生活污水、工業(yè)廢水和降水排水設(shè)計(jì).doc
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排水設(shè)計(jì) 1、排水基礎(chǔ)知識(shí) 1.1排水分類 城市排水按照來(lái)源和性質(zhì)可分為生活污水、工業(yè)廢水和降水，而城市污水是指排入城市排水管道的生活污水和工業(yè)廢水的總和。 1生活污水 生活污水指人們?nèi)粘Ｉ钪杏眠^(guò)的水，主要包括從住宅、公共場(chǎng)所、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、商店及其他公共建筑和工廠的生活間，如廁所、浴室、廚房、食堂和洗衣房等處排出的水。生活污水中含有較多有機(jī)物和病原微生物等污染物質(zhì)在收集后需經(jīng)過(guò)處理才能排入水體、灌溉農(nóng)田或再利用。 2工業(yè)廢水 工業(yè)廢水是指在工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢水。工業(yè)廢水水質(zhì)隨工廠生產(chǎn)類別、工藝過(guò)程、原材料、用水成分以及生產(chǎn)管理水平的不同而有較大差異。根據(jù)污染程度的不同，工業(yè)廢水可分為生產(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水。生產(chǎn)廢水是指在使用過(guò)程中受到輕度污染或僅水溫增高的水，如冷卻水，通常經(jīng)簡(jiǎn)單處理后即可在生產(chǎn)中重復(fù)使用，或直接排入水體。生產(chǎn)污水是指在使用過(guò)程中受到較嚴(yán)重污染的水具有危害性，需經(jīng)處理后方可再利用或排放。不同的工業(yè)廢水所含污染物質(zhì)有所不同，如冶金、建材工業(yè)廢水含有大量無(wú)機(jī)物，食品、煉油、石化工業(yè)廢水所含有機(jī)物較多。另外，不少工業(yè)廢水含有的物質(zhì)是工業(yè)原料，具有回收利用價(jià)值。 3降水 降水即大氣降水，包括液態(tài)降水和固態(tài)降水，通常主要指降雨。降落雨水一般比較清潔，但初期降雨的雨水徑流會(huì)攜帶著大氣中、地面和屋面上的各種污染物質(zhì)，污染相對(duì)嚴(yán)重，應(yīng)予以控制。由于降雨時(shí)間集中，徑流量大，特別是暴雨，若不及時(shí)排泄，會(huì)造成災(zāi)害。在城市和工業(yè)企業(yè)中，應(yīng)當(dāng)有組織地、及時(shí)地排除上述廢水和雨水，否則可能污染和破壞環(huán)境，甚至形成公害，影響生活和生產(chǎn)以及威脅人民健康。 1.2排水管道系統(tǒng)的組成 排水管道系統(tǒng)一般由廢水收集設(shè)施、排水管道、水量調(diào)節(jié)池、提升泵站、廢水輸水管（渠）和排放口等組成。 圖1.1 排水管道系統(tǒng)示意圖 1-排水管道；2-水量調(diào)節(jié)池；3-提升泵站；4-輸水管道（渠）；5-污水處理廠 1.3排水體制 在城市和工業(yè)企業(yè)中通常有生活污水、工業(yè)廢水和降水。這些污水是采用一個(gè)管渠系統(tǒng)來(lái)排除，或是采用兩個(gè)或兩個(gè)以上各自獨(dú)立的管渠系統(tǒng)來(lái)排除。污水的這種不同排除方式所形成的排水系統(tǒng)，稱作排水系統(tǒng)的體制，簡(jiǎn)稱排水體制。排水系統(tǒng)的體制，一般分為合流制和分流制兩種類型。 1 合流制 合流制排水系統(tǒng)是將城市生活污水、工業(yè)廢水和雨水徑流匯集到一個(gè)管渠內(nèi)予以輸送、處理和排放。按照其產(chǎn)生的次序及對(duì)污水處理的程度不同，合流制排水系統(tǒng)可分為直排式合流制、截流式合流制和全處理式合流制。 （1）直流式合流制排水系統(tǒng)：城市污水與雨水徑流不經(jīng)任何處理直接排入附近水體的合流制稱為直排式合流制排水系統(tǒng)（圖1.2）。管渠系統(tǒng)布置就近排向水體，分若干排出口，混合的污水不經(jīng)處理直接泄入水體。國(guó)內(nèi)外很多老城區(qū)的排水方式大多是這種系統(tǒng)，但是隨著現(xiàn)代化工業(yè)與城市的發(fā)展，污水量不斷增加，水質(zhì)日趨復(fù)雜，所造成的污染危害很大。因此，這種直泄式合流制排水系統(tǒng)目前不宜采用。 （2）截流式合流制排水系統(tǒng)（圖1.3）：截流式合流制是在直排式合流制的基礎(chǔ)上，修建沿河截流干管，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置溢流井，并在截流主干管（渠）的末端修建污水處理廠。該系統(tǒng)可以保證晴天的污水全部進(jìn)入污水處理廠，雨季時(shí)，通過(guò)截流設(shè)施，截流式合流制排水系統(tǒng)可以匯集部分雨水（尤其是污染重的初期雨水徑流）至污水處理廠，當(dāng)雨—污混合水量超過(guò)截流干管輸水能力后，其超出部分通過(guò)溢流井泄入水體。這種體制對(duì)帶有較多懸浮物的初期雨水和污水都進(jìn)行處理，對(duì)保護(hù)水體是有利的，但另一方面雨量過(guò)大，混合污水量超過(guò)了截流管的設(shè)計(jì)流量，超出部分將溢流到城市河道，不可避免會(huì)對(duì)水體造成局部和短期污染。