某城市污水处理说明书汇总.docx
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某城市污水处理说明书汇总
一、中文摘要
城市排水管渠系统是城市的一项重要基础设施，是城市建设的重要组成部分、同时也是控制水污染、改善和保护水环境的重要工程措施。
由此看出污水、雨水的管道设计也尤为重要，该说明书主要介绍了该区的区域概况和自然条件，以及对排水量的计算和水质分析，主要包括污水主干管设计流量汇总，管道布置原则，基础处理，接口形式，特殊附属构筑物的设计等方面阐述了管道设计的原则与依据，也为设计计算奠定了一定的基础。
二、目录
（一）城市概况及自然条件
（二）排水量计算和水质分析
2.1污水主干管设计流量汇总
2.2管道布置原则
2.2.1污水管道布置原则
2.2.2雨水管道布置原则
2.3基础处理
2.4接口形式
2.4.1两个原则
2.4.2两种方法
2.5设计流速
2.5.1污水设计流速
2.5.2雨水设计流速
2.6管渠材料
2.7设计充满度
2.7.1污水设计充满度
2.7.2雨水设计充满度
2.8最小管径和最小坡度
2.8.1污水最小管径和最小坡度
2.8.2雨水最小管径和最小坡度
2.9特殊附属构筑物设计
2.9.1规定
2.9.2计算
2.10中途泵站站址选择
2.11污水管道的埋设深度
2.12雨水设计依据
2.12.1雨量公式
2.12.1.1暴雨强度公式
2.12.1.2雨水管渠设计流量计算公式
2.12.2径流系数ψ的确定
2.12.3重现期的确定
2.12.4集水时间的确定
三、正文
（一）、城市概况及自然条件
该地区位于河南省，设计人口数3.5万人，在规划区东部已建成一座污水处理厂，处理工艺采用加强二级生物处理工艺，能够满足工业园区的污水处理量，工业废水的设计流量按工业产业区1.0L/（s.ha）;生活污水设计流量按全区平均比流量设计。
夏季主导风向为东风，冬季主导风向为西风，年平均气温为15摄氏度，冬季最冷月平均气温为-1摄氏度。
该地区冰冻线深度为0.20米。
（二）、排水量计算及水质分析
2.1污水主干管设计流量汇总
管道编号
居民区生活污水量Q1
集中流量
设计流量（L/s）
本段流量
转输流量q2（L/s）
合计平均流量（L/s）
总变化系数Kz
生活污水设计流量Q1（L/s）
本段（L/s）
转输（L/s）
街区编号
街区面积（ha）
比流量q0
（L/（s.ha）
流量q1
（L/s）
1~2
1
9.28
0.057
0.53
——
0.53
2.3
1.22
——
——
1.22
2~3
2，3
16.61
0.057
0.95
0.98
1.93
2.3
4.44
——
——
4.44
3~4
8，9
12.01
0.057
0.68
3.69
4.37
2.3
10.05
——
——
10.05
4~5
14，15
10.68
0.057
0.61
5.94
6.55
2.2
14.41
——
——
14.41
5~6
20，21
9.83
0.057
0.56
8.12
8.68
2.1
18.23
9.83
12.90
40.96
6~7
26,27
8.45
0.057
0.48
10.09
10.57
2.1
22.20
8.45
47.53
78.18
7~8
32，33
8.38
0.057
0.48
11.94
12.42
2.0
24.84
8.38
80.06
113.28
8~9
38，39
6.74
0.057
0.38
13.92
14.30
2.0
28.60
6.74
115.08
150.42
9~10
43
7.68
0.057
0.44
14.30
14.74
2.0
29.48
7.68
121.82
158.98
10~11
42，44，55
13.67
0.057
0.78
14.74
15.52
2.0
31.04
9.53
129.50
170.07
11~12
47，56，60
11.85
0.057
0.68
11.87
16.55
2.0
33.10
5.80
145.09
183.99
12~13
49，51.58
9.36
0.057
0.53
17.55
18.08
2.0
36.16
6.41
164.03
206.60
13~14
52，53，61
——
——
——
18.12
18.12
2.0
36.24
——
180.01
217.25
设计管段的设计流量计算：
（1）本段流量q1——是从管段沿线街坊流来的污水量；
（2）转输流量q2——是从上游管段和旁侧管段流来的污水量；
（3）集中流量q3——是从工业企业或其他大型公共建筑物流来的污水量。
