间合建式的圆型泵站,考虑3台水
泵(其中1台备用)。
设计内容:
每台水泵的容量为Q
/2=381.88/2=190.94(l/s),集水池容积相当于采用一台泵6min的容量:
W=190.94*60*6/1000=68.74(m
)。
有效水深采用H=2.0m,则集水池面积为34.37m
。
选泵前总扬程估算:
经过格栅的水头损失为0.1m,集水池最低工作水位与所需提升的最高水位之间的高差为:
38.800-(31.624-0.9*0.37-0.1-2.0)=9.609(m)
出水管管线水头损失:
a)总出水管:
Q=381.88l/s,选用管径500mm,v=1.94m/s,1000i=9.88。
当一台水泵运转时,Q=190.94l/s,v=0.97m/s〉0.7m/s。
设总出水管管中心埋深1.0m,局部损失为沿程损失的30%,则泵站外管线水头损失为:
[320+(38.800-38.300+1.0)]*9.88*1.3/1000=4.129m
b)水泵总扬程:
泵站内的管线水头损失假设为1.5m,考虑自由水头为1.0m,则水泵的总扬程为:
H=1.5+4.129+9.609+1.0=16.239(m)
c)选泵:
选用250WD污水泵3台(其中1台备用),水泵参数如下:
Q=180.5—278l/sH=12—17m转数n=730转/分轴功率N=37—64KW配电动机功率70KW效率
=69.5—73%允许吸上真空高度H
=4.2—5.2m叶轮直径D=460mm
d)泵站经平剖面布置后,对水泵总扬程进行核算:
吸水管路水头损失计算:
每根吸水管Q=190.94l/s,选用管径450mm,v=1.21m/s,1000i=4.41。
根据图示,直管部分长度为1.2m,喇叭口(
=0.1),D
=450mm90º
弯头1个(
=0.67),D
=450mm闸门1个(
=0.1),D
=450×
d
200mm渐缩管1个(
=0.21)
沿程损失:
1.2*4.41/1000=0.0053m
局部损失:
(0.1+0.67+0.1)*1.21
/2g+0.21*6.5
/2g=0.518(m)
则吸水管路水头总损失为:
0.518+0.0053=0.523(m)
出水管路水头损失计算:
(计算图见泵房平剖面图)
每根出水管Q=190.94l/s,选用管径400mm,v=1.53m/s,1000i=8.23。
从最不利点A点起,沿A、B、C、D、E线顺序计算水头损失:
A—B段
D
200×
400mm渐放管1个(
=0.30),D
400mm单向阀1个(
=1.40),D
400mm90º
=0.60),D
400mm阀门1个(
=0.10)。
0.30*6.5
/2g+(1.40+0.60+0.10)*1.53
/2g=0.90(m)
B—C段
选用D
500mm管径,Q=190.94l/s,v=0.97m/s,1000i=2.60,直管部分长0.70m,丁字管1个(
=1.5,转弯流)。
0.70*2.60/1000=0.002(m)
1.5*1.53
/2g=0.179(m)
C—D段
500mm管径,Q=381.88l/s,v=1.94m/s,1000i=9.88,直管部分长0.70m,丁字管1个(
=0.10,直流)。
0.70*9.88/1000=0.007(m)
0.10*1.94
/2g=0.019(m)
D—E段
直管部分长5.0m,丁字管1个(
=0.10),D
500mm90º
弯头2个(
=0.64)。
5.0*9.88/1000=0.049(m)
(0.10+2*0.64)1.94
/2g=0.265(m)
综上,出水管路总水头损失为:
4.128+0.90+0.002+0.179+0.007+0.019+0.049+0.26