并且，進(jìn)入處理廠的污水，由于混有大量雨水，使原水水質(zhì)、水量波動(dòng)較大，勢(shì)必對(duì)污水廠各處理單元產(chǎn)生沖擊，這就對(duì)污水廠處理工藝提出了更高的要求。國(guó)內(nèi)外在改造老城市的合流制作水系統(tǒng)時(shí)，通常采用這種方式。 1 合流支管 2 合流干管 1 合流干管 2 截流干管 3 截流井 4 污水廠 5、6 排放口 圖1.2 直流制排水系統(tǒng) 圖1.3 截流式合流制排水系統(tǒng) 1 支管 2 干管 3 污水廠 4排放口 圖1.4 全處理合流制排水系統(tǒng) （3）全處理合流制排水系統(tǒng)（圖1.4）：污水、廢水、雨水混合匯集后全部輸送到污水廠處理后再排放。這對(duì)防止水體污染，保障環(huán)境衛(wèi)生方面當(dāng)然是最理想的，但需要主干管的尺寸很大，對(duì)污水處理廠處理能力的要求高，并且需要大量的投資和運(yùn)行費(fèi)用，很不經(jīng)濟(jì)。因此，這種方式在實(shí)際情況下也很少采 2 分流制 當(dāng)生活污水、工業(yè)廢水和雨水用兩個(gè)或兩個(gè)以上排水管渠排除時(shí)，稱為分流制排水系統(tǒng)。其中排除生活污水，工業(yè)廢水的系統(tǒng)稱為污水排水系統(tǒng)；排除雨水的系統(tǒng)稱為雨水排水系統(tǒng)。根據(jù)排除雨水方式的不同，又分為完全分流制、不完全分流制和截流式分流制。 （1）完全分流制排水系統(tǒng)（圖1.5）：分設(shè)污水和雨水兩個(gè)管渠系統(tǒng)，前者匯集生活污水、工業(yè)廢水，送至處理廠，經(jīng)處理后排放或加以利用。后者通過(guò)各種排水設(shè)施匯集城市內(nèi)的雨水和部分工業(yè)廢水（較潔凈），就近排入水體。但初期雨水未經(jīng)處理直接排放到水體，對(duì)水體污染嚴(yán)重。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)雨水徑流的水質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雨水徑流特別是初降雨水徑流對(duì)水的污染相當(dāng)嚴(yán)重，因此提出對(duì)雨水徑流也要嚴(yán)格控制的截流式分流制排水系統(tǒng)。 1 污水干管 2 污水主干管 1 污水干管 2 雨水干管 3 截流井 3 雨水干管 4 污水廠 5 出水口 4 截流干管 5 污水廠6排放口 圖1.5 完全分流制 圖1.6 截流式分流制 1 污水干管 2 污水主干管3 原有管渠 5 污水廠 6 排放口 圖1.7 不完全分流制 （2）截流式分流制排水系統(tǒng)（圖1.6）：既有污水排水系統(tǒng)，又有雨水排水系統(tǒng)，與完全分流制的不同之處是在于它具有把初期雨水引入污水管道的特殊設(shè)施，稱雨水截流井。在小雨時(shí)，雨水經(jīng)初期雨水截流干管與污水一起進(jìn)入污水處理廠處理；大雨時(shí)，雨水跳躍截流干管經(jīng)雨水出流干管排入水體。截流式分流制的關(guān)鍵是初期雨水截流井。要保證初期雨水進(jìn)入截流管，中期以后的雨水直接排入水體，同時(shí)截流井中的污水不能溢出泄入水體。截流式分流制可以較好地保護(hù)水體不受污染，由于僅接納污水和初期雨水，截流管的斷面小于截流式合流制，進(jìn)入截流管內(nèi)的流量和水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，亦減少污水泵站和污水處理廠的運(yùn)行管理費(fèi)用。 （3）不完全分流制排水系統(tǒng)（圖1.7）：只建污水排水系統(tǒng)，未建雨水排水系統(tǒng)，雨水沿著地面、道路邊溝和明渠泄入水體?；蛘咴谠星琅潘芰Σ蛔阒幮藿ú糠钟晁艿?，待城市進(jìn)一步發(fā)展或有資金時(shí)再修建雨水排水系統(tǒng)。該排水體制投資省，主要用于有合適的地形、有比較健全的明渠水系的地方，以便順利排泄雨水。目前還有很多城市在使用，不過(guò)它沒(méi)有完整的雨水管道，在雨季容易造成徑流污染和洪、澇災(zāi)害，所以最終還得改造為完全分流制。對(duì)于常年少雨、氣候干燥的城市可采用這種體制，而對(duì)于地勢(shì)平坦，多雨易造成積水地區(qū)，不宜采用不完全分流制。 1.4排水體制的選擇 合理地選擇排水系統(tǒng)的體制，是城市和工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題。它不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)管理，而且對(duì)城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)影響深遠(yuǎn)，同時(shí)也影響排水系統(tǒng)工程的總投資、初期投資以及維護(hù)管理費(fèi)用。通常排水系統(tǒng)體制的選擇應(yīng)滿足環(huán)境保護(hù)的需要，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。