摘 要

福建省永定县坐落在福建省的西南处，北纬24°23′-25°06′，东经116°25′-117°05′，主要河流为永定河，自西向东流行，冬季偏北风 ，夏季偏南风。近期规划居民数10万人，远期规划居民数14万人。新城区缺乏统一的雨污分流排水规划。

本设计旨在完成福建省永定县新区的排水工程设计，其中包括雨水、污水管网工程和污水处理厂工程的初步设计。管网设计采用雨污完全分流式，污水由东侧总干管收集后汇入污水处理厂进行处理，雨水采用顺坡分散式排入北侧永定河内。根据流域特点及夏季盛行风，污水厂定于城区东北角河流下游处，水厂近期设计规模为2万吨/天，远期规模3万吨/天，主体生物工艺采用A²O同步脱氮除磷，出水标准达GB18918-2002一级A出水标准，基本处理流程为：粗格栅→进水提升泵房→细格栅及旋流沉砂池→生物池→配水井→二沉池→高密度沉淀池→滤布滤池→接触消毒池→巴氏计量槽。出水标准达GB18918-2002一级A出水标准。

设计最终提交成果包括：污水管线平面图、污水管线下游的干管纵断面图、雨水管线平面图、污水厂平面高程布置图、初次提升泵房工艺图、生物反应池工艺图、二沉池工艺图、高密度沉淀池工艺图、消毒池工艺图、设计说明书及设计计算书。

关键词：永定县新区排水工程；污水管网；雨水管网；污水处理；A²/O法

Abstract

Yongding County, Fujian Province is located in the southwestern part of Fujian Province, north latitude 24°23′-25°06′, east longitude 116°25′-117°05′, the main river is Yongding River, flow from west to east, northerly wind in winter, summer bias south wind. The planned population is 100,000 in the near future, and the long-term planning population is 140,000. The new city lacks a unified rainwater and sewage diversion drainage plan.The design aims to complete the drainage engineering design of the Yongding County New District of Fujian Province, including the preliminary design of the rainwater, sewage pipe network project and sewage treatment plant project. The pipe network design adopts the complete splitting of rain and sewage. The sewage is collected from the east main trunk and then sent to the sewage treatment plant for treatment. The rainwater is discharged into the Yongding River on the north side by the slope. According to the characteristics of the river basin and the prevailing winds in summer, the sewage plant is located in the lower reaches of the northeast corner of the city. The water plant has a recent design scale of 20,000 tons/day and a long-term scale of 30,000 tons/day. The main biological process uses A²O simultaneous nitrogen and phosphorus removal. The basic processing flow is: coarse grid → water inlet pumping station → fine grid and swirling grit chamber → A²O biological reactor → water distribution well → secondary sedimentation tank → high density sedimentation tank → filter cloth filter → contact disinfection tank → Pap test cell. The effluent standard reaches the standard water output standard of GB18918-2002.The final submission results include: sewage pipe network plan, section of downstream main pipe of sewage pipe network, plan of rainwater pipe network, plane elevation map of sewage plant, process map of lifting pump house, process diagram of biological pool, process diagram of secondary sedimentation tank, process of disinfection tank Figure, high-density sedimentation tank process diagram, design specification and design calculation book.

Key Words：Yongding County New District Drainage Project; Sewage network; Rainwater pipnetwork; Sewage treatment; A² / O method

