经济开发区污水处理工程污水处理工程设计方案.docx
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1、经济开发区污水处理工程污水处理工程设计方案1.1 污水管网工程1.1.1 管网布置原则和服务范围开发区污水管网系统的布置应遵循的主要原则是:充分考虑地形地势、地质条件和城市现状建设布局,尽可能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。为实现这一原则,在管网布置时需要研究各种条件,如地形和用地布局、排水体制和线路数目、污水厂和出水口位置、水文地质条件、道路宽度、地下管线及构筑物的位置、工业企业和产生大量污水建筑物的分布情况等,使拟订的路线能因地制宜的利用其有利因素而避免不利因素。除遵循以上原则外还应遵循城市的总体规划。污水管网服务范围为开发区规划范围,面积约17.98平方公里。1
2、.1.2 开发区地形地势及排水管网现状开发区内的地形较为平坦,总体趋势北高南低,东高西低,用地最高点华家湾94.91,最低点东风4S店后66.38o场地高程均在66.389491之间。详见附图开发区目前的排水体制为雨污合流制,排水系统比较简陋,根据地形及竖向规划就近排放。雨水管经雨水主干管、排水沟渠排入厥水河,规划范围内雨水排放分为三个排水分区。成利威大道以北到甘沟子通过新工五路、新工三路、成利威大道收集排入厥水河;成利威大道南至北外环通过三条水渠排入厥水河;北外环到明珠路用她通过过车水沟、城市道路收集排入厥水河。同时担负着开发区的排污、防洪、泻涝。1.1.3 道路系统现状开发区规划道路由四级
3、构成:快速路、主干道、次干道、支路。整个用地三纵四横主干道构成开发区的主要道路系统。三纵主干道:沿河大道为综合性干道,红线控制宽30米;“三一六”国道为交通性干道,红线控制宽76米;三一六外移道路,控制红线为60米。四横主干道路:桃园路、北外环路、星光五路、成利威大道、新工五路,规划为综合性干道,控制红线为30-40米。道路总长度:93.85公里,南北线路公里数:61.25,东西线路公里数:32.60o道路网密度L2KMKM2。1.1.4 管材选择近年来随着工程技术、新型材料的发展,加上大量引进国外先进技术设备,为污水管道管材的选择提供了更多的余地。目前,国内的污水管道主要有UPVC双壁波纹管
4、、PE双壁波纹管、钢筋混凝土管等。污水管网是污水工程中重要的组成部分,污水管道管材的选择,应考虑以下因素: 水力条件好由于污水管道为重力排水系统,为了尽可能减少污水管道的埋深,降低工程投资,要求污水管道内壁光滑。 建设投资省污水管道的费用通常占整个系统建设费用的30%-50%,因此应通过技术经济比较,选择既满足使用要求,又投资省的管材。 双壁波纹管双壁波纹管是一种新型的排水管材,双壁波纹管根据材质的不同可分为UPVC双壁波纹管和PE双壁波纹管。双壁波纹管具有以下特点: 强度大,抗压耐冲击 内壁光滑,流通量大,同流量使用口径比混凝土管小 同管径条件下比混凝土管附设坡度要小 管内不结垢,耐腐蚀 采
5、用橡胶圈承插连接,方法可靠,施工质量易保证 质量轻,搬运安装方便 一般情况,不需要做混凝土基础 使用寿命长,大于50年UPVC 双壁波纹管主要适用于DNS500的管道,PE双壁波纹管主要适用400DN800的管道 钢筋混凝土管钢筋混凝土管是目前国内应用较广泛的排水管材,近年来社会生活使用各种洗涤剂、清洁剂后的排放废水易对混凝土管产生腐蚀,不同程度的降低了管道的使用寿命;另外混凝土管较重,施工难度大;混凝土管采用承插接口、需作混凝土基础;混凝土管易泄露,污染地下水。(1)管材的工程费用比较表5-1管材的综合费用比较表(万元km)UPVC双壁波PE双壁波纹钢筋混凝土排管径纹管管水管DN30026D
