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工厂污水经局部处理后,其水质符合CJ18-86《污水排入城市下水道水质标准》,可与城市生活污水合并进行处理,或经局部处理后,其水质符合GB18978-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的规定,可直接排入水体。
表1主要工厂的工业废水量
工厂名称
工业废水
设计污水流量
职工人数
生产
污水
(m3/d)
废水
第一班
第二班
第三班
淋浴人数
百分比
热车间
一般车间
甲厂
45
64
386
486
297
440
320
84
乙厂
30
52
299
278
248
460
260
72
32
丙厂
23
40
254
341
230
345
210
380
71
41
表2主要工厂污水水质
工厂
项目
(制糖厂)
(造纸厂)
(锻压厂)
BOD5(mg/l)
600-1200
1100
30-80
SS(mg/l)
300-1500
2000
100-400
COD(mg/l)
1200-2400
6000
60-160
10.主要大型公共建筑主要有车站、公园、医院、中学等,具体集中流量见表3。
表3公共建筑排水流量
公共建筑
车站
公园
医院
中学
设计流量
250m3/d
2.5L/s
3.5L/s
5.8L/s
11.城市地面覆盖种类见表4。
表4城市地面覆盖种类
地面种类/%
屋面
混凝土路面
碎石路面
绿地
非铺砌路面
老城区
20
12
18
新城区
15
25
10
注:
以城市的面积为100%计算。
Ⅲ、排水体制选择
3.1排水系统规划设计原则
3.1.1排水系统规划应符合城市和工业企业的总体规划,并应与城市工业企业中期他单项工程建设密切配合,相互协调,该现成的道路规划、建筑界限、设计规模对排水系统的设计有很大的影响。
3.1.2排水系统设计要与邻近区域的污水和污泥处理和处置协调。
3.1.3考虑污水的集中处理与分散处理。
3.1.4设计排水区域内需考虑污水排水问题与给水工程的协调,以节省总投资。
3.1.5排水工程的设计应全面规划,按近期设计考虑远期发展,。
3.1.6排水工程设计师考虑原有管道系统的使用可能。
3.1.7在规划设计排水工程时必须认真观测执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范和规定。
3.2排水系统体制的选择
排水系统体制应根据城市及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、原油排水设施、水质、水量、地形、对条件确定。
3.2.1从环境保护方面来看
如果采用合流制将污水和雨水全部截流送往污水厂进行处理,然后再排放,从控制和防止水体的污染来看,是较好的,但这时截流主干管很大,污水厂容量也增加很多,建设费用也相应增加。
采用截流是合流制时,雨天有部分混合污水经溢流井溢入水体,水体受到污染。
分流制排出污水和雨水,初雨径流未加处理就直接排入水体,对城水体也会造成污染,但它比较灵活,比较容易适应社会发展的需要。
3.2.2从造价方面来看
合流制排水管道的造价比分流制一般要低20%-40%,可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高。
3.2.3从维护管理方面来看
晴天时污水在合流制管道中只是部分流,雨天时才接近满管流,因而雨天时合流制管道内流速较低,易于产生沉淀。
但据经验,管中的沉淀易被暴雨水流冲走,这样,合流管道的维护费用可降低。
但是,晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大,增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性。
而分流制系统可以保证管内的流速,不致发生沉淀,同时,流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多,污水厂的运行易于控制。
综合考虑各个因素,为了更好的保护环境,适应以后的发展,且便于污水厂的运行管理,采用分流制排水系统。
Ⅳ、污水管道的设计
4.1在平面图上布置污水管道
在地形图上根据地形、街区地势、分水线划分排水流域,布置污水干管。
4.2街区编号并计算其面积
将各街区遍上号码,并按各街区的平面范围计算它们的面积,列入表5中。
用箭头标出各街区的污水排出方向。
表5
街区面积
街区编号
1
2
3
4
5
6
街区面积(ha)
0.5016
0.2017
0.5947
0.4437
0.7687
0.2299
7
8
9
11
1.0094
0.6544
0.7949
0.2123
1.1386
1.1259
13
14
16
17
1.1268
0.9193
0.1417
0.3432
0.8393
1.7492
19
21
22
24
1.4886
0.2622
1.5452
0.4878
0.8205
2.0909
26
27
28
29
1.8019
3.0178
1.4454
1.2937
0.5969
2.3599
31
33
34
