第1章 城市污水雨水管网的设计计算1.1、城市污水管网的设计计算 1.1.1 确定城市污水的比流量：由资料可知，丁市人口为41.3万（1987年末的统计数字），属于中小城市，居民生活用水定额（平均日）取150l/cap.d 。

而污水定额一般取生活污水定额的80-90%，因此，污水定额为150l/cap.d*80%=120 l/cap.d 。

则可计算出居住区的比流量为 q 0=864*120/86400=1.20（l/s ） 1.1.2 各集中流量的确定： ○1市柴油机厂 450*103*3.0=15.624（l/s ） ○2新酒厂取用9.69（l/s ） ○3市九中取用15.68 （l/s ） ○4火车站设计流量取用6.0（l/s ） 总变化系数K Z =11.07.2Q （Q 为平均日平均时污水流量，l/s ）。

当Q<5l/s 时，K Z =2.3；当Q 〉1000l/s 时，K Z =1.3；其余见下表： 对于城市居住区面积及街坊的划分可见蓝图所示，而对城市污水管段的计算由计算机计算，其结果可见后附城市污水管网设计计算表。

1.2、城市雨水管网的设计计算：计算雨水管渠设计流量所用的设计暴雨强度公式及流量公式可写成： q=167A 1（1+clgP）/（t1+mt2+b）n式中：q——设计暴雨强度（l/（s·ha））P——设计重现期（a）t 1——地面集水时间（min）m——折减系数t2——管渠内雨水流行时间（min）A1﹑b ﹑c﹑n——地方系数。

首先，确定暴雨强度公式：由资料可计算径流系数ψψ=5%*0.9+15%*0.9+5%*0.4+17%*0.3+13%*0.15 =0.68暴雨强度公式：参考长沙的暴雨强度公式：q=3920（1+0.68lgp）/（t+17）0.86重现期 p=1年,地面集水时间取t1=10 min，t=t1+mt2，折减系数取m=2.0，所以可以确定该地区的暴雨强度公式为：q0=ψ*q=0.68*3920*（1+0.7lg1.0）/（27+2∑t2）0.86=2665.6/（27+2∑t2）0.86对于城市雨水汇水面积及其划分可见蓝图所示，而对城市雨水管段的计算由计算机计算，其结果可见后附的城市雨水管网设计计算表。

特别说明：将雨湖设为一个雨水处理调节水池，雨湖的面积约为11000m3，根据雨湖两侧的地面标高差约为0.2m 则：设雨湖的有效调节水深为0.1m，所以调节水池的容积为1100m2。

设调节水池24h排空一次则：进入雨湖外排管段的集水井的调节水量为：11000000/86400=12.73 (l/s)第2章城市污水处理厂的设计计算2.1、污水处理构筑物的设计计算2.1.1中格栅设计：为保证后续污水提升泵房的安全运行，隔除较大的漂浮物质及垃圾，在污水提升泵房前端设有中格栅。

格栅的间距为e=40mm，栅前部分长度0.5m，中隔栅设2组，水量小时可只开一组，水量大时两组都开启。

配置自动除渣设备。

栅前流速取0.6m/s,栅前水深根据最优水力断面公B1=2h=vQ2=6.0382.0*2=1.13m，则h=0.56m,过栅流速取v=0.7m/s，栅条间隙e=20mm，格栅的安装倾角为60°，则栅条的间隙数为： n=Q max*sinа0.5/ehv=0.382*（sin60°）0.5/（0.02*0.56*0.7）=45.3 n取46栅槽宽度：取栅条宽度为S=0.01 mB2=S*（n-1）+e*n=0.01*（23-1）+0.02*23=0.68m，即每个槽宽为0.68m，则槽宽度B=2*0.68=1.36m（考虑了墙厚）。

栅槽总长度： L=L1+L2+1.0+0.5+tgH1，L 1=112αtg B B -=(1.36-1.13)/(2*tg20°)=0.32m] L 2= L 1/2=0.16m H 1=h+h 2=0.56+0.3=0.86m 则， L=L 1+L 2+1.0+0.5+αtg H 1=0.32+0.16+1.0+0.5+0.86/tg60°=2.48m每日栅渣量：（单位栅渣量取W 1=0.05 m 3栅渣/103 m 3污水）W=Q*W 1=3*104*0.05/103=1.5m 3/d 〉0.2 m 3/d 宜采用机械清渣方式。

栅槽高度：起点采用h 1=0.5m ，则栅槽高度为H=0.56+0.5=1.06m 。

由于格栅在污水提升泵前，栅渣清除需用吊车。

为了便于操作，将栅槽增高0.8m ，以便在工作平台上设置渣筐，栅渣直接从栅条落入栅筐，然后运走。

2.1.2细格栅设计：设栅前水深h=0.56m ，进水渠宽度B 1=2h=1.13。

过栅流速取v=0.8m/s ，栅条间隙e=10mm ，格栅的安装倾角为60°，则 栅条的间隙数为：n=Q max ·sin а0.5/ehv=0.382*（sin60°）0.5/（0.01*0.56*0.8） =79.35 n 取80栅槽宽度：取栅条宽度为S=0.01 m B 2=S*（n-1）+e*n=0.01*（80-1）+0.01*80 = 1.59m 取1.60m 进水渠道渐宽部分长度：L 1= （B 2- B 1）/2tg 1α=（1.59-1.13）/2tg20°=0.65m1α—进水渠展开角，B 2=B —栅槽总宽，B 1—进水渠宽度。