本段流量可用下式计算：
q1=F·q0·Kz
式中q1——设计管段的本段流量（L/s）;
F——设计管段服务的街区面积（ha）;
Kz——生活污水量总变化系数；
q0——单位面积的本段平均流量，即比流量（L/（s.ha））。
可用下式求得：
q0=n·p/86400
式中n——居民区生活污水定额（L/（cap.d））；
P——人口密度（cap/ha）。
该区居住人口3.5万人,总面积约为1028.86ha,综合用水定额选用170L/（s.ha）,生活污水定额按用水定额的85%，则该区的人口密度为34cap/ha,生活污水定额为144.5L/（s.ha）,则每ha街区面积的生活污水平均比流量为:
q0=34×144.5/86400=0.057（L/（s.ha）），再代入公式算出本段流量。
变化系数Kz的确定利用公式
2.2管道布置原则
2.2.1污水管道布置原则
定线：
在城镇（地区）总按主干管、干管、支管顺序依次进行污水管道的位置和走向，称污水管道系统的定线。
定线顺序：
按主干管、干管、支管顺序依次进行。
定线原则：
应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。
具体如下：
（1）合理地确定管网密度，排水管渠尽量分散，避免集中，排水路线尽量短捷。
（2）主干管尽可能布置在较低处（如河岸或水体附近），以便于干管接入。
（3）城镇污水管渠应考虑城市工业废水的接入，满足排入城市下水道水质标准的工业废水直接排入下水道，不满足标准的在厂内进行预处理后排人下水道。
（4）排水管渠应尽量避免穿越不易通过的地带和构筑物；也不宜穿越有待规划和发展的大片空地，以避免影响整块地的功能和价值。
（5）排水管渠系统应与地形地势变化相适应，顺坡排水，尽量使污水重力排除，不设或少设中途提升泵站。
（6）合理比较和选择整个排水系统的控制点及控制点标高，以使整个管网系统埋深与投资合理。
2.2.2雨水管道布置原则
a.应尽量利用自然地形坡度以最短距离靠重力流排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。
b.雨水管道应平行道路布设，且宜布置在人行道或绿地带下，而不宜布置在快车道下，以免积水时影响交通。
c.雨水口布置应根据地形及汇水面积确定，一般在道路交叉口的汇水点，低洼地段均应设置雨水口。
d.雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定。
2.3基础处理
管道基础应根据管道材质、接口形式和地质条件确定，可采用混凝土基础、砂石垫层基础或土弧基础，对地基松软或不均匀沉降地段，管道基础应采取加固措施。
2.4接口形式
2.4.1两个原则：
1．尽可能提高下游管段的高程，以减少管道埋深，降低造价；
2．避免上游管段中形成回水而造成淤积。
2.4.2两种方法：
1．水面平接
2．管顶平接
如下：
2.5设计流速
2.5.1污水设计流速
污水在管内流动缓慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤积；当污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道。
为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最大和最小设计流速范围之内。
规定：
污水管道的最小设计流速定为0.6m／s；金属管道最大设计流速为10m／s，非金属管道的最大设计流速为5m／s。
2.5.2雨水设计流速
满流时最小设计流速为0.75m/s,明渠内为0.40m/s。
金属管的最大流速为10m/s,非金属管的最大流速为5m/s。
2.6管渠材料
雨水和污水一般均采用钢筋混凝土管。
2.7设计充满度
2.7.1污水设计充满度
我国按不满流进行设计，其最大设计充满度的规定如表所示：
最大设计充满度
管径或渠高（mm）
最大设计充满度
200~300
0.55
350~450
0.65
500~900
0.70
≥1000
0.75
2.7.2雨水设计充满度
管道设计充满度按满流考虑，即h/D=1。
2.8最小管径和最小坡度
2.8.1污水最小管径和最小坡度
在街区和厂区内最小管径为200mm，在街道下为300mm。
管径200mm的最小设计坡度0.004；管径300mm的最小设计坡度0.003。
注：
不计算管段是指：
在进行管道水力计算时，上游管段由于服务的排水面积小，因而设计流量小，按此流量计算得出的管径小于最小管径，此时就采用最小管径值。