1.2146
0.669
1.8371
0.3472
总计面积:
34.074(其中,新城区面积=24.4117,老城区面积=9.6619)
根据设计管段的定义和划分方法,将各干管和主干管中有本段流量进入的点和旁侧支管进入的点,作为设计管段的起迄点,并给检查井编上号码。
4.3.1生活污水设计流量计算
(1)求居住区比流量
根据居住区生活污水定额n(L/cap·
d)和人口密度N(cap/ha)可求出各区生活污水平均比流量
即
式中:
污水定额
人口密度计算:
老城区:
新城区:
比流量计算:
(其中,工业企业及公共建筑的污水量作为集中流量计算。
)
(2)计算设计流量
由于分流制污水管网的设计流量是按最高日最高时设计的,故需根据公式
计算相应的总变化系数。
4.3.2工厂生活污水及生产废水设计流量计算
工厂生活污水的计算,主要考虑职工生活用水和淋浴用水。
根据公式
甲厂:
(1)生活污水和淋浴污水的设计流量
=
=10.27(L/s)
(2)工业废水设计流量
甲厂总污水设计流量:
乙厂:
=7.33(L/s)
乙厂总污水设计流量:
丙厂:
(1)生活污水和淋浴污水的设计流量
=6.50(L/s)
丙厂总污水设计流量:
4.3.3公共建筑设计流量
主要大型公共建筑主要有车站、公园、医院、中学等,具体集中流量见表3。
4.3.4划分设计管段,计算设计流量
根据设计管段的定义和划分方法,将各干管和主干管中有本段流量进入的点和旁侧支管进入的点,作为设计管段的起迄点,并给检查井编上号码。
在初步设计阶段只计算干管和主干管的设计流量。
见附表1。
4.4水力计算
在确定设计流量后,便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。
列表进行计算,水力计算步骤如下:
4.4.
.从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度,列入表中;
4.4.2.将各设计管段的设计流量列入表中。
设计管段起讫点检查井处的地面标高列入表中。
4.4.3.计算每一设计管段的地面坡度(
),作为确定管道坡度时参考。
4.4.4.确定起始管段的管径以及设计流速v,设计坡度I,设计充满度h/D。
4.4.5.确定其它管段的管径D、设计流速v、设计充满度h/D和管道坡度I。
表4-4最大设计充满度
管径(D)或暗渠高(H)(mm)
最大设计充满度(
200-300
350-450
500-900
≥1000
0.55
0.65
070
0.75
4.4.6.计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度。
见附表2。
4.5绘制管道平面图和纵剖面图
本设计的设计深度仅为初步设计,因此,在水力计算结束后将计算所得的管径、坡度等数据标注在图上。
详见管道平面图及纵断面图。
4.6注意事项:
4.6.1异径管采用管顶平接,而出现回水现象时该用水面平接。
4.6.2必须注意管道敷设坡度与地面坡度的关系。
4.6.3水力计算自上游依次向下游进行,管径依次增大,流速依次增大。
Ⅴ、雨水管道的设计
根据居住区平面图和资料划分汇水面积、流域分界线,确定雨水口出口位置,布设雨水干管。
5.2划分设计管段
根据管道的具体位置,在管道转弯处、管径或坡度改变处,有支管接入处或两条以上管道交汇处以及超过一定距离的直线管段上都应设置检查井。
根据管道的具体位置划分设计管段,并将设计管段的检查井依次编号。
5.3划分并计算各设计管段的汇水面积
各设计管段的汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定。
按照就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积,并将每块的编号、面积数、雨水流向标注在平面图上。
表5-1为各设计管段的汇水面积计算表。
表5-1汇水面积计算表
5.4确定各排水流域的径流系数、设计重现期P、地面集水时间
5.4.1雨水管道径流系数
表5-4城市地面覆盖种类
通常汇水面积是由各种性质的地面覆盖所组成的随它们所占的面积的比例变化,径流系数也不同,所以整个汇水面积的平均径流系数是根据各类地面面积面积加权平均法计算得到的。
即,
则老城区:
5.4.2设计重现期p=1
5.4.2地面集水时间t=10
本地暴雨强度公式为
单位面积径流量
5.6列表进行雨水干管的设计流量和水力计算,以求得各管段的设计流量
确定各管段的管径、坡度、流速、管底标高和管道埋深。
见表附表3。
5.8注意事项:
由于雨水排水面积较大所以只选取部分主要管道进行计算,其他街区的雨水管道依照该管道进行敷设。
在划分汇水面积时尽可能的均匀划分,当出现下游设计管道的设计流量小于上一管段的设计流量时,取上一管段的设计流量为下游管段的设计流量。
在干管与支管相连的检查井处,必然会有两个
值和两个管地标高值,在继续计算相交后的下一个管段时,采用大的那一个
值和小的那个管底标高值。
Ⅵ、参考资料
(1).《排水工程》第四版,张杰,中国建筑工业出版社;
(2).《给水排水管网系统》,严煦世,中国建筑工业出版社;
(3).《室外排水设计规范》GBJ14-87,中国计划出版社;