目 录

第1章 绪论 1

第2章 设计说明书 2

2.1 原始资料 2

2.1.1自然条件 2

2.1.2城市概况 3

2.1.3城市排水现状简述 3

2.1.4工业废水情况 3

2.2设计依据 3

2.3排水管网设计说明 4

2.3.1排水体制的选择 4

2.3.2厂址的选择 4

2.3.3 污水管网设计 4

2.3.4 雨水管网设计 5

2.4 污水处理厂设计说明书 5

2.4.1污水处理工艺流程确定 5

2.4.2污水处理主体构筑物的选择 6

2.4.3 污水处理主体构筑物的工艺设计 8

2.4.4工艺流程图 13

2.4.5污水处理厂平面高程布置 13

2.5 排水工程总投资估算 14

2.5.1管网经济估算 14

2.5.2 污水厂工程经济估算 14

第3章 设计计算书 15

3.1污水管网计算 15

3.1.1设计流量 15

3.1.2 污水管网流量设计计算 17

3.1.3 污水管设计水力计算 18

3.2雨水管网的计算 19

3.2.1雨水管网的管线布置 19

3.2.2 雨水管渠设计流量计算公式 20

3.2.3水力计算 22

3.3污水处理厂设计计算 22

3.3.1污水厂规模及设计流量的确定 22

3.3.2 进出水水质的确定 23

3.3.3 泵前中格栅的设计计算 24

3.3.4 泵房后细格栅的设计计算 26

3.3.5 旋流式沉砂池的设计计算 28

3.3.6 生物池设计计算 29

3.3.7 二沉池的设计计算 41

3.3.8 综合井的设计计算 46

3.3.9高密度沉淀池的设计计算 48

3.3.10转盘滤池 55

3.3.11消毒池及加氯间 56

3.3.12巴氏计量槽的设计 57

3.3.13 加药间的设计计算 59

3.3.14 污泥处理的设计计算 59

3.3.15污水处理厂的平面布置 61

3.3.16污水处理厂的高程布置及经济计算 63

3.3.17 提升泵房设计计算 66

第4章 经济估算 71

4.1排水管道工程投资估算 71

4.1.1污水管道经济投资估算 71

4.1.2雨水管网积极投资估算 72

4.2处理成本估算 73

4.2.1水厂工程造价 73

4.2.2污水处理成本计算 73

第5章 结语 76

参考文献 77

附录 78

附表a 污水布置方法一面积划分统计表 79

附表b 污水布置方法二面积划分统计表 80

附表c 污水布置方法一流量计算表 81

附表d 污水布置方法二流量计算表 84

附表e 污水布置方法一水力计算表 87

附表f 污水布置方法二流量计算表 90

附表g 雨水面积划分表 93

附表h 雨水水力计算表 96

致谢 106

第1章 绪论

永定县北面有永定河由西向东流过，可供雨水排放。新城区缺乏统一的排水规划和排水管涵的建设，管理比较混乱。未经处理的污水排入永定河，影响水体环境。永定河规划为III类水体。据采样分析，永定河永定县新区段以上水质符合II类水质功能区标准，以下则未达III类水体标准。

雨水排水系统的不完善，易产生城市内涝，不利于经济的发展，影响居民生活品质，污水收集处理系统的不完善对环境破坏严重，不利于长期发展。因此，本设计对永定县的排水系统不完善进行改造，可以充分改善居民生活质量，并对环境保护起到积极意义。

在污水管线设计，在城区东侧街道设置主干管，干管由西向东沿街布置，收集污水后汇流入主干管内，统一收集送至污水处理厂进行处理。

在雨水设计中，按照福建省永定县新区的总体规划图，依据实际地形，将其划分为四个排水流域，采用分散出口排水。雨水干管沿街由南向北垂直于永定河的河流方向顺坡排水， 雨水口布置于永定河的南岸，共设置4个雨水排放口，均采用重力流流入自然水体中。

在水厂的设计中，主体处理工艺为A²O生物反应池，处理流程为：粗格栅→进水提升泵房→细格栅及旋流沉砂池→生物池→配水井→二沉池→高密度沉淀池→滤布滤池→接触消毒池→巴氏计量槽。为保证出水水质要求，在常规二级处理之后，增加了深度处理工艺，通过投加药剂强化混凝沉淀，进而起到强化脱氮除磷，降低SS的作用。

新区的排水工程建设完成，将对当地的居民生活质量带来巨大提高，为城镇的环境带来改观，减轻人类活动对自然环境的污染，有利于当地的长期发展。并对当地的经济发展带来积极的影响。同时也有效控制了，在雨水量较大的情况下，城镇内涝，积水给人民生活带来不便的影响。

第2章 设计说明书

2.1 原始资料

2.1.1自然条件

（1）地理位置

永定县位于福建省西部，永定县新区位于永定县中部，西北与西溪乡接壤，东、南、西均与城郊乡相连，系县政府驻地，全县政治、经济、文化中心。本次设计范围为永定县新城区，地形较平坦。主要河流有永定河，由西向东流过。