而環(huán)境保護(hù)應(yīng)是選擇排水體制時(shí)所考慮的主要問(wèn)題。下面從不同的角度進(jìn)一步分析各種體制的使用情況。 （1）環(huán)境保護(hù)方面：如果采用合流制將城市生活污水、工業(yè)廢水和雨水全部截流送往污水廠進(jìn)行處理，然后再排放，從控制和防止水體的污染來(lái)看是較理想的，但這時(shí)截流主干管尺寸很大，污水廠容量也要增加很多，建設(shè)費(fèi)用相應(yīng)地提高。采用截流式合流制時(shí)，在暴雨徑流之初，原沉淀在合流管渠的污泥被大量沖起，經(jīng)溢流井送人水體。同時(shí)雨天時(shí)有部分混合污水溢入水體。實(shí)踐證明，采用截流式合流制的城市，水體污染日益嚴(yán)重。應(yīng)考慮將雨天時(shí)溢流出的混合污水予以儲(chǔ)存，待晴天時(shí)再將儲(chǔ)存的混合污水全部送至污水廠進(jìn)行處理，或者將合流制改建成分流制排水系統(tǒng)等。 分流制是將城市污水全部送至污水廠處理，但初期雨水未加處理就直接排入水體，對(duì)城市水體也會(huì)造成污染，這是它的缺點(diǎn)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)雨水徑流水質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，雨水徑流特別是初期雨水徑流對(duì)水體的污染相當(dāng)嚴(yán)重。分流制雖然具有這一缺點(diǎn)，但它比較靈活，比較容易適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，一般又能符合城市衛(wèi)生的要求，所以在國(guó)內(nèi)外獲得了廣泛的應(yīng)用，而且也是城市排水體制的發(fā)展方向。 （2）工程造價(jià)方面：國(guó)外有的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為合流制排水管道的造價(jià)比完全分流制一般要低20%~40%，但合流制的泵站和污水廠的造價(jià)卻比分流制高。從總造價(jià)來(lái)看完全分流制比合流制可能要高。從初期投資來(lái)看，不完全分流制初期只建污水排水系統(tǒng)，因而既可節(jié)省初期投資費(fèi)用，又可縮短工期，發(fā)揮工程效益也快。合流制和完全分流制的初期投資均大于不完全分流制。 （3）維護(hù)管理方面：晴天時(shí)污水在合流制管道中只是部分流，雨天時(shí)才接近滿管流，因而晴天時(shí)合流制管內(nèi)流速較低，易于產(chǎn)生沉淀。但據(jù)經(jīng)驗(yàn)，管中的沉淀物易被暴雨水流沖走，這樣合流管道的維護(hù)管理費(fèi)用可以降低。但是，晴天和雨天時(shí)流入污水廠的水量變化很大，增加了合流制排水系統(tǒng)污水廠運(yùn)行管理中的復(fù)雜性。而分流制系統(tǒng)可以保持管內(nèi)的流速，不致發(fā)生沉淀，同時(shí)，流入污水廠的水量和水質(zhì)比合流制變化小得多，污水廠的運(yùn)行易于控制。 （4）施工方面：合流制管線單一，減少與其他地下管線、構(gòu)筑物的交叉，管渠施工較簡(jiǎn)單。但在建筑物有地下室情況下采用合流制，遇暴雨時(shí)有可能倒流入地下室內(nèi)，合流制安全性不如分流制?；旌现婆潘到y(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，介于合流制和分流制排水系統(tǒng)兩者之間。 排水系統(tǒng)體制的選擇是一項(xiàng)既復(fù)雜又很重要的工作。應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)的要求、污水利用情況、原有排水設(shè)施、水量、水質(zhì)、地形、氣候和水體狀況等條件，在滿足環(huán)境保護(hù)的前提下，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合確定。新建地區(qū)一般應(yīng)采用分流制排水系統(tǒng)。但在特定情況下采用合流制可能更為有利。 1.5排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則 排水工程是現(xiàn)代化城市不可缺少的一項(xiàng)重要設(shè)施，是城市建設(shè)的重要組成部 分，同時(shí)也是控制水污染、改善和保護(hù)水環(huán)境的重要措施。排水工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循以下原則： （1）排水工程的規(guī)劃應(yīng)符合城市總體規(guī)劃，并應(yīng)與其他單項(xiàng)工程建設(shè)密切配合，相互協(xié)調(diào)； （2）城市污水是可貴的淡水資源，在規(guī)劃中要考慮污水經(jīng)再生后回用的方案。