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内蒙古工业大学本科毕业设计说明书1引言随着城市和工业的飞速发展,污、废水的排放量与日剧增。据统计资料,我国城市污水的年排放量已达400多亿立方米,但在我国680多个城市中,仅有200多座在建和建成的污水处理厂,并且集中在近100个城市中。污水的大量排放,导致了水环境的污染和水资源可利用性的降低。城市污水、工业污水和农业面源污染致使我国城市水域90%受到污染,所以城市水质型水资源危机是我国普遍存在的现象。随着社会和经济的不断发展,城市污水和废水量会不断的增加,污水处理就显得尤为重要了。我国水资源短缺已经是一个不争的事实,也引起了国家对污水治理的重视,并相应的出台了一系列的政策,必须向建设节水型工农业、节水型城市、节水型社会的方向发展。这也在一定程度上促进了一些先进的处理工艺的诞生,可以实现污水的再利用,实现水体的循环利用,水的循环利用不仅能减少向天然水体取水的数量,缓解水资源短缺,并且也减少了向天然水体排放污水的数量,减少了对水环境的污染。城市排水工程对于保护环境,促进工农业生产,保障人民健康都具有十分重要的意义。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书2第一章排水工程概况1.1设计题目内蒙古自治区H市排水工程设计1.2设计目标以培养工程师基本素质为中心,通过毕业设计的教学环节,使学生具备一些基本的工程知识:(1)调查研究、收集资料和阅读中外文文献的能力;(2)方案的技术、经济、环境、社会等诸方面的综合分析论证能力;(3)一定的理论分析与设计运算能力;(4)良好的计算机操作及应用(绘图、方案论证、技术优化等)能力;(5)熟悉并掌握与工程建设有关的标准和规范;(6)工程制图及编写说明书的能力。1.3设计任务(1)排水管网的扩初设计;(2)排水泵站工艺设计,含部分工艺施工图设计;(3)污水处理工艺设计,含部分单体构筑物的工艺施工图设计;(4)污泥处理工艺设计,含部分单体构筑物的工艺施工图设计;(5)平面布置及高程计算。1.4基本要求(1)通过阅读中外文文献,调查研究与收集有关的设计资料,确定合理的污水处理工艺流程,进行各个构筑物的水力计算,经过技术与经济分析,选择合理的设计方案。(2)设计说明书应包括污水处理工程设计的主要原始资料,污水管道计算、污内蒙古工业大学本科毕业设计说明书3水处理程度计算、污水处理厂计算、排水总泵站计算,附有必要的计算简图,设计说明书要求内容完整,计算准确,文理通顺、书写工整,一般应在3.5~5.5万字左右,应有300字左右的中英文说明书摘要,编写格式参照《内蒙古工业大学本科生毕业设计(论文)模板及表格(修订)》;(3)毕业设计图纸应准确地表达设计意图,图面力求布置合理、正确、清晰,符合工程制图要求,图纸不少于10张(按1号图纸计),有3~5张图纸采用计算机绘制,至少有3张图纸应基本达到施工图图纸深度;(4)设计中建议对有能力的学生进行某一专题或某一设计部分进行深入的计算,培养学生的独立工作、善于思考的能力。1.5设计原始资料1.5.1地形与城市规划资料(1)城市地形与总规划图一张;(2)城市各区人口密度与居住区生活污水量标准:城市各区的人口密度均按380人/公顷计算;污水量标准按120L/人计算;(3)屋面各类路面比例(%):各种屋面混凝土与沥青路面碎石路面非砌石路面绿地2035151515(4)工业、企业与公共建筑的排水量和水质资料:公共建筑名称平均排水量m3/d最大排水量m3/hSSmg/LCODmg/LBOD5mg/LpH水温℃TNmg/LA厂50004503006002908.32320B厂3800200100012008007.82235(5)生活污水水质资料:SSmg/LCODmg/LBOD5mg/LpH水温℃总氮mg/L氨氮mg/L2204002657.8153530内蒙古工业大学本科毕业设计说明书41.5.2气象资料(1)气温资料:年平均气温℃12月平均气温℃19年最高气温℃32月最高气温℃28年最低气温℃-18月最低气温℃-13-10℃以下天数d600℃以下天数d100降雨量mm/n300蒸发量mm/n270(2)常年主导风向:见风玫瑰图,最大风速3m/s;(3)设计暴雨强度公式及参数:86.0)4.6()lg985.01(1663tPq。