因此，一般可根据最小管径在最小设计流速和最大充满度情况下能通过的最大流量值，从而进一步估算出设计管段服务的排水面积。
若设计管段服务的排水面积小于此值，即直接采用最小管径和相应的最小坡度而不再进行水力计算。
这种管段称为不计算管段。
2.8.2雨水最小管径和最小坡度
雨水管道的最小管径为300mm,相应的最小坡度为0.003，雨水连接口的最小管径为200mm,最小坡度为0.01。
2.9特殊附属构筑物设计
因污水主干管要经过该区的室内景观河，所以应设倒虹管。
2.9.1规定
倒虹管的设计，应符合下列要求：
1）最小管径宜为200mm；
2）管内设计流速应大于0.9m/s，并应大于进水管内的流速，当管内设计流速不能满足上述要求时，应增加定期冲洗措施，冲洗时流速不应小于1.2m/s；
3）倒虹管的管顶距规划河底距离一般不宜小于1.0m，通过航运河道时，其位置和管顶距规划河底距离应与当地航运管理部门协商确定，并设置标志，遇冲刷河床应考虑防冲措施；
4）倒虹管宜设置事故排出口。
5）倒虹管的上下行管与水平线的夹角应不大于30度。
2.9.2计算
倒虹管长度为60m,考虑采用两条管径相同而平行敷设的倒虹管线，每条管的流量为170.07/2=85.04L/s，查水力计算表得倒虹管的管径D=400mm，水力坡度为i=0.0038,v=1.05m/s,此流速大于最小流速0.9m/s，也大于上游管段的流速,符合要求。
倒虹管的沿程水利损失值：
iL=0.0038×60=0.228m
倒虹管的全部水力损失值：
H1=1.10×0.228=0.251m
倒虹管进、出水井水位差值：
H=H1+0.09=0.251+0.09=0.341m
2.10中途泵站站址选择
由于污水主干管在检查井9处管道的埋深接近于最大埋深7~8m，为提高下游管道的管位而设置中途泵站，将管道提升4m。
2.11污水管道的埋设深度
最小覆土厚度应满足的要求:
1）．必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道
《室外排水设计规范》规定：
无保温措施的生活污水管道或水温与生活污水接近的工业废水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m。
2）．必须防止管壁因地面荷载而受到破坏
车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m。
3）．必须满足街区污水连接管衔接的要求
管道埋深允许的最大值称最大允许埋深，一般在干燥土壤中，最大埋深不超过7~8m。
2.12雨水设计依据
2.12.1雨量公式
2.12.1.1暴雨强度公式
我国常用的暴雨强度公式形式为
式中：
q－设计暴雨强度[L/（s·ha）]；
t－降雨历时（min）；
P－设计重现期（a）；
A1、C、n、b－参数，根据统计方法进行计算确定。
2.12.1.2雨水管渠设计流量计算公式
2.12.2径流系数ψ的确定
通常汇水面积是由各种性质的地面覆盖所组成，随着它们占有面积比例变化，ψ值也各异，所以整个汇水面积上的平均径流系数ψav值是按各类面积用加权平均的方法计算得到，即
Ψav=∑Fi·ψi/F
式中Fi——汇水面积上各类地面的面积
Ψi——相应于各类地面的径流系数
F——全部汇水面积
该区域各种地面所占比例如下所示：
屋面
混凝土路面
绿地
非铺砌路面
沥青路面
22%
15%
25%
18%
20%
2.12.3重现期的确定
雨水管渠设计重现期的选用，应根据汇水面积的地区建设性质、地形特点、汇水面积、和气象特点等因素确定，一般选用0.5~3a,对于重要干道，立交道路的重要部分，重要地区或短期积水即能引起较严重损失的地区，宜采用较高设计重现期，一般选用2~5a。
2.12.4集水时间的确定
集水时间t由地面集水时间t1和管内雨水流行时间t2两部分组成
t1:
根据《室外排水设计规范》规定，地面集水时间视距离长短和地形坡度及地面覆盖情况而定，一般采用t1=5~15min。
t2:
t2=∑L/60v（min）
式中L——各管段长度（m）
V——各管段满流时的水流速度（m/s）
60——单位换算系数
四．附录
居民综合生活用水定额（L/（cap.d））
特大城市
大城市
中小城市
一
210~340
190~310
170~280
二
150~240
130~210
110~180
三
140~230
120~200
100~170
五、参考文献
1.孙慧修主编的排水工程第四版
2.室外排水设计规范（GB50014-2006）
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