某城市污水雨水管网的设计计算毕业设计secret.docx
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某城市污水雨水管网的设计计算毕业设计secret
第1章城市污水雨水管网的设计计算
1.1、城市污水管网的设计计算
1.1.1确定城市污水的比流量：
由资料可知，丁市人口为41.3万（1987年末的统计数字），属于中小城市，居民生活用水定额（平均日）取150l/cap.d。
而污水定额一般取生活污水定额的80-90%，因此，污水定额为150l/cap.d*80%=120l/cap.d。
则可计算出居住区的比流量为
q0=864*120/86400=1.20（l/s）
1.1.2各集中流量的确定：
市柴油机厂
450*10
*3.0=15.624（l/s）
新酒厂取用9.69（l/s）
市九中取用15.68（l/s）
火车站设计流量取用6.0（l/s）
总变化系数K
=
（Q为平均日平均时污水流量，l/s）。
当Q<5l/s时，K
=2.3；当Q〉1000l/s时，K
=1.3；其余见下表：
Q
5
15
40
70
100
200
500
K
2.3
2.0
1.8
1.7
1.6
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
=L
/2=0.16mH
=h+h
=0.56+0.3=0.86m
则，L=L
+L
+1.0+0.5+
=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
=0.382*（sin60°）0.5/（0.01*0.56*0.8）
=79.35n取80
栅槽宽度：
取栅条宽度为S=0.01m
B
=S*（n-1）+e*n
=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：
L
=L
/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
栅槽总长度：
L=l2+l1+0.5+1.0+H1/tg60°
=0.32+0.65+1.0+0.5+0.86/tg60°
=2.97m
每日栅渣量：
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Ø285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弯头1个（
=0.60），D
400mm阀门1个（
=0.10）。
局部损失：
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）。
沿程损失：
0.70*2.60/1000=0.002（m）
局部损失：
1.5*1.53
/2g=0.179（m）
C—D段
选用D
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）。
沿程损失：
0.70*9.88/1000=0.007（m）
局部损失：
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）。
沿程损失：
5.0*9.88/1000=0.049（m）
局部损失：
（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
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