6、N40038DN5005560DN6007570DN800195120DNlOOO320140(2)管材的选择根据上述管材的技术经济比较,同时结合开发区地势走向的实际情况,本工程的污水管道管材推荐采用以下方案:300mmDN600mm的污水管道采用钢筋混凝土管1.1.5污水管网设计(1)设计原则根据以上章节的阐述和本工程的特点,确定管网工程的设计原则为:开发区实行雨污分流制的排水体制污水管网为满足污水收集、排放要求,污水干管计算按分流制流量设计污水干管布置在排水集中的地段或城市较低处以利于收管网系统应尽可能多的保障服务范围内各排放单位污水可自流排放 处理好污水管道与现状建(构)筑物及其他管线的
7、关系,尽量减少对企事业单位正常生产、工作和居民生活的影响 尽量减少施工难度 工程总体要求功能齐备、布局合理、运行管理方便 严格按照国家相关标准和规范设计(2)排水分区根据道路现状及开发区地势总体趋势北高南低,东高西低的情况,把开发区分为三个排水分区。第一分区:为成利威大道以北,316国道以西,甘沟子路以南,沿河大道以东的区域,面积是4.5km20第二分区:为成利威大道以南,316国道以西,北外环以北,沿河大道以东的区域,面积是7.98knr2。第三分区:为北外环以南,316国道以西,明珠路以北,沿河大道以东的区域,面积是1.5km20所以本工程确定的污水管网的服务面积约为17.98km?,即上
8、述的第一、二、三排水分区。(3)管道布置结合管网定线原则以及各管网分区的地形地貌特点,同时考虑到开发区道路的建设程度和道路的高程系统,经过与有关主管部门现场踏勘,共同确定开发区内污水干管、主干管的布置。因为污水管道为重力流,必须依靠较为有利的地形条件才能达到技术上可行经济上合理的目的。开发区地形是北高南低,东高西低。各分区干管布置如下:第一分区:污水进入沿成利威大道敷设的污水干管,以及沿沿河大道敷设污水干管。管径为DNlOOODN11OO第二分区:一部分污水进入成利威大道污水干管,另一部分污水进入沿北外环路敷设的污水干管,管径为DNIOo0DNI100o第三分区:污水进入沿北外环路敷设的污水干
9、管,以及沿沿河大道敷设的污水干管。管径为DNlOOODN1100。污水主干管:污水主干管沿沿河大道敷设并最终进入污水处理厂。污水主干管在成利威大道汇入第一分区的污水和第二分区污水干管汇集来的污水,在北外环路汇入第三分区的全部污水,和第二分区污水干管的污水。管径为DN1500。(管网布置详图见附图)(4)管道水力计算Qmax=QsKz式中;Qmax污水管道设计流量(L/S);Qs污水平均流量(Ls);Kz污水总变化系数,近期K=L53,远期K=1.47o流量公式Q=AV(m3s)式中:A水流有效断面面积(a?)V一流速(ms)n流速公式式中i水力坡降R水力半径(m);R=AP湿周(m);n粗糙系
10、数,取0.013。a流速V为了保证管道不淤,流速不小于0.60msb.最大设计充满度表5-2污水管道最大设计充满度一览表管径(mm)最大设计充满度3005000.655009000.7010000.75C.坡度在满足最小设计流速的前提下,水力坡度一般与地势保持一致。污水管道最小设计坡度见表5-3。表5-3污水管道最小设计坡度一览表序号管径(mm)最小设计坡度1DN3003%2DN4002.53%o3DN5002%o4DN6003%o5DN7003%o6DN8003%o7DN9003%o8DNlOOO3%o9DNllOO3%o10DN12003%od.管道起点埋深污水干管的敷设要考虑支管接入的可
11、能性,另根据当地冻土深度、地下水位等情况,设计时确定管道起点覆土LOm。(5)主要附属构筑物在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处及直线管段上每隔一定距离处设置检查井。检查井形式采用圆形,材料采用砖砌或混凝土。污水管道管径在30060Omm时,选用l000砖砌圆形污水检查井,做法参见给水排水标准图集02S51520;管径在60080Omm时,选用l250砖砌圆形污水检查井,做法参见给水排水标准图集02S515-24;管径在800-100Omrn时,选用l500砖砌圆形污水检查井,做法参见给水排水标准图集02S515-29;管径在100o150Omm时,选用矩形砖砌圆形污水检查井,做法参