還要考慮給水和防洪的問(wèn)題，污水排水工程與給水工程相協(xié)調(diào)，雨水排水工程與防洪工程相協(xié)調(diào)； （3）如果嚴(yán)格按照總體規(guī)劃的年限、污水量標(biāo)準(zhǔn)、居住人口密度、土地服務(wù)范圍等為依據(jù)，往往很難順應(yīng)城鎮(zhèn)的發(fā)展需要，因此進(jìn)行城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)比城鎮(zhèn)總體規(guī)劃年限更長(zhǎng)些； （4）考慮污水、雨水的集中處理與分散處理； （5）經(jīng)濟(jì)合理地確定管網(wǎng)密度、排水灌渠盡量分散，避免集中，排水路線盡量短捷，以節(jié)省總投資； （6）主干管盡可能布置在河岸或水體附近的較低處，以便于干管接入； （7）城鎮(zhèn)污水管渠應(yīng)考慮城市工業(yè)廢水的接入，滿足排入城市下水道水質(zhì)工業(yè)廢水直接排入下水道，不滿足標(biāo)準(zhǔn)的在城內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理后排入下水道； （8）排水管渠應(yīng)盡量避免穿越不宜通過(guò)的地帶和構(gòu)筑物，也不宜穿越有待規(guī)劃和發(fā)展的大片空地，以免影響整塊地的功能和價(jià)值； （9）排水管渠系統(tǒng)應(yīng)和地形地勢(shì)相適應(yīng)，順坡排水，盡量使污水重力排出，盡量少設(shè)中途提升泵站。 1.6 排水系統(tǒng)的布置形式 城市、居住區(qū)或工業(yè)企業(yè)的排水系統(tǒng)在平面上的布置，隨地形、規(guī)劃、污水廠的位置、土壤條件、河流情況、污水的種類和污染程度等因素而定。常規(guī)的排水管網(wǎng)一般布置成樹(shù)狀網(wǎng)，以地形為主要考慮因素的布置形式有以下幾種： 平行式（圖1.8）：干管與等高線及河道基本平行，而主干管與等高線及河道成一定斜角敷設(shè)。平行式布置適應(yīng)于地勢(shì)向河流方向有較大傾斜的地區(qū)，避免了因干管坡度及管內(nèi)流速過(guò)大而導(dǎo)致管道嚴(yán)重沖刷。 正交式（圖1.9）：干管與以最短距離與水體垂直相交敷設(shè)。正交式布置適應(yīng)于地勢(shì)向水體適當(dāng)傾斜的地區(qū)，正交布置的干管長(zhǎng)度短、管徑小，因而經(jīng)濟(jì)，污水排出也迅速。但是由于污水未經(jīng)處理就直接排放，會(huì)使水體遭受嚴(yán)重污染，影響環(huán)境。因此在現(xiàn)在城市中，這種布置形式僅用于排除雨水。若沿河岸在敷設(shè)主干管，并將各干管的污水截流送至污水廠，這種布置形式稱截流式布置。截流式布置對(duì)減輕水體污染、改善和保護(hù)環(huán)境有重大作用。它適用于分流制污水排水系統(tǒng)，將生活污水及工業(yè)廢水經(jīng)過(guò)處理后排入水體；也適用于區(qū)域排水系統(tǒng)，區(qū)域主干管截流各城鎮(zhèn)的污水送至區(qū)域污水廠進(jìn)行處理。 1.支管 2.干管 3.主干管 4.溢流口 5.泵站 6.出口渠渠頭7.污水廠8.污水灌溉田 9.河流 圖1.8平行式 1.支管 2.干管 3.支干管 4.主干管 5.泵站6.污水廠 7.污水灌溉田 8.河流 圖1.9正交式 截流式（圖1.10）：沿河岸再敷設(shè)主干管，并將各干管的污水截流送至污水廠，是正交式發(fā)展的結(jié)果?？蓽p輕水體污染，保護(hù)環(huán)境。適用于分流制污水排水系統(tǒng)。 圖1.10截流式 圖1.11分區(qū)式 分區(qū)式（圖1.11）：在地勢(shì)高低相差很大的地區(qū)，當(dāng)污水不能靠重力流至污水廠時(shí)采用。分別在高地區(qū)和低地區(qū)敷設(shè)獨(dú)立的管道系統(tǒng)。高地區(qū)的污水靠重力流直接流入污水廠，而低地區(qū)的污水用水泵抽送至高地區(qū)干管或污水廠。優(yōu)點(diǎn)是能充分利用地形排水，節(jié)省電力。適用于個(gè)別階梯地形或起伏很大的地區(qū)。 分散式（圖1.12）：當(dāng)城鎮(zhèn)中央部分地勢(shì)高，且向周圍傾斜，四周又有多處排水出路時(shí)，各排水流域的干管常采用輻射狀布置，各排水流域具有獨(dú)立的排水系統(tǒng)。特點(diǎn)是干管長(zhǎng)度短，管徑小，管道埋深淺，便于污水灌溉等，但污水廠和泵站（如需設(shè)置時(shí)）的數(shù)量將增多。適用于在地勢(shì)平坦的大城市。 圖1.12分散式 圖1.13環(huán)繞式 環(huán)繞式（圖1.13）：可沿四周布置主干管，將各干管的污水截流送往污水廠集中處理，這樣就由分散式發(fā)展成環(huán)繞式布置。特點(diǎn)是污水廠和泵站（如需設(shè)置時(shí)）的數(shù)量少，基建投資和運(yùn)行管理費(fèi)用小。 2、污水管道設(shè)計(jì) 2.1污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括： （1）設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（包括設(shè)計(jì)地區(qū)的面積、設(shè)計(jì)人口數(shù)、污水定額等）的確定； （2）污水管道系統(tǒng)的平面布置； （3）污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算和水力計(jì)算； （4）污水管道系統(tǒng)上某些附屬構(gòu)筑物，如污水中途泵站、倒虹管、管橋等的設(shè)計(jì)計(jì)算； （5）污水管道在街道橫斷面上位置的確定； （6）繪制污水管道系統(tǒng)平面圖和縱剖面圖。 