(4)地质资料土壤性质冰冻深度(m)地下水位(m)承载力(MPa)2m以上为粘土2m以下以沙土为主1.27.0正常1.6设计步骤1.6.1排水量计算〈1〉确定排水量标准,计算城市最高日排水量、居民最高日生活排水量、工厂最高日生产排水量、未预见排水量,即可得该城市最高日设计排水量;〈2〉计算城市最高日最大时的排水量,设计流量;〈3〉计算城市平均日平均时的排水量,平均流量;1.6.2排水管网水力计算〈1〉排水方案、排水体制的选择;〈2〉排水区域划分、排水管网定线;〈3〉划分设计管段,确定管段的设计流量;〈4〉管道的水力计算;〈5〉根据计算结果绘制管网平面布置图;内蒙古工业大学本科毕业设计说明书51.6.3污水处理程度计算〈1〉城市生活水和工业废水综合后的水质情况;〈2〉根据污水排放口的出水水质要求计算悬浮物SS、生化需氧量BOD5、COD、氮和磷的处理程度。出水水质要求如下:SS≤30mg/L,CODcr≤120mg/L,BOD530≤mg/L,TN≤15mg/L,TP≤8mg/L1.6.4污水厂设计计算〈1〉根据地形、气象、水文等原始资料,考虑城市总体规划、污水的再生利用与环境影响等因素,通过技术经济比较选择适宜的厂址和处理方案,并加以说明;〈2〉确定各处理构筑物的设计流量;〈3〉确定各构筑物的形式和数目,根据确定的污水厂位置,初步进行污水厂的平面布置和高程布置,在此基础上确定构筑物的形状,有关尺寸和安装位置等;〈4〉进行各构筑物的设计计算,订出各构筑物和各主要构件的尺寸;〈5〉绘制出各构筑物的具体尺寸,确定各构筑物在平面布置上的确切位置,最后完成平面布置,确定各构筑物之间连接管道的位置、管径、长度、材料及附属设施,最后确定污水厂的高程布置;1.6.5泵站工艺设计计算泵站位置选择和构造形式、主要尺寸、设备型号与数量、技术性能说明、水泵工作点计算和流量、扬程复核等计算、集水井的面积、平面尺寸、有效深度、进水格栅计算等,要求画出水泵特性曲线与管路特性曲线。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书6第二章城市排水管网设计2.1排水工程的意义和特点2.1.1排水工程的意义我国地地域辽阔,小城镇占地面积很大,基础设施薄弱,尤其是小城镇排水工程发展缓慢,许多小城镇的排水一般是明沟,下雨时易堵塞造成满街乱流,基于有些地方连明沟也没有,污水四溢,严重地影响了环境卫生和人民生活水平的提高。搞好小城镇排水工程的规划,对保证工农业生产,改善居民的居住环境,防止水体遭受污染,加速小城镇现代化建设都具有重大的意义。2.1.2排水的特点小城镇排水工程是随着小城镇工农业发展和人民生活的提高而逐步建立起来的,是社会发展的必然趋势。1.小城镇排水中主要是排除生活污水,小部分生产污水及雨水。由于小城镇居民居住分散,工业企业规模较小,也较分散,所以小城镇排水具有分散性。2.小城镇居民大多数从事同一生产活动,生活规律基本相同,用水时间相对一致,其污水排放时间也较集中。3.小城镇周围一般有许多池塘和土地,因此可以采取氧化塘或土地处理系统进行污水处理。4.小城镇排水系统建设要结合当地经济发展条件,注意节约投资。在资金不足的情况下,可采取分期建设,使其逐步趋于完善。2.2城市排水方案确定排水体制一般分合流排水系统和分流排水系统两种类型:1)合流制排水系统该系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。目前广泛采用的是截流式合流制排水系统。2)分流制排水系统内蒙古工业大学本科毕业设计说明书7该系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。由于排除雨水方式的不同,分流制排水系统又分为完全分流制(具有污水排水系统和雨水排水系统)和不完全分流制(只具有污水排水系统)排水系统。从环境保护方面来看,采用截流式合流制的城市,水体仍然遭受污染,甚至达到不能容忍的程度。