栅槽与出水渠连接渠的渐宽长度：L 2= L 1/2=0.65/2=0.32m过栅水头损失：设栅条为矩形断面，h 1=k*ξ*v 22 *sin α /2gk —系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，取k=3； v 2—过栅流速；ξ—阻力系数，与栅条断面形状有关，ξ=β（s/e ）34，当为矩形断面时，β=2.42。

代入数据得：h 1=3*2.42*（0.01/0.01）34*0.82*sin60°/（2*9.81）=0.21m为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h 1作为补偿。

栅后槽总的高度：取栅前渠道超高为h 2=0.3 （m ），栅前槽高H 1=h+h 2=0.86 mH= h 1+h+h 2=0.21+0.56+0.3=1.07m栅槽总长度：L= l 2+l 1+0.5+1.0+ H 1/tg60° =0.32+0.65+1.0+0.5+0.86/tg60°=2.97m每日栅渣量：取W1=0.1 m3/（103*m3）W=Q max* W1*86400/（K总*1000）=0.382*0.1*86400/（1.4*1000）=2.4 m3/d 〉0.2 m3/d 宜采用机械清渣方式中格栅和细格栅均采用型号为JT的阶梯式格栅清污机，并选用Ø285型长度为5m的无轴螺旋运送机两台。

2.1.3污水提升泵站设计参数：○1平均秒流量Q=261.564（l/s）○2最大秒流量Q max=261.564*1.46=381.88（l/s）○3进水管管底标高31.624m，管径D g=900mm，充满h/d=0.3，水面标高31.957m，地面标高38.300m。

○4出水管提升后的水面标高38.800m经100m管长至污水处理构筑物。

选择集水池与机器间合建式的圆型泵站，考虑3台水泵（其中1台备用）。

设计内容：/2=381.88/2=190.94（l/s）,集水池容积相当每台水泵的容量为Qmax于采用一台泵6min的容量：W=190.94*60*6/1000=68.74（m3）。

有效水深采用H=2.0m，则集水池面积为34.37m2。

选泵前总扬程估算：经过格栅的水头损失为0.1m，集水池最低工作水位与所需提升的最高水位之间的高差为：38.800-（31.624-0.9*0.37-0.1-2.0）=9.609（m）出水管管线水头损失：a）总出水管：Q=381.88l/s，选用管径500mm，v=1.94m/s，1000i=9.88。

当一台水泵运转时，Q=190.94l/s，v=0.97m/s 〉0.7m/s。

设总出水管管中心埋深1.0m，局部损失为沿程损失的30%,则泵站外管线水头损失为：[320+（38.800-38.300+1.0）]*9.88*1.3/1000=4.129mb）水泵总扬程：泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m，则水泵的总扬程为：H=1.5+4.129+9.609+1.0=16.239（m）c）选泵：选用250WD污水泵3台（其中1台备用），水泵参数如下：Q=180.5—278l/s H=12—17m 转数n=730转/分轴功率N=37—64KW 配电动机功率70KW 效率η=69.5—73% 允许吸上真空高度Hs=4.2—5.2m 叶轮直径D=460mmd）泵站经平剖面布置后，对水泵总扬程进行核算：吸水管路水头损失计算：每根吸水管Q=190.94l/s，选用管径450mm，v=1.21m/s，1000i=4.41。

根据图示，直管部分长度为1.2m，喇叭口(ξ=0.1),Dg=450mm90º弯头1个（ξ=0.67），Dg =450mm闸门1个（ξ=0.1），Dg=450×dg200mm渐缩管1个（ξ=0.21）沿程损失：1.2*4.41/1000=0.0053m局部损失：（0.1+0.67+0.1）*1.212/2g+0.21*6.52/2g=0.518（m）则吸水管路水头总损失为：0.518+0.0053=0.523（m）出水管路水头损失计算：（计算图见泵房平剖面图）每根出水管Q=190.94l/s，选用管径400mm，v=1.53m/s，1000i=8.23。

从最不利点A点起，沿A、B、C、D、E线顺序计算水头损失：A—B段Dg 200×400mm渐放管1个（ξ=0.30），Dg400mm单向阀1个（ξ=1.40），Dg 400mm90º弯头1个（ξ=0.60），Dg400mm阀门1个（ξ=0.10）。

局部损失：0.30*6.52/2g+（1.40+0.60+0.10）*1.532/2g=0.90（m）B—C段选用Dg500mm管径，Q=190.94l/s，v=0.97m/s，1000i=2.60，直管部分长0.70m，丁字管1个（ξ=1.5，转弯流）。

沿程损失：0.70*2.60/1000=0.002（m）局部损失：1.5*1.532/2g=0.179（m）C—D段选用Dg500mm管径，Q=381.88l/s，v=1.94m/s，1000i=9.88，直管部分长0.70m，丁字管1个（ξ=0.10，直流）。