2.2確定排水區(qū)界，劃分排水流域 排水區(qū)界是排水系統(tǒng)敷設(shè)的界限。在排水區(qū)界內(nèi)應(yīng)根據(jù)地形及城市和工業(yè)企業(yè)的豎向規(guī)劃劃分排水流域。一般來(lái)說(shuō)，流域邊界線應(yīng)與分水線相符合。在地形起伏及丘陵地區(qū)，流域分界線與分水線基本一致，在地形平坦無(wú)顯著分水線的地區(qū)，應(yīng)使干管在最大合理埋深情況下，盡量使絕大部分污水能以自流排水為原則。如有河流或鐵路等障礙物貫穿，應(yīng)根據(jù)地形情況，周圍水體情況及倒虹管的設(shè)置情況等，通過(guò)方案比較，決定是否分為幾個(gè)排水流域。每一個(gè)排水流域應(yīng)有一條或一條以上的干管，根據(jù)流域高程情況就能查明水流方向和污水需要抽升的地方。 2.3污水管道定線和平面布置 污水管道定線和平面布置的組合正確是合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)污水管道系統(tǒng)的先決條件，是污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。 管道定線：在城鎮(zhèn)總平面圖上確定污水管道的位置和走向。 管道平面布置：包括全部支管、干管、主干管、泵站、污水廠、出水口的具體位置和資料。 （1）影響污水管平面布置的主要因素： a）地形和水文地質(zhì)條件； b）城市總體規(guī)劃、豎向規(guī)劃和分期建設(shè)情況； c）排水體制、線路數(shù)目； d）污水處理利用情況、處理廠和排放口的位置； e）排水量大的工業(yè)企業(yè)和公建情況； f）道路和交通情況； g）地下管線和構(gòu)筑物分布情況。 （2）定線順序：主干管、干管、支管。 a）遵循的主要原則：應(yīng)盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。 b)考慮因素：地形、排水體制、污水廠和出水口位置，水文地質(zhì)條件，道路寬度，地下管線等。 （3）主干管的布置原則： a）地形平坦或略有坡度，主干管一般平行于等高線布置，在地勢(shì)較低處，沿河岸邊敷設(shè)，以便于收集干管來(lái)水； b）地形較陡，主干管可與等高線垂直，這樣布置主干管坡度較大，但可設(shè)置為數(shù)不多的跌水井，而使干管的水力條件得到改善； c）避開(kāi)地質(zhì)條件差的地區(qū)； d）總干管的走向取決于污水廠和出水口位置。 （4）干管的布置原則： a）盡量設(shè)在地勢(shì)較低處，以便支管排水； b）地形平坦或略有坡度，干管與等高線垂直（減小埋深）； c）地形較陡，干管與等高線平行（減少跌水井?dāng)?shù)量）； d）一般沿城市街道布置，通常設(shè)置在污水量較大、地下管線較少、地勢(shì)較低一側(cè)的人行道、綠化帶或慢車道下，并與街道平行。當(dāng)街道寬度〉40m，可考慮在街道兩側(cè)設(shè)兩條污水管，以減少連接支管的長(zhǎng)度和數(shù)量。 （5）支管的平面布置原則： 除取決于地形外，還需考慮街坊的建筑特征，并便于用戶的接管排水，一般有三種形式：底邊式、圍坊式、穿坊式。 a）底邊式(圖2.1)：街坊狹長(zhǎng)，面積較小或地形傾斜，街區(qū)內(nèi)污水采用集中出水方式時(shí)，只管敷設(shè)在服務(wù)街區(qū)較低側(cè)的地下； b）圍坊式也稱周邊式(圖2.2)：街區(qū)面積較大且地形平坦時(shí)，宜在街區(qū)四周的街道下敷設(shè)支管； c）穿坊式(圖2.3)：街坊內(nèi)部建筑規(guī)劃已經(jīng)確定，或街坊內(nèi)部管道自成體系時(shí)，支管可穿越街坊布置。 圖2.1底邊式 圖2.2圍坊式 圖2.3穿坊式 （6） 管道在街道上的布置 a）從建筑紅線到道路中心線管線的布置的順序一般是：電力電纜—電信電纜—煤氣管道—熱力管道—給水管道—污水管道—雨水管道。 b）矛盾處理原則：新建讓已建的，臨時(shí)讓永久的，小管讓大管，壓力管讓重力流管，可彎讓不可彎的，檢修次數(shù)少的讓檢修次數(shù)多的。 c）管線隧道：在繁忙街道，可以把各種管道集中安置在隧道中；雨水管道可以與隧道平行敷設(shè)。 （7） 污水處理廠廠址的選擇： 根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）的規(guī)定，污水廠位置的選擇應(yīng)符合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和排水工程專業(yè)規(guī)劃的要求，并應(yīng)根據(jù)下列因素綜合確定： a）在城鎮(zhèn)水體的下游； b）便于處理后出水回用和安全排放； c）便于污泥集中處理和處置； d）在城鎮(zhèn)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)； e）有良好的工程地質(zhì)條件； f）少拆遷、少占地，根據(jù)環(huán)境評(píng)價(jià)要求，有一定的衛(wèi)生防護(hù)距離； g）有擴(kuò)建的可能； h）廠區(qū)地形不應(yīng)受洪澇災(zāi)害影響，防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于城鎮(zhèn)防洪標(biāo)準(zhǔn)，有良好的排水條件； i）有方便的交通、運(yùn)輸和水電條件。 