采用分流制的城市,初雨径流未加处理就直接排入水体,会对城市水体造成污染。尽管如此,分流制较灵活,以适应社会发展的需求,一般又能符合城市卫生的要求,所以在国内外获得了较广泛的应用。从造价方面来看,分流制可保持管内的流速,排水管道的造价较合流制高,但污水厂及泵站造价较合流制低。从维护管理方面来看,合流制排水系统污水厂的运行管理较复杂,而分流制系统可保持管内流速,不致发生沉淀,且流入污水厂的水量和水质变化小,污水厂的运行易于控制。本设计为内蒙古自治区H市,有A、B两家工厂。排水管网的设计主要包括二个方面:污水管网设计计算,雨水管网设计计算。该市地处北方,降雨主要集中在夏秋两季,此次设计采用分流制排水系统。从环境保护,工程造价及维护管理等各个方面的因素考虑,选择完全分流制的排水体制,即分别设置污水排水系统和雨水排水系统,污水排放到污水处理厂统一处理,雨水通过收集直接排入到河流中。2.3污水管网定线2.3.1污水管网布置原则1)按照城市总体规划,结合当地实际情况布置排水管网,要进行多方案技术经济比较;2)先确定排水区域和排水体制,然后布置排水管网,应按从干管到支管的顺序进行布置;3)充分利用地形,采用重力流排除污水和雨水,并使管线最短和埋深最小;4)协调好与其他管道,电缆和道路等工程的关系,考虑好与企业内部管网的衔接;5)规划时要考虑到使管渠的施工,运行和维护方便;6)远近期规划相结合,考虑发展,尽可能安排分期实施。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书82.3.2污水管网定线原则其主要内容有:确定排水区域,划分排水流域;选择污水厂和出水口的位置;拟定污水干管及主干管的路线;确定需要提升的排水区域和设置泵站的位置等。平面布置得正确合理,可为设计间段奠定良好的基础,并使整个排水系统的投资节省。污水管道平面布置,一般按先确定主干管,再定干管,最后定支管的顺序进行。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够自流排出。为实现这一原则,定线时通常考虑的因素是:1)地形和竖向规划;2)排水体制和线路数目;3)污水厂和出水口位置;4)水文地质条件;5)道路宽度;6)地下管线及构筑物位置;7)工业企业和产生大量污水的建筑物分布情况;本设计由于地形向城市一边倾斜。定线时充分利用地形趋势来顺坡排水。采用主干管与等高线垂直,干管与等高线平行。2.3.3污水管线选择比较管道系统布置符合地形趋势,一般为顺坡排水,取短捷线路。每段管道均划分适宜的服务面积。汇水面积划分除依据明确的地形外,在平坦地区要考虑各毗邻系统的合理分担。在设计中尽量避免或减少管道穿越不易通过的地带和构筑物,如高地,基岩,基地土质不好的地带,河道,铁路,地下管道,人防工事等。安排好控制点的高程。一方面应根据竖向规划,保证汇水面积内个点的水都能排出,并考虑发展,在埋深上适当留有余地;一方面应避免因照顾个别控制点而增加全线管道的埋深。在进行雨水管渠的系统规划时,应综合考虑城市地形和雨水管渠系统的布置原则,尽量采用重力流最短距离就近排至河流。2.3.4布置方案的选择根据管道定线原则及城区实际情况,设计初步考虑两套方案。管道的布置方案应在同等条件和深度下进行技术经济比较,选择一最佳方案。两个方案的污水管道系统都采用截流式布置。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书9方案一:由于城镇地形东西高程变化大,而南北高程变化小,考虑风向为西北风,河流处于城市南部方向自西向东。所以污水厂及出水口设在城市东南面,使所有污水尽量靠重力排出。主干管尽量平行于河流布置,干管尽量垂直于河流布置。方案二:相对方案一作了较大的改动。水厂改在更靠近河下游位置,管段增多。主干管垂直于河流布置,干管平行于河流布置,在布置雨水干管时和雨水干管交叉。管线较密,工程造价较高。所以选择方案一。2.4污水设计流量的确定污水管道及附属构筑物能确保通过的污水最打流量称为污水设计流量。进行污水管道系统设计时采用
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