（2）气象资料

①气温

年平均气温18.5℃~20.8℃。

②降雨量

年平均降水量1723~2019mm。

③主要风向

冬季：偏北风，夏季：偏南风。

④风速

年平均风速1.7米/秒

（3）工程地质与地震资料

城区表层为粘性土，厚2.0~5.1米，其下为沙砾层，深5.0~8.0米。土基承载力一般为18~42MPa，该市地震烈度为4度。

（4）水文资料

①永定河水位（黄海高程）

历年平均：441.45米，历年最高（1/20）：453.67米。

②流量

年平均流量27米³/秒，丰水年47米³/秒，枯水年15.2米³/秒。

③流速

最大断面平均流速：0.1米/秒，最小断面平均流速：0.21米/秒。

（5）水质资料（永定河）

表2.1 永定河水质

（6）水文地质资料

该县地下水位平均在地面以下2.70m左右。

2.1.2城市概况

（1）城市规划简述（附城市规划图）

永定县属龙岩市辖区，现已初步建立煤炭、建材、电力、化工、铸造、卷烟、冶金、机械、食品加工等工业行业。规划永定县新区为以酿洒、食品加工为主，兼具旅游功能的现代化城市。

（2）人口与建筑物层次规划

根据该县的总体规划，近期（2020年）该区总人口为10万人，远期（2030年）该区总人口为14万人。目前该区的建筑主要以三、五层为主，近期变化不大，室内有给排水设备及淋浴设备。远期规划为七、八层楼房，室内有卫生及淋浴设备，但仍无集中热水供应。

（3）城市绿地面积

全区建成后绿化面积为95.43公顷。

2.1.3城市排水现状简述

永定县北面有永定河由西向东流过，可作为雨水排放水体。新城区缺乏科学合理的排水规划和排水管涵的建设。未经处理的污水沿河分散排入永定河，对水体环境造成破坏。永定河规划为III类水体。据采样分析，永定河永定县新区段上游水质达到国标II类水质标准，以下则未达III类水体标准。

2.1.4工业废水情况

该城区除啤酒厂、厦凤食品厂外，还有一些零星工厂企业。其中啤酒厂日平均污水量近期为500m³/d，远期为800m³/d，K_h=1.33。厦凤食品厂日平均污水量近期为400m³/d，远期为800m³/d，K_h=1.52。其它零星工业废水的平均流量，约为整个城区生活污水平均流量的10%左右。

2.2设计依据

（1）《永定县新区排水工程设计》设计任务书；

（2）永定县新区规划图一张，比例尺1：5000；

（3）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；

（4）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）；

（5）《给水排水设计手册（第3册）城镇给水》（第三版）；

（6）《给水排水设计手册（第5册）城镇排水》（第三版）；

（7）《给水排水设计手册（第10册）技术经济》（第三版）；

（8）《给水排水设计手册（第11册）常用设备》（第三版）；

（9）《城市污水处理工程项目建设标准》；

（10）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；

（11）《厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范》（HJ 576-2010）；

（12）《泵站设计规范》（GB/T50265-2010）；

（13）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）。

2.3排水管网设计说明

2.3.1排水体制的选择

排水体制的选择与对应地区的未来发展休戚相关。分流制排水系统比较灵活，符合当今社会发展需要，可充分利用自然资源，保护环境的同时有利于发展，故本设计采用完全分流制，设计一套完整的雨水、污水管道收集系统，进行雨、污分流，污水由管网收集统一送往污水厂处理。

2.3.2厂址的选择

福建省永定县夏季盛风为西南风，同时考虑到河流流域自西向东流动，污水厂厂址定于新区东北角。

2.3.3 污水管网设计

（1）污水主干管布置在城区东侧，沿从南至北布置，布置见（附图一）。地面坡度经计算如下：

（2.1）

（2）污水主干管布置在城区北侧，沿永定河从西向东布置，布置见（附图二）存在一处弯折。地面坡度经计算如下：

（2.2）

通过比较可以看出，污水干管的设计应当保证顺直，以免发生悬浮物的沉积。管径较粗，其设计坡度i则相对较小，管径较细，其设计坡度i则相对较大。为充分利用地形特点，减少埋深，主干管布置应当沿着地面坡度相对较小的方向布置，支管选择在坡度较大方向布置。因此采用（1）方式所叙述的布置方式。

（3）进行经济预算显示，布置方法一的经济估算费用为1253.16万元，布置方法二的经济估算费用为1352.17万元。综合考虑采用方法二布置。