污水廠和出水口要設(shè)在城市的下風(fēng)向，水體的下游，離開(kāi)居住區(qū)和工業(yè)區(qū)。其間距必須符合環(huán)境衛(wèi)生的要求，應(yīng)通過(guò)環(huán)境影響評(píng)價(jià)最終確定。 2.4污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量是污水管道及其附屬構(gòu)筑物能保證通過(guò)的最大流量。通常以最大日最大時(shí)流量作為污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，其單位為L(zhǎng)/s。它包括生活污水設(shè)計(jì)流量和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量?jī)纱蟛糠?。就生活污水而言又可分為居民生活污水、公共設(shè)施排水和工業(yè)企業(yè)內(nèi)生活污水和淋浴污水三部分。 （1）生活污水設(shè)計(jì)流量 a） 居民生活污水設(shè)計(jì)流量 居民生活污水主要來(lái)自居住區(qū)，它通常按下式計(jì)算： 式中： Q1—— 居民生活污水設(shè)計(jì)流量，L／s； n ——居民生活污水量定額，L／(capd)； N ——設(shè)計(jì)人口數(shù)，cap； KZ——生活污水量總變化系數(shù)。 1）居民生活污水量定額 居民生活污水量定額，是指在污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所采用的每人每天所排出的平均污水量。 在確定居民生活污水量定額時(shí)，應(yīng)調(diào)查收集當(dāng)?shù)鼐幼^(qū)實(shí)際排水量的資料，然后根據(jù)該地區(qū)給水設(shè)計(jì)所采用的用水量定額，確定居民生活污水量定額。在沒(méi)有實(shí)測(cè)的居住區(qū)排水量資料時(shí)，可按相似地區(qū)的排水量資料確定。若這些資料都不易取得，則根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJl4-87)的規(guī)定，按居民生活用水定額確定污水定額。對(duì)給水排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按用水定額的90%計(jì)，一般地區(qū)可按用水定額的80%計(jì)。 2）設(shè)計(jì)人口數(shù) 設(shè)計(jì)人口數(shù)是指污水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)期限終期的規(guī)劃人口數(shù)，是計(jì)算污水設(shè)計(jì)流量的基本數(shù)據(jù)。它是根據(jù)城市總體規(guī)劃確定的，在數(shù)值上等于人口密度與居住區(qū)面積的乘積。即： 式中：N——設(shè)計(jì)人口數(shù)，cap； ρ——人口密度，cap/hm2； F——居住區(qū)面積，hm2； cap——“人”的計(jì)量單位。 人口密度表示人口的分布情況，是指單位面積上居住的人口數(shù)，以cap/h m2表示。它有總?cè)丝诿芏群徒址蝗丝诿芏葍煞N形式。總?cè)丝诿芏人玫拿娣e包括街道、公園、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、水體等處的面積，而街坊人口密度所用的面積只是街坊內(nèi)的建筑用地面積。在規(guī)劃或初步設(shè)計(jì)時(shí)，采用總?cè)丝诿芏龋诩夹g(shù)設(shè)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，則采用街坊人口密度。 設(shè)計(jì)人口數(shù)也可根據(jù)城市人口增長(zhǎng)率按復(fù)利法推算，但實(shí)際工程中使用不多。 3）生活污水量總變化系數(shù) 流入污水管道的污水量時(shí)刻都在變化。污水量的變化程度通常用變化系數(shù)表示。變化系數(shù)分為日變化系數(shù)、時(shí)變化系數(shù)和總變化系數(shù)三種。 一年中最大日污水量與平均日污水量的比值稱為日變化系數(shù)(Kd)； 最大日最大時(shí)污水量與最大日平均時(shí)污水量的比值稱為時(shí)變化系數(shù)(Kh)； 最大日最大時(shí)污水量與平均日平均時(shí)污水量的比值稱為總變化系數(shù)(Kz)。 顯然，按上述定義有 表2.1 生活污水量總變化系數(shù) 污水平均日流量（L/s） 5 15 40 70 100 200 500 ≥1000 總變化系數(shù)Kz 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 注：①當(dāng)污水平均日流量為中間數(shù)值時(shí)，總變化系數(shù)用內(nèi)插法求得； ②當(dāng)居住區(qū)有實(shí)際生活污水量變化資料時(shí)，可按實(shí)際數(shù)據(jù)采用。 