12、见给水排水标准图集02S515.39、41、42o(6)管道基础排水管道的基础可分为三部分,即地基、基础和管座。地基是指沟槽底的土壤部分,它承受管道和基础的重量、管内水重、管上土压力和地面上的荷载。基础是指管子与地基间的设施。有时地基的强度比较低,不足以承受上面的压力,要靠基础增加地基的受力面积,把压力均匀地传递给地基。从材料上看,基础有土基、砂基、煤屑基础,混凝土基础和钢筋混凝土基础等。前三种是柔性基础,后两种是刚性基础。钢筋殓排水管道通常采用混凝土基础,当管道覆土在0.73.5m之间时,采用120。混凝土基础;当管道覆土在3.56m时采用180。混凝土基础;当管道覆土在6m8m时,采用局部
13、满包混凝土加固处理;双壁波纹管通常采用砂基础。管座是在基础与管道下侧之间的部分,使管道和基础连成一个整件,以增加管道的钢度。管座的中心包角有90。、120和180。几种。本工程设计中,严格按照室外排水设计规范,选择合适的流速、埋深、管道基础、管道接口。(7)管道的施工方法管道施工方法有开槽法和顶管法。本工程中主要方法是考虑采用开槽法。开槽法包括开挖沟槽、下管和稳管、接口、砌筑检查井、质量检查、土方回填如收尾工作。开挖沟槽前,先要确定沟槽的断面形式以及是否需要支撑,当有地下水时,还应确定沟槽排水或降低地下水位的措施。同时,组织好施工力量,准备好土方开挖及运输的机具和土方堆放场地。开挖沟槽后,应及
14、时做好槽底地基和基础的处理。管道施工中应做到以下几点; 所有管材选用必须符合国家现行标准。 采用排水钢筋混凝土的管道,采用承插连接,水泥砂浆抹带接口,120。混凝土带形基础,特殊土层按有关规范进行处理。 采用UPVC双壁波纹管的管道,采用橡胶柔性接口,砂砾垫层基础,特殊土层按有关规范进行处理。 施工开槽在有条件的情况下采用明开法施工,在距已有建筑物较近时采用支撑法开槽或顶管施工,过河处采用顶管施工,施工期间应作好沟槽的降水,确保管道基础在地下水以上,不允许带水施工。 沟槽回填应分层夯实,如沟槽位于道路以内,密实度要求达到道路设计要求。 严格按照有关规定、规程做好施工组织,确保邻近建筑物及人身的
15、安全。特别是当管道距离建(构)筑物较近或敷设在交通繁忙的道路下,且管道埋深较大或地下水水位较高时,要求采取地下水排除、沟槽支撑、禁止大型车辆通行等安全措施。管道应尽量避开文物古迹及树木,防止因管道改造而造成生态环境的破坏。 对于埋深超过6米的管段可采用上部大开槽、下部设支撑直槽的混合槽形式。支撑的形式有横撑、竖撑和板桩三种。横撑适用于土质较好、地下水位较少时。如有少量流砂出现,可在槽壁和撑板间垫上草袋子以阻止流砂渗入。竖撑适用于土质较差、地下水位较高或有流砂情况。板桩适用于地下水位很高或流砂现象严重情况,板桩之间呈企口连接。支撑由撑板、立愣或横愣和撑杠等组成。在地下水位一下开挖管沟时,必须采取
16、排水措施,以及排除积水并防止流砂现象。(8)管道的维护、管理方案排水管道建成通水后,为保证其正常工作,必须经常进行养护和管理主要内容有:定期对管道内积泥的清除、日常的维护(如井盖修、补)采用摄像设备、内窥镜等专业设备对管道质量状况进行定期检查、评估,提出整治计划,并实施修理、整治等措施;排水户污水进入排水管的审批、许可等工作。对于排水管网的清淤,可以采用人工清扫(应配备防毒面具等防护设施,并向管道中通风换气)、水力清通、吸泥清扫车冲洗和利用绞车进行机械清通。1.1.6主要工程量本工程污水管网干管、主干管总长19.94kmo主要工程量如表5-4:表54主要工程量一览表序号名称规格材料单位数量备注
17、5钢筋混凝土管DNlOO0钢砂m7380干管6钢筋混凝土管DNllO0钢经m6620干管7钢筋混凝土管DN1500钢经m5940主干管L2污水处理工程工艺设计本工程推荐方案污水处理厂主要构筑物包括:粗格栅、进水泵房、细格栅、旋流沉砂池、改良型氧化沟、二沉池、储泥池、浓缩及脱水车间、加药间。接触消毒池。厂内粗格栅、进水泵房、细格栅、旋流沉砂池按远期设计流量设计为5万m3d,改良型氧化沟、二沉池按近期2.5万m3d远期增加2.5万m3d设计。1.2.1 推荐方案工艺处理单元构筑物的选型污水处理厂的总体工艺流程一般包括预处理工段、生化处理工段及污泥处理工段。总体工艺流程的确定对污水处理厂的技术经济性