(4).《给水排水设计手册》第2册:
管渠水力计算表,中国工业出版社;
(5).《给水排水设计手册》第1册:
常用资料,中国建筑工业出版社;
(6).《给水排水设计手册》第5册:
城镇排水,中国建筑工业出版社。
Ⅶ、设计体会
一学期的学习让我学到了不少排水工程专业的知识,而通过这次设计让我对排水系统有了更深入的了解。
但是在这中间我流量算错,定线纠结,画图粗糙等等都给我带来了很大的麻烦,一次次出错,一次次纠正,简直让我不如疯狂状态。
虽然在计算过程中走了不少弯路,吃了不少苦头,但是吃一堑长一智,在磕磕碰碰中慢慢的积累了一些经验,在后面的计算中便节省了不少时间。
通过本次课程设计,不仅让我学到了不少的专业知识,还增进了同学之间的友谊,锻炼了综合运用所学知识和解决问题的能力,同时又加强了计算机绘图能力。
当最后看到自己的成果时,心中顿时油然而生一种成就感。
总之,这次设计让我在知识和友谊上收获颇丰!
Ⅷ、附表
附表1
管段
编号
居住区生活污水量Q1
集中流量
(L/s)
地下水
渗入量
总设计
流量(L/s)
本段流量
转输流量
合计平均
流量
总变化
系数
KZ
生活污水
本段
转输
街区
(ha)
比流量q0
(L/s.ha)
流量q1
1-2
3.44
1.726
2.300
3.970
-
0.595
4.565
2-3
3,4
1.0384
3.573
5.299
2.248
11.910
2.89
14.800
2.220
17.020
3-4
2.21
0.446
5.745
2.228
12.797
15.687
2.353
18.041
4-5
2.252
5.179
8.069
1.210
9.279
4-6
5,6,7
2.008
6.910
7.997
14.906
2.006
29.899
32.789
4.918
37.708
6-7
5.215
20.122
1.941
39.050
41.940
6.291
48.231
7-8
1.319
3.034
2.5
5.534
0.830
6.364
7-9
31,32
1.8836
4.163
21.441
25.603
1.890
48.389
5.39
53.779
8.067
61.846
10-11
2.735
10.729
2.553
19.573
11-12
10,11
1.3509
4.647
7.382
2.167
15.998
26.727
4.009
30.736
12-13
12,13,14
3.172
10.915
18.297
1.961
35.883
46.612
6.992
53.604
13-14
15,16
0.4849
1.072
19.369
1.949
37.747
48.476
7.271
55.748
14-15
5.8
54.276
8.141
62.418
15-16
1.855
21.224
1.929
40.948
16.529
57.477
8.622
66.099
19-17
18,19,20
3.5
7.735
2.156
16.676
2.501
19.177
17-18
1.813
4.171
11.53
15.701
2.355
18.056
17-16
21,22
2.033
4.493
9.548
14.041
2.019
28.350
39.880
5.982
45.862
16-20
24,25
3.8928
8.603
35.265
43.868
1.781
78.140
28.059
106.199
15.930
122.129
20-21
26,28
4.3115
9.528
53.396
1.743
93.079
121.138
18.171
139.308
21-22
3.194
56.591
1.732
98.018
126.077
18.912
144.989
22-9
0.767
57.358
1.729
99.200
127.259
19.089
146.348
9-污
水厂
4.060
61.418
1.717
105.426
8.279
141.764
21.265
163.028
附表2
管段编号
管段长度L(m)
设计流量q(L/S)
管段直径D(mm)
坡度I(‰)
管内流速v(m/s)
充满度
降落量I·
L(m)
标高(m)
埋设深度(m)
h/D
h(m)
地面
水面
管内底
上端
下端
2
3
4
5
6
7
8
10
11
12
13
14
15
16
17
主管一
77.587
300
4.520
0.690
0.15
0.045
0.351
289.000
289.500
287.045
286.694
287.000
286.649
2.000
2.851
2-A
20.700
2.148
0.770
0.35
0.105
0.044
286.650
286.589
286.545
2.911
2.455
A-3
29.502
3.818
0.113
286.537
286.432
3.068
189.318
2.413
0.820
0.457
287.500
286.537
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