我國(guó)在多年觀測(cè)資料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)綜合分析歸納，總結(jié)出了總變化系數(shù)與平均流量之間的關(guān)系式，即： 式中：Q —污水平均日流量，L/s。 當(dāng)Q＜5L/s時(shí)，Kz=2.3； 當(dāng)Q＞1000L/s時(shí)，Kz=1.3。 設(shè)計(jì)時(shí)也可采用式直接計(jì)算總變化系數(shù)，但比較麻煩。 b）公共設(shè)施排水量 公共設(shè)施排水量Q2應(yīng)根據(jù)公共設(shè)施的不同性質(zhì)，按《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015-2003）的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。 式中：q2i ——各公共建筑最高日污水量標(biāo)準(zhǔn)，L/(用水單位.d）； N2i ——用水單位數(shù)； T2i ——最高日排水小時(shí)數(shù)，h； Kh2i ——污水量時(shí)變化系數(shù)。 c）工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量 工業(yè)企業(yè)的生活污水和淋浴污水主要來(lái)自生產(chǎn)區(qū)的食堂、衛(wèi)生間、浴室等。其設(shè)計(jì)流量的大小與工業(yè)企業(yè)的性質(zhì)、污染程度、衛(wèi)生要求有關(guān)。一般按下式進(jìn)行計(jì)算： 式中：Q3——工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量，L/s； A1 ——一般車間最大班職工人數(shù)，cap； B1——一般車間職工生活污水定額，以25L/(cap班)計(jì)； K1——一般車間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以3.0計(jì)； A2——熱車間和污染嚴(yán)重車間最大班職工人數(shù)，cap； B2——熱車間和污染嚴(yán)重車間職工生活污水量定額，以35L／(cap班)計(jì)； K2——熱車間和污染嚴(yán)重車間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以2.5計(jì)； C1——一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，cap； D1——一般車間的淋浴污水量定額，以40L／(cap班)計(jì)； C2——熱車間和污染嚴(yán)重車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，cap； D2——熱車間和污染嚴(yán)重車間的淋浴污水量定額，以60L／(cap班)計(jì)； T ——每工作班工作時(shí)數(shù)，h。淋浴時(shí)間按60min計(jì)。 工業(yè)企業(yè)工業(yè)職工生活污水和淋浴污水量變化系數(shù)：生活污水：一般車間3.0，高溫車間2.5。淋浴污水：下班后1小時(shí)使用，不考慮變化。 （2）工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量 工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算： 式中：Q4 ——工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量，L／s； m ——生產(chǎn)過(guò)程中每單位產(chǎn)品的廢水量定額，L／單位產(chǎn)品； M ——產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量，單位產(chǎn)品/d； T ——每日生產(chǎn)時(shí)數(shù)，h； KZ——總變化系數(shù)。 工業(yè)廢水量日變化系數(shù)較小，接近1。時(shí)變化系數(shù)見(jiàn)下表2.2： 表2.2工業(yè)廢水量時(shí)變化系數(shù) 工業(yè)種類 冶金 化工 紡織 食品 皮革 造紙 時(shí)變化系數(shù)Kh 1.0~1.1 1.3~1.5 1.5~2.0 1.5~2.0 1.5~2.0 1.3~1.8 （3）城市污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)總流量 城市污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總流量一般采用直接求和的方法進(jìn)行計(jì)算，即直接將上述各項(xiàng)污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算結(jié)果相加，作為污水管道設(shè)計(jì)的依據(jù)，城市污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總流量可用下式計(jì)算： （L/s） 2.5污水管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總流量計(jì)算完畢后，還不能進(jìn)行管道系統(tǒng)的水力計(jì)算。