18、能起决定性作用,同时各单元处理工艺及构筑物的选择也是非常重要的,直接影响污水处理厂运行的稳定性、可靠性和灵活性。因此,有必要根据随州曾都经济开发区污水处理厂工程确定的进出水水质和特性,以及总体处理工艺方案等综合考虑工艺流程单元及构筑物的选择和确定。下面为本工程各处理单元的选择。(1)粗格栅站为确保进水泵房及后续处理工段的正常运行,需设置粗格栅,拦截直径大于20三的杂物。为减少粗格栅站对周围环境的影响,粗格栅廊道采用盖板覆盖。格栅选用利用率高、处理效果好、管理简便,在国内普遍采用的回转式机械格栅。(2)进水泵房厂区进水泵房按远期最大设计流量进行设计,污水泵选用无堵塞型潜水排污泵。(3)细格栅站为
19、了使旋流沉砂池和后续生化工段的正常工作,污水处理厂应设置细格栅站,本工程选择有良好运行经验的回转式固液分离机。(4)旋流沉砂池旋流沉砂池去除污水中比重大于2.65,粒径大于0.2mm的无机砂粒,以保证后续生物处理工段的正常运行。为减少旋流沉砂池对周围环境的影响,旋流沉砂池上采用活动盖板覆盖。(5)改良型氧化沟它把连续循环式反应池作为生化反应器,混合液在其中连续循环流动。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置,向反应池的混合液传递水平流速,从而使搅动的混合液在氧化沟内循环流动。(6)二沉池二沉池采用中心进水周边出水辐流式沉淀池。污水在沉淀池中沉淀之后流走,以保证出水中的SS指标。二沉池利用双周
20、边传动刮吸泥机清除底部污泥(7)紫外线消毒渠消毒是为了杀死污水中致病细菌。(8)贮泥池储存及缓冲污泥回流泵站中过来的剩余污泥,使得污泥浓缩脱水机房内的设备能够得以正常运行。(9)污泥浓缩脱水机房对系统中产生的污泥进行浓缩脱水,使含水率较高的污泥变成含水率较低的泥饼,便于污泥后续的处置。(10)预留化学除磷用她随州污水处理工程在设计中设置了两座前置厌氧池,进行强化除磷,尽管出水对TP的要求很高(TPqmg/1),但是由于进水中BOD5/TP相比很高(BoD5:TP=50,远高于常规生活污水),因此系统具备较好的除磷能力。在碳源很充足的情况下,通过排放剩余污泥能够保证磷的去除,但为了应付有可能出现
21、的特殊情况,在厂区东部预留加药间用地,必要时可进行化学除磷。1.2.2 工艺设计随州污水处理厂近期建设规模2.5万m3d,污水总变化系数为1.35,设计温度为12。因一级处理构筑物的设计流量应按远期设计流量设计为5万m3d,故取一级处理构筑物的设计流量为2083m3ho(1)粗格栅站设计流量:Q=2083m3h设备类型:回转式机械粗格栅数量:1台单台流量:Q=5781s性能:B=1.2mb=20mm附属设备:皮带输送机1台栅渣压实机1台方形闸门2台设计流量:Q=2083m3h设备类型:无堵塞潜水排污泵数量:3台(2用1备)(其中设一台变频调速泵)性能:Q=290I/sH=14.5m电机功率:7
22、5KW附属设备:起吊设备1套(3)细格栅站设计流量:Q=2083m3h设备类型:回转式固液分离机数量:1台单台流量:Q=5781/s性能:B=1.25mb=5mm附属设备:螺旋输送压实一体机1台插板闸门3台(4)旋流沉砂池设计流量:Q=2083m3h池型:圆形数量:2座单座流量:Q=5781/s单池尺寸:3650mm主要设备:旋转叶轮1套附属设备:铸铁镶铜圆闸门2台(5)选择池停留时间:20min池型:长方形数量:1座主要设备:潜水搅拌器3台电机功率:1.5KW(6)改良型氧化沟主要设计参数设计流量:1042m3h污泥负荷:0076kgBOD5kgMLSSd容积负荷:0304kgBOD5Pd污
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