為此還需在管網(wǎng)平面布置圖上劃分設(shè)計(jì)管段，確定設(shè)計(jì)管段的起止點(diǎn)，進(jìn)而求出各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量。只有求出設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量，才能進(jìn)行設(shè)計(jì)管段的水力計(jì)算。 （1）設(shè)計(jì)管段的劃分 在污水管道系統(tǒng)上，為了便于管道的連接，通常在管徑改變、敷設(shè)坡度改變、管道轉(zhuǎn)向、支管接入、管道交匯的地方設(shè)置檢查井。對(duì)于兩個(gè)檢查井之間的連續(xù)管段，如果采用的設(shè)計(jì)流量不變，且采用同樣的管徑和坡度，則這樣的連續(xù)管段就稱為設(shè)計(jì)管段。設(shè)計(jì)管段兩端的檢查井稱為設(shè)計(jì)管段的起止檢查井（簡(jiǎn)稱起迄點(diǎn)）。 圖2-4 設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量 （2）設(shè)計(jì)管段的流量確定 如圖2-4所示，每一設(shè)計(jì)管段的污水設(shè)計(jì)流量可能包括以下3種流量。 a）本段流量q1 所謂本段流量是指從本管段沿線街坊流來(lái)的污水量。對(duì)于某一設(shè)計(jì)管段而言，它沿管線長(zhǎng)度是變化的，即從管段起點(diǎn)為零逐漸增加到終點(diǎn)達(dá)到最大。為了計(jì)算的方便，通常假定本段流量是在起點(diǎn)檢查井集中進(jìn)入設(shè)計(jì)管段的，它的大小等于本管段服務(wù)面積上的全部污水量。一般用下式計(jì)算： 式中 q1——設(shè)計(jì)管段的本段流量，L／s； F——設(shè)計(jì)管段服務(wù)的街坊面積，hm2； KZ——生活污水量總變化系數(shù)； qs—— 生活污水比流量，L／(shm2)。 生活污水比流量可采用下式計(jì)算： 式中 n——生活污水定額或綜合生活污水定額，L／(capd)； ρ——人口密度，cap/ hm2。 b）轉(zhuǎn)輸流量q2 轉(zhuǎn)輸流量是指從上游管段和旁側(cè)管段流來(lái)的污水量。它對(duì)某一設(shè)計(jì)管段而言，是不發(fā)生變化的，但不同的設(shè)計(jì)管段，可能有不同的轉(zhuǎn)輸流量。 c）集中流量q3 集中流量是指從工業(yè)企業(yè)或其它大型公共設(shè)施流來(lái)的污水量。對(duì)某一設(shè)計(jì)管段而言，它也不發(fā)生變化。 設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量是上述本段流量、轉(zhuǎn)輸流量和集中流量三者之和。 2.6污水管道的水力計(jì)算 （1）污水管道中污水流動(dòng)的特點(diǎn) 污水在管道內(nèi)依靠管道兩端的水面高差從高處流向低處，是不承受壓力的，即為重力流。 污水中含有一定數(shù)量的懸浮物，它們有的漂浮于水面，有的懸浮于水中，有的則沉積在管底內(nèi)壁上。這與清水的流動(dòng)有所差別。但污水中的水分一般在99％以上，所含懸浮物很少，因此，可認(rèn)為污水的流動(dòng)遵循一般流體流動(dòng)的規(guī)律，工程設(shè)計(jì)時(shí)仍按水力學(xué)公式計(jì)算。 污水在管道中的流速隨時(shí)都在變化，但在直線管段上，當(dāng)流量沒(méi)有很大變化又無(wú)沉淀物時(shí)，可認(rèn)為污水的流動(dòng)接近均勻流。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)每一設(shè)計(jì)管段都按均勻流公式進(jìn)行計(jì)算。 （2）污水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù) 為保證污水管道的正常運(yùn)行，《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)這些因素綜合考慮，提出了如下的計(jì)算控制參數(shù)，在污水管道設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，一般應(yīng)予以遵守。 a)設(shè)計(jì)充滿度 在設(shè)計(jì)流量下，污水在管道中的水深h與管道直徑D的比值（h/D）稱為設(shè)計(jì)充滿度，它表示污水在管道中的充滿程度，如圖2-5所示。 圖2-5 充滿度示意圖 當(dāng)h/D＝1時(shí)稱為滿流；h/D下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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